CN114753214A - 多组分反应型粘结料动态在线混合施工设备及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了多组分反应型粘结料动态在线混合施工设备及其工艺，涉及筑路施工机械技术领域。多组分反应型粘结料动态在线混合施工设备，包括安装在车体上的平台、多组分反应型粘结料容器、管线系统、动态在线混合器、喷洒系统、料仓、撒布器、清洗机构和自动化控制系统。多组分反应型粘结料动态在线混合施工工艺，包括以下步骤：S1各组分粘结料经过各自循环状态；S2多组分反应型粘结料经过动态在线混合器混合均匀；S3喷洒臂和撒布器同步进行混合粘结料和骨料的洒布；S4施工结束后循环清洗动态在线混合器、喷洒臂和喷嘴。本发明实现了多组分反应型粘结料的在线均匀混合，实现了在线混合后的多组分反应型粘结料和骨料的连续同步均匀洒布。
Description
技术领域
本发明属于筑路施工机械技术领域，涉及多组分反应型粘结料动态在线混合施工设备及其工艺。
背景技术
防滑路面是目前应用广泛的一种交通道路彩色防滑路面技术，它是在原有路面上人工预混后通过刮涂、喷涂双组分或多组分不可逆性反应型粘结料，如：聚氨酯、环氧、MMA和其他多组分反应型粘结料，然后将骨料，如：玄武岩、彩色陶瓷颗粒、金刚砂、钢渣等，固结在路面上而实现的。目前的施工方法多为人工配比搅匀，刮涂或喷涂，撒布骨料：玄武岩、彩色陶瓷颗粒、金刚砂、钢渣等。该方法人工配比搅拌均匀性差，混合不匀无法达到材料预期的性能，同时施工效率低，无法实现大面积连续施工，人力成本极高，特别是施工均一性和质量保障性差。
现有技术双组分和多组分反应型材料混合后会有一定的存量，发生反应后在短时间内会发生固化，施工和易性不好，会造成材料浪费和堵塞管路、损坏设备。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了多组分反应型粘结料动态在线混合施工设备及其工艺，实现了多组分反应型粘结料的在线均匀混合，并进入喷洒臂喷洒，实现了在线混合后的多组分反应型粘结料和骨料的连续同步均匀洒布。本发明是通过如下技术方案实现的：本发明提供了多组分反应型粘结料动态在线混合施工设备及其工艺，多组分反应型粘结料动态在线混合施工设备，包括车体，车体上分别安装有平台、多组分反应型粘结料容器、管线系统、动态在线混合器、喷洒系统、料仓、撒布器、清洗机构和自动化控制系统；动态在线混合器安装在车体中部的中间平台上，动态在线混合器分别与若干组分箱连接，动态在线混合器与各组分箱连接之间设置有各组分泵；喷洒系统包括安装在车体后部的喷洒臂和过渡箱，喷洒臂上设有喷嘴，过渡箱设置在喷洒臂和动态在线混合器之间，并分别与二者连通，过渡箱上设置有压力检测仪表；料仓安装在中间平台上，料仓出口处设有料门，料门下部设有辊筒，辊筒下部安装有撒布器。
多组分反应型粘结料动态在线混合施工工艺，包括以下步骤：
S1施工准备，各组分粘结料经过各自循环状态；
S2多组分反应型粘结料经过动态在线混合器混合均匀；
S3喷洒臂和撒布器同步进行混合粘结料和骨料的洒布；
S4施工结束后循环清洗动态在线混合器、喷洒臂和喷嘴。
本发明的有益效果是：
本发明实现在线混合后的粘结料和骨料连续式同步施工，是一种具有洒布均匀、操作方便、自动化程度高，施工效率和质量高等特点的自动化机械施工设备。
本发明实现了多组分反应型粘结料的精确配比、在线均匀混合后进入喷洒臂喷洒；在精确控制洒布量的前提下，实现了在线混合后的多组分反应型粘结料和骨料同步均匀洒布，实现了多组分反应型粘结料与骨料洒布的同步作业；且本发明的在线混合施工设备结构简单、使用方便、易维护，提高施工效率，节约了人力成本，减少了对交通通行的影响，大大提高了多组分反应型粘结料路面施工的效率和质量。
避免了多组分反应型粘结料提前预混后如不能及时使用，造成的材料浪费、管线堵塞和损坏设备的风险，确保材料混合前各组分材料的单独长期稳定储存，各材料浪费小。且本发明的施工设备还配置管路吹扫和清洗功能，在节省原料、降低废料的同时，降低设备故障率保证设备长期使用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的在线混合施工设备主视结构示意图。
图2为本发明的在线混合施工设备俯视结构示意图。
图3为本发明的动态在线混合洒布工艺流程图。
图4为本发明的喷嘴外混合洒布工艺流程简图。
图中，1车体，2-1中间平台，2-2后平台，3-1喷洒臂一，3-2喷洒臂二，4喷洒臂气缸，5料门安装板，6撒布器，7辊筒，8料门，9料仓，10过渡箱，12压力检测仪表，13清洗泵，14动态在线混合器，15搅拌装置，16加热装置，17操作面板，18甲组分箱，19甲组分泵，20乙组分箱，21乙组分泵，22阀一，23阀二，24阀三，25阀四，26阀五，27阀六，28阀七，29阀八，30阀九，31阀十，32阀十一，33放空阀一，34放空阀二，35过滤器一，36过滤器二，37三通阀。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
附图为本发明的多组分反应型粘结料动态在线混合施工设备及其工艺的具体实施例。
如附图1-2所示，多组分反应型粘结料动态在线混合施工设备，包括车体1，车体1上分别安装有平台、多组分反应型粘结料容器、管线系统、动态在线混合器14、喷洒系统、料仓9、撒布器6、清洗机构和自动化控制系统；平台包括安装在车体中部的中间平台2-1和安装在车体尾部的后平台2-2；动态在线混合器14安装在车体中部的中间平台2-1上，动态在线混合器14分别与若干组分箱连接，动态在线混合器与各组分箱连接之间设置有各组分泵；本实施例中多组分反应型粘结料容器即甲组分箱18和乙组分箱20，该实施例中动态在线混合器14分别与甲组分箱18和乙组分箱20相连接之间设有甲组分泵19和乙组分泵21；在实际应用中根据分箱的多少分别与动态在线混合器连接，并设置相应的多组分泵；根据材料性能和设计技术要求甲组分箱18和乙组分箱20分别连接加热装置16和搅拌装置15，对材料进行加热和辅助搅拌；该实施例中动态在线混合器14为动力驱动的定转子啮合结构，多组分粘接料的混合料在定转子啮合结构的高速旋转过程中被机械剪切分散，经过涡流扰动作用实现多组分粘结料的快速均匀混合。
喷洒系统包括安装在车体1后部的喷洒臂和过渡箱10，本实施例中喷洒臂设置两组分别为喷洒臂一3-1和喷洒臂二3-2，喷洒臂一3-1安装在车体的后部，喷洒臂二3-2安装在车体的尾部即后平台2-2上，喷洒臂上均设有喷嘴，过渡箱10设置在喷洒臂和动态在线混合器14之间，并分别与二者连通，过渡箱10上设置有压力检测仪表12；喷洒臂上安装有喷洒臂气缸4，过渡箱10让粘结料混合料在喷洒臂填满，且填充的更加均匀，然后打开喷洒臂气缸4，通过喷嘴进行喷洒混合料。如附图3所示，喷洒臂上还设置有放空阀一33和放空阀二34，用于在清洗设备时排空喷洒臂内存留的混合清洗溶剂。
料仓9安装在中间平台2-1上，料仓作为盛装骨料的容器，料仓9出口处设有料门8，料门8下部设有辊筒7，辊筒7下部安装有撒布器6。料门安装板5焊接在料仓9上，料门8、辊筒7和撒布器6均安装在料门安装板5上，撒布器6设置在喷洒臂一3-1和喷洒臂二3-2之间。骨料从料仓内通过辊筒的转动将骨料带到撒布器内，对骨料进行撒布。
动态在线混合器、各组分箱、各组分泵和喷洒系统之间分别通过管线连接，构成管线系统；管线系统还包括各组分箱、各组分泵、管路和喷洒臂上设置的全方位气压吹扫管线；车体上设置有空压机和存储压缩空气的气瓶，气瓶分别为各处提供压缩空气；如附图3所示，该实施例中分别在甲组分泵、乙组分泵、动态在线混合器和过渡箱处设有压缩空气进口。
清洗机构包括连通动态在线混合器14与过滤箱10的清洗管线，清洗管线与动态在线混合器14和过渡箱10构成循环回路，清洗泵13位于动态在线混合器14与过渡箱10之间，且靠过渡箱10放置。
自动化控制系统包括设置在车体驾驶室内的PLC操作系统、操作面板和操作仪表。实际应用中根据材料性能和施工技术要求设定相应参数，系统会自动推算、设置关联作业参数，实现整机自动化联调、均匀、同步的作业效果。PLC操作系统分别与泵、动态在线混合器、管路的阀门等连接，分别控制泵的开关、转速，动态在线混合器的转速，管路的压力和气动阀门开关等。
如附图3所示的多组分反应型粘结料动态在线混合施工工艺流程图，包括以下步骤：
S1施工准备，各组分粘结料经过各自循环状态；
S2多组分反应型粘结料经过动态在线混合器混合均匀；
S3喷洒臂和撒布器同步进行混合粘结料和骨料的洒布；
S4施工结束后循环清洗动态在线混合器、喷洒臂和喷嘴。
步骤S1的施工工艺包括：
甲组分粘结料自甲组分箱18，流经阀一22、过滤器一35、甲组分泵19、阀二23，回到甲组分箱18；
乙组分粘结料自乙组分箱20，流经阀四25、过滤器二36、乙组分泵21、阀五26，回到乙组分箱20；
甲组分和乙组分以此循环，直到各组分的流量和压力稳定；保证各组分间的压力相当，使各组分的粘结料均匀的进入动态在线混合器。
步骤S2的施工工艺包括：在各组分进入自循环状态后，关闭阀二23打开阀三24，关闭阀五26打开阀六27，使甲组分和乙组分流入动态在线混合器14的定转子啮合结构内，甲、乙组分粘结料的混合料在动态在线混合器的高速旋转过程中被机械剪切分散，经过涡流扰动等作用实现甲、乙组分粘结料的快速均匀混合。
步骤S3的施工工艺包括：经动态在线混合器均匀混合后的多组分反应型粘结料流至过渡箱10内，经阀九30流向各喷洒臂，初始状态喷洒臂气缸4关闭，混合溶剂经阀十31、阀十一32回到过渡箱10内，待过渡箱内临界填满时，关闭阀十一32，开启喷洒臂气缸4，经喷嘴实现对混合溶剂的均匀洒布；该实施例中混合粘结料分别流向喷洒臂一3-1和喷洒臂二3-2，为双臂喷洒，可通过三通阀37实现单臂喷洒，或再增加喷洒臂实现更多喷洒臂共同喷洒。喷洒臂喷洒混合粘结料的同时，撒布器6也进行骨料的同步洒布。在各喷洒臂之间撒布骨料，各喷洒臂多组分反应型粘结料的洒布量可根据设计技术要求任意控制调整。
步骤S4的清洗包括以下步骤：
（1）对动态在线混合器的循环清洗，洒布完成后排空过渡箱10内的混合溶剂，关闭阀九30，往过渡箱10内注入清洗剂，开启阀八29与清洗泵13，循环清洗动态在线混合器14；清洗完成后，开启动态在线混合器磨腔底部的排空阀和压缩空气3，将磨腔内存留的清洗溶剂吹扫干净；
（2）动态在线混合器清洗完成后，打开阀九30，经压缩空气4的吹扫下，冲洗喷洒臂及喷嘴；冲洗完成后，开启放空阀一33、放空阀二34和压缩空气4，将喷洒臂内存留的清洗溶剂吹扫干净；
（3）过滤器一35和过滤器二36前分别设有压缩空气1和压缩空气2，待洒布作业完成后可选择性的将管内溶剂吹扫回各自组分箱内；当选用的溶剂为接触空气易氧化的溶剂时，此时不采用气吹的方式。
除上述实施例以外，参照附图4，本发明亦对喷嘴外混合工艺作如下方案说明：
喷嘴外混合工艺属于多组分反应型粘结料在线混合工艺的一种，该工艺的多组分反应型粘结料在管线系统内不会预混，由甲组分泵和乙组分泵和其他组分泵将甲组分箱和乙组分箱和其他组分箱内的溶剂泵送至相应的喷洒臂进行喷洒作业，使多组分反应型粘结料在空中或临界接触地面前混合。该工艺对多组分反应型粘结料的自流平效果要求较为严格，但该工艺结构简单，投入成本低，在对均匀性要求不高的工况下可作为动态在线混合工艺的一个备选方案。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.多组分反应型粘结料动态在线混合施工设备，包括车体，其特征在于，车体上分别安装有平台、多组分反应型粘结料容器、管线系统、动态在线混合器、喷洒系统、料仓、撒布器、清洗机构和自动化控制系统；动态在线混合器安装在车体中部的中间平台上，动态在线混合器分别与若干组分箱连接，动态在线混合器与各组分箱连接之间设置有各组分泵；喷洒系统包括安装在车体后部的喷洒臂和过渡箱，喷洒臂上设有喷嘴，过渡箱设置在喷洒臂和动态在线混合器之间，并分别与二者连通，过渡箱上设置有压力检测仪表；料仓安装在中间平台上，料仓出口处设有料门，料门下部设有辊筒，辊筒下部安装有撒布器。
2.根据权利要求1所述的多组分反应型粘结料动态在线混合施工设备，其特征在于，所述多组分反应型粘结料容器即甲组分箱和乙组分箱，分别连接加热装置和搅拌装置。
3.根据权利要求1所述的多组分反应型粘结料动态在线混合施工设备，其特征在于，平台包括安装在车体中部的中间平台和安装在车体尾部的后平台；所述喷洒臂设置两组分别为喷洒臂一和喷洒臂二，喷洒臂一安装在车体的后部，喷洒臂二安装在车体的尾部即后平台上；料门安装板焊接在料仓上，料门、辊筒和撒布器均安装在料门安装板上，撒布器设置在喷洒臂一和喷洒臂二之间。
4.根据权利要求1所述的多组分反应型粘结料动态在线混合施工设备，其特征在于，动态在线混合器、各组分箱、各组分泵和喷洒系统之间分别通过管线连接，构成管线系统；管线系统还包括各组分箱、各组分泵、管路和喷洒臂上设置的全方位气压吹扫管线；清洗机构包括连通动态在线混合器与过滤箱的清洗管线，过滤箱与清洗管线之间设有清洗泵。
5.根据权利要求1所述的多组分反应型粘结料动态在线混合施工设备，其特征在于，自动化控制系统包括设置在车体驾驶室内的PLC操作系统、操作面板和操作仪表。
6.多组分反应型粘结料动态在线混合施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1施工准备，各组分粘结料经过各自循环状态；
S2多组分反应型粘结料经过动态在线混合器混合均匀；
S3喷洒臂和撒布器同步进行混合粘结料和骨料的洒布；
S4施工结束后循环清洗动态在线混合器、喷洒臂和喷嘴。
7.根据权利要求6所述的多组分反应型粘结料动态在线混合施工工艺，其特征在于，步骤S1的施工工艺包括：
甲组分粘结料自甲组分箱，流经阀1、过滤器1、甲组分泵、阀2，回到甲组分箱；
乙组分粘结料自乙组分箱，流经阀4、过滤器2、乙组分泵、阀5，回到乙组分箱；
甲组分和乙组分以此循环，直到各组分的流量和压力稳定。
8.根据权利要求6所述的多组分反应型粘结料动态在线混合施工工艺，其特征在于，步骤S2的施工工艺包括：在各组分进入自循环状态后，关闭阀2打开阀3，关闭阀5打开阀6，使甲组分和乙组分流入动态在线混合器，甲、乙组分粘结料的混合料在动态在线混合器的高速旋转过程中被机械剪切分散，经过涡流扰动等作用实现甲、乙组分粘结料的快速均匀混合。
9.根据权利要求6所述的多组分反应型粘结料动态在线混合施工工艺，其特征在于，步骤S3的施工工艺包括：经动态在线混合器均匀混合后的多组分反应型粘结料流至过渡箱内，经阀9流向各喷洒臂，初始状态喷洒臂气缸关闭，混合溶剂经阀10、阀12回到过渡箱内，待过渡箱内临界填满时，关闭阀12和三通阀连通过渡箱的那个阀，开启喷洒臂气缸4，经喷嘴实现均匀洒布；同时，撒布器也进行骨料的同步洒布。
10.根据权利要求6所述的多组分反应型粘结料动态在线混合施工工艺，其特征在于，步骤S4的清洗包括以下步骤：
（1）对动态在线混合器的循环清洗，洒布完成后排空过渡箱内的混合溶剂，关闭阀9，往过渡箱内注入清洗剂，开启阀8与清洗泵，循环清洗动态在线混合器；清洗完成后，开启动态在线混合器磨腔底部的排空阀和压缩空气3，将磨腔内存留的清洗溶剂吹扫干净；
（2）动态在线混合器清洗完成后，打开阀9，经压缩空气4的吹扫下，冲洗喷洒臂及喷嘴；冲洗完成后，开启阀13和压缩空气4，将喷洒臂内存留的清洗溶剂吹扫干净；
（3）过滤器1和过滤器2前分别设有压缩空气1和压缩空气2，待洒布作业完成后可选择性的将管内溶剂吹扫回各自组分箱内。
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2022
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