CN111622048A - 一种沥青发泡装置及沥青发泡方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及路用设备技术领域，具体涉及一种沥青发泡装置及沥青发泡方法，旨在解决相关技术中仪器控制不够精确会导致沥青出现老化现象，导致沥青发泡的质量大大降低的问题，其技术要点在于包括供空气、水、沥青输入，并输出调整所得发泡沥青的流通管路，以及一控制子系统；控制子系统包括至少一组设置于流通管路末端、对调整所得发泡沥青的指标实时数据进行检测的数字化传感器；设置于流通管路上、控制流通管路流通状态的执行件；以及，与数字化传感器连接，将数字化传感器检测所得的各所述指标实时数据与对应的所述指标目标数据比对，并控制所述执行件动作，以期输出指标实时数据符合指标目标数据要求的调整所得发泡沥青的控制端。

Description

一种沥青发泡装置及沥青发泡方法

技术领域

本申请涉及路用设备技术领域，具体而言，涉及一种沥青发泡装置及沥青发泡方法。

背景技术

随着环保意识的不断增强以及沥青认知程度的提高，对沥青的物理性质改变等应用领域也有了不同的需求。以沥青路面施工单位为例，对搅拌设备生产过程的气体排放控制以及节能减排的重视，要求沥青采用全新的模式参加搅拌，温拌沥青技术被越来越广泛的重视、推广。

现有的技术在制备泡沫沥青混合料时，通常是先在泡沫沥青制备设备中制出泡沫沥青，再将泡沫沥青通入搅拌主机中与其他骨料搅拌成泡沫沥青混合料。因此，在操作过程中需要靠大量人工调节、仪器控制等繁琐操作，计量精度不高，设备结构庞大，如果控制不够精确会导致沥青出现老化现象，导致沥青发泡的质量大大降低。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种沥青发泡装置及沥青发泡方法，以解决相关技术中仪器控制不够精确会导致沥青出现老化现象，导致沥青发泡的质量大大降低的问题。

本发明的第一种方案提供了一种沥青发泡装置，包括：

供空气、水、沥青输入，并输出调整所得发泡沥青的流通管路，以及一控制子系统，所述空气、水、沥青混合以输出指标实时数据符合指标目标数据要求的所述调整所得发泡沥青；

所述控制子系统包括：

至少一组设置于所述流通管路末端、对所述调整所得发泡沥青的指标实时数据进行检测的数字化传感器；

设置于所述流通管路上、控制所述流通管路流通状态的执行件；以及，

与所述数字化传感器连接，将所述数字化传感器检测所得的各所述指标实时数据与对应的所述指标目标数据比对，并控制所述执行件动作，以期输出指标实时数据符合指标目标数据要求的调整所得发泡沥青的控制端。

可选地，所述流通管路包括：

供气管道；

供水管道；

将各所述供气管道、供水管道进行汇总的发泡沥青管道，所述发泡沥青管道靠近所述供气管道、供水管道的一侧为沥青进口端，所述发泡沥青管道远离所述供气管道、供水管道的一侧为调整所得发泡沥青出口端。

可选地，所述执行件包括：

设置于所述供气管道、供水管道上的泵体；

设置于所述供气管道、供水管道上的输入阀门；，

设置于所述发泡沥青管道末端的输出阀门。

可选地，所述发泡沥青管道外侧套设有导热油管，所述导热油管与所述发泡沥青管道外壁形成导热油腔；

所述执行件还包括与所述导热油管连接的加热器。

可选地，所述发泡沥青管道的沥青进口端设有呈倒喇叭形的挡板。

可选地，所述控制端包括至少一台个人计算机及至少一台采用堆栈算法进行数据存储的可编程逻辑控制器；

所述可编程逻辑控制器存储有调整所得发泡沥青的指标目标数据,所述可编程逻辑控制器同时控制所述执行件动作以期输出指标实时数据符合指标目标数据要求的所述调整所得发泡沥青；

所述个人计算机及所述可编程逻辑控制器之间进行数据同步。

可选地，所述个人计算机与所述可编程逻辑控制器通过心跳信号的交互进行工作状态的相互检查。

可选地，所述可编程逻辑控制器内存储各部件的正常工作参数和/或工作寿命信息，并根据各部件的正常工作参数和/或工作寿命信息判断其是否需要更换或维修，若是，则进行本地和/或远程警示。

本发明第二种方案提供了一种基于上述沥青发泡装置的沥青发泡方法，包括以下步骤：

S1、通过发泡沥青管道注入加热的沥青，所述沥青采用中海70#A级沥青，所述沥青的温度为150-160℃；

S2、通过供水管道往发泡沥青管道内注入冷水，同时，通过供气管道往发泡沥青管道内注入压缩空气，其中，注入所述发泡沥青管道内的冷水体积为注入所述发泡沥青管道内的沥青体积的1.5％-3％；

S3、所述沥青、冷水、压缩空气在发泡沥青管道内发泡反应，待沥青形成调整所得发泡沥青后，通过数字化传感器对调整所得发泡沥青的指标实时数据进行检测，并反馈至控制端；

S4、控制端将调整所得发泡沥青的指标实时数据与其存储的相应指标目标数据相比对，判断是否匹配，若是，则指示所述指标实时数据符合所述指标目标数据要求，否则，控制所述执行件动作以控制所述流通管路的流通状态及所述导热油腔的温度，从而使所述指标实时数据发生变化，并最终使实时关联关系与目标关联关系相匹配；

S5、打开输出阀门，排出所述调整所得发泡沥青。

可选地，发泡反应过程中，发泡温度为160℃，发泡用水量为2.3％。

本技术方案，具有如下优点：

通过数字化传感器对发泡沥青的实时监测，并从控制端中选取对应的指标目标数据并进行比对，判断发泡沥青的发泡效果，从而控制执行动作，凭借泵体控制供气管道、供水管道的输入速度，凭借输入阀门控制输入管路的通断，凭借输出阀门控制输出管路的通断，凭借加热器自动调节沥青加热温度，从而保证沥青的发泡效果，实现自动化调节。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例提供的一种沥青发泡用装置的结构示意图；

图2是根据本申请实施例提供的一种沥青发泡用装置的模块连接示意图。

图中，1、流通管路；11、供气管道；12、供水管道；13、发泡沥青管道；14、导热油管；15、挡板；2、控制子系统；21、数字化传感器；22、执行件；221、泵体；222、输入阀门；223、输出阀门；224、加热器；23、控制端；231、个人计算机；232、可编程逻辑控制器；233、数据库；234、逻辑控制单元；235、警报单元。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1：

一种沥青发泡用装置，如图1和图2所示，包括供空气、水、沥青输入，并输出调整所得发泡沥青的流通管路1，以及一控制子系统2，从而空气、水、沥青混合后以输出指标实时数据符合指标目标数据要求的调整所得发泡沥青；具体地，控制子系统2包括至少一组设置在流通管路1末端、对调整所得发泡沥青的指标实时数据进行检测的数字化传感器21；设置在流通管路1上、控制流通管路1流通状态的执行件22；以及，与数字化传感器21连接，将数字化传感器21检测所得的各指标实时数据与对应的指标目标数据比对，并控制执行件22动作，以期输出指标实时数据符合指标目标数据要求的调整所得发泡沥青的控制端23。因此，通过数字化传感器21对发泡沥青的实时监测，并与指标目标数据进行比对，判断发泡沥青的发泡效果，从而控制执行件22动作，实现自动化调节。

如图1所示，流通管路1包括供气管道11、供水管道12，以及将各供气管道11、供水管道12进行汇总的发泡沥青管道13，其中，发泡沥青管道13靠近供气管道11、供水管道12的一侧为沥青进口端，发泡沥青管道13远离所述供气管道11、供水管道12的一侧为调整所得发泡沥青出口端。

如图1和图2所示，执行件22包括设置在供气管道11、供水管道12上的泵体221；设置在供气管道11、供水管道12上的输入阀门222；设置在发泡沥青管道13末端的输出阀门223。在本发明此实施例中，泵体221为对应供气管道11、供水管道12设置的气泵和水泵，输入阀门222、输出阀门223为电磁阀。因此，泵体221的设置可以控制供气管道11、供水管道12的输入速度，同时输入阀门222的设置控制输入管路的通断，以便于实现自动化操作，输出阀门223的设置控制输出管路的通断，以便于选择输出合格的发泡沥青。另外，借助水压、气压和沥青的流速，能够保证沥青在发泡沥青管道13内充分混合并发泡。

由于沥青的温度会影响到沥青的发泡效果，如图1所示，发泡沥青管道13外侧套设有导热油管14，导热油管14与发泡沥青管道13外壁形成导热油腔，从而采用立体加热的方式，进一步保证沥青的发泡效果，另外，执行件22还包括与导热油管14连接的加热器224，根据数字化传感器21的检测结果，可自动调节加热温度。

如图1所示，发泡沥青管道13的沥青进口端设有呈倒喇叭形的挡板15，以此增加沥青流动的压力，并有效防止回流。

如图2所示，控制端23与数字化传感器21及执行件22连接，控制端23包括：至少一台个人计算机231及与个人计算机231对应的至少一台可编程逻辑控制器232，各数字化传感器21分别与个人计算机231及可编程逻辑控制器232连接，各执行件22与可编程逻辑控制器232连接。可编程逻辑控制器232中设有数据库233，个人计算机231具有可视化操作界面，个人计算机231与可编程逻辑控制器232之间通信连接，使操作人员可通过个人计算机231对可编程逻辑控制器232进行控制操作，同时，实现了个人计算机231及可编程逻辑控制器232之间进行数据同步，但是，在本实施方式中，可编程逻辑控制器232的数据库233其存储数据量较小,因此采用堆栈算法临时存储数据，而个人计算机231采用硬盘存储，其存储数据量较大，可编程逻辑控制器232接收新的预设信息后即同步至个人计算机231进行存储，以防止数据丢失，同时其自身实现了数据的重复覆盖，即最近的数据若有新的数据到来将覆盖替换旧，以实现数据的迭代。

如图2所示，可编程逻辑控制器232还包括逻辑控制单元234及警报单元235，数据库233以及警报单元235均连接于逻辑控制单元234；对应的，管路上分别安装有报警器，且报警器与警报单元235连接。同时，各数字化传感器21将检测到的指标实时数据反馈至可编程逻辑控制器232，逻辑控制单元234根据各数字化传感器21的反馈的信息，从数据库233中选取对应的指标目标数据发送至逻辑控制单元234进行比对判断，并通过判断结果控制各执行件22动作。可编程逻辑控制器232的数据库233中存储有各部件的正常工作参数和/或工作寿命信息，可根据各部件的正常工作参数和/或工作寿命信息判断其是否需要更换或维修，若是，则控制警报单元235进行本地警示，实现了对各部件工作状态的预判功能，提前提醒工作人员更换或维修，防止故障发生，提高工作效率。

如图2所示，每个数字化传感器21均具有固定的型号、额定载荷、允许使用负荷、极限负荷、灵敏度等I D信息，可编程逻辑控制器232通过在数据库233中存储各数字化传感器21的各I D信息，在更换数字化传感器21或者系统重启时，数字化传感器21发送I D信息至可编程逻辑控制器232，逻辑控制单元234将系统中的每个数字化传感器21的I D信息与数据库233中存储的参考I D信息进行对比，检测数字化传感器21是否合法或有效，若检测到系统中的数字化传感器21的I D信息与数据库233中存储的参考ID信息不符，则控制警报单元235进行本地警示，实现了对数字化传感器21进行身份识别。在可编程逻辑控制器232的数据库233中建立各数字化传感器21的校准数据，根据数据库233中数字化传感器21的校准数据对系统中各位置的数字化传感器21进行参数调节以进行校准，实现了数字化传感器21的在线校准，无需将数字化传感器21拆卸下来进行校准，节约时间，降低人工成本。

如图2所示，为了防止信息丢失，在本发明此实施方式中，个人计算机231与可编程逻辑控制器232通过心跳信号的交互进行工作状态的相互检查。即设定可编程逻辑控制器232及个人计算机231在预设时间内相互收不到对方信号时，则判断个人计算机231或可编程逻辑控制器232宕机，在个人计算机231或可编程逻辑控制器232其中一方宕机的情况下，系统停止运行，等待处于宕机状态的个人计算机231或可编程逻辑控制器232重启，或系统继续运行，但数据直接存入正常工作的个人计算机231或可编程逻辑控制器232，待宕机方重启后，再将数据传输至宕机方。其中，判断个人计算机231或可编程逻辑控制器232是否正常的预设时间不大于1分钟。

如图2所示，为了提高系统的稳定性，在本发明此实施方式中，控制端23与数字化传感器21之间通过握手信号的交互进行工作状态的相互检查，在控制端23每次启动时给数字化传感器21一个信号，数字化传感器21再反馈一个信号给控制端23，该反馈信号包括各数字化传感器21的I D信息，控制端23对反馈的信号与数据库233中的对应I D信息进行比对判断，在数字化传感器21存在问题时，或出现某种症状需要处理但暂时不会影响正常运行时，以及传感器的变化在误差范围内时候，做出拒绝使用、警告或正常启用的指示信息。

本沥青发泡用装置的工作原理：通过数字化传感器21对发泡沥青的实时监测，并从数据库233中选取对应的指标目标数据发送至逻辑控制单元234进行比对，判断发泡沥青的发泡效果，从而控制执行件22动作，凭借泵体221控制供气管道11、供水管道12的输入速度，凭借输入阀门222控制输入管路的通断，凭借输出阀门223控制输出管路的通断，凭借加热器224自动调节加热温度，保证沥青的发泡效果，实现自动化调节。

实施例2：

一种沥青发泡方法，如图1和图2所示，包括以下步骤：

S1、通过发泡沥青管道13注入加热的沥青，所述沥青采用中海70#A级沥青，所述沥青的温度为150-160℃，在本发明此实施例中，发泡温度优选为160℃；

S2、通过供水管道12往发泡沥青管道13内注入冷水，同时，通过供气管道11往发泡沥青管道13内注入压缩空气，其中，注入发泡沥青管道13内的冷水体积为注入发泡沥青管道13内的沥青体积的1.5％-3％，，在本发明此实施例中，发泡用水量优选为2.3％；

S3、所述沥青、冷水、压缩空气在发泡沥青管道13内发泡反应，待沥青形成调整所得发泡沥青后，通过数字化传感器21对调整所得发泡沥青的指标实时数据进行检测，并反馈至控制端23；

S4、控制端23将调整所得发泡沥青的指标实时数据与其存储的相应指标目标数据相比对，判断是否匹配，若是，则指示所述指标实时数据符合所述指标目标数据要求，否则，控制所述执行件22动作以控制所述流通管路的流通状态及所述导热油腔的温度，从而使所述指标实时数据发生变化，并最终使实时关联关系与目标关联关系相匹配；

S5、打开输出阀门223，排出所述调整所得发泡沥青。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种沥青发泡装置，其特征在于，包括：

供空气、水、沥青输入，并输出调整所得发泡沥青的流通管路(1)，以及一控制子系统(2)，所述空气、水、沥青混合以输出指标实时数据符合指标目标数据要求的所述调整所得发泡沥青；

所述控制子系统(2)包括：

至少一组设置于所述流通管路(1)末端、对所述调整所得发泡沥青的指标实时数据进行检测的数字化传感器(21)；

设置于所述流通管路(1)上、控制所述流通管路(1)流通状态的执行件(22)；以及，

与所述数字化传感器(21)连接，将所述数字化传感器(21)检测所得的各所述指标实时数据与对应的所述指标目标数据比对，并控制所述执行件(22)动作，以期输出指标实时数据符合指标目标数据要求的调整所得发泡沥青的控制端(23)。

2.如权利要求1所述的一种沥青发泡装置，其特征在于，所述流通管路(1)包括：

供气管道(11)；

供水管道(12)；

将各所述供气管道(11)、供水管道(12)进行汇总的发泡沥青管道(13)，所述发泡沥青管道(13)靠近所述供气管道(11)、供水管道(12)的一侧为沥青进口端，所述发泡沥青管道(13)远离所述供气管道(11)、供水管道(12)的一侧为调整所得发泡沥青出口端。

3.如权利要求2所述的一种沥青发泡装置，其特征在于，所述执行件(22)包括：

设置于所述供气管道(11)、供水管道(12)上的泵体(221)；

设置于所述供气管道(11)、供水管道(12)上的输入阀门(222)；，

设置于所述发泡沥青管道(13)末端的输出阀门(223)。

4.如权利要求3所述的一种沥青发泡装置，其特征在于，所述发泡沥青管道(13)外侧套设有导热油管(14)，所述导热油管(14)与所述发泡沥青管道(13)外壁形成导热油腔；

所述执行件(22)还包括与所述导热油管(14)连接的加热器(224)。

5.如权利要求4所述的一种沥青发泡用装置，其特征在于，所述发泡沥青管道(13)的沥青进口端设有呈倒喇叭形的挡板(15)。

6.如权利要求1所述的一种沥青发泡装置，其特征在于，所述控制端(23)包括至少一台个人计算机(231)及至少一台采用堆栈算法进行数据存储的可编程逻辑控制器(232)；

所述可编程逻辑控制器(232)存储有调整所得发泡沥青的指标目标数据,所述可编程逻辑控制器(232)同时控制所述执行件(22)动作以期输出指标实时数据符合指标目标数据要求的所述调整所得发泡沥青；

所述个人计算机(231)及所述可编程逻辑控制器(232)之间进行数据同步。

7.如权利要求6所述的一种沥青发泡装置，其特征在于，所述个人计算机(231)与所述可编程逻辑控制器(232)通过心跳信号的交互进行工作状态的相互检查。

8.如权利要求6所述的一种沥青发泡装置，其特征在于，所述可编程逻辑控制器(232)内存储各部件的正常工作参数和/或工作寿命信息，并根据各部件的正常工作参数和/或工作寿命信息判断其是否需要更换或维修，若是，则进行本地和/或远程警示。

9.一种沥青发泡方法，其特征在于，基于如权利要求6中所述的沥青发泡装置，包括以下步骤：

S1、通过发泡沥青管道(13)注入加热的沥青，所述沥青采用中海70#A级沥青，所述沥青的温度为150-160℃；

S2、通过供水管道(12)往发泡沥青管道(13)内注入冷水，同时，通过供气管道(11)往发泡沥青管道(13)内注入压缩空气，其中，注入所述发泡沥青管道(13)内的冷水体积为注入所述发泡沥青管道(13)内的沥青体积的1.5％-3％；

S3、所述沥青、冷水、压缩空气在发泡沥青管道(13)内发泡反应，待沥青形成调整所得发泡沥青后，通过数字化传感器(21)对调整所得发泡沥青的指标实时数据进行检测，并反馈至控制端(23)；

S4、控制端(23)将调整所得发泡沥青的指标实时数据与其存储的相应指标目标数据相比对，判断是否匹配，若是，则指示所述指标实时数据符合所述指标目标数据要求，否则，控制所述执行件(22)动作以控制所述流通管路的流通状态及所述导热油腔的温度，从而使所述指标实时数据发生变化，并最终使实时关联关系与目标关联关系相匹配；

S5、打开输出阀门(223)，排出所述调整所得发泡沥青。

10.如权利要求9所述的一种沥青发泡方法，其特征在于，发泡反应过程中，发泡温度为160℃，发泡用水量为2.3％。

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