CN101675194B

CN101675194B - 用于压实、破碎和碎石化的方法和设备

Info

Publication number: CN101675194B
Application number: CN2008800136451A
Authority: CN
Inventors: 斯科特·R·罗斯
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2028-04-17
Also published as: EP2142706A4; CN101675194A; EP2142706A1; CA2684062A1; US20080292400A1; EP2142706B1; WO2008133827A1; US7410323B1; AU2008244632A1; US7648309B2; CA2684062C

Abstract

一种用于压实、破碎和碎石化的设备包括具有第一板平直部分和第一板厚度的第一非圆形板、具有第二板平直部分和大体等于所述第一板厚度的第二板厚度的第二板和具有第三板第一平直部分和第三板第二平直部分以及小于第一板厚度和第二板厚度的第三板厚度的第三板。第一板平直部分连接至第三板第一平直部分以及第二板连接至第三板第二平直部分，且第一板、第二板和第三板中的每一个被构形以形成多瓣辊组件。

Description

用于压实、破碎和碎石化的方法和设备

技术领域

本发明总体涉及建筑机械，具体涉及破碎设备技术领域，特别是涉及一种用于提供材料压实、破碎和碎石化的改良的方法和设备。

背景技术

表面压实、材料破碎和碎石化是无数行业中利用的方法。例如，在修复和重建街道和公路中，通常需要移除现有的混凝土和材料，并为新混凝土准备基面。这些方法的其他用途包括土壤和基础压实、混凝土破碎和固定、填埋场压实、跑道形成和地面准备以及许多其他的应用。用于这些应用的许多现有的方法极其费时和费力，而且对于某些应用，相对低效。

用于土壤压实和混凝土破碎的在先技术的设备包括大型、高密度球，振动冲击式碾压机以及闸刀式破碎装置。破碎混凝土的其他可用方法包括气锤的使用等等。同样，这种设备和方法通常很慢。

针对这些问题，本发明人创造了一些新装置，这是美国专利号5462387，名称为“混凝土破碎设备”、美国专利号5533283，名称为“压实辊组件和平地机”以及美国专利号6719485，名称为“压实辊与用于碎石化混凝土的方法”的主题。这些发明在压实土壤以及破裂和破碎街道和公路的混凝土以允许去除表面材料方面非常成功。但是，发明人发现进一步增加设备和方法用于表面压实和材料破碎和碎石化很有必要。

因此，需要一种用于在各种场境中压实、破碎和碎石化几种材料的方法和设备。

发明内容

因此，本发明的总体目的是提供一种用于材料压实、破碎和碎石化的设备和方法。根据本发明的第一方面，公开了一种适合于提供压实、破碎和碎石化的设备。设备可以包括一辊组件和一框架组件。辊组件可包括具有第一板平直部分和第一板厚度的第一非圆形板。辊组件可以进一步包括具有第二板平直部分和第二板厚度的第二非圆形板。所述第二板厚度可以大体等于所述第一板厚度。辊组件可以还包括具有第三板第一平直部分和第三板第二平直部分的第三板。第三板可包括第三板厚度，所述第三板厚度小于所述第一板厚度和所述第二板厚度中的每一个。所述第一板平直部分连接至所述第三板第一平直部分，和所述第二板连接至所述第三板第二平直部分以形成一非圆形多瓣辊形状的非圆形板焊件组件。辊组件可以包括轴组件并可以通过所述轴组件安装至所述框架组件上。

与轴组件连接并安装至框架组件上的非圆形多瓣辊组件适合于由机动或非机动牵引或推动装置推动或牵引。所述辊组件的每个瓣可进一步包括一组第一凸起撞击面和一组第二凸起撞击面。第一凸起撞击面形成横跨辊组件瓣的宽度、横跨辊组件宽度彼此间隔一距离并从所述撞击面沿平行于轴组件的直线向外突出的非连续的凸起撞击区域。第一凸起撞击面具有第一凸起撞击面厚度。第二凸起撞击面形成一连续的凸起撞击区域并以离所述第一凸起撞击面一距离横跨所述辊组件瓣的宽度被连接。第二凸起撞击面具有小于第一凸起撞击面厚度的第二凸起撞击面厚度。第一凸起撞击面被设置在一瓣上以使第一凸起撞击面首先接触一表面，而第二凸起撞击面被设置以使第二凸起撞击面紧随第一凸起撞击面接触表面之后接触所述表面。

所述框架组件可以被构形以具有耐磨板、Z轴悬挂以允许多维旋转、以及适合于在所述设备转弯或改变方向时吸收冲击的撞击吸收组件。有利地，撞击吸收组件可以允许所述设备在设备改变方向时在所述框架组件内持续旋转。

本发明的另一个实施例揭露的一种用于提供压实、破碎和碎石化的设备被构形以提供与适合于牵引或推动所述设备的多台车辆快速释放连接。这些车辆中的每一个可以装配有一连接组件以允许所述设备与所述车辆快速接合和脱离。设备可以进一步被构形以具有适合于固定所述设备在集装箱内的直立位置的固定组件。

本发明的进一步的实施例提供横向串联连接的多个或两个设备以允许任何尺寸的撞击区域。多个设备实施例可以同相、异相或同相与异相的任何组合连接并可被连接以具有任何期望的各个设备之间的距离。通过这种方式，多个设备实施例提供适合于多个应用的配置。

根据本发明的又一方面，揭露了一种用于制造适合于提供压实、破碎和碎石化的设备的方法。该方法可以包括提供具有第一板平直部分和第一板厚度的第一非圆形板；该方法还包括提供具有第二板平直部分和第二板厚度的第二非圆形板，所述第二板厚度大体等于所述第一板厚度；该方法还包括提供具有第三板第一平直部分和第三板第二平直部分的第三板，第三板还包括第三板厚度，第三板厚度可以小于所述第一板厚度和所述第二板厚度中的每一个；该方法可以进一步包括连接所述第一板平直部分至所述第三板第一平直部分以及连接所述第二板平直部分至所述第三板第二平直部分以形成非圆形多瓣辊组件形状的非圆形板焊件组件。

应该理解上述总的描述以及下面的详细说明都只是示例和解释性，而不是对本发明保护的限制。构成本说明书的一部分的所附的图举例说明本发明，并于总的说明一起用作说明本发明的原理。

附图说明

通过参考所附图，本发的众多目标和优点可以被本领域技术人员更好地理解：

图1是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的已装配的辊组件的等轴测图；

图2是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的辊组件板零件的等轴测图；

图3是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的辊组件的横截面示意图；

图4是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的辊组件的另一实施例的横截面示意图；

图5是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的等轴测图；

图6是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的等轴测图，显示了用来连接辊组件与框架组件的连接组件零件；

图7A和7B是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的侧视图；

图8是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的俯视图；

图9是本发明示例性实施例所述的连接至拖拉机的材料压实、破碎和碎石化设备的侧视图；

图10A是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的连接组件的侧视图；

图10B是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的连接组件的分解图；

图11是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的转动连接组件的等轴测图，显示了用来连接所述设备至车辆的联结器连接组件零件；

图12A是本发明示例性实施例所述的串联且同相连接的多个材料压实、破碎和碎石化设备的侧视图；

图12B是本发明示例性实施例所述的串联且异相连接的多个材料压实、破碎和碎石化设备的侧视图；

图13是本发明示例性实施例所述的串联连接的多个材料压实、破碎和碎石化设备的俯视图；

图14是本发明示例性实施例所述的横向且连续连接的多个材料压实、破碎和碎石化设备的俯视图；

图15是一个采矿点的侧视图，表示一辆翻斗卡车在大岩石表面行驶；

图16是所述采矿点的侧视图，表示所述翻斗卡车在本发明示例性实施例所述的设备已碎石化表面之后的表面上行驶；

图17是本发明示例性实施例所述的设备压实表面之前和之后的表面的侧视图；

图18是本发明示例性实施例所述的设备压实填埋场之前和之后的所述填埋场的侧视图；

图19是利用在先技术闸刀式混凝土破碎设备破碎表面之后的混凝土表面俯视图；

图20是利用本发明示例性实施例所述的材料压实、破碎和碎石化设备破碎表面之后的混凝土表面俯视图；

图21是在集装箱内的本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的等轴测图；及

图22是表示本发明示例性实施例所述的制造一种材料压实、破碎和碎石化设备的流程图。

具体实施方案

现在将参考本发明优选的实施例结合附图进行详细说明。

现在参考图1，表示本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的辊组件100的等轴测图。参考图2，表示本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的辊组件板零件的等轴测图。参考图3，表示本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的辊组件100的横截面示意图。辊组件100可包括具有第一板平直部分104和第一板厚度(x)的第一非圆形板102。辊组件100可以进一步包括具有第二板平直部分108和第二板厚度(x)的第二非圆形板。所述第二板106的厚度可以大体等于所述第一板厚度(x)。辊组件100可还包括具有第三板第一平直部分112和第三板第二平直部分114的第三板110。所述第三板100可包括第三板厚度(y)，所述第三板厚度(y)可以小于所述第一板厚度(x)和所述第二板厚度(x)中的每一个。

为了形成本发明所述的辊组件100，第一板平直部分104连接至第三板第一平直部分112，和第二板平直部分108连接至第三板第二平直部分114。在优选的实施例中，第一板102和第二板106可以被焊接至第三板110以形成一焊件110。第一板102和第二板106中的每一个被构形以当连接至第三板110时形成非圆形多瓣撞击辊组件100。

第三板110可被构形以具有小于第一板102和第二板106直径的直径。焊接材料可大致围绕第三板110的周边灌注在第一板102和第二板106之间以填充由第一和第二板与第三板的直径差异所限定的区域。每一板被构形并形成四个均匀的侧边或瓣。辊组件100包括一组第一凸起撞击面和一组第二凸起撞击面。第一凸起撞击面形成横跨辊组件瓣的宽度、在横跨辊组件宽度上彼此间隔一距离并从每一瓣的所述撞击面沿平行于轴的直线向外突出的非连续的凸起撞击区域。第一凸起撞击面具有第一凸起撞击面厚度。第二凸起撞击面形成连续的凸起撞击区域，并以离所述第一凸起撞击面一距离横跨所述辊的宽度被连接。第二凸起撞击面具有小于第一凸起撞击面厚度的第二凸起撞击面厚度。

第一板102、第二板和第三板110中的每一个由主要铁制的合金制成，该合金具有0.02％-1.7％(重量)的碳含量，如钢材。钢材可以是高强度低合金钢，具有其它附加元素，如典型地1.5％的锰，以提供附加的强度。钢材也可被搀杂其它元素，如钼、锰、铬、镍，重量诸如10％，以改善厚的部分的淬透性。钢材还可包括铬和镍以抗腐蚀。

第一、第二和第三板102、106、110可用任何常规的材料切削方法制成，特别是那些适合于切割厚度为10英寸到20英寸的钢板的方法。例如，可利用CAD/CAM等离子炬切割设备火焰切割板。

参考图4，是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的辊组件100的另一个实施例的横截面示意图。应当预想到辊组件100可按操作员要求或应用所需由4个或更多个板组成。辊组件100可包括交变、改变或均匀厚度的任何数量的板。此外，辊组件100可形成为实心的例子，其中钢或其他金属被灌注入辊组件铸模中。实心钢辊组件的例子可利用适用于形成实心钢辊组件的模制技术制成。

在本发明的一个实施例中，第一板102和第二板可以是大约15英寸厚，第三板110可以是大约1英寸厚，形成具有约31英寸厚的辊组件100。然而应当预想到，辊筒外型设计和厚度对于各种根据材料、地理或类似约束或者操作员期望的要求的各种应用可以被修改。例如，根据操作员的期望或应用所需，第一板可以是任何宽度，第二板可以是任何宽度，和第三板可以是任何宽度以使第一、第二和第三板可以是不相等的厚度。

辊组件100可进一步包括适合于在辊组件100运转时提供附加力给一表面的多个凸起件。在优选的实施例中，辊组件100包括位于辊组件100的每一瓣上的至少一组第一凸起撞击面和至少一组第二凸起撞击面。第一凸起撞击件可以具有第一厚度，第二凸起撞击件可以具有小于第一凸起撞击件厚度的第二厚度。第一凸起撞击面可以是不连续的，并可以是断续的凸起件，如加强角片、突起等。第二凸起撞击面可以连续地形成以使第二凸起撞击面大致横跨辊组件瓣的整个宽度延伸。第二凸起撞击面可以是钢筋，如钢楔坯料、轧制坯料、分级坯料等。第一凸起撞击面沿大的半径稍微弯曲，因此性质上一般为平直的。第二凸起撞击面是大致平直并被设置以在第一凸起撞击面接触材料表面材料之后接触所述材料的表面。

第一凸起撞击面可以是焊接至辊组件100并被定向为平行于辊的旋转轴的矩形条。第一凸起撞击面一般位于辊组件100延伸的瓣部分的中心，以使第一凸起撞击面124是接触材料表面的辊组件的100的第一部件。随着辊组件100继续旋转和瓣继续向下的力，第二凸起撞击面126撞击材料，随后所述瓣的其余“平直”表面将接触材料的表面。因此，第一凸起撞击面124和第二凸起撞击面126被构形以便在辊组件100继续前进时咬入材料中。

在另外的实施例中，第一板102、第二板106和第三板110中的每一个可形成具有第一和第二凸起撞击件124、126，并可被构形以与一结构对齐，该结构提供所述形成的辊组件100的每个瓣至少一组非连续的凸起撞击面124和至少一个连续的第二凸起撞击面126。

瓣可相对轴彼此间隔90度，并具有最大半径R。多瓣辊适合于可旋转地安装在轴上。在一个实施例中，所述轴安装在一框架上以便当所述框架沿地面移动时跟随所述框架。所述非连续凸起撞击面和所述连续凸起撞击面中的每一个适合于当辊组件100在所述轴上转动时接触地面。

每一侧面或瓣也可包括一枢轴表面，和一“死”区。所述枢轴表面被弯曲至一短的半径，并在所述紧随的瓣摆动过顶并由该处朝向地面时用作支点。所述死区可在一区域被撞击之后提供附加的平滑。

通过沿着地面滚动辊组件100，辊组件100可用于材料压实、破碎和碎石化。根据第一个实施例，辊组件100可以重22000-40000磅，并可以4-10英里每小时的速度滚动。每个瓣导致旋转轴相对地面升高，因此导致沿着每个瓣的表面更大的动态冲击力。

参考图5-8，表示本发明示例性实施例所述的设备包括辊组件100的示意图；具体地，图5是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的等轴测图。图6是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的等轴测图，显示了用来连接辊组件100与框架组件128的连接组件零件。图7是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的侧视图。图8是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的俯视图。

如上所述，设备500可进一步包括框架组件128。框架组件128可包括弹簧组件130，弹簧组件130适合于提供需要启动和维持辊组件100滚动运动的足够的力。弹簧组件130可通过联动系统162连接辊组件100的轴组件120。弹簧组件130可包括至少一个，或优选地，多个独立的同心弹簧，其中第一弹簧适合于穿过第二弹簧插入，第二弹簧适合于穿过第三弹簧插入，依次类推。弹簧组件130可适合于在辊组件100的向前运动由运输组件启动时压缩。弹簧组件的压缩导致势能的必要增大，其然后又被转换成辊组件100绕轴组件120旋转形式的动能。由于辊组件100是非圆形的，因此该能量转换对于辊组件100绕轴组件120旋转是必要的。弹簧组件可进一步包括一减震组件，其适合于当辊组件100被向前拉或推时使辊组件100的突发水平运动最小化。

参考图5-7B，如上所述，辊组件100可安装至框架组件128内并可在框架组件128内旋转。具体参考图6，表示多个适合于提供辊组件100与框架组件连接的连接零件。位于辊组件100的两大致外部外侧部分的轴120被构形以插入框架组件槽138中。

弹簧组件可引发辊组件100在框架组件128内的向前运动。在一个实施例中，弹簧组件是一个同心弹簧组件。例如，小弹簧152可被构形以插入更大的弹簧146中。还可以预想到弹簧组件可包括多个同心弹簧。弹簧可通过诸如螺栓、螺钉、螺母、木钉等的多个连接零件156、160、168连接至辊组件和框架组件并可安装在弹簧连接板148上。液压组件130可通过多个连接零件160、164、166连接至液压组件连接板154、162并可通过装配零件170安装在框架组件上。

分级组件136可连接至框架组件128的后部。分级组件136可适合于在辊组件已压实或破碎材料表面之后对所述材料表面进行分级。

参考图6，框架组件128可包括耐磨垫132，其适合于减少由辊组件100在轴上的旋转运动导致的磨损。耐磨垫132可以是适合于减少辊组件100和框架组件之间摩擦的氯丁橡胶、聚四氟乙烯或任何材料。一个或多个耐磨垫132可松开地安装至框架组件128，并可在所述垫磨损后或根据操作员期望进行更换。

具体参考图7A和7B，设备500可包括减震组件，其适合于当设备转向时吸收震动。当设备500在一长度的材料上进行多次通过时，通常需要将所述设备转向以通过同一区域。这通常需要操作者停止设备500，通过液压升降组件提升设备并将车辆和设备转向。如果操作者在转向所述设备之前不停止并提升所述设备，则液压升降组件和其他框架零件可能会随着设备转向被损坏。减震组件通过吸收一些或全部由转向设备产生的震动可防止或大体减少损坏和磨损。为此，减震组件可包括滑轮系统，其适合于为框架组件提供单向张紧联动。具体参考图7B，减震组件可进一步包括一减震弹簧组件，其适合于压缩以进一步减少来自设备的方向变化的震动影响。

如果以特定方法操作，辊组件100可被用来破碎、粉碎和碎石化诸如石头、岩石、混凝土等的材料，如下面详细叙述。当路面根据本发明的方法破碎时，发现所述辊常常在破碎的表面滑动，而不是滚动。发现同样的事情发生在沿着诸如沙或砂砾路面的其它类型表面当要尝试压实路面时。为了克服此问题，一系列夹紧凸起撞击面被添加到所述辊的每个瓣。凸起撞击面通常为矩形形状并通常位于凸起撞击面间的中心并朝前邻近紧邻的瓣的枢轴表面。因此，首先第一组凸起撞击面接触并破碎路面表面，随后所述撞击面剩下的平直表面以及夹紧凸起撞击面将接触路面表面。已发现该附加的组的凸起撞击面足以防止沿路面表面滑动，同时有助于混凝土路面表面的粉碎和碎石化。这些附加的夹紧凸起撞击面允许本发明的辊组件100以一种新方法压实沙子、泥土或砂砾路面。这在整修县乡道路中通常是必要步骤。没有如本发明的那样的不同厚度的撞击面，则辊不可能用于此类作业，因为辊将只会顺路滑动而不会滚动、夹紧和压实表面。

现在参考图9-11，表示安装至包括运动引发装置142的设备500。图9是本发明示例性实施例所述的连接至拖拉机142的材料压实、破碎和碎石化设备500的侧视图900。

现在参考图10A和10B，是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的连接组件1000的示意图。连接组件1000可进一步包括螺栓组件1120，螺栓组件1120适合于连接至舌组件140，舌组件140适合于插入车辆的联结器连接槽1122。当舌组件140插入联结器连接槽1122时，舌组件140可通过诸如螺丝、螺栓等的多个固定装置1124固定。

图11是本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备的转动连接组件1100的分解的等轴测图，显示了用来连接所述设备至车辆的连接组件1100零件。框架组件128可以连接至连接组件1100，连接组件1100适合于连接框架组件至车辆用以引发辊组件的旋转运动。转动连接组件100可包括多个零件180-198、1102-1118，所述零件被连接以提供固定可旋转地连接框架组件至连接组件。压实、破碎和碎石化设备可安装至适合于推动或牵引所述设备并在一表面行驶或移动的任何设备，如拖拉机、山猫滑移装载机、反向铲、挖掘机、载客机动车辆等。诸如连接组件的连接可以被更改或被构形以提供连接至任何期望的车辆的前端或后端。车辆可以是机动的或非机动的。有利地，辊组件100有可形以具有较小外形，允许连接至任何用于推动或提升材料的小型低容量机器。框架组件可包括一连接机构，该连接机构适合于连接任何适合于引发辊组件100运动的设备。在一个实施例中，框架组件可包括一快速悬挂连接组件，其适合于连接设备500至多个用于推或拉所述辊组件的设备。连接组件被构形以在其可连接的连接组件上滑动，如拖拉机、山猫滑移装载机、汽车、卡车。连接组件可包括适合于在连接组件上滑动的腔和至少一个适合穿过在与连接组件相对的部分上形成的孔插入的连接销。孔可被构形以与连接组件上的孔对齐并可被预成形或在需要连接框架组件至连接组件时成形。

参考图12-14，表示串联或横向且串联安装的多个辊组件100。图12A是本发明示例性实施例所述的串联且同相连接的多个材料压实、破碎和碎石化设备的侧视图1200。图12B是本发明示例性实施例所述的串联且异相连接的多个材料压实、破碎和碎石化设备的侧视图1200。图13是本发明示例性实施例所述的串联连接的多个材料压实、破碎和碎石化设备的俯视图1300。参考图12A和12B，串联连接的多个设备500可根据操作需要或者操作员要求间隔任何长度D。图14是本发明示例性实施例所述的横向且连续连接的多个材料压实、破碎和碎石化设备500的俯视图1400。横向且连续连接的设备可以任何彼此物理距离和彼此相位差的组合连接。多个设备例子中的每一设备可包括辊组件、框架组件和可压缩的运动启动组件。串联或并排安装的辊组件可彼此同相或异相安装。具体来说，对于辊组件串联安装的例子，每一辊组件的突出的凸起撞击面和全长撞击条可以被构形以在相同位置或在大体在前面辊组件撞击后面的位置撞击地面。

参考图15-16，表示本发明示例性实施例所述的设备使用之前和之后的采矿场景。具体来说，图15是一个采矿点1500的侧视图，表示一辆翻斗卡车在大岩石1502表面行驶。在采矿场景中，如矿石或矿物矿井，为开采符合需要的材料，必须挖掘大型岩石和材料。这种挖掘一般在采矿点周围留下成堆的大岩石、砾石等。用于移去岩石材料的车辆的轮胎经常由于轮胎与大岩石材料之间持续的撞击而被磨损和损坏。图16是所述采矿点的侧视图1600，表示所述翻斗卡车在本发明示例性实施例所述的设备已碎石化表面之后的表面1602上行驶。设备可被构形以与石头清除装置协同操作，或可在岩石清除之前使用以大体破碎或粉碎大岩石堆积物，从而减少对车辆轮胎磨损。设备可被构形成适合于在通向采矿点和采矿点周围的经常的狭窄通道、道路和路径的尺寸范围。

设备可用于各种场景和应用中。参考图17，本发明示例性实施例所述的设备500已压实表面之前和之后的表面1700的侧视图。在压实之前土壤可在第一深度1702，而在压实之后在第二较低的深度1704，提供高密度表面。诸如土壤、沙、砾石、小岩床等的表面可以被压实以除去湿气并提供典范的基础准备。设备也可用于压实废物填埋场。参考图18，本发明示例性实施例所述的设备500已压实填埋场之前1802和之后1804的所述填埋场1800的侧视图。废物填埋场压实可以延长填埋场区寿命几年，导致显著的成本节约和减少需要分配给填埋场的土地。

设备可适合用于路面或其它表面的破碎和固定应用。典型的混凝土路面是以一般为12′×12′混凝土块铺设。天气变化、混凝土沉降、机动车辆的撞击等等常常导致混凝土块移位，产生不期望的不平路面。一种减少该移位的方法是压碎或破碎混凝土块以允许它们固定安放并减少单块混凝土块的运动。参考图19，是利用在先技术闸刀式混凝土破碎设备破碎表面之后的混凝土表面1900俯视图。这种闸刀式设备用于在混凝土中切出标记类压痕1902。这种方法效率低下且往往不能有效提供必需防止混凝土块移位和倾斜所必要的破碎和固定。此外，这些方法往往导致所述块内不期望的微位移并且不能压实混凝土块。相反，设备可用于提供有效、均匀的混凝土破碎和固定以基本减少或防止由于气候条件改变而产生的移位和损坏。参考图20，表示利用本发明示例性实施例所述的材料压实、破碎和碎石化设备破碎表面之后的混凝土表面2000俯视图。为此，辊组件100越过一个或多个混凝土块至少一次并导致在所述混凝土内形成网状裂缝2002。辊组件100可提供足够撞击以贯穿混凝土块的深度大体压碎，提供有效的块破碎以减少或消除由压实形成的任何单独块的移位。第一瓣的突出的加强角片可提供足够的向下力以防止由紧随的瓣撞击的部分混凝土在撞击点周围皱折曲或上升。通过这种方式，瓣突出的加强角片可用随后的瓣突出的加强角片的稳定铰点，直到随后的瓣突出加强角片已撞击材料表面之后。进一步辊组件100可充分压缩混凝土块并提供压实的路面以进一步防止潮湿渗透和移位。

设备500可装配有探地雷达(GPR)。地面GPR是适用于在滚动操作中实时测量沥青密度的技术。探地雷达也可以用来测定沥青路面的厚度和含水量。本发明的设备500的例子装备的GPR装置也可适用于在压实过程中实时确定沥青路面密度。例如，GPR装置可包括计算机程序，该计算机程序能够确定多层系统内不同层的密度和水(或其它流体)含量，并利用常规GPR获取从多层路面系统反射的雷达信号的数字化图像。进一步预想到所述GPR系统可以为某些测量利用微功率脉冲雷达(MIR)。在另一可选实施例中，该系统可装备GPS、A-GPS或其它位置确定装置以关联表面上的位置与在这些位置的测量值。

参考图21，表示在集装箱内的本发明示例性实施例所述的一种材料压实、破碎和碎石化设备500的等轴测图2100。设备500可适合于通过利用集装箱连接组件2102以大体直立位置运输，集装箱连接组件2102适合于将设备500固定在容纳组件2104内。框架组件128可被构形以具有至少两个孔2104，所述集装箱连接组件2102可以通过所述孔插入。

参考图22，表示用于制造辊设备的方法2200的流程图。方法2200包括提供第一板平直部分和第一板厚度的第一板2202。方法2200还包括提供具有第二板平直部分和大体等于第一板厚度的第二板厚度的第二板2204，和提供具有第三板第一平直部分和第三板第二平直部分以及小于第一板厚度和第二板厚度的第三板厚度的第三板2206。第一板和第二板可以是非圆形的。方法2200包括连接第一板平直部分至第三板第一平直部分以及连接第二板至第三板第二平直部分2208。方法2200也可构形第一板和第二板中的每一个以在连接至第三板形成非圆形多瓣辊。第一板、第二板和第三板中的每一个包括位于中心的孔。方法2200可包括通过穿过多瓣辊的轴2210。在另一个实施例中，只有第一板和第二板的外表面包括适合于接纳轴组件的孔。多瓣辊适合于可旋转地安装在轴上。方法2200可包括提供适合于接纳第一和第二轴端部分的框架组件2212以将轴安装在框架组件上。当框架沿地面移动时多瓣辊可紧随所述框架。方法2200进一步包括提供大体横跨多瓣辊的每个瓣的宽度的非连续的凸起撞击面。第一非连续凸起撞击面具有第一凸起撞击面厚度。方法2200还包括提供位于多瓣辊的每个瓣上的至少一个第二连续凸起撞击面。第二连续凸起撞击面具有小于第一凸起撞击面厚度的第二凸起撞击面厚度，并大体横跨多瓣辊的瓣的宽度连续地延伸。第一凸起撞击面和第二凸起撞击面中的每一个适合于在多瓣辊在轴上旋转时接触地面。第一凸起撞击面设置在接触地面的瓣上，提供表面的初级破碎和压实。第二凸起撞击面设置在瓣上以紧随第一凸起撞击面之后接触地面，提供表面的二级破碎和压实。

应该相信本发明以其附带的众多优点将通过上述描述而被理解，很明显在其零件的形式、结构和布置在不脱离本发明的范围和精神或牺牲其材料优势情况下可进行各种变化。此处之前描述的形式仅仅是其示例性实施例。

Claims

1.一种用于压实、破碎和碎石化的设备，包括：

一第一非圆形板，其具有一第一板平直部分和一第一板厚度；

一第二非圆形板，其具有一第二板平直部分和一大体等于所述第一板厚度的第二板厚度；和

一第三板，其具有一第三板第一平直部分和一第三板第二平直部分以及一小于所述第一板厚度和所述第二板厚度的第三板厚度；

其中所述第一板平直部分连接至所述第三板第一平直部分，以及所述第二板连接至所述第三板第二平直部分，且所述的第一板、所述的第二板和所述的第三板的每一个被构形以形成一非圆形多瓣辊组件，所述多瓣辊组件适合于可旋转地安装在一轴上，所述的轴适合于安装在一框架组件上并在所述框架组件沿着一材料的表面移动时跟随所述框架组件。

2.权利要求1的设备，其特征在于：所述多瓣辊组件的至少一个瓣包括至少一个具有一第一凸起撞击面宽度和一第一凸起撞击面厚度的第一凸起撞击面。

3.权利要求2的设备，其特征在于：所述第一凸起撞击面宽度小于所述瓣的宽度。

4.权利要求3的设备，其特征在于：所述多瓣辊组件的至少一个瓣包括至少一个具有一第二凸起撞击面宽度和一第二凸起撞击面厚度的第二凸起撞击面。

5.权利要求4的设备，其特征在于：所述第二凸起撞击面宽度等于所述瓣的宽度。

6.权利要求5的设备，其特征在于：所述第二凸起撞击面厚度小于所述第一凸起撞击面厚度。

7.权利要求1的设备，进一步包括一适合于连接所述框架组件至一车辆的快速释放连接组件。

8.一种用于压实、破碎和碎石化的设备，包括：

一第一轴组件，其连接至所述第一非圆形板的一外部横向部分；

一第二轴组件，其连接至所述第二非圆形板的一外部横向部分；和

一框架组件，其适合于接纳所述第一轴组件和所述第二轴组件，

其中所述第一板平直部分连接至所述第三板第一平直部分，和所述第二板连接至所述第三板第二平直部分，且所述的第一板、所述的第二板和所述的第三板的每一个被构形以形成一非圆形多瓣辊组件，所述多瓣辊组件适合于可旋转地安装在框架组件上并绕所述第一轴组件和所述第二轴组件旋转，并在所述框架组件沿着一材料的表面移动时跟随所述框架组件。

9.权利要求8的设备，其特征在于：所述多瓣辊组件的至少一个瓣包括至少一个具有一第一凸起撞击面宽度和一第一凸起撞击面厚度的第一凸起撞击面。

10.权利要求9的设备，其特征在于：所述第一凸起撞击面宽度小于所述瓣的宽度。

11.权利要求10的设备，其特征在于：所述多瓣辊组件的至少一个瓣包括至少一个具有一第二凸起撞击面宽度和一第二凸起撞击面厚度的第二凸起撞击面。

12.权利要求11的设备，其特征在于：所述第二凸起撞击面宽度等于所述瓣的宽度。

13.权利要求12的设备，其特征在于：所述第二凸起撞击面厚度小于所述第一凸起撞击面厚度。

14.权利要求8的设备，进一步包括一适合于连接所述框架组件至一车辆的快速释放连接装置。

15.一种制造用于压实和碎石化的设备的方法，包括：

提供一具有一第一板平直部分和一第一板厚度的第一非圆形板；

提供一具有一第二板平直部分和一大体等于所述第一板厚度的第二板厚度的第二非圆形板；和

提供一具有一第三板第一平直部分和一第三板第二平直部分以及一小于所述第一板厚度和所述第二板厚度的第三板厚度的第三板；

提供一连接至所述第一板的一外部部分和所述第二板的一外部部分的轴组件；

提供一适合于接纳所述轴组件的框架组件，

其中所述第一板平直部分连接至所述第三板第一平直部分，和所述第二板连接至所述第三板第二平直部分，且当连接至所述的第三板时所述的第一板、所述的第二板中的每一个被构形以形成一非圆形多瓣辊组件，所述多瓣辊组件适合于可旋转地安装在所述轴组件上，所述轴组件适合于在所述框架组件沿着地面移动时跟随所述框架组件。

16.权利要求15的方法，其特征在于：所述多瓣辊组件的每一个瓣包括至少一个具有一第一凸起撞击面宽度和一第一凸起撞击面厚度的第一凸起撞击面，该第一凸起撞击面适合于在所述多瓣辊组件在所述轴上旋转时接触地面。

17.权利要求16的方法，其特征在于：所述第一凸起撞击面宽度小于所述瓣的宽度。

18.权利要求15的方法，其特征在于：所述多瓣辊组件的每一个瓣包括至少一个具有一第二凸起撞击面宽度和一小于所述第一凸起撞击面厚度的第二凸起撞击面厚度的第二凸起撞击面，该第二凸起撞击面适合于在所述多瓣辊组件在所述轴上旋转时接触地面。

19.权利要求18的方法，其特征在于：所述第二凸起撞击面宽度等于所述瓣的宽度。

20.权利要求15的方法，进一步包括提供一适合于连接所述框架组件至一车辆的快速释放连接装置。