Холодная переработка на месте асфальтобетонного материала с использованием проточного нагревательного устройства для асфальто-цементной смеси
Технологическая линия оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте, предназначенная для перемещения вдоль дорожного полотна с асфальтобетонным покрытием, с целью переработки материала асфальтобетонного дорожного покрытия и ремонта асфальтобетонного дорожного полотна включает фрезерную машину, предназначенную для срезания материала асфальтобетонного дорожного покрытия с дорожного полотна. Технологическая линия оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте также включает расходный резервуар для асфальто-цементной смеси и механизм для подачи и распыления асфальто-цементной смеси на материал асфальтобетонного дорожного покрытия, удаленного с дорожного полотна. Нагревательное устройство сообщается по текучей среде с расходным резервуаром для асфальто-цементной смеси и с механизмом для подачи и распыления асфальто-цементной смеси на материал асфальтобетонного дорожного покрытия, удаленного с дорожного полотна. Нагревательное устройство предназначено для разогрева асфальто-цементной смеси, поступающей из расходного резервуара для асфальто-цементной смеси, до подачи и распыления асфальто-цементной смеси на материал асфальтобетонного дорожного покрытия, удаленного с дорожного полотна. 12 з.п. ф-лы, 17 ил.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящей заявкой испрашивается приоритет предварительной заявки на патент США № 62/441631, поданной 3 января 2017 года.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение в целом относится к ремонту или обновлению дорожных покрытий автомобильных дорог с использованием битума для дорожного покрытия. Более конкретно, настоящее изобретение относится к оборудованию, предназначенному для использования при обновлении дорожного покрытия автомобильных дорог с использованием прошедшего холодную переработку на месте асфальтобетонного материала.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Зачастую ремонт дороги проводят путем укладки поверх существующего дорожного покрытия (выполненного из бетонной либо битумной смеси для дорожного покрытия) нового слоя (зачастую называемого «выравнивающим слоем покрытия») бетонного или битумного материала для дорожного покрытия. Тем не менее, без предварительной обработки поверхности указанный способ дорожного ремонта в целом приводит к нанесению недостаточного количества материала для дорожного покрытия на участки, изрезанные колеями, с выбоинами/колдобинами или иным образом поврежденные участки, так как дополнительный верхний слой дорожной одежды будет уложен при том же самом расчете нормы на единицу ширины дороги на поврежденных участках (которые характеризуются большей глубиной выбоин по ширине, которые необходимо заполнить материалом для дорожного покрытия), как и на неповрежденных участках. Из-за пониженной толщины уложенного верхнего слоя покрытия на ранее поврежденные участки на новом дорожном покрытии вновь образуются колеи, либо покрытие будет иным образом повреждено вследствие износа в течение непродолжительного периода времени. Тем не менее, за счет фрезерования поверхности поврежденного дорожного покрытия до одинакового уровня по высоте поверхности ниже уровня поврежденных участков при укладке нового слоя дорожного покрытия обеспечивается создание равномерной толщины вновь уложенного дополнительного слоя дорожного покрытия по всей ширине поверхности дорожного полотна. Указанный способ обновления дорожного покрытия может быть использован с целью достижения первоначальных высотных отметок поврежденного дорожного полотна, в то время как укладка выравнивающего слоя асфальтобетонного покрытия поверх поврежденного, но нефрезерованного дорожного покрытия, зачастую приводит к увеличению высоты поверхности дороги или к превышению первоначальных высотных отметок некоторых участков дорожного полотна. Ремонт дорожного полотна без фрезерования может привести к необходимости увеличения высоты придорожной полосы, дорожного ограждения и крышек люков, а также к корректировке габаритов эстакад по высоте, в то время как при использовании надлежащего способа фрезерования проведение таких работ исключается. Применение фрезерования до обновления дорожного покрытия также позволяет достичь надлежащий продольный и поперечный уклон дороги и тем самым избежать проблем, связанных с дорожным дренажом и безопасностью движения. Кроме того, фрезерование, как правило, позволяет создать грубую поверхность, обеспечивающую укладку и прочное связывание с новым слоем асфальта или иного поверхностного слоя дорожной одежды. Наконец, фрезерование позволяет получить сырьевой материал, который может быть переработан и утилизирован при производстве новых материалов для дорожного покрытия.
Дорожная фрезерная машина снабжена фрезерным барабаном, включающим несколько режущих зубьев, установленных по его окружности, при этом барабан, как таковой, установлен в корпусе для фрезерного барабана. Дорожная фрезерная машина предназначена для перемещения по поверхности дорожного полотна для фрезерования поверхности с целью удаления дорожного покрытия, изготовленного из асфальта или портландцементного бетона, при подготовке материала дорожного покрытия для переработки и (или) при подготовке к укладке выравнивающего слоя дорожного полотна. Типовая дорожная фрезерная машина включает один или более транспортировочных конвейеров, предназначенных для удаления фрезерованного материала для покрытия дорог из зоны расположения фрезерного барабана и его транспортировки от участка работы дорожной фрезерной машины для загрузки в стоящий рядом самосвал. Дорожный стабилизатор/машина для восстановления дорог аналогичны дорожной фрезерной машине в том, что они представляет собой автотранспортное средство на колесном или гусеничном ходу, снабженное фрезерным барабаном, включающим несколько режущих зубьев, установленных по его окружности, при этом барабан, как таковой, установлен в корпусе для фрезерного барабана. Однако фрезерный барабан дорожного стабилизатора/машины для восстановления дорог в целом используют для измельчения или размалывания существующего дорожного полотна, или дорожного покрытия, на глубину, превышающую глубину фрезерования с помощью дорожной фрезерной машины, до обновления дорожного покрытия (обычно указанный процесс называется восстановлением), либо до начальной укладки дорожного покрытия (обычно называемой стабилизацией), и при этом измельченный материал не извлекается из участка фрезерования.
Оборудование для холодной переработки дорожного покрытия на месте может быть использовано для ремонта повреждений дорожного полотна за один проход, при этом повторно используя практически весь объем имеющего фрезерованного асфальта для устройства дорожного полотна. В процессе холодной переработки дорожного покрытия на месте дорожную фрезерную машину используют для удаления поврежденных слоев асфальтобетонного покрытия, и удаленный материал перерабатывают, снова укладывают на дорожную поверхность и затем уплотняют. Если дорожная поверхность обладает высокой конструктивной прочностью, технология холодной переработки дорожного покрытия на месте с использованием АЦС позволяет проводить эффективный ремонт всех типов растрескивания, выбоин и ям, образовавшихся в дорожном полотне. Холодная переработка дорожного покрытия на месте может быть использована для ремонта асфальтовых дорог, поврежденных усталостными трещинами (имеющими вид крокодиловой кожи), для устранения выступания битума и цементного молока на поверхность дорожного полотна (избыток асфальто-цементной смеси), растрескивания блоков, волнообразования и образования местных неровностей на дорожном покрытии, трещинообразования в асфальтобетонном дорожном покрытии на участках стыков, продольного растрескивания, для проведения ямочного ремонта, введения шлифованных заполнителей, ремонта выбоин, выкрашиваний, колейности, сдвигового растрескивания, обдиров и поперечных (образующихся при перегреве) трещин. Во всех случаях необходимо изучить коренную причину разрушения дорожного покрытия во избежание разрушения основания. Тем не менее, холодную переработку дорожного покрытия на месте можно использовать практически во всех случаях при отсутствии повреждений основания дорожного полотна. В целом, стоимость технологии холодной переработки дорожного покрытия на месте с использованием АЦС лишь наполовину дешевле стоимости укладки покрытия дороги из слоя горячей смеси (т.е. укладка нового асфальто-цементного материала для покрытия дорог), но при этом такая технология обеспечивает достижение приблизительно 80% прочности от прочности покрытия дороги из слоя горячей смеси.
Процесс холодной переработки дорожного покрытия на месте с использованием АЦС может быть осуществлен с помощью дорожной фрезерной машины или дорожного стабилизатора/машины для восстановления дорог, которые были модифицированы путем установки дополнительной распределительной трубы для разбрызгивания асфальто-цементной смеси в корпусе фрезерного барабана. Затем асфальто-цементную смесь тщательно перемешивают с фрезерованным измельченным материалом с помощью фрезерного барабана. Далее указанная полученная перемешиванием смесь может быть выставлена валом вдоль дороги для дальнейшей загрузки в соответствующим образом оборудованную асфальтоукладочную машину или направлена по разгрузочному транспортировочному конвейеру дорожной фрезерной машины непосредственно в приемный бункер асфальтоукладочной машины. При выполнении процесса холодной переработки дорожного покрытия на месте с использованием АЦС только с помощью дорожной фрезерной машины или дорожного стабилизатора/машины для восстановления дорог и асфальтоукладочной машины асфальто-цементный компонент смеси необходимо подавать из отдельной автоцистерны для транспортировки асфальто-цементной смеси, сочлененной с модифицированной дорожной фрезерной машиной или дорожным стабилизатором/машиной для восстановления дорог. Компонент асфальто-цементной смеси откачивают непосредственно из автоцистерны и дозировано подают через контур перекачивания асфальто-цементной смеси в распределительную трубу для разбрызгивания жидких материалов в корпусе фрезерного барабана.
В некоторых случаях процесс холодной переработки дорожного покрытия на месте осуществляют с помощью дорожной фрезерной машины или дорожного стабилизатора/машины для восстановления дорог, расположенных последовательно в производственную линию с машиной для холодной переработки, такой как RT-500, выпускаемой и реализуемой на рынке компанией «Roadtec, Inc.», Chattanooga, Tennessee. Машина для холодной переработки дорожного покрытия может быть снабжена виброгрохотом, дробилкой, автономным источником асфальто-цементной смеси и мешалкой асфальтобетоносмесителя. При выполнении процесса холодной переработки дорожного покрытия на месте с применением машины для холодной переработки дорожного покрытия переработанный материал для дорожного покрытия, снятый фрезерованием дорожной фрезерной машиной, подают на виброгрохот и далее в дробилку, установленную на машине для холодной переработки дорожного покрытия, и прошедший виброгрохот измельченный материал далее перемешивают в мешалке асфальтобетоносмесителя с асфальто-цементной смесью, поступающей из автономной цистерны для хранения. Ввиду того, что автономная цистерна для хранения асфальто-цементной смеси в машине для холодной переработки дорожного покрытия имеет ограниченный объем, было бы предпочтительным подавать дополнительное количество асфальто-цементной смеси из отдельного грузового автотранспортного средства для доставки материала в резервуар для хранения асфальто-цементной смеси, размещенный на машине для холодной переработки дорожного покрытия, с целью обеспечения того, чтобы исключалось частое прерывание процесса холодной переработки дорожного покрытия на месте в силу необходимости повторного заполнения резервуара для хранения асфальто-цементной смеси на машине для холодной переработки дорожного покрытия. В любой конфигурации оборудования для холодной переработки дорожного покрытия на месте первичным компонентом нового дорожного покрытия является асфальтовый материал для дорожного покрытия, который уже находится на автодорожном полотне. Единственным дополнительным компонентом нового дорожного покрытия является асфальто-цементная смесь, перевозимая машиной для холодной переработки дорожного покрытия и (или) мобильным автотранспортным средством для доставки указанного материала. Ввиду того, что скорость перемещения оборудования, задействованного в процессе холодной переработки дорожного покрытия на месте, в первую очередь, определяется скоростью перемещения дорожной фрезерной машины, общепринятая практика в отношении всех компонентов процесса холодной переработки дорожного покрытия на месте, за исключением асфальтоукладочной машины, заключается в объединении всех компонентов в производственную линию с целью обеспечения перемещения всех компонентов с одинаковой скоростью на всех этапах процесса холодной переработки дорожного покрытия на месте. Такие компоненты, объединяемые и используемые при осуществлении процесса холодной переработки дорожного покрытия на месте, зачастую называют технологической линией оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте.
Свойства асфальто-цементной смеси наиболее полно проявляются в процессе холодной переработки дорожного покрытия на месте при укладке указанной смеси при температуре в пределах приблизительно от 300° F до приблизительно 350° F. Несмотря на то, что грузовое автотранспортное средство для доставки асфальто-цементной смеси, как правило, снабжено тепловой изоляцией, оно не включает какой-либо нагревательной установки для поддержания температуры асфальто-цементной смеси в ходе процесса холодной переработки дорожного покрытия на месте. Следовательно, асфальто-цементная смесь в грузовом автотранспортном средстве для доставки смеси начинает постепенно остывать как только грузовое автотранспортное средство отправляется из пункта загрузки асфальто-цементной смеси. Если процесс холодной переработки дорожного покрытия на месте осуществляется на большом расстоянии от пункта погрузки асфальто-цементной смеси, асфальто-цементная смесь в цистерне грузового автотранспортного средства для доставки смеси потеряет значительное количество тепла прежде, чем начнется процесс холодной переработки дорожного покрытия на месте. Более того, процесс холодной переработки дорожного покрытия на месте может начаться в такой определенный момент времени дня, который не позволяет завершить процесс за одну рабочую смену. Когда температура асфальто-цементной смеси в грузовом автотранспортном средстве для доставки смеси по какой-либо причине падает ниже приблизительно 290° F - 300° F (в зависимости от типа асфальто-цементной смеси), дальнейшее использование такой смеси, по всей вероятности, приведет к созданию покрытия ненадлежащего качества на отремонтированном автодорожном полотне.
Было бы предпочтительным, если бы могло быть создано устройство и способ, обеспечивающие бесперебойную работу технологической линии оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте без риска теплопотерь асфальто-цементной смеси, перевозимой грузовым автотранспортным средством.
ПРЕИМУЩЕСТВА НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Одно из преимуществ предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения заключается в том, что он предусматривает создание способа и устройства, обеспечивающих бесперебойную работу технологической линии оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте без риска потери тепловой энергии асфальто-цементной смесью, перевозимой грузовым автотранспортным средством.
Другие преимущества и отличительные признаки настоящего изобретения станут очевидными на основе последующего подробного описания изобретения, рассмотренного вместе с чертежами.
ПРИМЕЧАНИЯ ПО ТОЛКОВАНИЮ ТЕРМИНОВ
Термины «содержащий», «имеющий», «включающий» и «заключающий в своем составе» следует истолковывать как неограничивающие термины (т.е. означающие «включая, в частности»), если не указано иное. Термины «в основном», «в целом» и другие слова, указывающие на степень, являются относительными определениями, предназначенными для указания на допустимое отклонение от характеристики, определяемой таким образом. Использование таких терминов при описании физических или функциональных характеристик настоящего изобретения не предназначено для ограничения такой характеристики до абсолютного значения, которое определяет термин, а скорее для обеспечения приближения значения такой физической или функциональной характеристики.
Термины, касающиеся присоединений, подключений и т.д., такие как «присоединенный», «подключенный», «соединенный» и «взаимосвязанный», относятся к взаимосвязи, при которой конструкции прикреплены или присоединены одна к другой либо непосредственно, либо косвенно с помощью промежуточных конструкций, а также представляют собой как подвижное, так и жесткое соединение или взаимосвязь, если не оговорено или ясно не указано иное в данном контексте. Термины «функционально соединенный» и «функционально присоединенный» описывают такое присоединение, подключение или соединение, при котором обеспечивается работа соответствующих конструкций или компонентов надлежащим образом в силу наличия такой взаимосвязи. Термин «сообщающегося по текучей среде» относится к таким присоединениям, подключениям или соединениям, обеспечивающим прохождение потока жидкости от одной такой конструкции или компонента к другой (-му) или с помощью другой конструкции/компонента.
Использование всех примеров или пояснительного языка (например, «такой как» и «предпочтительно») в настоящем контексте предназначено исключительно для более полной иллюстрации настоящего изобретения и его предпочтительных вариантов осуществления, а не для установления ограничения объема настоящего изобретения. Ничто в описании настоящего изобретения не должно истолковываться как указывающее на любой элемент в качестве основного для реализации настоящего изобретения, если конкретно не указано иное. В настоящем контексте дано конкретное определение ряда терминов. Указанным терминам дается их максимально широкое толкование, соответствующее определениям, приведенным ниже:
Термины «асфальто-цементная смесь» включает асфальто-цементную смесь различных типов и составов в жидкой форме, а также вспененную асфальто-цементную смесь и эмульсии асфальто-цементной смеси.
Термин «дорожный асфальтобетон» относится к смеси битумного дорожного покрытия, состоящей из асфальто-цементной смеси и любого из различных заполнителей и используемой для создания дорожного покрытия.
Термин «дорожная фрезерная машина» относится к машине, снабженной фрезерным, или рабочим барабаном, предназначенным для его размещения в контакте с дорожным полотном или с поверхностью основания автодорожного полотна для удаления части поверхности. Термин «дорожная фрезерная машина» включает, в частности, машины, которые в некоторых случаях называют дорожными стабилизаторами и машинами для восстановления дорожного полотна. Термин «дорожная фрезерная машина» также включает модифицированную дорожную фрезерную машину для холодной переработки дорожного покрытия на месте в соответствии с нижеприведенным определением.
Термин «процесс холодной переработки дорожного покрытия на месте» относится к использованию оборудования для холодной переработки дорожного покрытия на месте, предназначенного для проведения ремонта поврежденного дорожного полотна путем удаления поврежденных слоев дорожного покрытия, переработки снятого фрезерованием материала дорожного покрытия, замены удаленного и укладки переработанного материала дорожного покрытия на автодорожное полотно и его уплотнение.
Термин «модифицированная дорожная фрезерная машина для холодной переработки дорожного покрытия на месте» относится к дорожной фрезерной машине, модифицированной путем включения в ее конструкцию системы подачи асфальто-цементной смеси, содержащей распылительный узел, установленный в корпусе фрезерного барабана для подачи и распыления асфальто-цементной смеси в корпус фрезерного барабана.
Термин «технологическая линия оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте» относится к нескольким единицам оборудования, включающим, в частности, расходный резервуар для асфальто-цементной смеси и дорожную фрезерную машину (которая может являться или не являться модифицированной дорожной фрезерной машиной для холодной переработки дорожного покрытия на месте), при этом указанные единицы оборудования используют или они предназначены для использования в процессе холодной переработки дорожного покрытия на месте. Технологическая линия оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте может включать машину для холодной переработки дорожного покрытия, кроме того, линия включает асфальтоукладочную машину, хотя асфальтоукладочная машина может быть включена в процесс укладки материла после прохождения других компонентов технологической линии оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте, предназначенных для подбора выставленных вдоль автодороги валов битумного материала дорожного покрытия.
Термин «направление переработки» относится к направлению главного перемещения технологической линии оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте при производстве работ на автодороге с использованием технологической линии.
Термины «перед», «передний» и аналогичные термины при их использовании по отношению к дорожной фрезерной машине или к компоненту такой машины означают относительное местоположение или направление относительно переднего конца дорожной фрезерной машины при ее перемещении в направлении переработки.
Термины «задняя часть», «позади» и аналогичные термины при их использовании по отношению к дорожной фрезерной машине или к компоненту такой машины, означают относительное местоположение или направление к заднему концу рабочей машины при перемещении дорожной фрезерной машины в направлении переработки.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение включает способ и устройство для разогрева асфальто-цементной смеси, транспортируемой в расходном резервуаре для асфальто-цементной смеси до использования такой асфальто-цементной смеси в процессе холодной переработки на месте асфальтобетонного материала. Устройство включает нагревательное устройство для асфальто-цементной смеси, являющееся частью технологической линии оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте. В частности, изобретение включает нагревательное устройство, предназначенное для его размещения между расходным резервуаром для асфальто-цементной смеси и компонентом технологической линии оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте, дозированно подающим асфальто-цементную смесь, смешиваемую с регенерированным асфальтобетонным материалом дорожного покрытия в процессе холодной переработки на месте асфальтобетонного материала.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения нагревательное устройство предназначено для непрерывного разогрева асфальто-цементной смеси по мере ее откачки из расходного резервуара асфальто-цементной смеси с целью обеспечения непрерывного повышения температуры асфальто-цементной смеси, как правило, при расходе, составляющем приблизительно 30-40 галлонов/минуту, кроме того, нагревательное устройство предназначено для обеспечения того, чтобы температура асфальто-цементной смеси, подаваемой из нагревательного устройства, находилась в предварительно заданном приемлемом диапазоне для ее использования в процессе холодной переработки дорожного покрытия на месте.
Для упрощения понимания настоящего изобретения предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, а также известный изобретателям лучший вариант осуществления настоящего изобретения проиллюстрированы на чертежах, и ниже приведено их подробное описание. Тем не менее, не предполагается, что настоящее изобретение ограничивается конкретными описанными вариантами осуществления настоящего изобретения или использованием в связи с устройством, проиллюстрированным в настоящем документе. Таким образом, объем настоящего изобретения, предполагаемый изобретателями, включает все эквиваленты предмета изобретения, описание которого приведено в данном документе, а также различные усовершенствования и альтернативные варианты осуществления изобретения, которые обычно реализуются специалистами в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение. Изобретатели предполагают, что специалисты в данной области техники внесут такие изменения, которые представляются им целесообразными, включая практическое осуществление настоящего изобретения иным образом, кроме конкретно описанного в настоящем документе. Кроме того, любая комбинация элементов и компонентов настоящего изобретения, описание которой приведено в данном документе, в любом из возможных вариантов охватывается настоящим изобретением, если иное не указано в настоящим описании, либо однозначно не исключено контекстом.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения проиллюстрированы на прилагаемых чертежах, на которых одинаковые детали обозначены одними и теми же позициями по всему описанию, на которых стрелки, маркированные «AC», указывают направление потока асфальто-цементной смеси и стрелки, маркированные «AF», указывают направление потока нагретого воздуха и (или) газообразных продуктов сгорания, и на которых:
Фиг. 1 – вид сбоку технологической линии оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте, состоящей из асфальтоукладочной машины, модифицированной дорожной фрезерной машины для холодной переработки дорожного покрытия на месте, первого варианта осуществления нагревательного устройства для асфальто-цементной смеси и грузового автотранспортного средства с расходным резервуаром для асфальто-цементной смеси.
Фиг. 2 – вид сбоку части технологической линии оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте на Фиг. 1, показанной со стороны, противоположной стороне на Фиг. 1, при этом модифицированная дорожная фрезерная машина для холодной переработки дорожного покрытия на месте проиллюстрирована несколько схематически.
Фиг. 2A – вид сбоку части технологической линии оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте, аналогичной линии на Фиг. 2, при этом приведена альтернативная структура потока асфальто-цементной смеси из грузового автотранспортного средства с расходным резервуаром для асфальто-цементной смеси в корпус фрезерного барабана модифицированной дорожной фрезерной машины для холодной переработки дорожного покрытия на месте.
Фиг. 3 – вид сбоку технологической линии оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте, состоящей из асфальтоукладочной машины, машины для холодной переработки дорожного покрытия на месте, фрезерной машины, первого варианта осуществления нагревательного устройства для асфальто-цементной смеси и грузового автотранспортного средства для доставки асфальто-цементной смеси.
Фиг. 4 – вид в перспективе первого варианта осуществления нагревательного устройства настоящего изобретения, при этом внешняя стенка удалена для иллюстрации некоторых деталей.
Фиг. 5 – вид в перспективе первого варианта осуществления нагревательного устройства, приведенного на Фиг. 4, при этом внешняя стенка удалена для иллюстрации некоторых деталей, а также для иллюстрации структуры потока асфальто-цементной смеси, проходящей через нагревательное устройство.
Фиг. 6 – вид сбоку в разрезе первого варианта осуществления нагревательного устройства, приведенного на Фиг. 4 и 5.
Фиг. 7 – вид в перспективе второго варианта осуществления нагревательного устройства настоящего изобретения.
Фиг. 8 – вид в разрезе сверху второго варианта осуществления нагревательного устройства, приведенного на Фиг. 7, иллюстрирующий структуру потока асфальто-цементной смеси и нагретого воздуха, проходящих через нагревательное устройство.
Фиг. 9 – вид в перспективе третьего варианта осуществления нагревательного устройства настоящего изобретения.
Фиг. 10 – вид сбоку в разрезе третьего варианта осуществления нагревательного устройства, приведенного на Фиг. 9, иллюстрирующий структуру потока асфальто-цементной смеси и нагретого воздуха, проходящих через нагревательное устройство.
Фиг. 11 – вид в разрезе четвертого варианта осуществления нагревательного устройства настоящего изобретения, иллюстрирующий структуры потока асфальто-цементной смеси и нагретого воздуха, проходящих через нагревательное устройство.
Фиг. 12 – вид в перспективе пятого варианта осуществления нагревательного устройства настоящего изобретения.
Фиг. 13 – вид сбоку в разрезе пятого варианта осуществления нагревательного устройства, приведенного на Фиг. 12.
Фиг. 14 – вид в перспективе пятого варианта осуществления настоящего изобретения, приведенного на Фиг. 12 и 13, при этом верхняя часть нагревательного устройства и верхние проточные пластины асфальто-цементной смеси удалены для иллюстрации структуры потока асфальто-цементной смеси, проходящей через нагревательное устройство.
Фиг. 15 – вид в перспективе одной из верхних проточных пластин асфальто-цементной смеси пятого варианта осуществления настоящего изобретения, приведенного на Фиг. 14, иллюстрирующий структуру потока асфальто-цементной смеси в устройстве.
Фиг. 16 – вид сбоку в разрезе пятого варианта осуществления настоящего изобретения, приведенного на Фиг. 12-15, иллюстрирующий структуру потока асфальто-цементной смеси, проходящего через нагревательное устройство.
Фиг. 17 – вид сбоку в разрезе пятого варианта осуществления настоящего изобретения, приведенного на Фиг. 12-16, иллюстрирующий структуру потока воздуха и нагретых газообразных продуктов сгорания, проходящих через нагревательное устройство.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
С нижеприведенным описанием предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения необходимо ознакомиться при одновременном изучении прилагаемых чертежей, которые следует рассматривать как часть полного письменного описания настоящего изобретения. Чертежи не обязательно выполнены в масштабе, и конкретные отличительные признаки настоящего изобретения могут быть показаны увеличенными в масштабе или в несколько схематическом виде в интересах четкости и краткости изложения описания.
На Фиг. 1, 2 и Фиг. 2A проиллюстрирована первая технологическая линия оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте, включающая асфальтоукладочную машину 10 (не показана на Фиг. 2 и Фиг. 2A), модифицированную дорожную фрезерную машину 12 для холодной переработки дорожного покрытия на месте, нагревательное устройство 14 и грузовой автотранспортное средство 16 для доставки асфальто-цементной смеси. Модифицированная дорожная фрезерная машина 12 для холодной переработки дорожного покрытия на месте включает рабочее место оператора 18 и двигатель, как правило, дизельный двигатель (не показан), расположенный в отсеке 20 двигателя. Передача мощности от двигателя осуществляется с помощью приводного ремня (не показан), либо другого устройства, известного специалистам в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение, на фрезерный барабан 22, расположенный в известном корпусе 24 фрезерного барабана (не показан на Фиг. 2 и Фиг. 2A для ясности). Фрезерный барабан 22 включает несколько режущих зубьев, предназначенных для фрезерования поверхности дорожного полотна по мере вращения фрезерного барабана и перемещения машины вдоль дорожного полотна в направлении переработки «P».
Мощность от двигателя также передается с помощью средств, известных специалистам в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение, на задний бортовой привод 26 гусеничной ленты и передний бортовой привод 28 гусеничной ленты. Модифицированная дорожная фрезерная машина для холодной переработки дорожного покрытия на месте 12 может включать один или два задних бортовых приводов гусеничной ленты, каждый из которых может поворачиваться влево и вправо в целях управления направлением движения. Как правило, указанные задние бортовые приводы гусеничной ленты также могут подниматься и опускаться по отношению основной раме дорожной фрезерной машины. Обычно машина также снабжена двумя передними бортовыми приводами гусеничной (такими как узлы 28), каждый из которых может поворачиваться влево и вправо в целях управления направлением движения, и каждый из которых может подниматься и опускаться по отношению основной раме дорожной фрезерной машины. Другие варианты осуществления модифицированной дорожной фрезерной машина для холодной переработки дорожного покрытия на месте (не показаны на чертежах) могут включать колесные приводы вместо бортовых приводов гусеничной ленты. Рабочее место 18 оператора включает все средства управления, необходимые для приведения в действие и управления направлением движения модифицированной дорожной фрезерной машины для холодной переработки дорожного покрытия на месте, вращающегося фрезерного барабана 22, а также для управления всеми другими операциями дорожной фрезерной машины 12.
Модифицированная дорожная фрезерная машина 12 для холодной переработки дорожного покрытия на месте включает блок распыления 30 асфальто-цементной смеси, установленный внутри корпуса фрезерного барабана и предназначенный для подачи и распыления асфальто-цементной смеси, поступающей из впускного трубопровода 32, сообщающегося по текучей среде с расходным резервуаром 34 на грузовом автотранспортном средстве 16 для доставки асфальто-цементной смеси. Механизм дозированной подачи 36 асфальто-цементной смеси установлен на передней части дорожной фрезерной машины 12 и сообщается по текучей среде с выпускным трубопроводом 38, блоком подогревателя смеси 14 и впускным трубопроводом 32, идущим от грузового автотранспортного средства 16 для доставки асфальто-цементной смеси. Механизм дозированной подачи 36 асфальто-цементной смеси включает насос, предназначенный для откачивания асфальто-цементной смеси из расходного резервуара 34 на грузовом автотранспортном средстве 16 для доставки асфальто-цементной смеси и ее подачи по впускному трубопроводу 32 в блок подогревателя 14 смеси и из нагревательного устройства 14 смеси по выпускному трубопроводу 38 в блок распыления 30, подающий и распыляющий асфальто-цементную смесь в корпусе фрезерного барабана 24, где она перемешивается с материалом дорожного покрытия, фрезерованного с поверхности дорожного полотна. Альтернативный контур перекачивания асфальто-цементной смеси из расходного резервуара для асфальто-цементной смеси на грузовом автотранспортном средстве 16 для доставки асфальто-цементной смеси в корпус фрезерного барабана 24 модифицированной дорожной фрезерной машины для холодной переработки дорожного покрытия на месте проиллюстрирован на Фиг. 2A. Как показано на чертеже, механизм дозированной подачи или насос 36 предназначены для откачивания асфальто-цементной смеси из расходного резервуара 34 на грузовом автотранспортном средстве 16 для доставки асфальто-цементной смеси, по впускному трубопроводу 32А к насосу 36, из насоса 36 в блок подогревателя 14 смеси по впускному трубопроводу 33 нагревательного устройства смеси и из нагревательного устройства 14 смеси в блок распыления 30 по выпускному трубопроводу 38.
Регенерированную смесь асфальто-цемента и фрезерованного материала далее транспортируют из корпуса 24 фрезерного барабана по транспортировочному конвейеру 40 в бункер 42 в передней части асфальтоукладочной машины 10. Асфальтоукладочная машина 10 включает известную конвейерную систему, состоящую из продольно расположенного транспортировочного конвейера (не показан) и поперечно расположенного винтового шнека (также не показан) для транспортировки переработанного асфальтобетонного материала дорожного покрытия из бункера 42 к участку, расположенному непосредственно перед выглаживающим брусом 44, где осуществляется их выгрузка на поверхность, на которой предусматривается укладка дорожного покрытия. Выглаживающий брус уплотняет и выравнивает слой асфальта на отремонтированном дорожном полотне.
На Фиг. 3 проиллюстрирован второй вариант осуществления технологической линии оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте, предназначенной для перемещения по дорожному полотну в направлении переработки «P», переработки и ремонта асфальтобетонного дорожного покрытия за один проход. Указанная технологическая линия оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте включает известную асфальтоукладочную машину 10, машину 46 для холодной переработки дорожного покрытия, дорожную фрезерную машину 48, нагревательного устройства 14 и грузовое автотранспортное средство 16 для доставки асфальто-цементной смеси. Машина 46 для холодной переработки дорожного покрытия включает резервуар 50 для хранения асфальто-цементной смеси, дробилку 52, грохот 54 и мешалку 56 асфальтобетоносмесителя. Дорожная фрезерная машина 48 представляет собой известную дорожную фрезерную машину. Насос (не показан), соединенный с резервуаром 50 для хранения асфальто-цементной смеси, предназначен для откачивания асфальто-цементной смеси из расходного резервуара 34 на грузовом автотранспортном средстве 16 для подачи смеси по впускному трубопроводу 32 в нагревательное устройств 14 и из нагревательного устройства 14 по выпускному трубопроводу 58 в резервуар 50 для хранения асфальто-цементной смеси на машине 46 для холодной переработки дорожного покрытия. Дорожная фрезерная машина 48 осуществляет фрезерование материала асфальтобетонного дорожного покрытия с дорожного полотна и транспортирует его по транспортировочному конвейеру 60 в приемный бункер 62 на машине 46 для холодной переработки дорожного покрытия на месте. Материал, фрезерованный дорожной фрезерной машиной, далее перерабатывают машиной 46 для холодной переработки дорожного покрытия на месте с помощью дробилки 52 и грохота 54 и подают в мешалку 56 асфальтобетоносмесителя. Асфальто-цементная смесь из резервуара 50 для хранения асфальто-цементной смеси также транспортируется и подается в мешалку 56 асфальтобетоносмесителя и перемешивается в ней с переработанным фрезерованным материалом. Переработанный материал асфальтобетонного дорожного покрытия далее транспортируют из мешалки асфальтобетоносмесителя по транспортировочному конвейеру 64 в бункер 42 в передней части асфальтоукладочной машины 10. Внутренняя конвейерная система в известной асфальтоукладочной машине 10 транспортирует переработанный материал асфальтобетонного дорожного покрытия из бункера 42 к участку непосредственно перед выглаживающим брусом 44, где материал разгружается на поверхность, на которую производится укладка дорожного покрытия. Выглаживающий брус 44 уплотняет и выравнивает слой асфальтобетона на отремонтированном дорожном полотне.
Нагревательное устройство 14 в соответствии с первым вариантом осуществления нагревательного устройства, которое может быть использовано в настоящем изобретении, проиллюстрировано более детально на Фиг. 4-6. Как показано на чертежах, узел горелки 66 предназначен для сжигания дизельного топлива, пропана или иного вида топлива в смеси с воздухом, всасываемого через воздухозаборное отверстие 67 внутренним вентилятором или воздуходувкой (не показаны), с целью создания факела пламени 68 (наиболее четко показанного на Фиг. 6), в котором образуются нагретые газообразные продукты сгорания, направляемые в зону разогрева внутри нагревательной камеры 69, образуемой внутренним змеевиком 70 и промежуточным змеевиком 72, расположенными по периферии нагревательной камеры. Асфальто-цементную смесь откачивают из расходного резервуара 34 грузового автотранспортного средства 16 по впускному трубопроводу 32 и подают во впускное отверстие нагревательного устройства 74. Поток разделяется и направляется во внутренний змеевик 70 и промежуточный змеевик 72, и далее поток проходит по обоим змеевикам, спирально опоясывающим нагревательною камеру 69 по всей ее длине. Внутреннюю нагревательную камеру 69 охватывает спиралеобразный канал 76, образуемый частично направляющей стенкой 78. В варианте осуществления настоящего изобретения, приведенном на Фиг. 4-6, направляющая стенка 78 выполнена в форме заглушенного спиралеобразного трубопровода, хотя она может быть выполнена в форме винтообразной стенки, опоясывающей внутреннюю нагревательную камеру 69, с целью создания наружного спиралеобразного канала 76 для частично нагретой асфальто-цементной смеси. Асфальто-цементную смесь, прошедшую либо по внутреннему змеевику 70, либо по промежуточному змеевику 72 по длине нагревательной камеры 69, далее направляют из внутреннего выпускного отверстия 80 в наружный спиралеобразный канал 76, в котором направляющая стенка 78 направляет поток смеси вокруг и по длине нагревательной камеры. Из наружного спиралеобразного канала 76 нагретую асфальто-цементную смесь отводят из нагревательного устройства 14 через выпускное отверстие 82, сообщающееся по текучей среде с выпускным трубопроводом 38 (Фиг. 1 и 2) или с выпускным трубопроводом 58 (Фиг. 3). Газообразные продукты сгорания из внутренней нагревательной камеры 69 отводят из нагревательного устройства 14 через канал для отвода газов 84, который сообщается по текучей среде с внутренней нагревательной камерой, что лучшим образом проиллюстрировано на Фиг. 6.
Узел горелки 66 предпочтительно является регулируемым узлом горелки, включающую устройство регулирования температурного режима, предназначенное для регулирования скорости подачи топлива в узел горелки на основе температуры асфальто-цементной смеси, определяемой температурным датчиком 85 на выпускном отверстии 82. Такой узел горелки может включать горелку для сжигания светлых нефтепродуктов серии Idea (LO), выпускаемую C.I.B. Unigas S.p.A., Campodarsego (PD), Italy. Тем не менее, в нагревательном устройстве 14 могут быть использованы многие узлы горелок, известные специалистам в данной области техники.
Второй вариант осуществления нагревательного устройства 114 проиллюстрирован более детально на Фиг. 7 и 8. Как показано на чертежах, узел горелки 166 предназначен для сжигания дизельного топлива, пропана или иного вида топлива в смеси с воздухом, всасываемого через воздухозаборное отверстие 167 внутренним вентилятором или воздуходувкой (не показаны), с целью создания факела пламени 168 (приведенного на Фиг. 8), и нагретые газообразные продукты сгорания направляют в зону разогрева внутри первой нагревательной камеры 169, далее в соединительный газоход 170 и в зону разогрева внутри второй нагревательной камеры 171. Газообразные продукты сгорания из второй нагревательной камеры 171 выходят из нагревательного устройства 114 по каналу для отвода газов 184. Асфальто-цементную смесь откачивают из расходного резервуара 34 грузового автотранспортного средства 16 по впускному трубопроводу 32 и подают во впускное отверстие нагревательного устройства172. Поток разделяется и направляется в первый внутренний змеевик 173a и в первый внешний змеевик 174a, и далее поток проходит по обоим змеевикам, спирально опоясывающим вторую нагревательную камеру 171 по всей ее длине, образуя часть зоны нагрева внутри второй нагревательной камеры 171. Частично нагретая асфальто-цементная смесь поступает из первого внутреннего змеевика 173a и первого внешнего змеевика 174a в канал 175, по которому АЦС транспортируется во второй внутренний змеевик 173b и во второй внешний змеевик 174b. Поток разделяется и проходит по второму внутреннему змеевику 173b и по второму внешнему змеевику 174b, каждый из которых спирально опоясывает первую нагревательную камеру 169 по всей ее длине, образуя часть зоны разогрева внутри первой нагревательной камеры.
Обе нагревательные камеры 169 и 171 размещены внутри внешней теплоизоляционной камеры 176, заполненной теплоизоляционным материалом. Асфальто-цементную смесь, проходящую либо по второму внутреннему змеевику 173b, либо по второму внешнему змеевику 174b по длине нагревательной камеры 169, далее направляют из выпускного отверстия 180 в выпускной трубопровод 38 (Фиг. 1 и 2) или в выпускной трубопровод 58 (Фиг. 3).
Узел горелки 166 является предпочтительно регулируемым узлом горелки, включающим устройство регулирования температурного режима, предназначенное для регулирования скорости подачи топлива в узел горелки на основе температуры асфальто-цементной смеси, детектируемой температурным датчиком (не показан, но в основном аналогичный температурному датчику 85 в горелке 14), размещенным в выпускном отверстии 180. Такой узел горелки может включать горелку для сжигания светлых нефтепродуктов серии Idea (LO), выпускаемую C.I.B. Unigas S.p.A., Campodarsego (PD), Italy. Тем не менее, в нагревательном устройстве 114 могут быть использованы многие узлы горелок, известные специалистам в данной области техники.
Третий вариант осуществления нагревательного устройства, 214 проиллюстрирован более детально на Фиг. 9 и 10. Как показано на чертежах, узел горелки 266 предназначен для сжигания дизельного топлива, пропана или иного вида топлива в смеси с воздухом, всасываемого снаружи узла горелки внутренним вентилятором или воздуходувкой (не показаны), с целью создания факела пламени 267 (показанного на Фиг. 10), при этом горячие газообразные продукты сгорания направляются в зону разогрева внутри нагревательной камеры 268, образуемой внутренним змеевиком 270 и внешним змеевиком 272, при это змеевики расположены по периферии нагревательной камеры. Асфальто-цементную смесь откачивают из расходного резервуара 34 грузового автотранспортного средства 16 по впускному трубопроводу 32 и подают во впускное отверстие 274 нагревательного устройства. Поток разделяется и направляется во внутренний змеевик 270 и внешний змеевик 272, за счет чего обеспечивается движение потока асфальто-цементной смеси по обоим змеевикам, каждый из которых спирально опоясывает нагревательную камеру 268 по всей ее длине. Внешний теплоизоляционный слой 276, обеспечивающий теплоизоляцию нагревательного устройства 214, окружает внутреннюю нагревательную камеру 268. Асфальто-цементную смесь, прошедшую либо по внутреннему змеевику 270, либо по внешнему змеевику 272 по длине нагревательной камеры 268, далее направляют из выпускного отверстия 280 в выпускной трубопровод 38 (Фиг. 1 и 2) или в выпускной трубопровод 58 (Фиг. 3).
Газообразные продукты сгорания из внутренней нагревательной камеры 268 отводятся из нагревательного устройства 214 через канал для отвода газов 284, сообщающийся по текучей среде с внутренней нагревательной камерой, как показано на Фиг. 10.
Узел горелки 266 является предпочтительно регулируемым узлом горелки, включающим устройство регулирования температурного режима, предназначенное для регулирования скорости подачи топлива в узел горелки на основе температуры асфальто-цементной смеси, детектируемой температурным датчиком (не показан, но в основном аналогичный температурному датчику 85 в горелке 14), размещенным в выпускном отверстии 280. Такой узел горелки может включать горелку с низким уровнем выбросов NOx серии Mille, выпускаемую C.I.B. Unigas S.p.A., Campodarsego (PD), Italy. Тем не менее, в нагревательном устройстве 214 могут быть использованы многие узлы горелок, известные специалистам в данной области техники.
Четвертый вариант осуществления нагревательного устройства 314 проиллюстрирован более детально на Фиг. 11. Как показано на чертеже, узел горелки 366 предназначен для сжигания дизельного топлива, пропана или иного вида топлива в смеси с воздухом, всасываемого снаружи узла горелки внутренним вентилятором или воздуходувкой (не показаны), с целью создания факела пламени 367, при этом горячие газообразные продукты сгорания направляются в зону разогрева внутри нагревательной камеры 368, образуемой внутренним змеевиком 372, при это змеевик расположен по периферии нагревательной камеры. Асфальто-цементную смесь откачивают из расходного резервуара 34 грузового автотранспортного средства 16 по впускному трубопроводу 32 и подают во впускное отверстие 374 нагревательного устройства. Поток направляют в спиралеобразный змеевик 372, спирально опоясывающий нагревательную камеру 368 по всей ее длине. Внешний теплоизоляционный слой 376, обеспечивающий теплоизоляцию нагревательного устройства 314, окружает внутреннюю нагревательную камеру 368. Асфальто-цементную смесь, прошедшую по спиралеобразному змеевику 372 по длине нагревательной камеры 368, далее подают из выпускного отверстия 380 в выпускной трубопровод 38 (Фиг. 1 и 2) или в выпускной трубопроводом 58 (Фиг. 3). Газообразные продукты сгорания из внутренней нагревательной камеры 368 отводят из нагревательного устройства 314 через канал для отвода газов 384, сообщающийся по текучей среде с внутренней нагревательной камерой.
Узел горелки 366 является предпочтительно регулируемым узлом горелки, включающим устройство регулирования температурного режима, предназначенное для регулирования скорости подачи топлива в узел горелки на основе температуры асфальто-цементной смеси, детектируемой температурным датчиком (не показан, но в основном аналогичный температурному датчику 85 в горелке 14), размещенным в выпускном отверстии 380. Такой узел горелки может включать горелку с низким уровнем выбросов NOx серии Mille, выпускаемую C.I.B. Unigas S.p.A., Campodarsego (PD), Italy. Тем не менее, в нагревательном устройстве 314 могут быть использованы многие узлы горелок, известные специалистам в данной области техники 314.
Пятый вариант осуществления нагревательного устройства 414 проиллюстрирован на Фиг. 12-17. Как показано на чертежах, узел горелки 466 предназначен для сжигания дизельного топлива, пропана или иного вида топлива в смеси с воздухом, всасываемого через воздухозаборное отверстие 467 внутренним вентилятором или воздуходувкой (не показаны), с целью создания факела пламени (не показано, но в основном аналогичного факелу пламени 68, приведенному на Фиг. 6), направляемого в зону разогрева внутри нагревательной камеры 468 по жаровой трубе 469. Нагревательная камера 468 представляет собой корпус, состоящий из пола 470, передней пластины 472, задней пластины 474, пары боковых пластин (только одна из которых – боковая пластина 476 – показана на чертежах) и верхней пластины 478 (не показана на Фиг. 14). Внутри нагревательной камеры размещено несколько проточных пластин асфальто-цементной смеси, включая впускную нижнюю проточную пластину 480 (не показана на Фиг. 17), выпускную нижнюю проточную пластину 482 (также не показана на Фиг. 17), пару промежуточных продольных проточных пластин 484, две пары промежуточных поперечных проточных пластин, при этом каждая такая пара включает переднюю проточную пластину 486f и заднюю проточную пластину 486r, а также пару верхних проточных пластин 488. Проточные пластины асфальто-цементной смеси уставлены одна над другой и разделены гофрированными прокладками 490 (показаны на Фиг. 12 и 14), образующими участки зоны разогрева внутри нагревательной камеры 468. Поток нагретого воздуха AF из узла горелки 466 проходит внутрь нагревательной камеры 468 и через гофрированные прокладки 490 по траектории, приведенной на Фиг. 12 и 17, передавая тепловую энергию проточным пластинам асфальто-цементной смеси в процессе разогрева указанной смеси.
Каждая проточная пластина асфальто-цементной смеси предпочтительно включает впускное отверстие асфальто-цементной смеси, такое как впускное отверстие 492 в передней торцевой стенке проточной пластины 480 или впускное отверстие 494 в нижней проточной пластине 488. Каждая проточная пластина асфальто-цементной смеси предпочтительно включает выпускное отверстие для асфальто-цементной смеси, такое как выпускное отверстие 496 в передней торцевой стенке проточной пластины 482 или выпускное отверстие 498 в нижней проточной пластине 488. Выпускные отверстия проточных пластин асфальто-цементной смеси на некоторых уровнях соединены с впускными отверстиями проточных пластин асфальто-цементной смеси на смежных уровнях с помощью соединительных трубопроводов 499, и в конструкции предусмотрены отклоняющие перегородки 500 с целью обеспечения протекания асфальто-цементной смеси по значительной площади поверхности каждой проточной пластины асфальто-цементной смеси из впускного отверстия в выпускное отверстие.
Асфальто-цементную смесь AC откачивают из расходного резервуара 34 грузового автотранспортного средства 16 по впускному трубопроводу 32 и подают во впускной трубопровод 502 нагревательного устройства, который соединен с впускным отверстием 492 в впускной нижней проточной пластине 480. Асфальто-цементная смесь AC поступает в пространство между проточными пластинами АЦС, проходит по ним и выходит из них, при этом обеспечивается отвод смесью тепла нагретых газообразных продуктов сгорания AF из узла горелки 466. В конечном счете, разогретая асфальто-цементная смесь AC из нагревательной камеры 468 транспортируется из нагревательного устройства 414 через выпускное отверстие 504, сообщающееся по текучей среде с выпускным трубопроводом 38 (Фиг. 1 и 2) или с выпускным трубопроводом 58 (Фиг. 3). Газообразные продукты сгорания AF из нагревательной камеры 468 отводят из нагревательного устройства 414 по каналу для отвода газов 506, который сообщается по текучей среде с нагревательной камерой, как более детально показано на Фиг. 17.
Узел горелки 466 является предпочтительно регулируемым узлом горелки, включающим устройство регулирования температурного режима, предназначенное для регулирования скорости подачи топлива в узел горелки на основе температуры асфальто-цементной смеси, детектируемой температурным датчиком (не показан, но в основном аналогичный температурному датчику 85 в горелке 14), размещенным в выпускном отверстии 504. Такой узел горелки может включать горелку для сжигания светлых нефтепродуктов серии Idea (LO), выпускаемую C.I.B. Unigas S.p.A., Campodarsego (PD), Italy. Тем не менее, в нагревательном устройстве 414 могут быть использованы многие узлы горелок.
Нагревательные устройства 14, 114, 214 и 314 включают змеевиковые теплообменники, предназначенные для перемещения асфальто-цементной смеси по жидкостным каналам, включающим змеевики (свернутые в спираль трубы), контактирующие с нагретыми газообразными продуктами сгорания, поступающими из узла горелки. В частности, нагревательные устройства 14, 114, 214 и 314 включают герметичный жидкостный канал для асфальто-цементной смеси, включающий, по меньшей мере, один змеевик, сообщающийся по текучей среде с впускным отверстием нагревательного устройства и выпускным отверстием нагревательного устройства и размещенный по периферии нагревательной камеры, при этом змеевик образует зону разогрева внутри змеевика с нагревательной камерой. В указанных нагревательных устройствах узел горелки предназначен и применим для направления нагретых газообразных продуктов сгорания через зону разогрева внутри змеевика.
Аналогичным образом нагревательное устройство 414 включает пластинчатый теплообменник, функция которого заключается в перемещении асфальто-цементной смеси по жидкостным каналам через пластины, контактирующие с нагретыми газообразными продуктами сгорания из узла горелки. В частности, нагревательное устройство 414 включает несколько проточных пластин асфальто-цементной смеси, уставленных одна над другой и разделенных каналами для прохождения нагретых газообразных продуктов сгорания. Каждая проточная пластина асфальто-цементной смеси предпочтительно включает впускное отверстие асфальто-цементной смеси и выпускное отверстие для асфальто-цементной смеси. Выпускные отверстия проточных пластин асфальто-цементной смеси на определенных уровнях соединены с впускными отверстиями проточных пластин на смежных уровнях соединительными трубопроводами, и при этом предусмотрены отклоняющие перегородки с целью обеспечения протекания асфальто-цементной смеси по значительной площади поверхности каждой проточной пластины асфальто-цементной смеси от впускного отверстия к выпускному отверстию. Узел горелки предназначен для направления нагретых газообразных продуктов сгорания по каналам, разделяющим проточные пластины асфальто-цементной смеси, с целью передачи тепла асфальто-цементной смеси, протекающей по их нагретой поверхности.
В настоящем изобретении могут быть использованы другие варианты осуществления нагревательного устройства, в том числе электрические нагревательные устройства и нагревательные устройства другого типа, известные специалистам в данной области техники, к которой относится изобретение.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, нагревательное устройство может включать насос, обеспечивающий необходимый расход или способствующий достижению необходимого расхода асфальто-цементной смеси через нагревательное устройство.
Настоящее изобретение предпочтительно предусматривает использование нагревательного устройства, предназначенного для разогрева приблизительно 15-60 галлонов асфальто-цементной смеси в минуту, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 30 галлонов асфальто-цементной смеси в минуту с целью повышения температуры асфальто-цементной смеси приблизительно на 30°-40° F, поступающей по впускному трубопроводу 32 из расходного резервуара 34 грузового автотранспортного средства 16. Предпочтительно, чтобы нагревательное устройство вырабатывало, по меньшей мере, приблизительно 300000 БТЕ в час, наиболее предпочтительно приблизительно 500000-750000 БТЕ в час, и обеспечивало непрерывный разогрев асфальто-цементной смеси. Также предпочтительно, чтобы нагревательное устройство представляло собой максимально компактную установку, и чтобы нагревательное устройство обеспечивало автоматическое регулирование температуры на основе данных о температуре цементной смеси на выпускном отверстии, с помощью которых обеспечивается информационная обратная связь для осуществления такого регулирования. При включении горелки нагревательного устройства, регулирование температуры может быть обеспечено путем корректировки скорости подачи топлива, давления топлива и (или) демпфирования подводимого воздуха.
Нагревательное устройство сообщается по текучей среде с расходным резервуаром для асфальто-цементной смеси и механизмом для подачи и распыления асфальто-цементной смеси на регенерированный дорожный асфальтобетон, удаленный фрезерной машиной с дорожного полотна в процессе холодной переработки на месте асфальтобетонного материала. Нагревательное устройство предназначено для разогрева асфальто-цементной смеси, поступающей из расходного резервуара до ее распыления на регенерированный дорожный асфальтобетон, срезанный с поверхности дорожного полотна. Нагревательное устройство может представлять собой автономное устройство, размещенное позади грузового автотранспортного средства для доставки асфальто-цементной смеси, либо может быть установлено на грузовом автотранспортном средстве для доставки асфальто-цементной смеси, модифицированной дорожной фрезерной машины для холодной переработки дорожного покрытия на месте или на машине для холодной переработки дорожного покрытия на месте.
Несмотря на то, что настоящее описание содержит множество конкретных деталей, они не должны истолковываться как ограничивающие объем настоящего изобретения, а исключительно как иллюстрирующие предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, а также лучший вариант осуществления изобретения, предполагаемый изобретателями. Изобретение, как описано и заявлено в настоящем контексте, допускает различные модификации и изменения, являющиеся очевидными специалистам в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение.
1. Технологическая линия оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте, предназначенная для перемещения вдоль дорожного полотна с асфальтобетонным покрытием с целью переработки материала асфальтобетонного дорожного покрытия и ремонта асфальтобетонного дорожного покрытия, при этом технологическая линия оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте включает:
(a) дорожную фрезерную машину для фрезерования материала асфальтобетонного дорожного покрытия и удаления фрезерованного материала асфальтобетонного дорожного покрытия с дорожного полотна;
(b) расходный резервуар для асфальто-цементной смеси;
(c) механизм для подачи и распыления асфальто-цементной смеси на материал асфальтобетонного дорожного покрытия, удаленного с дорожного полотна;
(d) нагревательное устройство, сообщающееся по текучей среде с расходным резервуаром для асфальто-цементной смеси и с механизмом для подачи и распыления асфальто-цементной смеси на материал асфальтобетонного дорожного покрытия, удаленного с дорожного полотна, при этом нагревательное устройство:
(i) предназначено для разогрева асфальто-цементной смеси, поступающей из расходного резервуара для асфальто-цементной смеси до подачи и распыления асфальто-цементной смеси на материал асфальтобетонного дорожного покрытия, удаленного с дорожного полотна:
(ii) включает узел горелки, предназначенный для сжигания в нем топлива в воздушной смеси с целью обеспечения образования нагретых газообразных продуктов сгорания;
(iii) содержит нагревательную камеру, включающую несколько жидкостных каналов, по которым может протекать асфальто-цементная смесь, при этом несколько жидкостных каналов контактируют с нагретыми газообразными продуктами сгорания, поступающими из узла горелки.
2. Технологическая линия по п. 1, в которой механизм для подачи и распыления асфальто-цементной смеси включает узел распыления асфальто-цементной смеси, установленный внутри корпуса фрезерного барабана модифицированной дорожной фрезерной машины для холодной переработки дорожного покрытия на месте.
3. Технологическая линия по п. 1, в которой механизм для подачи и распыления асфальто-цементной смеси включает подачу асфальто-цементной смеси в мешалку асфальтобетоносмесителя машины для холодной переработки дорожного покрытия.
4. Технологическая линия по п. 1, в которой расходный резервуар для асфальто-цементной смеси установлен на грузовом автотранспортном средстве для доставки асфальто-цементной смеси.
5. Технологическая линия по п. 1, в которой нагревательное устройство установлено между фрезерной машиной и расходным резервуаром для асфальто-цементной смеси.
6. Технологическая линия по п. 1, в которой нагревательное устройство включает:
(a) выпускное отверстие для нагретой асфальто-цементной смеси;
(b) температурный датчик, размещенный у выпускного отверстия для нагретой асфальто-цементной смеси;
(c) устройство регулирования температурного режима, предназначенное для регулирования скорости подачи топлива в узел горелки исходя из температуры асфальто-цементной смеси, определяемой температурным датчиком.
7. Технологическая линия по п. 1, в которой нагревательное устройство выполнено для обеспечения выработки, по меньшей мере, приблизительно 300000 БТЕ в час.
8. Технологическая линия по п. 1, в которой нагревательное устройство выполнено для обеспечения непрерывного разогрева потока асфальто-цементной смеси, поступающей из расходного резервуара для асфальто-цементной смеси.
9. Технологическая линия по п. 8, в которой нагревательное устройство выполнено для обеспечения разогрева, по меньшей мере, приблизительно 30 галлонов асфальто-цементной смеси в минуту с целью повышения температуры асфальто-цементной смеси, поступающей из расходного резервуара для асфальто-цементной смеси, по меньшей мере, приблизительно на 30° F.
10. Технологическая линия оборудования холодной переработки дорожного покрытия на месте по п. 1, в которой:
(а) нагревательное устройство включает:
(i) впускное отверстие нагревательного устройства для асфальто-цементной смеси;
(ii) выпускное отверстие нагревательного устройства для асфальто-цементной смеси;
(b) жидкостный канал для асфальто-цементной смеси включает первый змеевик, сообщающийся по текучей среде с впускным отверстием нагревательного устройства, и второй змеевик, сообщающийся по текучей среде с впускным отверстием нагревательного устройства, при этом первый и второй змеевики образуют зону разогрева внутри нагревательной камеры;
(c) часть асфальто-цементной смеси направляют из впускного отверстия нагревательного устройства в первый змеевик, и часть асфальто-цементной смеси направляют из впускного отверстия нагревательного устройства во второй змеевик;
(d) узел горелки расположен таким образом, чтобы направлять нагретые газообразные продукты сгорания вдоль зоны разогрева внутри первого и второго змеевиков с целью передачи тепла асфальто-цементной смеси, протекающей по первому и второму змеевикам.
11. Технологическая линия по п. 1, в которой:
(a) нагревательное устройство включает:
(i) первую нагревательную камеру;
(ii) вторую нагревательную камеру;
(iii) впускное отверстие нагревательного устройства для асфальто-цементной смеси;
(iv) выпускное отверстие нагревательного устройства для асфальто-цементной смеси;
(b) жидкостный канал для асфальто-цементной смеси включает:
(i) первый змеевик, сообщающийся по текучей среде с впускным отверстием нагревательного устройства и размещенный спирально по периферии первой нагревательной камеры, при этом первый змеевик образует первую зону разогрева во внутреннем пространстве первого змеевика внутри первой нагревательной камеры;
(ii) второй змеевик, сообщающийся по текучей среде с первым змеевиком и выпускным отверстием нагревательного устройства и размещенный спирально по периферии второй нагревательной камеры, при этом второй змеевик образует вторую зону разогрева во внутреннем пространстве второго змеевика внутри второй нагревательной камеры;
(c) в которой асфальто-цементную смесь направляют из впускного отверстия нагревательного устройства в первый змеевик и во второй змеевик к выпускному отверстию нагревательного устройства;
(d) в которой первая нагревательная камера сообщается по текучей среде со второй нагревательной камерой;
(е) в которой узел горелки расположен таким образом, чтобы направлять нагретые газообразные продукты сгорания через первую зону разогрева и вторую зону разогрева с целью передачи тепла асфальто-цементной смеси, находящейся в первом змеевике и во втором змеевике.
12. Технологическая линия по п. 1, в которой:
(a) нагревательное устройство включает:
(i) впускное отверстие нагревательного устройства для асфальто-цементной смеси;
(ii) выпускное отверстие нагревательного устройства для асфальто-цементной смеси;
(b) жидкостный канал для асфальто-цементной смеси включает внутренний змеевик и промежуточный змеевик, оба из которых:
(i) сообщаются по текучей среде с впускным отверстием нагревательного устройства;
(ii) спирально опоясывают нагревательную камеру и образуют зону разогрева во внутреннем пространстве внутреннего змеевика и промежуточного змеевика внутри нагревательной камеры;
(c) жидкостный канал для асфальто-цементной смеси также включает наружный спиралеобразный канал, расположенный снаружи внутреннего змеевика и внешнего змеевика и сообщающийся с ними по текучей среде и также сообщающийся по текучей среде с выпускным отверстием нагревательного устройства;
(d) асфальто-цементную смесь направляют из впускного отверстия нагревательного устройства во внутренний змеевик и промежуточный змеевик и в наружный спиралеобразный канал к выпускному отверстию нагревательного устройства;
(e) узел горелки предназначен для направления нагретых газообразных продуктов сгорания через зону разогрева во внутреннем пространстве внутреннего змеевика и промежуточного змеевика с целью передачи тепла асфальто-цементной смеси во внутреннем змеевике, промежуточном змеевике и наружном спиралеобразном канале.
13. Технологическая линия по п. 1, в которой:
(a) нагревательное устройство включает:
(i) впускное отверстие нагревательного устройства для асфальто-цементной смеси;
(ii) выпускное отверстие нагревательного устройства для асфальто-цементной смеси;
(b) жидкостный канал для асфальто-цементной смеси включает верхнюю проточную пластину асфальто-цементной смеси и нижнюю проточную пластину асфальто-цементной смеси, при этом:
(i) верхняя проточная пластина асфальто-цементной смеси размещена над нижней проточной пластиной асфальто-цементной смеси;
(ii) верхняя проточная пластина асфальто-цементной смеси отделена от нижней проточной пластины асфальто-цементной смеси каналом для нагретых газообразных продуктов сгорания;
(iii) верхняя проточная пластина асфальто-цементной смеси включает верхнее впускное отверстие для асфальто-цементной смеси и верхнее выпускное отверстие для асфальто-цементной смеси;
(iv) нижняя проточная пластина асфальто-цементной смеси включает нижнее впускное отверстие для асфальто-цементной смеси и нижнее выпускное отверстие для асфальто-цементной смеси;
(v) выпускное отверстие для асфальто-цементной смеси нижней проточной пластины асфальто-цементной смеси соединено с впускным отверстием асфальто-цементной смеси верхней проточной пластины асфальто-цементной смеси соединительным трубопроводом;
(vi) отклоняющая перегородка размещена на верхней проточной пластине асфальто-цементной смеси с целью обеспечения протекания потока асфальто-цементной смеси по значительной части площади поверхности верхней проточной пластины асфальто-цементной смеси от верхнего впускного отверстия для асфальто-цементной смеси к верхнему выпускному отверстию для асфальто-цементной смеси;
(vii) отклоняющая перегородка размещена на нижней проточной пластине асфальто-цементной смеси с целью обеспечения протекания асфальто-цементной смеси по значительной части площади поверхности нижней проточной пластины асфальто-цементной смеси от нижнего впускного отверстия для асфальто-цементной смеси к нижнему выпускному отверстию для асфальто-цементной смеси;
(c) поток асфальто-цементной смеси направляют от впускного отверстия нагревательного устройства по нижней проточной пластине асфальто-цементной смеси и по верхней проточной пластине асфальто-цементной смеси в выпускное отверстие нагревательного устройства;
(d) узел горелки предназначен для направления нагретых газообразных продуктов сгорания по каналу, отделяющему верхнюю проточную пластину асфальто-цементной смеси от нижней проточной пластины асфальто-цементной смеси с целью передачи тепла асфальто-цементной смеси на верхней проточной пластине асфальто-цементной смеси и нижней проточной пластине асфальто-цементной смеси.
