CN108660894A - 一种模块化设计的沥青发泡设备及其自动控制系统 - Google Patents

一种模块化设计的沥青发泡设备及其自动控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种模块化设计的沥青发泡设备及其自动控制系统。所述沥青发泡设备，由各自为独立模块的沥青供给系统、发泡水供给系统、加湿水系统、空气供给系统和泡沫沥青喷洒杆组成。所述沥青发泡设备的自动控制系统通过预装在计算机或触摸屏中的管道图示化设计单元，根据输入其中的筑路施工装备的型号等数据，即可自动计算出制备泡沫沥青所需的沥青、发泡水和压缩空气的用量，并自动计算出沥青管道、发泡水管道和空气管道的主要设计参数。本发明所述模块化设计的沥青发泡设备便于拆装，可与各种筑路施工装备组合；所述自动控制系统可实现沥青流量和发泡水用量的准确控制，确保沥青的发泡质量，可实现边发泡边拌和。

Description

一种模块化设计的沥青发泡设备及其自动控制系统
技术领域
本发明涉及一种模块化设计的沥青发泡设备及其自动控制系统。
背景技术
我国已经进入大规模道路修复期，每年产生大量的废旧沥青路面材料，泡沫沥青再生技术以其“节能、环保、经济性显著”的独特优势可有效循环利用这些材料。
沥青发泡是将空气、雾化的水、以及加热到一定温度的沥青，同时通入到特定的容腔内，发生一系列复杂的物理变化，导致原始沥青体积迅速增大，生成类似海绵状结构的泡沫沥青。泡沫沥青的粘度相对于普通沥青的粘度有显著降低，且与混合料拌和后具有很好的裹附性能，可实现泡沫沥青再生、泡沫沥青温拌、新料冷拌等道路施工技术。但是，泡沫沥青属于亚稳定产物，仅存在几十秒，使泡沫沥青混合料的拌和需要“边发泡边拌和”(即在搅拌仓内边喷洒泡沫沥青，边拌和混合料，在泡沫沥青恢复原始沥青的状态前完成搅拌)。泡沫沥青技术的难点在于沥青流量和温度的控制，沥青加热温度随着环境温度的变化而变化，沥青温度的变化对沥青粘度及沥青发泡效果均有影响。为使特定温度的沥青与空气和水同时达到发泡腔，要精确控制沥青流量和温度，而沥青流量、沥青粘度、沥青管道的结构尺寸间存在联系，沥青粘度影响热沥青在沥青管道内的流速，沥青管道的结构尺寸影响热沥青的流动特性。
申请号为：201210073132.8的专利《一种泡沫沥青制备器及全自动泡沫沥青制备装置》中公开了泡沫沥青制备器以及与其相配合的自动控制装置。该发明是通过沥青泵的输出量来控制沥青流量，未考虑沥青管道结构尺寸对热沥青和发泡水流动特性的影响。事实上，管道设计参数改变，流体在管道中的流动特性也发生变化，会影响系统控制沥青流量的准确度。
采用的工艺技术型式不同，所依赖的筑路施工装备也不同。为推广泡沫沥青混合料施工工艺，满足泡沫沥青混合料施工要求，并以“边发泡边拌和”的方式实现，可考虑在现有的冷再生机、各类沥青搅拌站、稳定土拌和机等筑路施工装备上方便地架设沥青发泡设备。目前，冷再生机、各类沥青搅拌站、稳定土拌和机等筑路施工装备的技术已经完善，结构已经成型，且这些筑路施工装备的构造存在较大差异。如果设计一种模块化设计的沥青发泡设备，能便捷的拆装、运输，并能根据使用需要组装到冷再生机、各类沥青搅拌站、稳定土拌和机等筑路施工装备中，将会提高沥青发泡设备的工作效率和利用率，可有效推进以泡沫沥青为粘接剂的道路施工工艺的进程。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明旨在提供一种模块化设计的沥青发泡设备。本发明技术方案为：
一种模块化设计的沥青发泡设备，包括沥青供给系统、发泡水供给系统、加湿水系统、空气供给系统和泡沫沥青喷洒杆1，沥青供给系统、空气供给系统、发泡水供给系统、加湿水系统和泡沫沥青喷洒杆1各自为独立模块；
泡沫沥青喷洒杆1由沥青管路4、压缩空气管路5、发泡水管路6、加湿水管路7、数个沥青喷嘴阀门8、发泡腔9和气缸10，以及气缸驱动管路11组成，并通过喷洒杆架设支板3固定于搅拌仓2内；沥青管路4、压缩空气管路5和发泡水管路6以并联方式与各个发泡腔9连接，分别为发泡腔9提供热沥青、发泡水和压缩空气；沥青喷嘴阀门8安装在发泡腔9上并与气缸10连接，气缸驱动管路11以并联方式与各个气缸10连接，为气缸10提供压力空气；加湿水管路7架设在发泡水管路6一侧，其上设有多个喷口，喷口朝向搅拌仓2内部，为混合料提供加湿水；
泡沫沥青喷洒杆1上的沥青管路4两端通过沥青输送管13与沥青供给系统连接，并构成回路；沥青管路4的输入端通过沥青输送管13与沥青泵20的输出端连接，而沥青泵20输入端与沥青罐18的输出端连接，沥青罐18的输入端先与沥青回路阀门19相连接，再通过沥青输送管13与沥青管路4的输出端连接；沥青输送管13两端的连接处均通过沥青管路接口法兰12固定；
水箱26可拆卸，且通过水管接口法兰24分别与发泡水泵21和加湿水泵25连接，为这两个水泵供水；水箱26有两个水输送管16，其一端分别与泡沫沥青喷洒杆1上的发泡水管路6和加湿水管路7相连，连接处通过水管快换接头17固定，另一端分别接入发泡水供给系统和加湿水系统；加湿水管路7的输入端通过水输送管16连接加湿水系统中的加湿水泵25；发泡水管路6的输入端通过水输送管16顺次连接发泡水供给系统的储能器23的一端、发泡水过滤器22的输出端、发泡水泵21输出端；发泡水泵21和加湿水泵25的输入端与水箱26连接，其连接处通过水管接口法兰24固定，便于水箱26的拆卸；
压缩空气管路5和气缸驱动管路11的输入端各自通过一根空气输送管15与空气供给系统相连，连接处通过空气管路快换接头14固定连接；空气供给系统中的空气输送管15与压力变送器29的一端连接，压力变送器29的另一端与油水分离器28输出端相连接，油水分离器28的输入端与空压机27连接。
进一步地，泡沫沥青喷洒杆1的长度可依据在搅拌仓2上的架设需要进行延长或缩短。
进一步地，发泡腔9及其上沥青喷嘴阀门8、气缸10的个数可依据接入装备所需泡沫沥青的用量进行增减。
进一步地，搅拌仓2、沥青罐18、水箱26可根据接入装备的不同选择保留或去掉。
本发明还提供了一种模块化设计的沥青发泡设备的自动控制系统，所述自动控制系统包括中央控制单元、计算机或触摸屏、沥青加热单元和反馈元件；中央控制单元包括PLC及PLC组件；反馈元件包括沥青流量计、水流量计、温度传感器、压力传感器、称重传感器以及数显仪表，
还包括预装在计算机或触摸屏中的管道图示化设计单元，在其中输入筑路施工装备的型号，即得出筑路施工装备的生产能力或拌和的混合料重量，再根据泡沫沥青占混合料的百分比，自动计算泡沫沥青的用量，以及制备泡沫沥青所需沥青、发泡水和压缩空气的用量，进而自行设计沥青、发泡水和空气管道的直径，并将结果返回给用户；
中央控制单元的输出端分别连接沥青供给系统、发泡水供给系统、加湿水系统和空气供给系统上各类阀门和沥青加热单元上的加热元件，而输入端与上述各系统中安装的反馈元件相连；中央控制单元通过通讯板卡与计算机或触摸屏进行连接；沥青加热单元与沥青供给系统内的沥青罐18和沥青泵20、以及泡沫沥青喷洒杆1的沥青管路4连接；沥青流量计安装在沥青管路4上，它是反馈实时沥青流量和累计沥青流量的反馈元件，它将反馈数值传送到中央控制单元；水流量计安装在发泡水管路6和加湿水管路7上，完成发泡水累计流量和瞬时流量的反馈和加湿水的累计流量的反馈；温度传感器安装在沥青罐18、沥青管道7和发泡腔9上，实时检测沥青温度的变化；沥青供给系统和泡沫沥青喷洒杆1的沥青管路4构成回路，通过沥青回路阀门19和沥青喷嘴阀门8的开关量来调节沥青喷入发泡腔9的量；沥青加热单元负责沥青供给系统的沥青输送管13、沥青罐18和沥青泵20的加热，以及沥青管路4的加热，加热方法采用静态加热和动态循环加热两种方式；沥青加热单元以设定温度为控制依据，当沥青罐18加热达到设定温度时，沥青泵20、沥青输送管13、沥青管路4的电拌热开始工作，此时是对沥青泵20、沥青输送管13、沥青罐18和沥青管路4进行静态加热；当沥青输送管13、沥青管路4的加热温度升高至另一设定温度时，沥青罐18、沥青输送管13、沥青管路4内部沥青实施动态循环加热，并采用PID控制，通过软件实现对泡沫沥青温度的闭环控制，保证沥青温度恒定要求；
喷入发泡腔9的沥青量可以通过控制沥青回路阀门19和沥青喷嘴阀门8的开关量来调节，当沥青回路阀门19完全开启，且沥青喷嘴阀门8处于关闭状态时，在沥青泵20的驱动下，沥青罐18里的热沥青不经过发泡腔9而回流，从而进行动态循环加热；当沥青回路阀门19完全关闭，且沥青喷嘴阀门8按控制要求开启时，热沥青喷入发泡腔9进行发泡；当沥青回路阀门19和沥青喷嘴阀门8同时开启一定量时，热沥青部分喷入发泡腔9进行发泡，部分回流；
沥青罐18底部安装电加热板，沥青罐18侧壁安装电加热圈，沥青管路4上安装电伴热线，沥青罐18的加热方式根据称重传感器所测重量不同分为三种：沥青罐底部加热，沥青罐底部和中部同时加热，以及沥青罐底部、中部、上部同时加热；具体为：设定沥青罐18重量m的两个区间端点m1、m2，将沥青罐18重量值划分为m≤m1、m1<m≤m2、m>m2三个区间，当称重传感器所测沥青罐18重量为m≤m1时，沥青罐底部加热；当称重传感器所测沥青罐18重量为m1<m≤m2时，沥青罐底和中部同时加热；当称重传感器所测沥青罐18重量为m>m2时，沥青罐底、中部、上部同时加热。
进一步地，所述的计算机或触摸屏内部安装组态软件，组态软件连接中央控制单元和反馈元件，用于操作和监控沥青发泡设备。
本发明所述的模块化设计的沥青发泡设备拆装简便，便于运输，易于自动化控制，沥青发泡质量高；提供便于和现有筑路施工装备连接的管道接口、控制系统接口、通讯接口，以及喷洒杆架设支板，经过简单拆装即可以与各类沥青搅拌站、冷再生机、稳定土拌合机等其他大型筑路施工装备组装使用，还便于单独在实验室使用，重复利用率高，克服了目前沥青发泡设备拆卸、改装难度大，重复利用率低等问题，减少设备制造成本，提高沥青发泡设备的工作效率和利用率。本发明所述的模块化设计的沥青发泡设备将发泡水供给系统和加湿水供给系统合并为一个整体单元，使沥青发泡依赖的水供给系统更加紧凑，节约了安装空间，亦便于拆装。
本发明所述自动控制系统通过各功能单元的协调与配合，实现沥青流量和用水量的准确控制，从而保证沥青的发泡质量，实现边发泡边拌和；通过沥青罐加热、沥青管路系统伴热和动态循环加热可防止沥青在加热过程中产生局部过热而老化。所述自动控制系统的管道图示化设计单元与用户界面相结合，实现数据的可视化和人机交互功能，用户在界面中输入参数后，软件能自动对输入的数据进行处理，将运算结果返回用户。
附图说明
图1为本发明所述模块化设计的沥青发泡设备的结构示意图；
图2为本发明所述泡沫沥青喷洒杆1的结构示意图；
图3为本发明所述沥青发泡设备的沥青供给系统示意图；
图4为本发明所述沥青发泡设备的发泡水供给系统和加湿水供给系统主视结构示意图；
图5为本发明所述沥青发泡设备的发泡水供给系统和加湿水供给系统右视结构示意图；
图6为本发明所述沥青发泡设备的空气供给系统结构示意图；
图7为本发明所述沥青发泡设备自动控制系统示意图；
图8为本发明所述沥青发泡设备自动控制系统的用户界面示意图；
图9为本发明所述泡沫沥青喷洒杆1架设在连续式搅拌站上的结构示意图；
图10为本发明所述沥青发泡设备应用在车载冷再生机上的结构示意图；
图11为本发明所述泡沫沥青喷洒杆1架设在车载冷再生机上的结构示意图；
图12为本发明所述沥青发泡设备应用在稳定土拌和机上的结构示意图；
图13为本发明所述泡沫沥青喷洒杆1架设在稳定土拌和机的转子罩壳上的结构示意图。
具体实施方式
各附图中包括：泡沫沥青喷洒杆1、搅拌仓2、喷洒杆架设支板3、沥青管路4、压缩空气管路5、发泡水管路6、加湿水管路7、沥青喷嘴阀门8、发泡腔9、气缸10、气缸驱动管路11、沥青管路接口法兰12、沥青输送管13、空气管路快换接头14、空气输送管15、水输送管16、水管快换接头17、沥青罐18、沥青回路阀门19、沥青泵20、发泡水泵21、发泡水过滤器22、储能器23、水管接口法兰24、加湿水泵25、水箱26、空压机27、油水分离器28、压力变送器29、连续式搅拌站搅拌桶30、车载冷再生机31、沥青罐车32、水罐车33、转子罩壳34。
如图7，本申请所述沥青发泡设备的自动控制系统包括中央控制单元、计算机或触摸屏、管道图示化设计单元、沥青加热单元和反馈元件。反馈元件包括沥青流量计、水流量计、温度传感器、压力传感器、称重传感器以及数显仪表，安装于各系统的管道及被检测零部件上；将沥青管路4的温度和流量信息、发泡水管路6内流量信息、沥青罐18的温度和重量信息、以及各数显仪表的数值信息传输给过中央控制单元。
所述中央控制单元与所配合的筑路施工装备控制系统进行衔接，计算机或触摸屏安装于筑路施工装备的操作室中，在计算机或触摸屏的操作系统中预装管道图示化设计单元和组态软件，计算机或触摸屏通过通讯板卡与中央控制单元连接。
管道图示化设计单元是基于管道系统的键合图模型进行设计，对各管道系统及其上的泵、阀、流量计等各零部件建立数学模型，并与在计算机或触摸屏的操作界面相结合；在操作界面中输入筑路施工装备的型号，即得出筑路施工装备的生产能力或拌和的混合料重量，再根据泡沫沥青占混合料的百分比，自动计算泡沫沥青的用量，再依据沥青发泡原理进一步确定沥青、发泡水和空气的用量，自行设计出沥青、发泡水和空气管道的直径，并将结果返回用户(如图8所示)。
得到各系统的管道直径后，以筑路施工装备的结构确定管道的长度，设计出各系统的管道。将泡沫沥青喷洒杆1通过喷洒杆架设支板3固定于搅拌仓2内；搅拌仓2内有混合料搅拌。而泡沫沥青喷洒杆1上设有沥青管路4、压缩空气管路5、发泡水管路6、加湿水管路7、气缸驱动管路11，以及数个沥青喷嘴阀门8、发泡腔9和气缸10。在发泡腔9内汇聚热沥青、发泡水和压缩空气从而制备出泡沫沥青(如图1、图2)。
设备架设完成后，对沥青罐18和沥青泵20、沥青输送管13以及泡沫沥青喷洒杆1的沥青管路4进行加热；中央控制单元的输出端与沥青加热单元上的加热元件连接，所述加热元件安装在沥青罐18、沥青泵20、沥青输送管13和沥青管路4上，加热时采用静态加热和动态循环加热两种方式；沥青加热单元以设定温度为控制依据，当沥青罐18加热达到设定温度时，沥青泵20、沥青输送管13、沥青管路4电拌热开始工作，此时是对沥青罐18、沥青泵20、沥青输送管13、和沥青管路4进行静态加热；
当沥青输送管13、沥青管路4的加热温度升高至另一设定温度时，沥青罐18、沥青输送管13、沥青管路4内部沥青实施动态循环加热，并采用PID控制，通过软件实现对泡沫沥青温度的闭环控制，保证沥青温度恒定要求；沥青罐18底部安装电加热板，沥青罐18侧壁安装电加热圈，沥青管路4上安装电伴热线，沥青罐18根据称重传感器所测重量，加热方式分为三种：沥青罐底部加热，沥青罐底部和中部同时加热，以及沥青罐底部、中部、上部同时加热。具体为：设定沥青罐18重量m的两个区间端点m1、m2，将沥青罐18重量值划分为m≤m1、m1<m≤m2、m>m2三个区间，当称重传感器所测沥青罐18重量为m≤m1时，沥青罐底部加热；当称重传感器所测沥青罐18重量为m1<m≤m2时，沥青罐底和中部同时加热；当称重传感器所测沥青罐18重量为m>m2时，沥青罐底、中部、上部同时加热。
沥青加热完成后，搅拌仓2内的混合料先开始搅拌，同时，通过加湿水泵25将水箱26内的水通过水输送管16输送到加湿水管路7内，通过加湿水管路7上设有的若干个孔向搅拌仓2内部喷洒加湿水。在搅拌一段时间后，从泡沫沥青喷洒杆1上的发泡腔9向搅拌仓2内混合料上喷洒泡沫沥青，以实现“边发泡边拌和”。泡沫沥青的制备过程如下：
中央控制单元的输出端分别连接沥青供给系统、发泡水供给系统、加湿水系统和空气供给系统以及泡沫沥青喷洒杆上各类阀门。沥青罐18中的热沥青通过沥青泵20的驱动，从沥青输送管13输送到沥青管路4内，经沥青喷嘴阀门8的开启喷入到发泡腔9内，剩余的热沥青通过与沥青管路4输出端连接的沥青输送管13回到沥青罐18内，与沥青罐18输入端连接的沥青回路阀门19与沥青喷嘴阀门8配合，达到准确控制喷入发泡腔9内沥青流量的目的(如图3)。当沥青回路阀门19完全开启，且沥青喷嘴阀门8处于关闭状态时，在沥青泵20的驱动下，沥青罐18里的热沥青不经过发泡腔9而回流，从而进行动态循环加热；当沥青回路阀门19完全关闭，且沥青喷嘴阀门8按控制要求开启一定量时，沥青罐18里的热沥青直接喷入发泡腔9进行发泡；当沥青回路阀门19与沥青喷嘴阀门8同时开启一定量时，沥青罐18里的热沥青一部分喷入发泡腔9进行发泡，另一部分直接回流。发泡水泵21将水箱26的水通过水输送管16输送到发泡水管路6，发泡水管路6内的水与热沥青同时喷入到发泡腔9内进行发泡(如图4、图5)。空压机27将空气输送到油水分离器28，油水分离器28对空气进行过滤净化，再通过压力变送器29将空气按不同的压力分别通过空气输送管15输送到压缩空气管路5和气缸驱动管路11内，压缩空气管路5内的空气与热沥青同时喷入到发泡腔9内进行发泡，而气缸驱动管路11内的空气为气缸10提供压力空气，进而通过气缸10控制沥青喷嘴阀门8的开关量(如图6)。
实施例1：本发明所述的模块化设计的沥青发泡设备及其自动控制系统应用在间歇式搅拌站上。
如图1，将设计为独立模块的泡沫沥青喷洒杆1整体安装于间歇式搅拌站的搅拌仓2中，两端通过喷洒杆架设支板3固定。将沥青供给系统、发泡水供给系统、加湿水系统、空气供给系统放置在搅拌仓2外。本模块化设计的沥青发泡设备的自动控制系统接入到间歇式搅拌站的控制系统中，在计算机或触摸屏的用户界面中输入间歇式搅拌站的型号、使用的沥青型号、泡沫沥青百分比，自行设计出各系统的管道直径，然后对各管道进行连接。在沥青管路4的输入端通过沥青输送管13与沥青泵20的输出端连接，而沥青泵20输入端与沥青罐18的输出端连接，沥青罐18的输入端先与沥青回路阀门19相连接，再通过沥青输送管13与沥青管路4的输出端连接。沥青输送管13两端的连接处均通过沥青管路接口法兰12固定，使得泡沫沥青喷洒杆1的沥青管路4与沥青供给系统构成回路。在压缩空气管路5和气缸驱动管路11的输入端分别通过空气输送管15与压力变送器29连接，压力变送器29的另一端连接油水分离器28输出端，油水分离器28的输入端连接空压机27，空气输送管15两端的连接处均通过空气管路快换接头14固定。在加湿水管路7的输入端通过水输送管16连接加湿水泵25，发泡水管路6的输入端通过水输送管16连接储能器23的一端，储能器23的另一端连接发泡水过滤器22的输出端，发泡水过滤器22的输入端与发泡水泵21输出端连接，发泡水泵21和加湿水泵25的输入端与水箱26连接，其连接处通过水管接口法兰24固定，便于水箱26的拆卸。发泡水泵21和加湿水泵25也可以与间歇式搅拌站自带的水罐连接。
自动控制系统的反馈元件安装于各系统的管道及被检测零部件上；将沥青管路4的温度和流量信息、发泡水管路6内流量信息、沥青罐18的温度和重量信息、以及各数显仪表的数值信息传输给过中央控制单元，实时监控设备的工作状态。
本发明所述的模块化设计的沥青发泡设备安装在间歇式搅拌站上后，首先对沥青进行加热，让热沥青在沥青管路4和沥青罐18之间循环流动。沥青加热完成后，开始搅拌搅拌仓2内的混合料，同时，加湿水泵25将水箱26内的水通过水输送管16输送到加湿水管路7内，通过其上设有的若干个孔向搅拌仓2内部喷洒加湿水。在搅拌一段时间后，从泡沫沥青喷洒杆1上的发泡腔9向搅拌仓2内混合料上喷洒泡沫沥青，最终实现“边发泡边拌和”。在泡沫沥青喷洒杆1上制备泡沫沥青的过程如下：
沥青罐18中的热沥青通过沥青泵20的驱动，从沥青输送管13输送到沥青管路4内，经沥青喷嘴阀门8的开启喷入到发泡腔9内，剩余的热沥青通过与沥青管路4输出端连接的沥青输送管13回到沥青罐18内。与沥青罐18输入端连接的沥青回路阀门19配合沥青喷嘴阀门8准确控制喷出的沥青流量。空压机27将空气输送到油水分离器28，油水分离器28对空气进行过滤净化，再通过压力变送器29将空气以不同的压力分别通过空气输送管15输送到压缩空气管路5和气缸驱动管路11内；压缩空气管路5内的空气与热沥青同时喷入到发泡腔9内进行发泡；气缸驱动管路11内的空气为气缸10提供压力空气，进而通过气缸10控制沥青喷嘴阀门8的开关量。发泡水泵21将水箱26或间歇式搅拌站自带的水罐内的水通过水输送管16输送到发泡水管路6，发泡水管路6内的水与热沥青同时喷入到发泡腔9内进行发泡。
实施例2：本发明所述的模块化设计的沥青发泡设备及其自动控制系统应用在连续式搅拌站上。
如图9，泡沫沥青喷洒杆1的两端通过喷洒杆架设支板3固定在连续式搅拌站搅拌桶30进口处；沥青供给系统、发泡水供给系统、加湿水系统和空气供给系统各自安装在连续式搅拌站搅拌桶30外部。其余的零部件的安装连接方式、以及自动控制系统的控制方法与实施例1中提到的相同。
实施例3：本发明所述的模块化设计的沥青发泡设备及其自动控制系统应用在车载冷再生机31上。
如图10、图11，将泡沫沥青喷洒杆1的两端通过喷洒杆架设支板3固定在车载冷再生机31上的铣刨转子上方；沥青供给系统、发泡水供给系统、加湿水系统和空气供给系统安装在车载冷再生机身31上。本发明所述的自动控制系统与沥青罐车32、水罐车33以及车载冷再生机31的操作系统衔接。在计算机或触摸屏的用户界面中输入车载冷再生机31的型号，再根据泡沫沥青占混合料的百分比，自动计算出所需沥青、发泡水和空气的用量，自行设计沥青、发泡水和空气管道的直径，然后将各管道进行连接。
将本发明所述沥青发泡设备中的沥青罐18拆卸掉，沥青泵20和沥青回路阀门19分别与沥青罐车32的输出端和输入端连接，将泡沫沥青喷洒杆1的沥青管路4与沥青罐车32构成回路。将本发明所述沥青发泡设备中的水箱26拆卸掉，发泡水泵21和加湿水泵25与水罐车33连接。沥青罐车32内加热的热沥青输送到泡沫沥青喷洒杆1的沥青管路4内，水罐车33内的水输送到泡沫沥青喷洒杆1的发泡水管路6内，空气供给系统向压缩空气管路5提供压缩空气，在发泡腔9内同时喷入设定量的热沥青、水和空气进行发泡，并将发泡形成的泡沫沥青喷向车载冷再生机31的铣刨转子，与混合料进行搅拌。水罐车33内的水通过加湿水泵25输送到加湿水管路7中，加湿水管路7上的喷口指向车载冷再生机1的铣刨转子，向混合料喷洒加湿水。
其余的零部件的安装连接方式、以及自动控制系统的控制方法与实施例1中提到的相同。
实施例4：本发明所述的模块化设计的沥青发泡设备及其自动控制系统应用在稳定土拌和机上。
如图12、图13，本发明所述的自动控制系统与稳定土拌和机上的操作系统衔接。在计算机或触摸屏的用户界面中输入稳定土拌和机上的型号，即设备的生产能力或拌和的混合料重量，管道图示化设计单元内管道系统的键合图模型对各管道系统及其上的泵、阀、流量计等各零部件建立数学模型，经过求解得出不同管道系统中的不同流体的动态特性；并根据泡沫沥青占混合料的百分比，进一步计算得到所需沥青、发泡水和空气的用量，自行设计出沥青、发泡水和空气管道的直径。根据自行设计出来的尺寸信息，挑选合适长度的泡沫沥青喷洒杆1，将泡沫沥青喷洒杆1的两端通过喷洒杆架设支板3安装在稳定土拌和机的转子罩壳34上。沥青供给系统、发泡水供给系统、加湿水系统和空气供给系统安装在稳定土拌和机身上。其余的零部件的安装连接方式、以及自动控制系统的控制方法与实施例1中提到的相同。

Claims (6)

1.一种模块化设计的沥青发泡设备，包括沥青供给系统、发泡水供给系统、加湿水系统、空气供给系统和泡沫沥青喷洒杆(1)，其特征在于：
沥青供给系统、空气供给系统、发泡水供给系统、加湿水系统和泡沫沥青喷洒杆(1)各自为独立模块；
泡沫沥青喷洒杆(1)由沥青管路(4)、压缩空气管路(5)、发泡水管路(6)、加湿水管路(7)、数个沥青喷嘴阀门(8)、发泡腔(9)和气缸(10)，以及气缸驱动管路(11)组成，并通过喷洒杆架设支板(3)固定于搅拌仓(2)内；沥青管路(4)、压缩空气管路(5)和发泡水管路(6)以并联方式与各个发泡腔(9)连接，分别为发泡腔(9)提供热沥青、发泡水和压缩空气；沥青喷嘴阀门(8)安装在发泡腔(9)上并与气缸(10)连接，气缸驱动管路(11)以并联方式与各个气缸(10)连接，为气缸(10)提供压力空气；加湿水管路(7)架设在发泡水管路(6)一侧，其上设有多个喷口，喷口朝向搅拌仓(2)内部，为混合料提供加湿水；
泡沫沥青喷洒杆(1)上的沥青管路(4)两端通过沥青输送管(13)与沥青供给系统连接，并构成回路；沥青管路(4)的输入端通过沥青输送管(13)与沥青泵(20)的输出端连接，而沥青泵(20)输入端与沥青罐(18)的输出端连接，沥青罐(18)的输入端先与沥青回路阀门(19)相连接，再通过沥青输送管(13)与沥青管路(4)的输出端连接；沥青输送管(13)两端的连接处均通过沥青管路接口法兰(12)固定；
水箱(26)可拆卸，且通过水管接口法兰(24)分别与发泡水泵(21)和加湿水泵(25)连接，为这两个水泵供水；水箱(26)有两个水输送管(16)，其一端分别与泡沫沥青喷洒杆(1)上的发泡水管路(6)和加湿水管路(7)相连，连接处通过水管快换接头(17)固定，另一端分别接入发泡水供给系统和加湿水系统；加湿水管路(7)的输入端通过水输送管(16)连接加湿水系统中的加湿水泵(25)；发泡水管路(6)的输入端通过水输送管(16)顺次连接发泡水供给系统的储能器(23)的一端、发泡水过滤器(22)的输出端、发泡水泵(21)输出端；发泡水泵(21)和加湿水泵(25)的输入端与水箱(26)连接，其连接处通过水管接口法兰(24)固定，便于水箱(26)的拆卸；
压缩空气管路(5)和气缸驱动管路(11)的输入端各自通过一根空气输送管(15)与空气供给系统相连，连接处通过空气管路快换接头(14)固定连接；空气供给系统中的空气输送管(15)与压力变送器(29)的一端连接，压力变送器(29)的另一端与油水分离器(28)输出端相连接，油水分离器(28)的输入端与空压机(27)连接。
2.如权利要求1所述的一种模块化设计的沥青发泡设备，其特征在于：所述泡沫沥青喷洒杆(1)的长度可依据在搅拌仓(2)上的架设需要进行延长或缩短。
3.如权利要求1或2所述的一种模块化设计的沥青发泡设备，其特征在于：发泡腔(9)及其上沥青喷嘴阀门(8)、气缸(10)的个数可依据接入装备所需泡沫沥青的用量进行增减。
4.如权利要求1-3中任一项所述的一种模块化设计的沥青发泡设备，其特征在于：所述搅拌仓(2)、沥青罐(18)、水箱(26)可根据接入设备的不同保留或去掉。
5.一种模块化设计的沥青发泡设备的自动控制系统，所述自动控制系统包括中央控制单元、计算机或触摸屏、沥青加热单元和反馈元件；中央控制单元包括PLC及PLC组件；反馈元件包括沥青流量计、水流量计、温度传感器、压力传感器、称重传感器以及数显仪表，其特征在于：
还包括预装在计算机或触摸屏中的管道图示化设计单元，在其中输入筑路施工装备的型号，即得出筑路施工装备的生产能力或拌和的混合料重量，再根据泡沫沥青占混合料的百分比，自动计算泡沫沥青的用量，以及制备泡沫沥青所需沥青、发泡水和压缩空气的用量，进而自行设计沥青、发泡水和空气管道的直径，并将结果返回给用户；
中央控制单元的输出端分别连接沥青供给系统、发泡水供给系统、加湿水系统和空气供给系统上各类阀门和沥青加热单元上的加热元件，而输入端与上述各系统中安装的反馈元件相连；中央控制单元通过通讯板卡与计算机或触摸屏进行连接；沥青加热单元与沥青供给系统内的沥青罐(18)和沥青泵(20)、以及泡沫沥青喷洒杆(1)的沥青管路(4)连接；沥青流量计安装在沥青管路(4)上，它是反馈实时沥青流量和累计沥青流量的反馈元件，它将反馈数值传送到中央控制单元；水流量计安装在发泡水管路(6)和加湿水管路(7)上，完成发泡水累计流量和瞬时流量的反馈和加湿水的累计流量的反馈；温度传感器安装在沥青罐(18)、沥青管道(7)和发泡腔(9)上，实时检测沥青温度的变化；沥青供给系统和泡沫沥青喷洒杆(1)的沥青管路(4)构成回路，通过沥青回路阀门(19)和沥青喷嘴阀门(8)的开关量来调节沥青喷入发泡腔(9)的量；沥青加热单元负责沥青供给系统的沥青输送管(13)、沥青罐(18)和沥青泵(20)的加热，以及沥青管路(4)的加热，加热方法采用静态加热和动态循环加热两种方式；沥青加热单元以设定温度为控制依据，当沥青罐(18)加热达到设定温度时，沥青泵(20)、沥青输送管(13)、沥青管路(4)的电拌热开始工作，此时是对沥青泵(20)、沥青输送管(13)、沥青罐(18)和沥青管路(4)进行静态加热；当沥青输送管(13)、沥青管路(4)的加热温度升高至另一设定温度时，沥青罐(18)、沥青输送管(13)、沥青管路(4)内部沥青实施动态循环加热，并采用PID控制，通过软件实现对泡沫沥青温度的闭环控制，保证沥青温度恒定要求；
喷入发泡腔(9)的沥青量可以通过控制沥青回路阀门(19)和沥青喷嘴阀门(8)的开关量来调节，当沥青回路阀门(19)完全开启，且沥青喷嘴阀门(8)处于关闭状态时，在沥青泵(20)的驱动下，沥青罐(18)里的热沥青不经过发泡腔(9)而回流，从而进行动态循环加热；当沥青回路阀门(19)完全关闭，且沥青喷嘴阀门(8)按控制要求开启时，热沥青喷入发泡腔(9)进行发泡；当沥青回路阀门(19)和沥青喷嘴阀门(8)同时开启一定量时，热沥青部分喷入发泡腔(9)进行发泡，部分回流；
沥青罐(18)底部安装电加热板，沥青罐(18)侧壁安装电加热圈，沥青管路(4)上安装电伴热线，沥青罐(18)的加热方式根据称重传感器所测重量不同分为三种：沥青罐底部加热，沥青罐底部和中部同时加热，以及沥青罐底部、中部、上部同时加热；具体为：设定沥青罐(18)重量m的两个区间端点m1、m2，将沥青罐(18)重量值划分为m≤m1、m1<m≤m2、m>m2三个区间，当称重传感器所测沥青罐(18)重量为m≤m1时，沥青罐底部加热；当称重传感器所测沥青罐(18)重量为m1<m≤m2时，沥青罐底和中部同时加热；当称重传感器所测沥青罐(18)重量为m>m2时，沥青罐底、中部、上部同时加热。
6.如权利要求5所述的一种模块化设计的沥青发泡设备的自动控制系统，其特征在于：所述的计算机或触摸屏内部安装组态软件，组态软件连接中央控制单元和反馈元件，用于操作和监控沥青发泡设备。
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