CZ27808U1 - Mobilní mikrovlnný ohřívač pro opravy asfaltových silnic - Google Patents

Description

Technické řešení spadá do oblasti zařízení pro lokální mikrovlnný ohřev opravovaných asfaltových silnic, zejména při opravách výtluků, trhlin, výmolů a spojů na povrchu asfaltových silnic a rovněž pro ohřev vrstvy asfaltu na silnici při výkopových pracích. Mikrovlnným ohřevem opravovaných míst asfaltových silnic se dosáhne homogenního spojení dodávané opravné asfaltové směsi s okolím původního asfaltového povrchu silnice.

Dosavadní stav techniky

Opravy asfaltových silnic se provádí převážně ohřátím poškozeného místa silnice bezprostředně před jeho doplněním asfaltovou směsí. Ohřev je prováděn zařízeními bud s plynovými hořáky, nejčastěji na propan-butan nebo zařízeními využívajícími infračervené záření. V obou případech se teplo přenáší do podpovrchové vrstvy opravovaného místa jeho prostupem. Při tomto způsobu přenosu tepla však dochází k přehřátí povrchové vrstvy a tím k neekologickému pálení asfaltu. V důsledku toho pak vznikají nadbytečné energetické nároky na ohřev, které podstatně zdražují opravy asfaltových silnic. Snahou je proto využít technicky pokrokovější způsob, jakým je elektromagnetický ohřev opravovaných míst na asfaltových silnicích a opravných asfaltových směsí. Tento způsob ohřevu je k životnímu prostředí šetrnější a dosahuje se jím homogenního spojení dodávané asfaltové směsi s okolím původního asfaltového povrchu silnice. Širší využití tohoto progresivního způsobu ohřevu v praxi je však závislé na provozně způsobilém zařízení pro mikrovlnný ohřev opravovaných asfaltových silnic. Takováto provozuschopná zařízení, která splňují všechny požadované funkce, zejména pro zajištění kvality oprav, bezpečnosti, mobilnosti snadného ovládání, nejsou vyráběná přesto, že z patentové literatury jsou různá jejich řešení známá. Například dle patentového spisu US 4319856 takovéto zařízení tvoří vozidlo s vlastním pohonem, v němž jsou začleněny prostředky pro odstranění původních složek silnice, pro jejich roztavení aplikátorem mikrovlnné energie, pro jejich opětovné smíchání, pokládání, zarovnání a hutnění za stálého pojezdu vozidla. Ve spisu zveřejněné CZ přihlášky vynálezu č. 1999-4074 je obecně popsáno a znázorněno základní schéma zařízení pro ohřev a tavení asfaltových hmot a směsí na principu elektromagnetického záření. Patentový spis DE 10121929 obsahuje zařízení na ohřev a tvárnění asfaltové směsi, u něhož jsou mikrovlnné generátory sloučeny do kazet na plošině, která se hydraulicky snižuje k povrchu asfaltové silnice. Ze spisu CN 2701906 je znám užitný vzor mikrovlnného ohřívače bitumenových povrchů vozovek. Tento ohřívač se skládá z určitého počtu magnetronů, ventilátorů, dutinových jednotek s kanálem pro vedení vln a s mikrovlnnou anténou, které jsou umístěny na nosníku a ze zařízení zabraňujícího úniku mikrovln. Specifičnost řešení tohoto ohřívače spočívá ve vrstevné konfiguraci uvedených součástí a možného horizontálního spojování a nastavování uvedených dutinových jednotek do potřebného počtu řad a sloupců. Ze spisu užitného vzoru CZ č. 20918 je patrné principiální řešení, u kterého je na generátor mikrovlnného záření napojeno přímo nebo vlnovodem duté těleso s uzavřeným stropem a otevřeným dnem k pokrytí opravované části vozovky. Výkon generátoru mikrovlnného záření je nastavitelný a duté těleso je na vnějším povrchu pokryto absorbční a odrazovou zónou k zabránění mikrovlnného záření do okolního prostoru. Spis užitného vzoru CZ č. 21269 obsahuje popis a schematické vyobrazení zařízení pro mikrovlnný ohřev asfaltových silnic, kde každý magnetron s vlnovodem a ventilátorem pro chlazení magnetronů a kanálem pro odvedení tepla z jeho okolí do prostoru vlnovodu tvoří integrovanou nahřívací jednotku, která je umístěna v mobilním rámu s pojezdovými koly a zastíněném na spodní straně po obvodu řetězovou plentou. Popsaná řešení v uvedených spisech však není možno využít ani jednotlivě ani kombinačně kumulativně k výrobě funkčně a efektivně využitelného zařízení pro lokální mikrovlnný ohřev oprav asfaltových silnic hlavně z těchto důvodů. Kompletní mikrovlnné jednotky zařízení o potřebném výkonu a chlazení jsou příliš těžké, což znemožňuje snadné přemísťování zařízení pro mikrovlnný ohřev na místa oprav silnice a manipulaci s ním, zejména jeho vertikální ustavování na opravovaných místech. Záření mikrovlnné jednotky působí na malou opravovanou plochu a

-1 CZ 27808 U1 tuto prohřívá nerovnoměrně. Tento problém je řešitelný větším počtem mikrovlnných jednotek umístěných v několika řadách na rámu s horizontálním krouživým pohybem mikrovlnných jednotek nad opravovaným místem silnice. Motorizací těchto procesů se však nejen zvýší hmotnost celého zařízení, ale i potřebný celkový jejich příkon. Tyto důvody jsou překážkou pro zavedení již známých řešení mikrovlnného ohřevu opravovaných asfaltových silnic do praxe. Je proto snahou vyvinout mobilní, konstrukčně jednoduchý a provozuschopný mikrovlnný ohřívač, kterým se dosáhne optimálního zahřátí opravovaného místa silnice při poměrně nízkých energetických nárocích, s maximální bezpečností obsluhy a se zamezením působení negativních ekologických vlivů na okolí.

Podstata technického řešení

Uvedený cíl splňuje mobilní mikrovlnný ohřívač pro opravy asfaltových silnic podle tohoto technického řešení. Mikrovlnný ohřívač sestává, podobně jako známé mikrovlnné ohřívače, z pojízdného podvozku, na kterém je upevněn rám, který nese minimálně jednu mikrovlnnou nahřívací jednotku tvořenou magnetronem, vlnovodem a energetickým a chladicím zdrojem.

Podstata technického řešení spočívá v tom, že energetický zdroj a chladicí zdroj mikrovlnné nahřívací jednotky jsou umístěny externě na vlastním vozíku a magnetron mikrovlnné nahřívací jednotky je s energetickým zdrojem spojen kabelem a s chladicím zdrojem prostřednictvím hadice. Mobilní mikrovlnný ohřívač je takto rozdělen do dvou funkčně na sobě závislých, avšak mobilně samostatných částí. Toto uspořádání podstatně zjednoduší a usnadní manipulaci s mikrovlnnou nahřívací jednotkou o poměrně značné nižší hmotnosti než dosud, resp. manipulaci s pojízdným podvozkem, na němž je nahřívací jednotka umístěna. Při opravě asfaltové silnice obsluha mikrovlnného ohřívače pojíždí a manipuluje pouze s touto jeho lehkou mobilní částí, což představuje značnou výhodu oproti dosud známým řešením mikrovlnných ohřívačů. Podstatou technického řešení jsou dále tato návazná konkrétní provedení mobilního mikrovlnného ohřívače. Energetický zdroj je vybaven elektronickou řídicí jednotkou pro řízení funkce nahřívací jednotky a pro ovládání bezpečnostního spínače na pojízdném podvozku, který slouží k automatickému vypnutí elektrického proudu přiváděného z energetického zdroje do nahřívací jednotky. K automatickému vypnutí dojde v případě úniku mikrovlnného záření z nahřívací jednotky mimo ohřívané místo a to zejména při neodborné manipulaci. Rizikovým místem je hlavně prostor, resp. nedostatečně zakrytá mezera mezi krytem podvozku a zemí. Dalším konkrétním provedením je rovněž opláštění povrchu podvozku krytem, který je opatřen řetězovou plentou zavěšenou po obvodu spodního okraje krytu na jeho vnější straně. Plenta překrývá mezeru mezi krytem a povrchem opravované silnice. Konkrétní provedení představuje rovněž zavěšení drátěné plenty po obvodu spodního okraje krytu, avšak na jeho vnitřní straně. Tato opatření zabraňují úniku záření z mikrovlnné nahřívací jednotky do okolí, čímž je pro obsluhu mobilního mikrovlnného ohřívače jeho používání bezpečné.

Objasnění výkresu

Na připojeném výkresu je schematicky znázorněno příkladné provedení mobilního mikrovlnného ohřívače pro opravy asfaltových silnic podle tohoto technického řešení. Obr. 1 představuje nákres jeho celkového uspořádání s napojením na externí energetický a chladicí zdroj a na obr. 2 je zobrazeno umístění řetězové a drátěné plenty na bezpečnostním krytu.

Příklad uskutečnění technického řešení

Podle předmětného technického řešení sestává mobilní mikrovlnný ohřívač z podvozku 4, který je pojízdný na kolech 4.1, podobně jako některé již známé mikrovlnné ohřívače. Podvozek 4 nese rám I, na kterém je v tomto příkladném provedení upevněna jedna mikrovlnná nahřívací jednotka 2, jak je znázorněno na obr. 1. Nahřívací jednotka 2 je tvořena magnetronem 2.1, který generuje mikrovlnné záření, například o frekvenci 2,45 GHz a vlnovodem 2.2, pro vedení a cílení mikrovlnného záření z magnetronů 2,1 na místo opravy silnice. Energetický zdroj 6 a chladicí

-2CZ 27808 U1 zdroj 5 nahřívací jednotky 2 jsou umístěny společně externě na vlastním vozíku 8 a tvoří přidružené mobilní zařízení k nahřívací jednotce 2. Energetický zdroj 6 obsahuje vysokonapěťový transformátor 6.1, řídicí jednotku 6,2 pro elektronické řízení nahřívacího procesu dle nastavených parametrů a agregát 7 pro výrobu elektrické energie. Magnetron 2.1 je napojen přes řídicí jednotku 6.2 na energetický zdroj 6 vysokonapěťovým kabelem 6.3 a s chladicím zdrojem 5 je propojen hadicemi 5.1 pro cirkulací chladicí vody. Povrch podvozku 4 je opláštěn bezpečnostním krytem 42. Ve spodní části bezpečnostního krytu 4.2 je po obvodu jeho vnější strany zavěšena řetězová plenta 4.3 a po obvodu jeho vnitřní strany drátěná plenta 4,4. Obě plenty 4.3 a 4.4 zakrývají mezeru mezi krytem 4.2 a povrchem opravované silnice, čímž brání úniku mikrovlnného záření z tohoto spodního prostoru mobilního mikrovlnného ohřívače, který není zakrytý bezpečnostním krytem 42. Řídicí jednotka 62 je rovněž propojena kabelem 6.4 s bezpečnostním spínačem 3, který je umístěným na rámu 1 podvozku 4. Bezpečnostní spínač 3 slouží k automatickému vypnutí elektrického proudu přiváděného z energetického zdroje 6 do nahřívací jednotky 2 a to hlavně v případě úniku mikrovlnného záření z této jednotky 2 mimo ohřívané místo, který hrozí z prostoru krytého plentami 4.3 a 4.4 při neodborné manipulaci.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení mobilního mikrovlnného ohřívače pro opravy asfaltových silnic je využitelné při konstrukci a výrobě nových strojů pro opravy silnic, komunikací a prostranství pokrytých na jejich povrchu asfaltovou směsí nebo adekvátním materiálem pokládaným v horkém stavu.

Claims (4)

1. Mobilní mikrovlnný ohřívač pro opravy asfaltových silnic, sestávající z pojízdného podvozku (4) s rámem (1) nesoucím nejméně jednu mikrovlnnou nahřívací jednotku (2), která je tvořena magnetronem (2.1), vlnovodem (2.2), energetickým zdrojem (6) a chladicím zdrojem (5), vyznačující se tím, že energetický zdroj (6) a chladicí zdroj (5) nahřívací jednotky (2) jsou umístěny externě na vlastním vozíku (8) a s nahřívací jednotkou (2) je energetický zdroj (6) spojen vysokonapěťovým kabelem (6.3) a chladicí zdroj (5) hadicí (5.1).

2. Mobilní mikrovlnný ohřívač podle nároku 1, vyznačující se tím, že energetický zdroj (6) obsahuje řídicí jednotku (62) pro řízení funkce nahřívací jednotky (2) a ovládání bezpečnostního spínače (3) na pojízdném podvozku (4).

3. Mobilní mikrovlnný ohřívač podle nároků la2, vyznačující se tím, že povrch podvozku (4) je opláštěn krytem (42) opatřeným po obvodu jeho spodního okraje řetězovou plentou (4.3), pro zakrytí mezery mezi krytem (42) a zemí.

4. Mobilní mikrovlnný ohřívač podle nároků 1 a 2 nebo 1 až 3, vyznačující se tím, že řetězová plenta (4.3) krytu (42) je zdvojená paralelně zavěšenou drátěnou plentou (4.4).