CN105133470A - 摊铺机的熨平板加热系统、加热方法及摊铺机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摊铺机的熨平板加热系统，熨平板至少包括第一子段熨平板和第二子段熨平板，加热系统包括：加热元件，其包括第一加热元件和第二加热元件，第一加热元件和第二加热元件分别对应设置于第一子段熨平板和第二子段熨平板上；温度传感器，其包括用于检测第一子段熨平板的温度的第一温度传感器和用于检测第二子段熨平板的温度的第二温度传感器；加热控制器，其配置为根据温度传感器获取熨平板的温度信息以对加热元件进行加热控制。本发明的加热控制器根据计算得出的失效温度传感器所对应的子段熨平板的名义温度，来控制加热元件对该子段熨平板加热，能够使该子段熨平板得到较为精确的温度控制，从而可以获得更好的摊铺质量。

Description

摊铺机的熨平板加热系统、加热方法及摊铺机

技术领域

本发明属于摊铺机技术领域，特别涉及一种摊铺机的熨平板加热系统、加热方法及及摊铺机。

背景技术

摊铺机是一种接收摊铺材料并将其在整个摊铺宽度上进行分配再抹平压实最终成形路面的设备，一般包括行走机构、料斗、输料机构、分料机构、控制台与熨平板等。熨平板用于抹平压实摊铺材料并最终成形路面，通常具有机械拼装熨平板和伸缩熨平板两种形式。机械拼装式熨平板由主段熨平板和多个不同宽度的加长段熨平板拼装而成；伸缩熨平板则包括主段熨平板和伸缩段熨平板，伸缩段熨平板相对于主段熨平板可以横向即在摊铺宽度方向上伸缩。当然，当伸缩熨平板摊铺用于较大的摊铺宽度时，也会在伸缩段熨平板的外侧再拼装其他加长段熨平板。总之，熨平板通常是由多个子段熨平板所组成的。

熨平板上通常都设置有加热系统以对熨平板的底面进行加热，例如通常需要加热到100℃到180℃，以防止过冷的底面黏附沥青混合料并对摊铺路面造成不利的影响。当然，熨平板的底面温度过高也是不利的。加热系统通常具有气加热系统和电加热系统两种形式，气加热系统的加热元件例如燃烧器采用燃气作为能源对熨平板进行加热，而电加热系统的加热元件例如电加热棒则采用电能对熨平板进行加热。

加热系统通常还包括控制器和温度传感器，以控制熨平板底面的温度在合适的范围内。现有技术中，各个子段熨平板往往设置有单独的加热元件和温度传感器，加热控制器根据各个温度传感器检测到的温度来单独地控制对应子段熨平板的加热元件。

实践中，温度传感器是一种比较容易失效的元器件。当一个子段熨平板的温度传感器失效后，要么需要等待更换新的温度传感器再施工，要么会由施工人员绕过温度传感器而直接手动地控制该子段熨平板的加热元件。例如，工人可能会凭借经验将加热元件开启20到30分钟后再关闭加热元件。然而温度传感器失效时，并不一定总是有备用的温度传感器可更换，或者虽有备件但并不适合在施工过程中进行更换。而由施工人员凭借经验手动地控制加热元件，往往无法保证熨平板底面的温度在合适的范围内。

公开号为CN102561160A的专利(优先权号US12/900,021)公开了一种用于一个子段熨平板的温度传感器失效时的技术方案：当一个子段熨平板的温度传感器失效时，控制器将其它子段熨平板的温度传感器所检测到温度当作该子段熨平板的温度并进而对该子段熨平板的加热元件进行控制。然而此技术方案的有效性依赖于这样一个前提，即两个子段熨平板的加热速度相当。但是在实践中发现，由于各个子段熨平板的尺寸、形状以及加热元件配置方式等的不同，不同子段熨平板的加热速度存在非常大的差别。例如，当一个子段熨平板的底面加热到150℃时，另一个子段熨平板的底面的温度可能只有120℃或更低。因此，这种方式也并不可靠。

发明内容

针对现有技术中存在的当其中一个子段熨平板的温度传感器失效时，无法可靠控制该子段熨平板加热温度的技术问题，本发明提供一种摊铺机的熨平板的加热系统、加热方法及摊铺机，能够使温度传感器失效的子段熨平板得到较为精确的温度控制，从而可以获得更好的摊铺质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种摊铺机的熨平板加热系统，所述熨平板至少包括第一子段熨平板和第二子段熨平板，其特征在于，所述加热系统包括：

加热元件，其包括第一加热元件和第二加热元件，所述第一加热元件和所述第二加热元件分别对应设置于所述第一子段熨平板和所述第二子段熨平板上；

温度传感器，其包括用于检测所述第一子段熨平板的温度的第一温度传感器和用于检测所述第二子段熨平板的温度的第二温度传感器；

加热控制器，其配置为根据对所述第一子段熨平板和所述第二子段熨平板的加热时间进行计时，进而分别获得所述第一子段熨平板和所述第二子段熨平板的的历史温度变化速度并进行存储；当所述加热元件在加热或冷却过程中所述第一温度传感器失效时，根据所述加热时间及历史温度变化速度获得所述第一温度传感器的名义温度，进而通过所述名义温度对所述加热元件进行加热控制。

作为优选，所述历史温度变化速度包括历史加热速度和历史冷却速度

作为优选，在所述加热元件的加热过程中，当所述第一温度传感器不能正常工作时，所述加热控制器根据所述第二温度传感器检测到的所述第二子段熨平板的温度、所述第一子段熨平板的加热时间和第二子段熨平板的加热时间以及所述第一子段熨平板的历史加热速度和所述第二子段熨平板的历史加热速度来计算得出所述第一子段熨平板的名义温度，并根据所述第一子段熨平板的名义温度来控制所述第一加热元件对所述第一子段熨平板加热。

作为进一步优选，在所述加热元件的加热过程中，所述第一子段熨平板的名义温度的计算公式如下：

T_1t＝T₁₀+(V_1hh*V_2th/V_2hh)*t_1h；

V_2th＝(T_2t-T₂₀)/t_2h；

其中，T_1t表示第一子段熨平板的名义温度，T₁₀表示第一子段熨平板的初始温度，V_1hh表示第一子段熨平板的历史加热速度，V_2hh表示第二子段熨平板的历史加热速度，V_2th表示第二子段熨平板的真实加热速度，t_1h表示第一子段熨平板的加热时间，T_2t表示第二子段熨平板的实时温度，T₂₀表示第二子段熨平板的初始温度，t_2h表示第二子段熨平板的加热时间。

作为优选，在所述加热元件的冷却过程中，当所述第一温度传感器不能正常工作时，所述加热控制器根据所述第二温度传感器检测到的所述第二子段熨平板的温度、所述第一子段熨平板的冷却时间和所述第二子段熨平板的冷却时间以及所述第一子段熨平板的历史冷却速度、所述第二子段熨平板的历史冷却速度来计算得出所述第一子段熨平板的名义温度，并根据所述第一子段熨平板的名义温度来控制所述第一加热元件对所述第一子段熨平板加热。

作为进一步优选，在所述加热元件的冷却过程中，所述第一子段熨平板的名义温度计算公式如下：

T_1t＝T₁₀+(V_1hc*V_2tc/V_2hc)*t_1c；

V_2tc＝(T_2t-T₂₀)/t_2c；

其中，T_1t表示第一子段熨平板的名义温度，T₁₀表示第一子段熨平板的初始温度，V_1hc表示第一子段熨平板的历史冷却速度，V_2hc表示第二子段熨平板的历史冷却速度，V_2tc表示第二子段熨平板的真实冷却速度，t_1c表示第一子段熨平板的冷却时间，T_2t表示第二子段熨平板的实时温度，T₂₀表示第二子段熨平板的初始温度，t_2c表示第二子段熨平板的冷却时间。

一种摊铺机的熨平板的加热方法，所述熨平板包括第一子段熨平板和第二子段熨平板，包括如下步骤：

(1)如上所述的摊铺机的熨平板加热系统的第一温度传感器、第二温度传感器正常工作时，所述加热系统的加热控制器分别根据第一温度传感器检测到的温度、第二温度传感器检测到的温度来控制其所对应的所述第一加热元件、所述第二加热元件对所述第一子段熨平板、所述第二子段熨平板加热；

(2)如上所述的摊铺机的熨平板加热系统的第一温度传感器失效时，如上所述的加热系统根据其计算得出的所述第一子段熨平板的名义温度，来控制所述第一加热元件对所述第一子段熨平板加热，同时所述加热控制器根据所述第二温度传感器检测到的温度控制所述第二加热元件对所述第二子段熨平板加热。

一种摊铺机，包括上述任一项所述的摊铺机的熨平板加热系统。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：当一个温度传感器失效时，本发明的加热控制器根据历史加热/冷却速度和另一个未失效(正常工作)的温度传感器所检测到的温度信息，经过计算得出失效温度传感器所对应的子段熨平板的名义温度，并以此名义温度来控制失效传感器所对应的子段熨平板的加热元件对该子段熨平板加热，能够使该子段熨平板得到较为精确的温度控制，从而可以获得更好的摊铺质量。

附图说明

图1为本发明的熨平板加热系统示意图；

图2为本发明的一次性加热方式的加热方法流程示意图；

图3为本发明的循环加热方式的加热方法流程示意图。

图1中：

1-第一子段熨平板；2-第二子段熨平板；

3-第一加热元件；4-第二加热元件；

5-第一温度传感器；6-加热控制器；

7-第二温度传感器。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。

本发明的实施例公开了一种摊铺机的熨平板加热系统，熨平板至少包括第一子段熨平板1和第二子段熨平板2，加热系统包括：

加热元件，其包括第一加热元件3和第二加热元件4，第一加热元件3和第二加热元件4分别设置于第一子段熨平板1和第二子段熨平板2上；而每个子段熨平板所配置的加热元件数量可能不止一个，最常见地，每个子段熨平板所配置的加热元件数量为1-3个，每个子段熨平板对应的多个加热元件往往统一控制、开启、关闭。

温度传感器，其包括用于检测第一子段熨平板1的温度的第一温度传感器5和用于检测第二子段熨平板2的温度的第二温度传感器7；

加热控制器6，其配置为根据正常工作的温度传感器获取的其所对应的子段熨平板的温度信息，经过计算后对失效(不能正常工作的)温度传感器所对应的加热元件进行加热控制。

加热控制器6可以设置于任何一个子段熨平板上，也可以设置于摊铺机的其他部件例如控制台上。

当温度传感器都能正常工作时，加热控制器6根据第一温度传感器5检测到的温度，控制第一加热元件3对第一子段熨平板1加热，同时根据第二温度传感器7检测到的温度，控制第二加热元件4对第二子段熨平板2加热，这两个加热过程是独立进行的。熨平板加热系统一般具有一次性加热和循环加热两种加热方式。对于一次性加热方式来说，通常是需要在施工前将熨平板的各个子段熨平板加热到设定的温度，然后即关闭各加热元件，施工过程中不再启动或者仅由施工人员在必要时手动启动加热元件。而对于循环加热方式来说，通常具有两个设定温度即高温设定温度和低温设定温度，除了在施工前需要将各个子段熨平板加热到高温设定温度之外，在施工过程中每当某个或某几个子段熨平板低于低温设定温度时，还要自动启动对应子段熨平板的加热元件直到对应子段熨平板达到高温设定温度然后关闭对应子段熨平板的加热元件。

因此，本发明给出了两种加热方式的加热系统的名义温度计算方法。

实施例一

当熨平板加热系统采用一次性加热方式加热时，当其中一个温度传感器(本实施例中假定第一温度传感器5)失效而不能正常工作时，加热控制器6根据第二温度传感器7检测到的第二子段熨平板2的温度、第一子段熨平板1的加热时间和第二子段熨平板2的加热时间以及第一子段熨平板1的历史加热速度和第二子段熨平板2的历史加热速度来计算第一子段熨平板1的名义温度，并根据第一子段熨平板1的名义温度来控制第一加热元件3对第一子段熨平板1加热。

第一子段熨平板1的名义温度计算方式如下：

T_1t＝T₁₀+(V_1hhⅹV_2th/V_2hh)xt_1h；

V_2th＝(T_2t-T₂₀)/t_2h；

其中，T_1t表示第一子段熨平板1的名义温度，T₁₀表示第一子段熨平板1的初始温度，V_1hh表示第一子段熨平板1的历史加热速度，V_2hh表示第二子段熨平板2的历史加热速度，V_2th表示第二子段熨平板2的真实加热速度，t_1h表示第一子段熨平板1的加热时间，T_2t表示第二子段熨平板2的实时温度，T₂₀表示第二子段熨平板2的初始温度，t_2h表示第二子段熨平板2的加热时间。

图2示出了这种一次性加热方式的流程示意图。当第一温度传感器5失效(不能正常工作，相对地，未失效就是能够够正常工作)时，加热控制器6获取第一子段熨平板1的初始温度T₁₀和第二子段熨平板2的初始温度T₂₀以及第一子段熨平板1的历史加热速度V_1hh和第二子段熨平板2的历史加热速度V_2hh，同时第二加热元件4在对第二子段熨平板2进行加热，并对第一子段熨平板1的加热时间t_1h和第二子段熨平板2的加热时间t_2h进行计时，且从第二温度传感器7获得第二子段熨平板2的实时温度T_2t，最终计算获得第一子段熨平板1的名义温度T_1t。加热控制器6根据名义温度T_1t控制第一加热元件3对第一子段熨平板1进行加热，直到达到设定温度，最后关闭第一加热元件3停止加热第一子段熨平板1。

实施例二

当熨平板加热系统采用循环加热方式加热时，如果第一温度传感器5是在冷却的过程中失效的，那么加热控制器6还对第一子段熨平板1和第二子段熨平板2的冷却时间进行计时，并获取第一子段熨平板1的冷却速度和第二子段熨平板2的历史冷却速度，来计算第一子段熨平板1的名义温度，并根据第一子段熨平板1的名义温度来控制第一加热元件3对第一子段熨平板1加热。

第一子段熨平板1的名义温度计算方式如下：

T_1t＝T₁₀+(V_1hcⅹV_2tc/V_2hc)xt_1c；

V_2tc＝(T_2t-T₂₀)/t_2c；

其中，T_1t表示第一子段熨平板1的名义温度，T₁₀表示第一子段熨平板1的初始温度，V_1hc表示第一子段熨平板1的历史冷却速度，V_2hc表示第二子段熨平板2的历史冷却速度，V_2tc表示第二子段熨平板2的真实冷却速度，t_1c表示第一子段熨平板1的冷却时间，T_2t表示第二子段熨平板2的实时温度，T₂₀表示第二子段熨平板2的初始温度，t_2c表示第二子段熨平板2的冷却时间。

图3示出了这种循环加热方式的流程示意图。当第一温度传感器5失效时，加热控制器6控制第一加热元件3对第一子段熨平板1加热直到第一子段熨平板1的温度T_1t达到高温设定温度。此后第一子段熨平板1进入冷却阶段，加热控制器6获取新的第一子段熨平板1的初始温度T₁₀和第二子段熨平板2的初始温度T₂₀以及第一子段熨平板1的历史冷却速度V_1hc和第二子段熨平板2的历史冷却速度V_2hc并关闭第一加热元件3停止对第一子段熨平板1进行加热，然后对第一子段熨平板1的冷却时间t_1c(和/或第二子段熨平板2的冷却时间t_2c)进行计时，且从第二温度传感器7获得第二子段熨平板2的实时温度T_2t，计算获得第一子段熨平板1的名义温度T_1t，直到其低于低温设定温度，加热温度控制器6再开启第一加热元件3对第一熨平板3进行加热，如此循环往复。

第一子段熨平板1和第二子段熨平板2之间的加热或冷却时间的计算是独立的，例如当第一子段熨平板1需要进入冷却过程时，第二子段熨平板2可能还在加热过程，此时将第二子段熨平板2的上一冷却过程中的冷却速度当作真实冷却速度进行计算是合适的，直到第二子段熨平板2也进入冷却过程时再将第二子段熨平板2在此冷却过程的冷却速度计为真实冷却速度。

本实施例一和实施例二中，第一子段熨平板1和第二子段熨平板2的初始温度表示一个加热过程或者冷却也即不加热过程刚开始时的温度。对于第二子段熨平板2的初始温度来说，当第二加热元件4开启或者关闭，一个加热或者冷却过程即开始。对于第一子段熨平板1的初始温度来说，当第一加热元件3开启或者关闭或者第一温度传感器5发生失效均意味着一个加热或者冷却过程的开始。如果第一温度传感器5在加热或者冷却过程中发生失效，则发生失效前加热控制器6中所记录的第一温度传感器5测得的温度就是第一子段熨平板1的初始温度；如果第一温度传感器5之前就已失效，则将第二温度传感器7测得的第二子段熨平板2的温度设定为第一子段熨平板1的初始温度。

容易理解地，每当一个新的加热或者冷却过程开始时，均需要设定新的第一子段熨平板1的初始温度和第二子段熨平板2的初始温度，而且第一子段熨平板1的加热时间和第二子段熨平板2的加热时间也需要重新开始计时。需要指出的是，第一子段熨平板1和第二子段熨平板2的加热或者冷却过程是有可能不同步的。

如果第一温度传感器5失效，第二子段熨平板2在一个加热或者冷却过程的加热或者冷却速度即为第二子段熨平板2在此加热或者冷却过程中的真实加热或冷却速度。

第一子段熨平板1、第二子段熨平板2的历史加热或冷却速度是指第一温度传感器5失效前第一子段熨平板1、第二子段熨平板2的加热或冷却速度。容易理解地，加热或冷却速度是指实时温度减去初始温度之差再除以加热或冷却时间。第一子段熨平板1的历史加热或冷却速度、第二子段熨平板2的历史加热或冷却速度由加热控制器6根据生产商厂内测试或者第一温度传感器5失效之前的正常施工中的加热或冷却过程来计算并存储在加热控制器6中，以用于第一温度传感器5失效时计算第一子段熨平板1的名义温度并控制第一加热元件3。

对于某一子段熨平板来说，在不同施工工况下，例如发动机转速、发电机功率变化时，其加热速度是有可能变化的。然而在不同施工工况下，不同子段熨平板的加热速度之间的比值的变化是很小的。同样，不同子段熨平板的冷却速度之间的比值的变化也是很小的。从而，根据第一子段熨平板1和第二子段熨平板2的加热或冷却速度的比值以及第二子段熨平板2的加热或冷却速度来估算第一子段熨平板1的加热或冷却速度进而估算第一子段熨平板1的温度是可行的。

本发明还涉及一种摊铺机，其包括上述摊铺机的熨平板加热系统。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种摊铺机的熨平板加热系统，所述熨平板至少包括第一子段熨平板和第二子段熨平板，其特征在于，所述加热系统包括：

加热元件，其包括第一加热元件和第二加热元件，所述第一加热元件和所述第二加热元件分别对应设置于所述第一子段熨平板和所述第二子段熨平板上；

温度传感器，其包括用于检测所述第一子段熨平板的温度的第一温度传感器和用于检测所述第二子段熨平板的温度的第二温度传感器；

加热控制器，其配置为对所述第一子段熨平板和所述第二子段熨平板的加热时间进行计时，进而分别获得所述第一子段熨平板和所述第二子段熨平板的的历史温度变化速度并进行存储；当所述加热元件在加热或冷却过程中所述第一温度传感器失效时，根据所述加热时间及历史温度变化速度获得所述第一温度传感器的名义温度，进而通过所述名义温度对所述加热元件进行加热控制。

2.根据权利要求1所述的摊铺机的熨平板加热系统，其特征在于，所述历史温度变化速度包括历史加热速度和历史冷却速度。

3.根据权利要求2所述的摊铺机的熨平板加热系统，其特征在于，

在所述加热元件的加热过程中,当所述第一温度传感器失效时，所述加热控制器根据所述第二温度传感器检测到的所述第二子段熨平板的温度、所述第一子段熨平板的加热时间和所述第二子段熨平板的加热时间以及所述第一子段熨平板的历史加热速度和所述第二子段熨平板的历史加热速度来计算得出所述第一子段熨平板的名义温度，并根据所述第一子段熨平板的名义温度来控制所述第一加热元件对所述第一子段熨平板加热。

4.根据权利要求3所述的摊铺机的熨平板加热系统.其特征在于，在所述加热元件的加热过程中所述第一子段熨平板的名义温度的计算公式如下：

T_1t＝T₁₀+(V_1hh*V_2th/V_2hh)*t_1h；

V_2th＝(T_2t-T₂₀)/t_2h；

其中，T_1t表示第一子段熨平板的名义温度，T₁₀表示第一子段熨平板的初始温度，V_1hh表示第一子段熨平板的历史加热速度，V_2hh表示第二子段熨平板的历史加热速度，V_2th表示第二子段熨平板的真实加热速度，t_1h表示第一子段熨平板的加热时间，T_2t表示第二子段熨平板的实时温度，T₂₀表示第二子段熨平板的初始温度，t_2h表示第二子段熨平板的加热时间。

5.根据权利要求2所述的摊铺机的熨平板加热系统，其特征在于，

在所述加热元件的冷却过程中,当所述第一温度传感器失效时，所述加热控制器根据所述第二温度传感器检测到的所述第二子段熨平板的温度、所述第一子段熨平板的冷却时间和所述第二子段熨平板的冷却时间以及所述第一子段熨平板的历史冷却速度、所述第二子段熨平板的历史冷却速度来计算得出所述第一子段熨平板的名义温度，并根据所述第一子段熨平板的名义温度来控制所述第一加热元件对所述第一子段熨平板加热。

6.根据权利要求5所述的摊铺机的熨平板加热系统，其特征在于，在所述加热元件的冷却过程中，所述第一子段熨平板的名义温度计算公式如下：

T_1t＝T₁₀+(V_1hc*V_2tc/V_2hc)*t_1c；

V_2tc＝(T_2t-T₂₀)/t_2c；

其中，T_1t表示第一子段熨平板的名义温度，T₁₀表示第一子段熨平板的初始温度，V_1hc表示第一子段熨平板的历史冷却速度，V_2hc表示第二子段熨平板的历史冷却速度，V_2tc表示第二子段熨平板的真实冷却速度，t_1c表示第一子段熨平板的冷却时间，T_2t表示第二子段熨平板的实时温度，T₂₀表示第二子段熨平板的初始温度，t_2c表示第二子段熨平板的冷却时间。

7.一种摊铺机的熨平板的加热方法，所述熨平板包括第一子段熨平板和第二子段熨平板，其特征在于，包括如下步骤：

(1)如权利要求1所述的摊铺机的熨平板加热系统的第一温度传感器、第二温度传感器正常工作时，所述加热系统的加热控制器分别根据第一温度传感器检测到的温度、第二温度传感器检测到的温度来控制其所对应的所述第一加热元件、所述第二加热元件对所述第一子段熨平板、所述第二子段熨平板加热；

(2)如权利要求1所述的摊铺机的熨平板加热系统的第一温度传感器不能正常工作时，如权利要求1-4任一项所述的加热系统根据其计算出的所述第一子段熨平板的名义温度，来控制所述第一加热元件对所述第一子段熨平板加热，同时所述加热控制器根据所述第二温度传感器检测到的温度控制所述第二加热元件对所述第二子段熨平板加热。

8.一种摊铺机，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的摊铺机的熨平板加热系统。