RU2572877C1

RU2572877C1 - Kochetov plant for fast recovery of asphalt concrete road surface in case of its failure as result of emergency

Info

Publication number: RU2572877C1
Application number: RU2014152520/03A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2014-12-25
Publication date: 2016-01-20

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: device for the regeneration of an asphalt concrete road surface contains a frame with a running gear, a UHF energy generator placed on it, a horizontally located radiator with a protective screen along its outline and from above the frames and mixing bodies. On the frame pipes for the distribution of surface-active substances are located. The mixing bodies and pipes are located in the radiator zone perpendicular to the longitudinal axis of the frame which is fitted with a container with pre-milled waste of polyolefines and a batcher with a calibrated holes located also perpendicular to the longitudinal axis of the frame. On the distributive pipes nozzles for the dispersion of a surface-active substance to be added to the regenerated asphalt concrete surface are fixed, each of which contains a hollow cylindrical housing with a throttle washer connected to a cap nut to which a liquid flow divider is fastened. The liquid flow divider consists of coaxially located punched conic shells the space between which is filled with a fine-meshed grid. The tops of conic surfaces of the shells are facing from the throttle washer aside, a spherical punched segment is fixed in the lower part of the flow divider in such a way that the top of the external conic shell coincides with the centre of the spherical surface of the punched segment.EFFECT: improvement of the quality of the regenerated asphalt concrete surface coating.2 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при регенерации асфальтобетонных дорожных покрытий, например, на автомобильных дорогах, аэродромах.The invention relates to the construction and can be used in the regeneration of asphalt concrete pavements, for example, on roads, airfields.

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.In most asphalt pavements, bitumen is the primary bonding component. Having a number of valuable properties and having a relatively low cost, bitumen, which includes polar compounds, are not resistant enough. Their strength indicators are also relatively low. All this greatly affects the properties of asphalt pavements and shortens their life. The use of polyolefin waste in a composition with bitumen is one of the directions that allows you to modify the properties of coatings.

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).A device for the regeneration of asphalt concrete pavement, comprising a frame with a chassis, a microwave energy generator placed on it and a horizontally located emitter with a protective screen along its circuit according to the patent of the Russian Federation No. 2039145 (prototype).

Недостатком этого устройства является неравномерный разогрев обрабатываемого слоя асфальтобетонного покрытия, что влечет за собой исключение высокого качества регенерации указанного покрытия.The disadvantage of this device is the uneven heating of the treated layer of asphalt concrete pavement, which entails the exclusion of high quality regeneration of the specified coating.

Технический эффект - повышение качества регенерированного асфальтобетонного покрытия и повышение эффективности работы устройства.Technical effect - improving the quality of the regenerated asphalt concrete pavement and increasing the efficiency of the device.

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.This is achieved by the fact that the device for the regeneration of asphalt concrete pavement in case of failure as a result of an emergency, containing a frame with a chassis, a microwave energy generator placed on it, a horizontally located emitter with a protective screen along its circuit and on top of the frame and mixing bodies equipped with pipes mounted on the frame for the distribution of surfactants, and the mixing bodies and pipes are located in the area of the emitter perpendicular to the longitudinal axis of the frame, which is additionally equipped with on a container with pre-ground polyolefin waste and a dispenser with calibrated holes, also perpendicular to the longitudinal axis of the frame, nozzles for spraying a surfactant are attached to the distribution pipes, which are added to the regenerated asphalt concrete coating, each of which contains a hollow cylindrical body with a throttle washer, connected to a union nut to which a liquid flow divider is attached, wherein the liquid flow divider consists of coax located perforated conical shells, the space between which is filled with a fine mesh, and the vertices of the conical surfaces of the shells are directed away from the throttle washer, and a spherical perforated segment is fixed in the lower part of the divider so that the top of the outer conical shell coincides with the center of the spherical surface of the perforated segment.

На фиг. 1 изображено устройство для регенерации асфальтобетонного дорожного покрытия, на фиг. 2 представлена схема форсунки для распыления поверхностно-активного вещества.In FIG. 1 shows a device for the regeneration of asphalt concrete pavement, FIG. 2 is a nozzle diagram for spraying a surfactant.

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.The installation for the quick restoration of asphalt concrete pavement in case of failure as a result of an emergency includes a frame 1, a power supply 2 installed on it, a microwave energy generator 3, a horizontally located emitter 4, a protective screen 5 installed along the external contour of the emitter, an additional screen 6 mounted on top of the frame 1, mixing bodies 7 mounted in the area of the emitter 4 perpendicular to the longitudinal axis of the frame 1, distribution pipes 8 with nozzles, also located perpendicular to the odolnoy axis of the frame 1, the supply tank 9, the pump 10. The apparatus is provided with a container 11 with a pre-milled waste polyolefins and dispenser 12 with orifices arranged as perpendicular to the longitudinal axis of the frame 1.

Установка для быстрого восстановления асфальтобетонного дорожного покрытия в случае его выхода из строя в результате ЧС работает следующим образом.Installation for the rapid restoration of asphalt concrete pavement in the event of its failure as a result of emergency works as follows.

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.The necessary compositions are obtained by mixing bitumen with polyolefin waste at temperatures of 80 ÷ 100 ° C, which are provided by the microwave energy generator 3, and the resulting mixture is cooled at street temperature (outdoor temperature) at which the proposed device operates. With the addition of polyolefin waste, a significant increase in the strength characteristics of the compositions and a decrease in deformations are observed. This effect is especially noticeable at test temperatures of 20 and 40 ° C, corresponding to the operating temperatures of road surfaces in the summer. At 0 ° C, the effect of using polyolefin wastes becomes less noticeable.

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.The optimal amount of polyolefin waste for bitumen-polymer coatings is 7–12% (Table 1). Atactic polypropylene due to its brittleness at 0 ° C and a high tendency to oxidation can be recommended for use in road surfaces only in certain climatic zones and with appropriate additional stabilization.

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.Polystyrene plastic wastes introduced into bitumen compositions in small quantities also have a positive effect on the properties of the compositions. If we compare the properties of such compositions with the properties of standard bitumen-mineral mixtures (Table 2), then it is easy to notice that the addition of polystyrene wastes leads to a significant increase in strength indicators at test temperatures of 0, 20, and 50 ° C, thermal stability, and water resistance.

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.Turn on the power source 2 and the microwave energy generator 3, the energy from which is supplied to the emitter 4. The frame 1 with the help of the traction means moves along the treated section of the asphalt concrete pavement previously cleaned from dirt and dust, warming it to a temperature of 100 ° -110 ° C, after which the pump 10 is turned on and a surfactant comes from the tank 9 into the distribution pipes 8 with nozzles, which is added to the regenerated asphalt concrete pavement.

Одновременно с насосом 10 включают перемешивающие органы 7, которые тщательно перемешивают разогретое асфальтобетонное покрытие с поверхностно-активными веществами, после чего дорожное покрытие выравнивают и уплотняютSimultaneously with the pump 10 include mixing bodies 7, which thoroughly mix the heated asphalt concrete surface with surfactants, after which the road surface is leveled and compacted

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.Nozzles are attached to the distribution pipes 8 (Fig. 2) for spraying a surfactant that is added to the regenerated asphalt concrete coating, each of which consists of two coaxial cylindrical bushings connected together: bushings 15 of a larger diameter and bushings 16 of a smaller diameter. Inside the sleeve 16 of a smaller diameter, coaxial to it, is a screw 13, rigidly connected to its inner surface, for example, pressed into it. The outer surface of the screw 13 is a helical groove with a right (or left) thread. Moreover, between the inner surface of the sleeve 16 of a smaller diameter and the outer surface of the screw 13, a helical external cavity 15 of the screw 13 is formed.

Внутри шнека 13 выполнено отверстие 15 с левой (или правой) винтовой нарезкой.Inside the screw 13, a hole 15 is made with a left (or right) screw thread.

При этом направление винтовой нарезки отверстия 14, выполненного внутри шнека 13, может быть противоположно направлению внешней винтовой канавки шнека.In this case, the direction of the screw thread of the hole 14, made inside the screw 13, may be opposite to the direction of the external screw groove of the screw.

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.In the sleeve 17 of a larger diameter, coaxial to it, there is a fitting 19 which is rigidly fixed therein, for example, by means of a threaded connection through a sealing gasket 18. Inside the fitting 19, a cylindrical hole 20 is made coaxially, passing into an axisymmetrically located diffuser 21, which is connected to the cylindrical chamber 22 formed by the inner surface of the sleeve 16 of smaller diameter and the end surface of the screw 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.An active rod-type atomizer with blades is attached to the end surface of the sleeve of smaller diameter 16, which is made in the form of a truncated tetrahedron fixed to the end surface of the sleeve 16 of smaller diameter, the ribs of which are rods 23 with blades 24 fixed to them with stops 25, so that there was the possibility of their rotation from the vortex flows emanating from the screw 13 of the nozzle, while the ribs of the base of the tetrahedron are also connected by rods with blades and stops fixed to them.

Центробежная форсунка с активным распылителем для распыливания жидкостей работает следующим образом.A centrifugal nozzle with an active atomizer for spraying liquids works as follows.

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.The liquid is supplied through a cylindrical hole 20 of the fitting 19 into the diffuser 21, and from it into the chamber 22, from which it flows simultaneously in two directions under pressure: firstly, into the screw external cavity of the screw 13, forming an external rotating fluid flow, and secondly , - in the hole 14 with a screw thread, forming an internal rotating fluid flow.

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.At the exit of the nozzle, there are two rotating fluid flows, moreover, one flow, for example, the internal one, rotates in the direction opposite to the external flow going along the screw 13, or it can perform the associated (identical) rotation if the direction of the screw grooves coincides. In the interaction of rotating flows at the outlet of the nozzle, additional dropping of liquid droplets occurs due to their collision in the associated or opposite rotating fluid flows (external and internal). In this case, the total finely dispersed rotating stream at the outlet can have a direction of rotation, which is determined by the hydraulic resistance of the external or internal screw cavities and grooves of the screw 13, respectively, and can be stationary in the case of the opposite direction of rotation of the flows and the equality of their reduced mass velocities. The nozzle screw 13 can be made of solid materials: tungsten carbide, ruby, sapphire.

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.Additional crushing of liquid droplets occurs due to their interaction with the rod-type active atomizer with blades, which is made in the form of a truncated tetrahedron fixed to the end surface of the sleeve 16 of a smaller diameter.

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.At an average pressure supplied through a cylindrical hole 20 of the liquid under a pressure of 6 ... 9 MPa, spraying is provided from 400 to 1000 kg / h of liquid. The nozzle is easy to manufacture and maintain.

Claims

Installation for the quick restoration of asphalt concrete pavement in case of failure as a result of an emergency, containing a frame with a chassis, a microwave energy generator placed on it, a horizontally located emitter with a protective screen along its contour and on top of the frame and mixing bodies equipped with the frame with pipes for the distribution of surfactants, and the mixing bodies and pipes are located in the emitter zone perpendicular to the longitudinal axis of the frame, which is additionally equipped with a container ohm with pre-ground polyolefin waste and a dispenser with calibrated openings also perpendicular to the longitudinal axis of the frame, characterized in that nozzles for spraying a surfactant are attached to the distribution pipes, which are added to the regenerated asphalt concrete coating, each of which contains a housing into which a screw is pressed in and a fitting for supplying fluid, and the housing consists of two coaxial cylindrical bushings connected to each other: larger diameter bushings and bushings of smaller diameter, while inside the bush of smaller diameter, coaxial to it, there is a screw that is rigidly connected to its inner surface, for example, pressed into it, and the outer surface of the screw is a helical groove, and a screw hole is made inside the screw, and in the sleeve of a larger diameter, coaxially to it, there is a fitting rigidly fixed in it, for example, by means of a threaded connection through a sealing gasket, while a cylindrical hole is made coaxially inside the fitting, giving an axisymmetrically located diffuser that is connected to a cylindrical chamber formed by the inner surface of the sleeve of a smaller diameter and the end surface of the screw, and an active atomizer of the rod type with blades is attached to the end surface of the sleeve of a smaller diameter, the active atomizer is made in the form of a truncated tetrahedron attached to the end the surface of the sleeve of a smaller diameter, the ribs of which are rods with blades fixed to them with stops in such a way that they can be rashchenija eddy flows emanating from the nozzle of the screw, the base of the tetrahedron edges rods are also connected with blades fixed on them and stops.