УСТАНОВКА КОЧЕТОВА ДЛЯ БЫСТРОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННОГО ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ В СЛУЧАЕ ЕГО ВЫХОДА ИЗ СТРОЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ЧС Российский патент 2016 года по МПК E01C23/09 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при регенерации асфальтобетонных дорожных покрытий, например, на автомобильных дорогах, аэродромах.

В большинстве асфальтовых дорожных покрытий основным связующим компонентом являются битумы. Обладая рядом ценных свойств и имея сравнительно невысокую стоимость, битумы, в состав которых входят полярные соединения, отличаются недостаточной стойкостью. Их прочностные показатели также сравнительно невысоки. Все это в значительной степени ухудшает свойства асфальтовых покрытий и сокращает сроки их эксплуатации. Использование отходов полиолефинов в композиции с битумом является одним из направлений, позволяющих модифицировать свойства покрытий.

Известно устройство для регенерации асфальтобетонного дорожного покрытия, включающее раму с ходовой частью, размещенные на ней генератор СВЧ-энергии и горизонтально расположенный излучатель с защитным экраном по его контуру по патенту РФ №2039145 (прототип).

Недостатком этого устройства является неравномерный разогрев обрабатываемого слоя асфальтобетонного покрытия, что влечет за собой исключение высокого качества регенерации указанного покрытия.

Технический эффект - повышение качества регенерированного асфальтобетонного покрытия и повышение эффективности работы устройства.

Это достигается тем, что устройство для регенерации асфальтобетонного дорожного покрытия в случае его выхода из строя в результате ЧС, содержащее раму с ходовой частью, размещенные на ней генератор СВЧ-энергии, горизонтально расположенный излучатель с защитным экраном по его контуру и сверху рамы и перемешивающие органы, снабжено установленными на раме трубами для распределения поверхностно-активных веществ, а перемешивающие органы и трубы расположены в зоне излучателя перпендикулярно продольной оси рамы, которая дополнительно снабжена контейнером с предварительно размолотыми отходами полиолефинов и дозатором с калиброванными отверстиями, расположенные также перпендикулярно продольной оси рамы, на распределительных трубах закреплены форсунки для распыления поверхностно-активного вещества, которое добавляется в регенерируемое асфальтобетонное покрытие, каждая из которых содержит полый цилиндрический корпус с дроссельной шайбой, соединенный с накидной гайкой, к которой крепится рассекатель потока жидкости, причем рассекатель потока жидкости состоит из коаксиально расположенных перфорированных конических обечаек, пространство между которыми заполнено мелкоячеистой сеткой, причем вершины конических поверхностей обечаек направлены в сторону от дроссельной шайбы, а в нижней части рассекателя закреплен сферический перфорированный сегмент таким образом, что вершина внешней конической обечайки совпадает с центром сферической поверхности перфорированного сегмента.

На фиг. 1 изображено устройство для регенерации асфальтобетонного дорожного покрытия, на фиг. 2 представлена схема форсунки для распыления поверхностно-активного вещества.

Установка для быстрого восстановления асфальтобетонного дорожного покрытия в случае его выхода из строя в результате ЧС содержит раму 1, установленный на ней источник электропитания 2, генератор 3 СВЧ-энергии, горизонтально расположенный излучатель 4, защитный экран 5, установленный по внешнему контуру излучателя, дополнительный экран 6, установленный поверх рамы 1, перемешивающие органы 7, смонтированные в зоне излучателя 4 перпендикулярно продольной оси рамы 1, распределительные трубы 8 с форсунками, расположенные также перпендикулярно продольной оси рамы 1, расходный бак 9, насос 10. Устройство снабжено контейнером 11 с предварительно размолотыми отходами полиолефинов и дозатором 12 с калиброванными отверстиями, расположенными также перпендикулярно продольной оси рамы 1.

Установка для быстрого восстановления асфальтобетонного дорожного покрытия в случае его выхода из строя в результате ЧС работает следующим образом.

Нужные композиции получают, смешивая битум с отходами полиолефинов при температурах 80÷100°C, которые обеспечиваются генератором 3 СВЧ-энергии, а образующаяся смесь охлаждается при уличной температуре (температуре наружного воздуха), при которой работает предлагаемое устройство. При добавлении отходов полиолефинов наблюдается значительное возрастание прочностных показателей композиций и снижение деформаций. Особенно заметно это влияние при температурах испытаний 20 и 40°C, соответствующих температурам эксплуатации дорожных покрытий в летнее время. При 0°C эффект от использования полиолефиновых отходов становится менее заметным.

Оптимальное количество полиолефиновых отходов для битумно-полимерных покрытий составляет 7÷12% (табл. 1). Атактический полипропилен в силу своей хрупкости при О°С и высокой склонности к окислению может быть рекомендован для применения в дорожных покрытиях только в определенных климатических зонах и при соответствующей дополнительной стабилизации.

Отходы полистирольных пластиков, введенные в битумные композиции в небольших количествах, также оказывают положительное влияние на свойства композиций. Если сравнить свойства таких композиций со свойствами стандартных битумно-минеральных смесей (табл. 2), то нетрудно заметить, что добавка полистирольных отходов приводит к существенному увеличению прочностных показателей при температурах испытания 0, 20 и 50°C, термостабильности и водостойкости.

Включают источник электропитания 2 и генератор 3 СВЧ-энергии, энергия от которого поступает к излучателю 4. Рама 1 с помощью тягового средства перемещается по предварительно очищенному от грязи и пыли обрабатываемому участку асфальтобетонного дорожного покрытия, разогревая его до температуры 100°-110°C, после чего включают насос 10 и в распределительные трубы 8 с форсунками поступает из бака 9 поверхностно-активное вещество, которое добавляется в регенерируемое асфальтобетонное покрытие.

Одновременно с насосом 10 включают перемешивающие органы 7, которые тщательно перемешивают разогретое асфальтобетонное покрытие с поверхностно-активными веществами, после чего дорожное покрытие выравнивают и уплотняют

На распределительных трубах 8 закреплены форсунки (фиг. 2) для распыления поверхностно-активного вещества, которое добавляется в регенерируемое асфальтобетонное покрытие, при этом каждая из них состоит из двух соосных связанных между собой цилиндрических втулок: втулки 15 большего диаметра и втулки 16 меньшего диаметра. Внутри втулки 16 меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек 13, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее. Внешняя поверхность шнека 13 представляет собой винтовую канавку с правой (или левой) нарезкой. При этом между внутренней поверхностью втулки 16 меньшего диаметра и внешней поверхностью шнека 13 образована винтовая внешняя полость 15 шнека 13.

Внутри шнека 13 выполнено отверстие 15 с левой (или правой) винтовой нарезкой.

При этом направление винтовой нарезки отверстия 14, выполненного внутри шнека 13, может быть противоположно направлению внешней винтовой канавки шнека.

Во втулке 17 большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер 19, жестко закрепленный в ней, например, посредством резьбового соединения через герметизирующую прокладку 18. Внутри штуцера 19 соосно выполнено цилиндрическое отверстие 20, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор 21, который соединен с цилиндрической камерой 22, образованной внутренней поверхностью втулки 16 меньшего диаметра и торцевой поверхностью шнека 13.

К торцевой поверхности втулки меньшего диаметра 16 прикреплен активный распылитель стержневого типа с лопастями, который выполнен в виде усеченного тетраэдра, закрепленного к торцевой поверхности втулки 16 меньшего диаметра, ребрами которого являются стержни 23 с закрепленными на них лопастями 24 с упорами 25, таким образом, чтобы была возможность их вращения от вихревых потоков, исходящих из шнека 13 форсунки, при этом ребра основания тетраэдра также соединены стержнями с закрепленными на них лопастями и упорами.

Центробежная форсунка с активным распылителем для распыливания жидкостей работает следующим образом.

Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 20 штуцера 19 в диффузор 21, а из него в камеру 22, из которой под давлением поступает одновременно по двум направлениям: во-первых, в винтовую внешнюю полость шнека 13, образуя внешний вращающийся поток жидкости, и во-вторых, - в отверстие 14 с винтовой нарезкой, образуя внутренний вращающийся поток жидкости.

На выходе из форсунки встречаются два вращающихся потока жидкости, причем один поток, например внутренний, совершает вращение в сторону, противоположную внешнему потоку, идущему по шнеку 13, либо может совершать попутное (одинаковое) вращение, если направление винтовых канавок совпадает. При взаимодействии вращающихся потоков на выходе из форсунки происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет их соударения в попутных или противоположно вращающихся потоках жидкости (внешнего и внутреннего). При этом суммарный мелкодисперсный вращающийся поток на выходе может иметь направление вращения, которое определяется гидравлическим сопротивлением соответственно внешней или внутренней винтовых полостей и канавок шнека 13, а может быть стационарным в случае противоположного направления вращения потоков и равенства их приведенных массовых скоростей. Шнек 13 форсунки может быть выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.

Дополнительное дробление капель жидкости происходит за счет их взаимодействия с активным распылителем стержневого типа с лопастями, который выполнен в виде усеченного тетраэдра, закрепленного к торцевой поверхности втулки 16 меньшего диаметра.

При среднем давлении подаваемой через цилиндрическое отверстие 20 жидкости под давлением 6…9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.

Изобретение может быть использовано при регенерации асфальтобетонных дорожных покрытий. Технический эффект - повышение качества регенерированного асфальтобетонного покрытия. Устройство для регенерации асфальтобетонного дорожного покрытия содержит раму с ходовой частью, размещенный на ней генератор СВЧ-энергии, горизонтально расположенный излучатель с защитным экраном по его контуру и сверху рамы и перемешивающие органы. На раме расположены трубы для распределения поверхностно-активных веществ. Перемешивающие органы и трубы расположены в зоне излучателя перпендикулярно продольной оси рамы, которая снабжена контейнером с предварительно размолотыми отходами полиолефинов и дозатором с калиброванными отверстиями, расположенными также перпендикулярно продольной оси рамы. На распределительных трубах закреплены форсунки для распыления поверхностно-активного вещества, которое добавляется в регенерируемое асфальтобетонное покрытие, каждая из которых содержит полый цилиндрический корпус с дроссельной шайбой, соединенный с накидной гайкой, к которой крепится рассекатель потока жидкости. Рассекатель потока жидкости состоит из коаксиально расположенных перфорированных конических обечаек, пространство между которыми заполнено мелкоячеистой сеткой. Вершины конических поверхностей обечаек направлены в сторону от дроссельной шайбы, в нижней части рассекателя закреплен сферический перфорированный сегмент таким образом, что вершина внешней конической обечайки совпадает с центром сферической поверхности перфорированного сегмента. 2 ил., 2 табл.

Установка для быстрого восстановления асфальтобетонного дорожного покрытия в случае его выхода из строя в результате ЧС, содержащая раму с ходовой частью, размещенные на ней генератор СВЧ-энергии, горизонтально расположенный излучатель с защитным экраном по его контуру и сверху рамы и перемешивающие органы, снабжена установленными на раме трубами для распределения поверхностно-активных веществ, а перемешивающие органы и трубы расположены в зоне излучателя перпендикулярно продольной оси рамы, которая дополнительно снабжена контейнером с предварительно размолотыми отходами полиолефинов и дозатором с калиброванными отверстиями, расположенными также перпендикулярно продольной оси рамы, отличающаяся тем, что на распределительных трубах закреплены форсунки для распыления поверхностно-активного вещества, которое добавляется в регенерируемое асфальтобетонное покрытие, каждая из которых содержит корпус, в который запрессован шнек, и штуцер для подвода жидкости, причем корпус состоит из двух соосных связанных между собой цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее, причем внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку, а внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер, жестко закрепленный в ней, например, посредством резьбового соединения через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека, а к торцевой поверхности втулки меньшего диаметра прикреплен активный распылитель стержневого типа с лопастями, активный распылитель выполнен в виде усеченного тетраэдра, закрепленного к торцевой поверхности втулки меньшего диаметра, ребрами которого являются стержни с закрепленными на них лопастями с упорами таким образом, чтобы была возможность их вращения от вихревых потоков, исходящих из шнека форсунки, при этом ребра основания тетраэдра также соединены стержнями с закрепленными на них лопастями и упорами.