CN106049235B - 一种履带式真空压实装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种履带式真空压实装置及方法，橡胶层均匀包裹履带，并与履带相契合；橡胶层的内圈中设置有密封盖板，密封盖板下端面固定有四个钢片，密封盖板上安装有两个平行设置的橡胶密封圈；密封盖板、橡胶密封圈、钢板之间在接地端上方形成密封吸气腔，吸气腔的两侧形成两个吹气腔；橡胶层接地段上连通吸气腔的径向孔道与地面接触形成密闭空间，其密闭空间很小；通过抽气泵对吸气腔抽气形成真空，在真空作用下接地段沥青混合料中的空气不断地抽出，消除了沥青混合料中气体对压实的阻碍效应、降低了能耗，压实质量和压实效果明显提高；同时抽气泵向吹气腔所覆盖的孔道吹气，吹掉孔道中的堵塞物，实现自清洁，保证了压实装置能持续有效工作。

Description

一种履带式真空压实装置及方法

技术领域

本发明属于工程机械领域，特别涉及一种履带式真空压实装置及方法。

背景技术

压实机械在公路建设工程中得到了广泛的应用，压实质量是衡量一个压实机械的重要指标，它受到各方面的影响，如机械自身及沥青混合料的物理特性等。就沥青混合料而言，沥青混合料是由气相、液相和固相组成的复杂三相体系，压实过程需尽量移除气相、使液相和固相发生重新排列而减少空隙率。沥青混合料中的空气主要有两部分,一部分是存在于开口孔隙与大气连通的自由气体，另一部分是以气泡形式存在于闭口孔隙的封闭气体。一般的，随着压实的进行，气体不断被排出，沥青混合料持续发生塑性变形而密实。当压实到一定程度时，自由气体变得很少，剩下难以溢出、存在于闭口孔隙的封闭气体。这些被沥青包裹的大量气泡形成“气体弹簧”，与所支撑的集料形成“弹簧—质量系统”，一方面消耗了大量压实能量，另一方面，当压实力撤去后，“气体弹簧”会发生反弹，减小了每次压实的塑性变形，降低了压实的效率。也就是说，大量封闭气体的“气体弹簧”效应阻碍压实过程的进行。因此，若能减弱或消除沥青混合料内部封闭气体的“气体弹簧”效应，则在同等压实力的作用下，必然提升压实效率和质量，降低能耗。

在现有技术中，通常用轮胎压路机、静碾压路机或双钢轮振动压路机按一定施工工艺对沥青路面进行压实，将沥青混凝土内部的空气“挤出”而使沥青混合料密实，达到工程要求的压实度。但这些压实设备的工作原理决定了其仍然受“气体弹簧”效应的影响，压实质量和压实效率仍有提升的空间。

中国专利CN201220504961.2在压路机中部下方，即压路机前轮和后轮中间设置有一个真空室，真空室内设置有碾压轮，其中真空室由上密封圈、下密封圈与沥青混凝土路面形成真空环境，该专利虽然促进了封闭气体的“挤出”，但碾压轮碾压时，与地面接触面积较小，不能大面积充分的吸出气体，而且因密封空间较大，要实现高的真空度所需功率较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种履带式真空压实装置及方法，以解决沥青混合料中形成封闭气泡阻碍压实的问题。

为达到实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种履带式真空压实装置，包括橡胶层、行走机构和配气机构；橡胶层均匀包裹履带，并与履带相契合；橡胶层上沿径向均匀地设有若干排第一径向孔道，每排第一径向孔道都对应设置有轴向孔道，且每排第一径向孔道与对应轴向孔道相连通；轴向孔道与对应贯通橡胶层内表面的第二径向孔道相连通；配气机构包括密封盖板、滚珠、橡胶密封圈、第一钢片、第二钢片、第三钢片、第四钢片、抽气口、抽气管、抽气泵、第一吹气管和第二吹气管；橡胶层的内圈中设置有密封盖板，密封盖板下端面固定有第一钢片、第二钢片、第三钢片和第四钢片，密封盖板上安装有两个平行设置的橡胶密封圈；第二径向孔道正对两个橡胶密封圈之间；橡胶密封圈与密封盖板之间安装有滚珠；密封盖板与滚珠、两个橡胶密封圈、第二钢片、第三钢片之间形成吸气腔；密封盖板与滚珠、橡胶密封圈、第一钢片，第二钢片之间形成第一吹气腔；密封盖板与滚珠、橡胶密封圈、第三钢片、第四钢片之间形成第二吹气腔；吸气腔经抽气口通过抽气管与抽气泵的抽气口相连；抽气泵的排气口分出第一吹气管和第二吹气管，分别连通第一吹气腔和第二吹气腔。

进一步的，行走机构包括履带、引导轮、驱动轮、拖链轮、支重轮、台车架和行走架；四个支重轮和两个拖链轮分别装在两个台车架上，台车架通过销轴铰接在行走架上，两个台车架之间设置有连接装置；引导轮和驱动轮安装于行走架的两侧，且与履带啮合。

进一步的，行走机构能够通过履带带动外侧橡胶层一起运动，橡胶层与被压实材料直接接触。

进一步的，第一径向孔道孔径大小及两两间距相等且成排分布；每排孔道向里深度和排距都相等。

进一步的，行走架上设置有螺栓和调节螺母，螺栓上设有弹簧，弹簧一端抵持在调节螺母上，另一端抵持在橡胶密封圈或密封盖板上；通过调节螺母，能够调节橡胶密封圈与橡胶层内表面的接触压力。

一种履带式真空压实方法，包括以下步骤：

(1)安装有所述履带式真空压实装置的压实机械在进行作业时，履带带动外侧橡胶层一起运动，密封盖板及抽气泵固定不动；橡胶层随履带滚动时有两个状态，一种是橡胶层与沥青混合料直接接触，这种状态的橡胶层称之为接地段橡胶层，另一种是与沥青混合料不接触，在工作过程中这两种状态不断地切换；

(2)通过抽气泵对吸气腔进行抽气，在抽气时产生真空，将接地段沥青混合料中的空气不断地抽出；同时，通过第一吹气管和第二吹气管向第一吹气腔和第二吹气腔吹气，吹走橡胶层孔道里的堵塞物，实现自清洁；

(3)压实机械向前行驶，履带不断缠绕，橡胶层上非接地段的第一径向孔道依次进入接地段，而一些正处于接地段的第一径向孔道又逐渐远离接地段，如此往复对沥青混合料进行持续的真空压实。

相较于现有技术，本发明具有如下技术效果：

(A)本发明靠硬质橡胶层上的径向孔道与地面接触形成密闭空间，其密闭空间很小，在抽气泵的作用下，可以很容易达到较高的真空度要求。

(B)本发明吹气管向两侧吹气腔所覆盖的孔道吹气，可以吹掉孔中的可能堵塞物，达到了自清洁作用，保证了压实装置能持续有效工作。

(C)本发明采用吸气构造使气泡破裂，压实效果的反弹问题得到很大改善，压实质量和压实效果明显提高；

(D)吸气出气构造中实现气体循环，对大气不会产生污染；

(E)由于压实反弹效果得到改善，沥青路面压实的平整度提高。

(F)本发明方案合理，结构简单，容易实现，能充分发挥真空压实的优势。

附图说明

图1是本发明的正视结构示意图。

图2是本发明的俯视结构示意图。

图3是本发明的右视结构示意图。

其中：1-引导轮，2-台车架，3-拖链轮，4-橡胶层，5-履带，6-连接装置，7-螺栓，8-螺母，9-调整弹簧，10-驱动轮，11-第一钢片，12-第二钢片，13-滚珠，14-密封盖板，15-支重轮，16-销轴，17-第三钢片，18-行走架，19-第四钢片，20-橡胶密封圈，21-第一径向孔道，22-第一吹气管，23-抽气管，24-抽气泵，25-第二吹气管，26-轴向孔道，27-第二径向孔道，28-第一吹气腔，29-吸气腔，30-第二吹气腔，31-抽气口，32-吹气口。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

遵从上述技术方案，如图1至图3所示，本实施例给出一种履带式真空压实装置及方法，在真空环境下，吸出正在被压实的沥青混合料中的空气，促进压实。

本发明一种履带式真空压实装置，包括橡胶层4、行走机构和配气机构；

橡胶层4均匀包裹行走机构的履带5；橡胶层4上开设有三种孔道，一种是在橡胶层4外缘上孔径大小及两两间距相等且成排分布的第一径向孔道21，每排孔道向里深度和排距都相等，而且各排孔道中心连线垂直于橡胶层4环形外缘线；另一种是与履带5轴向相同的轴向孔道26，沿着橡胶层4外端面且与第一径向孔道21相配合开设，用于将每排的第一径向孔道21连通；第三种是将轴向孔道26与硬质橡胶层4的内表面连通的第二径向孔道，便于密封。

行走机构包括履带4、前引导轮1、后驱动轮10、拖链轮3、支重轮15，左右两组支重轮15和拖链轮3分别装在两个台车架2上，台车架2通过销轴16铰接在行走架18上，并且左右台车架2之间有连接装置6；橡胶层4与内侧钢质履带5相契合，履带5带动外侧橡胶层4一起运动，橡胶层4与被压实材料直接接触。

配气机构包括真空产生装置，防堵塞装置和密封装置。

真空产生装置：密封盖板14与滚珠13、橡胶密封圈20、第二钢片12、第三钢片17组成吸气腔29，吸气腔29、抽气口31、抽气管23和抽气泵24相连通，通过密封盖板14与处于接地段橡胶层4上的孔道组成抽气通道对沥青混合料进行抽气，在抽气时产生真空，大气压的作用使得密封性更好；

防堵塞装置：密封盖板14与滚珠13、橡胶密封圈20、第一钢片11、第二钢片12组成第一吹气腔28，密封盖板14与滚珠13、橡胶密封圈20、第三钢片17、第四钢片19组成第二吹气腔30，抽气泵24经抽气管23将沥青混合料中的空气不断地抽出，然后通过第一吹气管22和第二吹气管25向两侧即将进入接地段和即将远离接地段的孔道进行吹气，吹走橡胶层4孔道里的堵塞物，防止孔道堵塞，实现了自清洁；通过吸气腔29，抽气管23，抽气泵24，第一吹气腔28，第二吹气腔30还实现了气体循环；

密封装置：密封盖板14固定不动，其下端面固定有第一钢片11，第二钢片12、第三钢片17、第四钢片19，密封盖板14左右两侧各安装有一个橡胶密封圈20。橡胶层4上被吸气腔29、第一吹气腔28、第二吹气腔30所覆盖的孔道、密封盖板14、滚珠13、抽气管23、第一吹气管22、第二吹气管25等通过橡胶密封圈20和橡胶密封圈20形成密封。

请参阅图1所示，行走架18上设置有螺栓7和调节螺母8，螺栓7上设有弹簧9，弹簧9一端抵持在调节螺母8上，另一端抵持在橡胶密封圈20或密封盖板14上；通过调节螺母8，能够调节橡胶密封圈20与橡胶层4内表面的接触压力。

本发明的工作过程如下所示：

安装有所述履带式真空压实装置的压实机械在进行作业时，履带5带动外侧橡胶层4一起运动，密封盖板14及抽气泵24固定不动。密封盖板14安装位置如图1所示，橡胶层4随履带滚动时只有两个状态，第一种是橡胶层4与沥青混合料直接接触，把处于这种状态的橡胶层称之为接地段橡胶层，第二种是与沥青混合料不接触，在工作过程中这两种状态不断地切换。

橡胶层4上有三种孔道，一种是在外缘上孔径大小及两两间距相等且成排分布的第一径向孔道21，每排孔道向里深度和排距都相等，而且各排孔道中心连线垂直于橡胶层4环形外缘线；另一种是与链轮轴向相同的轴向孔道26，沿着橡胶层4外端面且与第一径向孔道21相配合开设，用于将每排的短孔道连通；第三种是将轴向孔道26与硬质橡胶层4的内表面连通的第二径向孔道27，便于密封。吸气腔29、抽气口与抽气管23和抽气泵24相连，通过密封盖板14与处于接地段橡胶层上的孔道组成抽气通道对沥青混合料进行抽气，在抽气时产生真空。压实机械的向前行驶，橡胶层4上非接地段的一些连续的配合第一径向孔道21依次进入接地段，而一些正处于接地段的孔道又逐渐远离接地段，如此往复便可对沥青混合料进行持续的真空压实。

密封盖板下设有三个腔体，中间的吸气腔29和两端的第一吹气腔28、第二吹气腔30，吸气腔29覆盖着橡胶接地段的数个第二径向孔道27，通过橡胶密封圈20与抽气管23相连，第一吹气腔28和第二吹气腔30覆盖着接地段两侧的数个第二径向孔道27，通过橡胶密封圈(20)与吹气管23相连。在履带运动过程中，橡胶层4上被一个吸气腔和两个进气腔所覆盖的孔道、滚珠13、橡胶密封圈20、气管及密封装置等形成密封，抽气泵24经抽气管23将沥青混合料中的空气不断地抽出，然后通过第一吹气管22和第二吹气管25向两侧对即将进入接地段和即将远离接地段的孔道吹气，吹走橡胶层4孔道里的可能堵塞物，防止孔道堵塞，实现了自清洁。

Claims (4)

1.一种履带式真空压实装置，其特征在于：包括橡胶层(4)、行走机构和配气机构；

橡胶层(4)均匀包裹履带(5)，并与履带(5)相契合；橡胶层(4)上沿径向均匀地设有若干排第一径向孔道(21)，每排第一径向孔道(21)都对应设置有轴向孔道(26)，且每排第一径向孔道(21)与对应轴向孔道(26)相连通；轴向孔道(26)与对应贯通橡胶层(4)内表面的第二径向孔道(27)相连通；

配气机构包括密封盖板(14)、滚珠(13)、橡胶密封圈(20)、第一钢片(11)、第二钢片(12)、第三钢片(17)、第四钢片(19)、抽气口(31)、抽气管(23)、抽气泵(24)、第一吹气管(22)和第二吹气管(25)；橡胶层(4)的内圈中设置有密封盖板(14)，密封盖板(14)下端面固定有第一钢片(11)、第二钢片(12)、第三钢片(17)和第四钢片(19)，密封盖板(14)上安装有两个平行设置的橡胶密封圈(20)；第二径向孔道(27)正对两个橡胶密封圈(20)之间；橡胶密封圈(20)与密封盖板(14)之间安装有滚珠(13)；密封盖板(14)与滚珠(13)、两个橡胶密封圈(20)、第二钢片(12)、第三钢片(17)之间形成吸气腔(29)；密封盖板(14)与滚珠(13)、橡胶密封圈(20)、第一钢片(11)，第二钢片(12)之间形成第一吹气腔(28)；密封盖板(14)与滚珠(13)、橡胶密封圈(20)、第三钢片(17)、第四钢片(19)之间形成第二吹气腔(30)；吸气腔(29)经抽气口(31)通过抽气管(23)与抽气泵(24)的抽气口相连；抽气泵(24)的排气口分出第一吹气管(22)和第二吹气管(25)，分别连通第一吹气腔(28)和第二吹气腔(30)；

行走机构包括履带(5)、引导轮(1)、驱动轮(10)、拖链轮(3)、支重轮(15)、台车架(2)和行走架(18)；四个支重轮(15)和两个拖链轮(3)分别装在两个台车架(2)上，台车架(2)通过销轴(16)铰接在行走架(18)上，两个台车架(2)之间设置有连接装置(6)；引导轮(1)和驱动轮(10)安装于行走架(18)的两侧，且与履带(5)啮合；

第一径向孔道(21)孔径大小及两两间距相等且成排分布；每排孔道向里深度和排距都相等。

2.根据权利要求1所述的一种履带式真空压实装置，其特征在于：行走机构能够通过履带(5)带动外侧橡胶层(4)一起运动，橡胶层(4)与被压实材料直接接触。

3.根据权利要求1所述的一种履带式真空压实装置，其特征在于：行走架(18)上设置有螺栓(7)和调节螺母(8)，螺栓(7)上设有弹簧(9)，弹簧(9)一端抵持在调节螺母(8)上，另一端抵持在橡胶密封圈(20)或密封盖板(14)上；通过调节螺母(8)，能够调节橡胶密封圈(20)与橡胶层(4)内表面的接触压力。

4.一种履带式真空压实方法，其特征在于，基于权利要求1至3中任一项所述的履带式真空压实装置，包括以下步骤：

(1)安装有所述履带式真空压实装置的压实机械在进行作业时，履带(5)带动外侧橡胶层(4)一起运动，密封盖板(14)及抽气泵(24)固定不动；橡胶层(4)随履带滚动时有两个状态，一种是橡胶层(4)与沥青混合料直接接触，这种状态的橡胶层称之为接地段橡胶层，另一种是与沥青混合料不接触，在工作过程中这两种状态不断地切换；

(2)通过抽气泵(24)对吸气腔(29)进行抽气，在抽气时产生真空，将接地段沥青混合料中的空气不断地抽出；同时，通过第一吹气管(22)和第二吹气管(25)向第一吹气腔(28)和第二吹气腔(30)吹气，吹走橡胶层(4)孔道里的堵塞物，实现自清洁；

(3)压实机械向前行驶，履带不断缠绕，橡胶层(4)上非接地段的第一径向孔道(21)依次进入接地段，而一些正处于接地段的第一径向孔道(21)又逐渐远离接地段，如此往复对沥青混合料进行持续的真空压实。