Установка для термической обработки дорожных покрытий

Полезная модель относится к области дорожно-строительной техники. Установка включает перемещаемую раму, установленную на шасси, у которой есть вывод на асфальтоукладчик в виде жесткой сцепки, источник питания, коллекторы и нагреватели, защитный элемент нагревателей в виде кожуха с отверстиями для отвода продуктов сгорания и датчик температуры. Нагреватели закреплены с помощью держателей и обращены в сторону дорожного покрытия. Отличиями заявляемой установки является наличие рассекателя пламени, расположенного с нижней стороны рамы, выполнением его в виде ряда сеток из жаропрочного металла, установленных друг над другом со сдвигом отверстий соседних сеток, а также выполнение датчика в виде термопары роликового типа, установленной с возможностью касания покрытия. Заявляемая установка повышает эффективность дорожного строительства без увеличения его стоимости при сокращении времени термообработки участка дорожного покрытия. 1 нез.п. ф-лы, 3 зав.п. ф-лы, 2 фиг., 1 пр.

Полезная модель относится к области дорожно-строительной техники и может быть использована для создания защиты дорожных покрытий из холодных органо-минеральных смесей с дисперсными органическими вяжущими в процессе строительства и ремонта дорожных покрытий.

Известны устройства для нагрева асфальтобетонного дорожного покрытия [патент RU на изобретение 2093635, патент RU на изобретение 2100519], в которых в качестве нагревательных элементов используют СВЧ - излучатели.

Однако до настоящего момента СВЧ излучатели не получили широкого распространения в дорожной отрасли в силу высокой стоимости устройств и трудоемкости использования, а также необходимости введения дополнительных средств защиты от излучения работающего персонала. Для применения данных устройств необходимо иметь персонал высокой квалификации. Все перечисленное не позволяет использовать технику СВЧ в каждодневной практике строительства и ремонта покрытий автомобильных дорог.

Известно также устройство для прогрева свежеуложенных бетонных смесей [патент RU на изобретение 2165847], содержащее установленную на колесах раму и смонтированный на ней источник тепловой энергии в виде кольцевого газового коллектора с форсунками, установленными в плоскости, параллельной покрытию.

Для приведения устройства в движение используется установленный на раме двигатель Стирлинга.

Недостатком данного устройства является увеличение теплозатрат на проведение прогрева покрытия, поскольку отсутствует контакт наиболее высокотемпературной части факела - его вершины с покрытием. К недостаткам двигателя Стирлинга следует отнести его высокую стоимость по сравнению с поршневыми двигателями, а также большие габариты и массу. Кроме того устройство не обеспечивает равномерного прогрева покрытия, и в нем отсутствует система контроля за температурой покрытия.

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является линейка -нагреватель для разогрева отдельных небольших мест и краев покрытия, представляющая собой тележку, на которой установлен блок горелок инфракрасного излучения и баллон с газом [Дорожные асфальтобетонные технологии: Пособие асфальто-бетонщику. - М.: МАКС Пресс, 2000, с.70-71]

К недостаткам данного устройства относится длительный разогрев покрытия до рабочей температуры, большой расход газового топлива, необходимость частой замены дорогостоящих и легкобьющихся в условиях дорожного строительства инфракрасных разогревателей. При использовании устройств с инфракрасным излучением высока вероятность неравномерного нагрева покрытия, так как определенные зоны асфальтового покрытия поглощают излучение, например масляные пятна, а другие отражают, например, наполнитель светлого цвета. Поверхность излучающей панели только через 5-10 минут после поджигания горючей смеси нагревается до рабочей температуры и становится источником инфракрасного излучения.

Задача заявляемой полезной модели - повышение эффективности работы установки для устройства защитного слоя без увеличения ее стоимости при сокращении времени термообработки участка дорожного покрытия из холодных органоминеральных смесей с диспергированными органическими вяжущими.

Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что установка для термической обработки дорожных покрытий, включающая установленную на шасси перемещаемую раму с выводом на асфальтоукладчик в виде жесткой сцепки, размещенный на верхней стороне рамы источник питания, соединенный посредством коллекторов с нагревателями, закрепленными с помощью держателей и обращенными в сторону дорожного покрытия, защитный элемент нагревателей в виде кожуха с отверстиями для отвода продуктов сгорания и датчик температуры, снабжена рассекателем пламени, расположенным с нижней стороны рамы и выполненным в виде ряда сеток из жаропрочного металла, установленных друг над другом со сдвигом отверстий соседних сеток, а датчик температуры выполнен в виде термопары роликового типа, установленной с возможностью касания покрытия.

Заявляется также установка с вышеописанными признаками, снабженная, по крайней мере, одним вальцом, внешняя рабочая поверхность которого имеет неоднородности для придания шероховатости дорожному покрытию.

Кроме того, заявляется установка с вышеописанными признаками, в которой каждый из вальцов имеет набор съемных внешних рабочих поверхностей с заданными размерами и видами неоднородностей в виде углублений.

Заявляется также установка с вышеописанными признаками, в которой датчик температуры имеет вывод на потенциометр, установленный за пределами установки.

Технический результат полезной модели заключается в том, что заявляемая конструкция установки позволяет уменьшить время создания защитного слоя в верхней части покрытий из холодных органоминеральных смесей с диспергированными органическими вяжущими без снижения их качества, поскольку в ней предусмотрены узлы, вынесенные в отличительные части формулы и описанные в сущности полезной модели, обеспечивающие одновременное выполнение операций уплотнения смеси и термообработки покрытия. Введение современных средств контроля и управления процессом, в частности датчика температуры, делает заявляемую установку более привлекательной, поскольку позволяет избежать выгорания органического вяжущего. Контроль температуры исключает также недостаточный нагрев покрытия, при котором не будет обеспечено необходимое упрочнение образующегося защитного слоя. Конструкция установки обеспечивает быстрое, практически экстренное, создание защитных слоев на покрытиях из свежеуложенных холодных органоминеральных смесей с диспергированным органическим вяжущим в условиях невозможности ограничения движения на участке работ, например, в городских условиях при непрекращающемся движении транспорта и отсутствии объездных путей, а также при чрезвычайных ситуациях.

Дополнительным техническим усовершенствованием заявляемой установки является наличие узла, обеспечивающего получение шероховатой поверхности создаваемого защитного слоя. Введение, по крайней мере, одного вальца с заданным рисунком неоднородности на его рабочей поверхности обеспечивает длительную эксплуатацию защитного слоя покрытия при повышении безопасности движения на нем.

Установка описана с помощью фиг.1 - общей конструктивной схемы и фиг.2 - схематичного изображения установки для термообработки дорожных покрытий из холодных органоминеральных смесей с диспергированными органическими вяжущими, вид сзади. Обе представленные фигуры имеют разрезы. Детали, входящие в установку, обозначены позициями:

1 - шасси;

2 - рама;

3 - штанги;

4 - асфальтоукладчик;

5 - защитный шкаф;

6 - источник питания;

7 - коллекторы;

8 - нагреватели;

9 - рассекатель пламени;

10 - кожух;

11 - держатели;

12 - эжекторы;

13 - валец;

14 - съемная рабочая поверхность вальца;

15 - перегородка;

16 - вентилятор;

17 - откидная крышка;

18 - гибкие фартуки;

19 - отверстия для отвода продуктов сгорания;

20 - датчик температуры;

21 - гидроцилиндры.

Установка представляет собой установленную на шасси 1 перемещаемую металлическую раму 2, имеющую жесткую сцепку в виде металлических штанг 3 к асфальтоукладчику 4. Последний 4 не является частью, входящей в заявляемую установку. Длина штанг 3 обеспечивает расстояние между асфальтоукладчиком 4 и установкой не менее половины габаритной ширины асфальтоукладчика 4. Конструкции сцепных звеньев (на фиг. не показаны) обеспечивают движение установки по траектории асфальтоукладчика 4 с фиксированным интервалом между ними. Ширина рамы составляет порядка 4 метров. Максимальная длина рамы 5 метров. В верхней части рамы 1 размещен находящийся в защитном шкафу 5 источник питания 6, соединенный посредством коллекторов 7 с нагревателями 8, обращенными в сторону дорожного покрытия. В качестве нагревателей могут быть использованы газовые или жидкотопливные горелки. При использовании газового топлива источник питания 6 представляет собой газовый баллон, а при использовании жидкого - бак с топливом. Регулирование температурного режима нагрева поверхности покрытия производится путем изменения количества энергоносителя, поступающего к нагревателям 8. Изменять количество поступающего к нагревателям 8 газообразного энергоносителя можно, например, с помощью вентиля, жидкого - с помощью насоса. Отличительный элемент заявляемой установки - набор сеток из жаропрочного металла, составляющих рассекатель пламени 9, установленных в нижней части рамы 2 под нагревателями 8. Рассекатель пламени 9 обеспечивает равномерный нагрев пламенем поверхности свежеуложенных покрытий из холодных органоминеральных смесей с диспергированными органическими вяжущими. Для снижения теплопотерь, защиты персонала и защиты пламени от угасания блок нагревательных элементов 8 и рассекатель пламени 9 закрыты теплоизолирующим кожухом 10 из жаростойкого материала с открытым дном. В верхней части кожуха 10 выполнены отверстия для нагревательных элементов 8, которые закреплены в них с помощью металлических держателей 11. Подсос необходимого для горения воздуха осуществляется расположенными над кожухом 10 эжекторами 12 нагревателей 8. В задней по ходу движения части рамы 2 с помощью подшипников качения (на фиг. не показаны) зафиксирован валец 13, обеспечивающий создание шероховатой поверхности при перекатывании его по разогретому покрытию. На вальце 13 могут устанавливаться съемные рабочие поверхности 14 с различной глубиной неоднородностей, что позволяет получать различную высоту выступов шероховатости. В полости кожуха 10 установлена вертикальная перегородка 15, выполненная из материала кожуха, разделяющая его на две зоны. В первой зоне по ходу движения установки происходит нагрев покрытия, в другой зоне с помощью вальца 13 происходит создание шероховатой поверхности прогретого до 120-170°C покрытия. В перегородке 15 установлен, как минимум один, вентилятор 16, засасывающий продукты сгорания из области горения в область создания шероховатой поверхности покрытия, где они обогревают до температуры 100-140°C съемную рабочую поверхность 14 вальца 13, что обеспечивает исключение налипания на съемную рабочую поверхность 14 вальца 13 материала покрытия. Над вальцом 13 в кожухе 10 предусмотрена откидная крышка 17, выполненная из материала кожуха, что позволяет непосредственно на месте производства работ производить замену или очистку съемной рабочей поверхности 14 вальца 13. Для снижения теплопотерь на кожухе 10 по периметру области нагрева в зоне контакта с покрытием подвешены гибкие фартуки 18 с возможностью их вертикального перемещения. По периметру кожуха в области создания шероховатости выполнен, например, просверливанием ряда отверстий 19 для отвода отходящих газов. Установка снабжена системой контроля температуры покрытия, в виде находящегося в кабине машиниста асфальтоукладчика 4 потенциометра (на фиг. не показан), соединенного электрическим проводом (на фиг. не показан) с установленным в полости кожуха на вертикальной перегородке 15 датчиком температуры 20 в виде термопары роликового типа. Датчик температуры 20 касается покрытия и установлен подпружинено, что позволяет определять температуру покрытия на участках с неровностями. Шасси 1 снабжено гидроцилиндрами 21, что обеспечивает возможность регулирования высотного положения рамы 2 относительно покрытия. Гидроцилиндры 21 соединены шлангами (на фиг. не показаны) с гидронасосом (на фиг. не показан) асфальтоукладчика 4.

Устройство работает следующим образом.

На месте производства работ заявляемую установку соединяют с помощью вывода на асфальтоукладчик 4 в виде жесткой сцепки, например металлических штанг 3. Включают нагревательные элементы 8. Топливо к нагревателям сначала подают слабой струей, постепенно увеличивая его подачу до нормальной, что делается во избежание угасания пламени. Зажигают горелки с помощью электрозапальника. Через 20-80 сек после включения нагревателей 8, когда температура покрытия достигает порядка 120-170°C, с помощью гидропривода поднимают заднее по ходу движения шасси 1, при этом часть веса установки переносится на валец 13. Переднее по ходу движения шасси 1 с помощью гидропривода поднимают на высоту, обеспечивающую параллельность блока нагревательных элементов 8 с покрытием. Далее асфальтоукладчик 4 начинает перемещать заявляемую установку следом за собой с постоянной скоростью 2-5 м/мин. При этом одновременно с распределением и уплотнением смеси асфальтоукладчиком производят нагрев поверхности покрытия нагревательными элементами до 120-170°C и создают шероховатость покрытия неоднородной рабочей поверхностью 14 вальца 13, которая во избежание налипания на нее материала покрытия обогревается продуктами сгорания. После остывания покрытия до температуры воздуха на нем образуется шероховатый защитный слой из сформировавшегося материала покрытия толщиной 7-10 миллиметров с высотой выступов шероховатости порядка 5 миллиметров.

В случае перерывов в работе нагреватели 8 необходимо выключить. При перерывах в работе более 2-х минут во избежание налипания материала покрытия на рабочую поверхность 14 вальца 13, необходимо с помощью гидропривода шасси 2 поднять раму 1 над покрытием на высоту, полностью исключающую контакт рабочей поверхности 14 вальца 13 с покрытием. Заявляемая установка имеет сигнальную окраску, улучшающую ее видимость на дороге и подчеркивающую габариты.

Пример.

Заявляемая полезная модель реализована в экспериментальном образце установки, изготовленной на одном из предприятий г.Саратова. Изделие проходит практическую апробацию. Найденные конструктивные усовершенствования рассчитаны практически обоснованы, внесены в изменения и оправдали конструктивную целесообразность.

1. Установка для термической обработки дорожных покрытий, включающая установленную на шасси перемещаемую раму с выводом на асфальтоукладчик в виде жесткой сцепки, размещенный на верхней стороне рамы источник питания, соединенный посредством коллекторов с нагревателями, закрепленными с помощью держателей и обращенными в сторону дорожного покрытия, защитный элемент нагревателей в виде кожуха с отверстиями для отвода продуктов сгорания и датчик температуры, отличающаяся тем, что она снабжена рассекателем пламени, расположенным с нижней стороны рамы и выполненным в виде ряда сеток из жаропрочного металла, установленных друг над другом со сдвигом отверстий соседних сеток, а датчик температуры выполнен в виде термопары роликового типа, установленной с возможностью касания покрытия.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена, по крайней мере, одним вальцом, внешняя рабочая поверхность которого имеет неоднородности для придания шероховатости дорожному покрытию.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что каждый из вальцов имеет набор съемных внешних рабочих поверхностей с заданными размерами и видами неоднородностей в виде углублений.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что датчик температуры имеет вывод на потенциометр, установленный за пределами установки.