RU2771836C1 - Method for monitoring and ensuring the quality of deicing treatment of the surface of the pavement and sidewalk by a machine with a plate distributor - Google Patents
Method for monitoring and ensuring the quality of deicing treatment of the surface of the pavement and sidewalk by a machine with a plate distributor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2771836C1 RU2771836C1 RU2021112223A RU2021112223A RU2771836C1 RU 2771836 C1 RU2771836 C1 RU 2771836C1 RU 2021112223 A RU2021112223 A RU 2021112223A RU 2021112223 A RU2021112223 A RU 2021112223A RU 2771836 C1 RU2771836 C1 RU 2771836C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disk
- distribution
- machine
- quality
- equipment
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 90
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 73
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию для распределения твердого противогололедного материала по тротуарам (и прочим элементам обустройства дорог) и может быть использовано для контроля и управления качеством противогололедной обработки тротуаров.SUBSTANCE: invention relates to equipment for distributing solid anti-icing material along sidewalks (and other elements of road construction) and can be used to control and manage the quality of pavement de-icing.
Известно устройство разбрасывателя твердого и жидкого противогололедного материала для транспортного средства, которое реализует способ обеспечения заданных показателей качества распределения противогололедного материала за пределами контура машины. Устройство содержит емкость для гранулированного материала, имеющую три подающих желоба (питателя), проходящих вдоль продольной оси транспортного средства. Два желоба (питателя), подающие твердый противогололедный материал, могут перемещаться из продольного положения в положение, поперечное по отношению к оси машины, и имеют длину, позволяющую распределительному диску располагаться за пределами внешнего бокового контура машины. Конвейер с гидравлическим двигателем расположен в каждом питателе и подает твердый материал к трем распределительным дискам. Также предусмотрен резервуар для жидкого противогололедного материала с линиями подачи жидкости к каждому из распределительных дисков. Контроль за процессом распределения материалов при помощи гидравлических средств осуществляет электронный блок управления. В зависимости от скорости движения машины, требуемой плотности распределения противогололедного материала и ширины полосы обработки в начале процесса распределения устанавливается значение расхода твердого и жидкого материала, а также значение частоты вращения дисков. При помощи гидравлических блоков управления гидравлическими двигателями конвейеров и насосов, соответственно, твердые противогололедные материалы извлекаются из бункера, а жидкие - из отдельных баков, после чего материалы подаются на вращающиеся распределительные диски для осуществления процесса распределения. При этом электронный блок управления непрерывно получает от электронного регулятора сигналы о значении скорости движения машины с целью обеспечения возможности изменения количества подаваемого противогололедного материала для соблюдения нормы расхода. Изобретение позволяет достигнуть распределения твердого и жидкого противогололедного материала с требуемой шириной полосы обработки и нормой распределения противогололедных материалов с возможностью установки распределительных дисков за пределами контура машины (см. патент США №4442979 А, Е01С 19/20, опубл. 1981 г.).A device for spreading solid and liquid anti-icing material for a vehicle is known, which implements a method for ensuring the specified quality indicators for the distribution of anti-icing material outside the contour of the machine. The device contains a container for granular material having three feed chutes (feeders) running along the longitudinal axis of the vehicle. Two chutes (feeders) supplying solid de-icing material can move from a longitudinal position to a position transverse to the axis of the machine, and have a length that allows the distribution disc to be located outside the outer side contour of the machine. A hydraulically driven conveyor is located in each feeder and feeds the solid material to three spreading discs. Also provided is a reservoir for liquid de-icing material with liquid supply lines to each of the distribution disks. Control over the process of distribution of materials by means of hydraulic means is carried out by an electronic control unit. Depending on the speed of the machine, the required distribution density of the de-icing material and the width of the processing strip, at the beginning of the distribution process, the value of the consumption of solid and liquid material, as well as the speed of the disks, is set. With the help of hydraulic control units for the hydraulic motors of the conveyors and pumps, respectively, solid anti-icing materials are removed from the hopper, and liquid ones from separate tanks, after which the materials are fed to the rotating distribution discs for the distribution process. At the same time, the electronic control unit continuously receives signals from the electronic regulator about the value of the speed of the machine in order to provide the possibility of changing the amount of anti-icing material supplied to comply with the consumption rate. The invention makes it possible to achieve the distribution of solid and liquid anti-icing material with the required width of the processing strip and the distribution rate of anti-icing materials with the possibility of installing distribution discs outside the contour of the machine (see US patent No. 4442979 A, E01C 19/20, publ. 1981).
Недостатком данного изобретения является то, что в нем распределительное оборудование реализует несимметричный способ подачи противогололедного материала на диск, который изначально не обеспечивает условий равномерного распределения частиц противогололедного материала по покрытию, а именно, равенство объема противогололедного материала, одновременно поступающего на каждую область диска, ограниченную двумя лопатками. Также устройство не позволяет учитывать деформацию полосы обработки, возникающую при воздействии на нее ветровой нагрузки. Следовательно, способ не позволяет в ходе противогололедной обработки обеспечивать и контролировать равномерность распределения частиц противогололедного материала и степень отклонения фактической ширины полосы обработки от заданной.The disadvantage of this invention is that in it the distribution equipment implements an asymmetric method of supplying de-icing material to the disk, which initially does not provide conditions for uniform distribution of particles of de-icing material over the coating, namely, the equality of the volume of de-icing material simultaneously supplied to each area of the disk, limited by two blades. Also, the device does not allow to take into account the deformation of the processing strip that occurs when it is exposed to a wind load. Therefore, the method does not allow during the de-icing treatment to ensure and control the uniformity of the distribution of particles of the de-icing material and the degree of deviation of the actual width of the processing strip from the specified one.
Известно устройство для распределения противогололедных материалов, которое реализует способ автоматического контроля противогололедной обработки покрытий, принятый в качестве прототипа, который заключается в том, что при работе используют бортовую систему управления с блоком управления, реализующую при помощи введенных в блок памяти системы математических моделей движения жидкого противогололедного материала по рабочему оборудованию и в воздушной среде, процедуру расчета ширины зоны распределения, зоны перекрытия распределительных дисков и неравномерности распределения жидкого противогололедного материала как отклонение фактической плотности распределения капель по площади полосы распределения от плотности, рассчитанной при идеальных условиях в отсутствии ветра. При этом используют данные, вносимые в блок памяти системы управления, и поступающие от датчиков для фиксации частоты вращения диска, давления подачи жидкого противогололедного материала, скорости движения машины, расхода противогололедного материала, скорости и направления ветра, а также линейных и угловых перемещений диска. Кроме того, используют внесенные в блок памяти системы управления базы данных конструктивных и геометрических параметров диска. В случае, если требуемые значения ширины полосы распределения и зоны перекрытия дисков не достигнуты, а также в случае, если отклонение фактической плотности распределения противогололедного материала по площади зоны распределения от плотности, рассчитанной при идеальных условиях в отсутствии ветра превышает допускаемое максимальное значение, то непосредственно в процессе распределения противогололедного материала осуществляют подбор эксплуатационных параметров рабочего оборудования и фактического значения расхода противогололедного материала (см. патент РФ №2734623, МПК Е01Н 10/00, Е01С 11/24, опубл. 2020 г.). Недостатком данного способа является то, что он ориентирован на оборудование и технологию для распределения жидких противогололедных материалов, где реализуется несимметричный способ подачи материала на диск. Также не была рассмотрена возможность оценки и контроля степени деформации полосы обработки как численного критерия качества распределения противогололедного материала.A device for the distribution of anti-icing materials is known, which implements a method for automatically controlling the de-icing treatment of coatings, taken as a prototype, which consists in the fact that during operation an on-board control system with a control unit is used, which implements mathematical models of the movement of liquid anti-icing introduced into the memory unit. material on the working equipment and in the air, the procedure for calculating the width of the spreading zone, the overlapping zone of the spreading disks and the uneven distribution of the liquid anti-icing material as a deviation of the actual droplet distribution density over the area of the distribution strip from the density calculated under ideal conditions in the absence of wind. At the same time, data is used that is entered into the memory unit of the control system and received from sensors to fix the disk rotation speed, liquid anti-icing material supply pressure, machine speed, anti-icing material consumption, wind speed and direction, as well as linear and angular displacements of the disk. In addition, databases of structural and geometric parameters of the disk entered into the memory block of the control system are used. If the required values of the width of the distribution strip and the overlap zone of the disks are not achieved, and also if the deviation of the actual distribution density of the anti-icing material over the area of the distribution zone from the density calculated under ideal conditions in the absence of wind exceeds the permissible maximum value, then directly in during the distribution of anti-icing material, the operating parameters of the working equipment and the actual value of the consumption of anti-icing material are selected (see RF patent No. 2734623, IPC E01H 10/00, E01C 11/24, publ. 2020). The disadvantage of this method is that it is focused on equipment and technology for the distribution of liquid anti-icing materials, where an asymmetric method of supplying material to the disk is implemented. Also, the possibility of assessing and controlling the degree of deformation of the processing strip as a numerical criterion for the quality of the distribution of anti-icing material was not considered.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение качества распределения частиц твердого противогололедного материала по поверхности дорожного покрытия и тротуара за счет организации симметричного способа его подачи на распределительный диск, осуществляемого с учетом действующей ветровой нагрузки при контроле значений показателей качества, а также критерия качества распределения противогололедного материала.The technical problem to be solved by the invention is to improve the quality of the distribution of particles of solid anti-icing material on the surface of the road surface and the sidewalk by organizing a symmetrical method of its supply to the distribution disk, carried out taking into account the current wind load while monitoring the values of quality indicators, as well as the quality criterion distribution of anti-icing material.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в способе контроля и обеспечения качества противогололедной обработки поверхности дорожного покрытия и тротуара машиной с дисковым распределителем при работе используют бортовую систему управления с микроконтроллером, в блок памяти которого вносят данные о режимных параметрах оборудования машины, таких, как скорость движения машины, частота вращения распределительного диска с установленными на нем лопатками, высота установки диска над покрытием, угол наклона диска относительно оси его вращения, данные о физико-химических свойствах противогололедных материалов, а также показатели качества распределения, такие, как требуемая ширина полосы обработки и норма плотности распределения противогололедных материалов на единицу площади покрытия, при этом с помощью соответствующих датчиков измеряют скорость движения машины, расход противогололедных материалов, угловую скорость вращения, а также угловые и линейные перемещения распределительного диска, скорость и направление ветра, при работе также используют устройство для вынесения диска за пределы контура машины и учитывают воздействие на полосу обработки ветровой нагрузки, согласно изобретению дополнительно при работе обеспечивают симметричную подачу твердого противогололедного материала из бункера на каждую область диска, ограниченную двумя лопатками, при этом в оборудовании машины дополнительно используют направляющее устройство в виде лотка с кольцевым сечением выпускного отверстия для подачи противогололедного материала с обеспечением равенства одновременно подаваемых на диск объемов материала, одновременно в блок памяти бортовой системы управления вводят описание математической модели процесса распределения твердого противогололедного материала при симметричном способе подачи на диск и численный критерий качества распределения, а именно, максимально допускаемую степень поперечной деформации полосы обработки, а также данные о геометрических параметрах оборудования, таких, как объем бункера, внутренний и внешний радиусы лотка, длина выносной штанги и высота лопаток диска, в процессе распределения противогололедного материала непрерывно оценивают степень поперечной деформации полосы обработки, которую определяют как разницу значений ширины полосы обработки при воздействии на нее ветровой нагрузки и при отсутствии последней, отнесенную к значению ширины полосы обработки при отсутствии ветровой нагрузки, сравнивают расчетные и фактические значения показателей и критерия качества распределения и при наличии их несоответствия осуществляют процедуру изменения режимных параметров дискового оборудования, направленную на достижение требуемых значений показателей и критерия качества, с использованием ранее введенных в блок памяти данных о режимных и геометрических параметрах оборудования, а также данных о физико-химических свойствах противогололедных материалов и измеренных значениях скорости и направления действующего ветра.The solution of the stated technical problem is achieved by the fact that in the method of monitoring and ensuring the quality of anti-icing treatment of the surface of the road surface and the sidewalk by a machine with a disk distributor, an on-board control system with a microcontroller is used during operation, in the memory block of which data on the operating parameters of the machine equipment, such as speed, are entered. movement of the machine, the rotational speed of the spreading disc with blades mounted on it, the height of the disc above the pavement, the angle of the disc in relation to the axis of its rotation, data on the physico-chemical properties of anti-icing materials, as well as distribution quality indicators, such as the required width of the working strip and the norm of the density of distribution of anti-icing materials per unit area of coverage, while using the appropriate sensors measure the speed of the machine, the consumption of anti-icing materials, the angular speed of rotation, as well as the angular and linear displacements of the distribution of the disk, the speed and direction of the wind, during operation, a device is also used to move the disk outside the contour of the machine and take into account the effect on the wind load treatment strip, according to the invention, additionally, during operation, they provide a symmetrical supply of solid anti-icing material from the hopper to each area of \u200b\u200bthe disk, limited by two blades , while in the equipment of the machine, a guide device is additionally used in the form of a tray with an annular section of the outlet for supplying anti-icing material to ensure equality of the volumes of material simultaneously supplied to the disk, at the same time, a description of the mathematical model of the process of distributing solid anti-icing material with a symmetrical method of feeding to the disk and a numerical criterion for the quality of distribution, namely, the maximum allowable degree of transverse deformation of the processing strip, as well as data on the geometric parameters of the equipment parameters, such as the volume of the hopper, the inner and outer radii of the tray, the length of the extension rod and the height of the disc blades, in the process of distributing the de-icing material, the degree of transverse deformation of the processing strip is continuously evaluated, which is determined as the difference in the width of the processing strip when it is exposed to wind load and in the absence of the latter, referred to the value of the width of the processing strip in the absence of wind load, the calculated and actual values of the indicators and the distribution quality criterion are compared, and if there is a discrepancy, the procedure for changing the operating parameters of the disk equipment is carried out, aimed at achieving the required values of the indicators and the quality criterion, using previously entered into the memory block data on the regime and geometric parameters of the equipment, as well as data on the physico-chemical properties of anti-icing materials and measured values of the speed and direction of the current wind.
Решение поставленной технической задачи становится возможным благодаря применению в составе оборудования машины лотка с кольцевой формой поперечного сечения выпускного отверстия, при помощи которого обеспечивается равенство объемов противогололедного материала, одновременно подаваемых на диск, и равенство скоростей одновременного слета частиц твердого противогололедного материала с каждого сектора диска, а также благодаря непрерывному расчету значений показателей и критерия качества распределения с учетом действующей ветровой нагрузки, данных о геометрических и режимных параметрах оборудования с возможностью варьирования последних.The solution of the stated technical problem becomes possible due to the use of a tray with an annular cross-sectional shape of the outlet opening as part of the machine equipment, which ensures the equality of the volumes of anti-icing material simultaneously supplied to the disk, and the equality of the speeds of the simultaneous flow of particles of solid anti-icing material from each sector of the disk, and also due to the continuous calculation of the values of the indicators and the distribution quality criterion, taking into account the current wind load, data on the geometric and operating parameters of the equipment with the possibility of varying the latter.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема оборудования для реализации способа; на фиг.2 представлен алгоритм реализации способа контроля и обеспечения качества противогололедной обработки поверхности покрытий дисковым распределителем с симметричным способом подачи противогололедного материалаThe invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of equipment for implementing the method; figure 2 shows the algorithm for implementing the method of monitoring and ensuring the quality of de-icing surface treatment of coatings with a disk distributor with a symmetrical method of supplying de-icing material
Способ контроля и обеспечения качества противогололедной обработки поверхности дорожного покрытия и тротуара машиной с дисковым распределителем заключается в том, что при работе используют бортовую систему управления с микроконтроллером, в блок памяти которого вносят данные о режимных параметрах оборудования машины, таких, как скорость движения машины, частота вращения распределительного диска с установленными на нем лопатками, высота установки диска над покрытием, угол наклона диска относительно оси его вращения, данные о физико-химических свойствах противогололедных материалов, а также показатели качества распределения, такие, как требуемая ширина полосы обработки и норма плотности распределения противогололедных материалов на единицу площади покрытия. При этом с помощью соответствующих датчиков измеряют скорость движения машины, расход противогололедных материалов, угловую скорость вращения, а также угловые и линейные перемещения распределительного диска, скорость и направление ветра. При работе также используют устройство для вынесения диска за пределы контура машины и учитывают воздействие на полосу обработки ветровой нагрузки. Причем дополнительно при работе обеспечивают симметричную подачу твердого противогололедного материала из бункера на каждую область диска, ограниченную двумя лопатками, при этом в оборудовании машины дополнительно используют направляющее устройство в виде лотка с кольцевым сечением выпускного отверстия для подачи противогололедного материала с обеспечением равенства одновременно подаваемых на диск объемов материала. Одновременно в блок памяти бортовой системы управления вводят описание математической модели процесса распределения твердого противогололедного материала при симметричном способе подачи на диск и численный критерий качества распределения, а именно, максимально допускаемую степень поперечной деформации полосы обработки, а также данные о геометрических параметрах оборудования, таких, как объем бункера, внутренний и внешний радиусы лотка, длина выносной штанги и высота лопаток диска. В процессе распределения противогололедного материала непрерывно оценивают степень поперечной деформации полосы обработки, которую определяют как разницу значений ширины полосы обработки при воздействии на нее ветровой нагрузки и при отсутствии последней, отнесенную к значению ширины полосы обработки при отсутствии ветровой нагрузки. Сравнивают расчетные и фактические значения показателей и критерия качества распределения и при наличии их несоответствия осуществляют процедуру изменения режимных параметров дискового оборудования, направленную на достижение требуемых значений показателей и критерия качества, с использованием ранее введенных в блок памяти данных о режимных и геометрических параметрах оборудования, а также данных о физико-химических свойствах противогололедных материалов и измеренных значениях скорости и направления действующего ветра.The method for monitoring and ensuring the quality of anti-icing treatment of the surface of the road surface and the sidewalk by a machine with a disk distributor consists in using an on-board control system with a microcontroller, in the memory block of which data on the mode parameters of the machine equipment are entered, such as the speed of the machine, frequency rotation of the spreading disc with blades installed on it, the installation height of the disc above the pavement, the angle of inclination of the disc relative to the axis of its rotation, data on the physico-chemical properties of anti-icing materials, as well as distribution quality indicators, such as the required width of the processing strip and the norm of distribution density of anti-icing materials per unit area of coverage. At the same time, with the help of appropriate sensors, the speed of the machine, the consumption of anti-icing materials, the angular speed of rotation, as well as the angular and linear displacements of the distribution disk, wind speed and direction are measured. During operation, a device is also used to move the disk outside the contour of the machine and take into account the impact on the wind load processing strip. Moreover, during operation, a symmetrical supply of solid anti-icing material is provided from the hopper to each area of the disk, limited by two blades, while in the equipment of the machine, a guide device is additionally used in the form of a tray with an annular section of the outlet for supplying anti-icing material with ensuring equality of volumes simultaneously fed to the disk material. At the same time, a description of the mathematical model of the process of distributing solid anti-icing material with a symmetrical method of feeding onto the disk and a numerical criterion for the quality of distribution, namely, the maximum allowable degree of transverse deformation of the processing strip, as well as data on the geometric parameters of the equipment, such as volume of the hopper, inner and outer radii of the tray, the length of the extension rod and the height of the disc blades. In the process of distribution of anti-icing material, the degree of transverse deformation of the treatment strip is continuously assessed, which is determined as the difference in the values of the width of the processing strip when it is exposed to wind load and in the absence of the latter, referred to the value of the width of the processing strip in the absence of wind load. The calculated and actual values of the indicators and the distribution quality criterion are compared, and in the presence of their discrepancy, the procedure for changing the operating parameters of the disk equipment is carried out, aimed at achieving the required values of the indicators and the quality criterion, using the data on the operating and geometric parameters of the equipment previously entered into the memory block, as well as data on the physical and chemical properties of anti-icing materials and measured values of the speed and direction of the current wind.
Способ контроля и обеспечения качества противогололедной обработки поверхности дорожного покрытия и тротуара машиной с дисковым распределителем реализуется с помощью оборудования (фиг.1), которое включает в себя установленное на базовой машине 1 выносную штангу 2, обеспечивающую перемещение распределительного оборудования в вертикальной и горизонтальной плоскостях, бункер 3 с лотком 4, выпускное отверстие которого имеет форму кольца в поперечном сечении, характеризуемого внутренним и внешним радиусами, распределительный диск 5 с закрепленными на его поверхности лопатками 6.The way to control and ensure the quality of anti-icing treatment of the surface of the road surface and the sidewalk by a machine with a disk distributor is implemented using equipment (figure 1), which includes a
Способ контроля и обеспечения качества противогололедной обработки поверхности дорожного покрытия и тротуара машиной с дисковым распределителем реализуется следующим образом.The way to control and ensure the quality of anti-icing treatment of the surface of the pavement and pavement by a machine with a disk distributor is implemented as follows.
В начале работы согласно алгоритму реализации (фиг.2) в блок памяти бортовой системы управления машины вводят математическую модель, описывающую процесс движения частиц симметрично поданного противогололедного материала по диску и в воздушной среде, вводят значения геометрических, исходных режимных параметров оборудования, а также показатели качества распределения, а именно, ширину полосы обработки, которую требуется обеспечить и требуемую к обеспечению норму распределения (г/м2), а также вводят значение численного критерия качества, а именно, максимально допускаемую степень поперечной деформации полосы обработки. Также вводят данные о физико-химических свойствах противогололедного материала, а именно, средний диаметр, объем и масса частицы, плотность противогололедного материала. Вводятся данные о плотности воздушной среды и значении расхода противогололедного материала в единицу времени. После этого путем математических вычислений система определяет ширину полосы обработки и плотность распределения противогололедного материала, которые оборудование обеспечивает при условии отсутствии ветровой нагрузки на полосу обработки. Затем включается режим симметричной подачи материала и начинается процесс распределения частиц противогололедного материала совместно с движением базовой машины. Одновременно в блок памяти бортовой системы управления вводятся данные о ветровой нагрузке на полосу обработки, то есть о скорости и направлении действующего ветра. После этого осуществляется расчет фактической ширины полосы обработки и плотности распределения противогололедного материала, которые оборудование обеспечивает с учетом действующей на полосу обработки ветровой нагрузки. Затем осуществляется процедура сравнения фактических значений показателей и критерия качества распределения с требуемыми.At the beginning of work, according to the implementation algorithm (figure 2), a mathematical model is introduced into the memory block of the on-board control system of the machine, which describes the process of movement of particles of a symmetrically supplied anti-icing material across the disk and in the air, enter the values of the geometric, initial operating parameters of the equipment, as well as quality indicators distribution, namely, the width of the processing strip, which is required to provide and the required distribution rate (g/m 2 ), and also enter the value of the numerical quality criterion, namely, the maximum allowable degree of transverse deformation of the processing strip. Data on the physicochemical properties of the anti-icing material are also entered, namely, the average diameter, volume and mass of the particle, and the density of the anti-icing material. Data are entered on the density of the air environment and the value of the consumption of anti-icing material per unit of time. After that, by mathematical calculations, the system determines the width of the processing strip and the distribution density of the anti-icing material, which the equipment provides under the condition that there is no wind load on the processing strip. Then the mode of symmetrical supply of material is switched on and the process of distribution of particles of anti-icing material begins together with the movement of the base machine. At the same time, data on the wind load on the processing strip, that is, on the speed and direction of the current wind, are entered into the memory block of the onboard control system. After that, the calculation of the actual width of the processing strip and the distribution density of the anti-icing material is carried out, which the equipment provides, taking into account the wind load acting on the processing strip. Then the procedure for comparing the actual values of the indicators and the distribution quality criterion with the required ones is carried out.
Если требуемая ширина полосы обработки не достигнута, плотность распределения не соответствует норме, а степень поперечной деформации полосы обработки превышает установленное максимальное значение, то система управления осуществляет поиск вариантов изменения значений режимных параметров, способных обеспечить достижение требуемых показателей и критерия качества распределения. Оператор может выбрать самостоятельно, какой из режимных параметров, предложенных бортовой системой управления, изменить. Данные об изменении режимных параметров поступают в систему управления от соответствующих датчиков - это датчик частоты вращения диска, датчики линейного и углового перемещений диска, расходомер (на фиг.1 не показаны). После изменения значения режимного параметра система управления вновь осуществляет расчет фактических показателей качества с целью проверки соблюдения условий соответствия их требуемым значениям. Эта процедура осуществляется на протяжении всего процесса распределения противогололедного материала. Реализацию алгоритма осуществления способа можно пояснить на примере.If the required width of the processing strip is not reached, the distribution density does not correspond to the norm, and the degree of transverse deformation of the processing strip exceeds the set maximum value, then the control system searches for options for changing the values of the regime parameters that can ensure the achievement of the required indicators and distribution quality criterion. The operator can choose independently which of the mode parameters proposed by the onboard control system to change. Data on the change in regime parameters are fed into the control system from the appropriate sensors - this is a disk rotation speed sensor, linear and angular displacement sensors of the disk, a flow meter (not shown in figure 1). After changing the value of the mode parameter, the control system again calculates the actual quality indicators in order to verify compliance with the conditions for compliance with their required values. This procedure is carried out throughout the entire process of distribution of anti-icing material. The implementation of the algorithm for implementing the method can be illustrated by an example.
Перед началом процесса распределения противогололедного материала вводят в блок памяти бортовой системы управления (фиг.2) заданное значение численного критерия качества - максимально допустимую степень поперечной деформации полосы, равную 10% от первоначальной ширины полосы обработки, а также заданные показатели качества: требуемую ширину полосы обработки - 1,5 м, норму распределения противогололедного материала - 90 г/м2. Пусть исходными геометрическими параметрами оборудования для ввода в блок памяти бортовой системы управления (фиг.2) будут следующие данные: длина лопатки 6 (фиг.1) диска 5 (фиг.1) - 0,16 м, высота лопатки 6 диска 5 - 0,05 м, угол наклона лопатки 6 диска 5-45 град. (число лопаток равно 8), внутренний радиус лотка 4 (фиг.1) - 0,04 м, внешний радиус лотка 4 - 0,1 м, диаметр диска 5 - 0,18 м, угол наклона диска 5 к оси вращения - 90 град, длина выносной штанги 2 (фиг.1) - 1,6 м.Before starting the process of distribution of anti-icing material, the specified value of the numerical quality criterion is entered into the memory block of the onboard control system (figure 2) - the maximum allowable degree of transverse deformation of the strip, equal to 10% of the initial width of the processing strip, as well as the specified quality indicators: the required width of the processing strip - 1.5 m, the rate of distribution of anti-icing material - 90 g/m 2 . Let the initial geometrical parameters of the equipment for input into the memory block of the onboard control system (figure 2) be the following data: the length of the blade 6 (figure 1) disk 5 (figure 1) - 0.16 m, the height of the
Исходные значения основных режимных параметров для ввода в блок памяти бортовой системы управления: высота диска 5 над покрытием - 0, 4 м, частота вращения диска 5 - 18,85 рад/с, скорость движения машины 1 (фиг.1) - 20 км/ч. Вводят в блок памяти бортовой системы управления (фиг.2) данные о физико-химических свойствах противогололедного материала. В качестве материала выбран твердый комбинированный противогололедный материал со средним радиусом частиц, равным 0,0025 м, объемом частиц, равным 6,7⋅10 10-8 м3, массой 7,522⋅10 10-5 кг и плотностью 1150 кг/м3. Плотность воздуха составляет 1,318 кг/м3. Вводят в блок памяти бортовой системы управления (фиг.2) значения расхода противогололедного материала, подаваемого на диск, равное 90 г/м2. Вводят в блок памяти бортовой системы управления (фиг.2) данные о допускаемом диапазоне варьирования режимных параметров: высота диска 5 (фиг.1) над покрытием - от 0,1 м до 0,6 м, частота вращения диска 5 (фиг.1) - от 12 рад/с до 25 рад/с, скорость движения машины 1 (фиг.1) - от 5 км/ч до 40 км/ч. После ввода всех исходных данных при помощи математической модели процесса распределения, введенной в форме программного кода в блок памяти системы управления (см. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2021613272, РФ, Программа построения зоны распределения твердого противогололедного материала при симметричном способе подачи материала на диск, опубл. 2021 г.), производят автоматизированный расчет ширины полосы обработки, которая составит при отсутствии ветровой нагрузки 1,5 м. При этом с началом распределения противогололедного материала по покрытию непрерывно вводятся в блок памяти системы управления данные о скорости и направления ветра, измеренные анемометром (на фиг.1 не показан). Пусть измеренная и введенная в блок памяти системы управления скорость ветра равна 7 м/с, направление - 10 град. к оси, перпендикулярной продольной оси машины. Тогда, рассчитанное при помощи упомянутой ранее программы фактическое значение ширины полосы обработки составит 1,335 м, плотность распределения составит 101,21 г/м2, а степень поперечной деформации полосы обработки составит 11%. После процедуры сравнения требуемых и рассчитанных фактических значений можно сформировать заключение о том, что требуемая ширина полосы обработки и плотность распределения не достигнуты и превышена максимально допустимая степень поперечной деформации полосы обработки (10%), то есть качество распределения не обеспечено (фиг.2). Так как требуемые показатели и критерий качества не достигнуты, необходимо осуществить поиск вариантов изменения значений режимных параметров (фиг.2). Путем имитационного моделирования, осуществляемого с помощью упомянутой ранее программы, делается заключение о том, что сглаживания негативных последствий от возникшей деформации зоны обработки можно достигнуть или изменением высоты диска над покрытием до значения 0,45 м, в таком случае, ширина полосы обработки составит 1,51 м, или увеличением частоты вращения диска до 0,3 рад/с. В таком случае, ширина полосы обработки составит 1,56 м, а степень деформации зоны будет полностью устранена.The initial values of the main mode parameters for input into the memory block of the onboard control system: the height of the
В итоге применение изобретения позволит добиться повышения качества распределения частиц твердого противогололедного материала, например, по тротуарам за счет реализации симметричного способа подачи материала на диск 5 (фиг.1). Применение лотка с кольцевой формой поперечного сечения, реализующего данный способ, обеспечивает равенство объемов противогололедного материала, одновременно подаваемых на диск, и равенство скоростей одновременного слета частиц твердого противогололедного материала с каждого сектора диска. Изобретение позволит обеспечить контроль численного критерия качества, а именно, степени поперечной деформации непосредственно в процессе проведения противогололедной обработки с учетом действующей на полосу обработки и постоянно меняющейся ветровой нагрузки.As a result, the application of the invention will improve the quality of the distribution of particles of solid anti-icing material, for example, on sidewalks by implementing a symmetrical method of supplying material to disk 5 (figure 1). The use of a tray with an annular cross-sectional shape that implements this method ensures the equality of the volumes of anti-icing material simultaneously supplied to the disk, and the equality of the speeds of the simultaneous flow of particles of solid anti-icing material from each sector of the disk. The invention will make it possible to control the numerical quality criterion, namely, the degree of transverse deformation directly in the process of anti-icing treatment, taking into account the constantly changing wind load acting on the treatment strip.
Таким образом, изобретение позволяет повысить качество распределения частиц твердого противогололедного материала по поверхности дорожного покрытия и тротуара за счет организации симметричного способа его подачи на распределительный диск, осуществляемого с учетом действующей ветровой нагрузки при контроле численных значений показателей качества, а также степени поперечной деформации полосы обработки.Thus, the invention makes it possible to improve the quality of the distribution of particles of solid anti-icing material over the surface of the road surface and the sidewalk by organizing a symmetrical method of its supply to the distribution disk, carried out taking into account the current wind load while controlling the numerical values of the quality indicators, as well as the degree of transverse deformation of the treatment strip.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2771836C1 true RU2771836C1 (en) | 2022-05-12 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4442979A (en) * | 1980-09-19 | 1984-04-17 | Kuepper Willy | Spreader vehicle for solid and liquid thawing materials |
| RU81735U1 (en) * | 2008-11-27 | 2009-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Стройпроект" | AUTOMATIC ROAD COATING PROCESSING SYSTEM IN AUTOMATIC MODE |
| EP1887144B1 (en) * | 2006-08-01 | 2010-02-10 | Küpper-Weisser GmbH | Spreading vehicle for servicing of roads in winter |
| RU2456403C1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-07-20 | Виктор Сергеевич Аносов | Method for automatic treatment of road surface with deicing reagent |
| RU2673193C1 (en) * | 2017-11-30 | 2018-11-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Комплексные Инженерные Решения" | Method of automatic treatment of road surface with anti-ice agent and system for its implementation |
| RU2734623C1 (en) * | 2019-06-21 | 2020-10-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Method for automatic control of de-icy processing of road and aerodrome coatings |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4442979A (en) * | 1980-09-19 | 1984-04-17 | Kuepper Willy | Spreader vehicle for solid and liquid thawing materials |
| EP1887144B1 (en) * | 2006-08-01 | 2010-02-10 | Küpper-Weisser GmbH | Spreading vehicle for servicing of roads in winter |
| RU81735U1 (en) * | 2008-11-27 | 2009-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Стройпроект" | AUTOMATIC ROAD COATING PROCESSING SYSTEM IN AUTOMATIC MODE |
| RU2456403C1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-07-20 | Виктор Сергеевич Аносов | Method for automatic treatment of road surface with deicing reagent |
| RU2673193C1 (en) * | 2017-11-30 | 2018-11-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Комплексные Инженерные Решения" | Method of automatic treatment of road surface with anti-ice agent and system for its implementation |
| RU2734623C1 (en) * | 2019-06-21 | 2020-10-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Method for automatic control of de-icy processing of road and aerodrome coatings |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2014201332B2 (en) | Method for controlling a device for changing the spreading ring sector of a disc spreader and disc spreader designed to carry out such a method | |
| KR101559486B1 (en) | Device and method for loading solid particles into a chamber | |
| CA2688838C (en) | Apparatus and method for spreading particulate material | |
| US5931393A (en) | Salt-sand spreader with liquid injector | |
| US5401115A (en) | Paver with material supply and mat grade and slope quality control apparatus and method | |
| US9567715B2 (en) | Adjustable width trail paver | |
| AU2015279002B2 (en) | Device for spreading a bituminous coating from a film of determined width of the coating, and method for implementing same | |
| CN101939507A (en) | Milling machine, in particular surface mining machine, and method for mining milled material for opencast excavation of a mining surface | |
| US20130341437A1 (en) | Apparatus for spreading granular materials from vehicle | |
| CN104131508B (en) | A kind of paver with the adjustable cloth system of the amount of paving cross direction profiles | |
| US8485345B2 (en) | Device for scattering bulk material | |
| RU2771836C1 (en) | Method for monitoring and ensuring the quality of deicing treatment of the surface of the pavement and sidewalk by a machine with a plate distributor | |
| RU2268334C1 (en) | Method of and device for building compacted snow road pavement (versions) | |
| CA1203308A (en) | Method and apparatus for controlling the movement of an oscillating spout | |
| JPH0277529A (en) | Granulator for raw material to be sintered | |
| RU2625863C2 (en) | Method and system for the formation of gray silicon crystallization in a moving liquid | |
| RU2734623C1 (en) | Method for automatic control of de-icy processing of road and aerodrome coatings | |
| US12392095B2 (en) | Machine, system and method for road construction | |
| US20250341065A1 (en) | Machine, system and method for road construction | |
| JPS632485Y2 (en) | ||
| SE439256B (en) | TRANSPORTABLE DEVICE FOR BITUMINOST SLAD PREPARATION | |
| WO2023183727A1 (en) | Road building machine | |
| US20240337075A1 (en) | Auger and conveyor speed control | |
| CN116983902A (en) | Disc granulation device of high-content zinc sulfate granule of fertilizer level | |
| Mandrovskiy et al. | The concept of functioning of the on-board quality control system for anti-icing pavement treatment |