PT2627825E - Cilindro termático para materiais de reintegração - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "CILINDRO TERMÁTICO PARA MATERIAIS DE REINTEGRAÇÃO"

CAMPO DA INVENÇÃO A invenção está relacionada com um aparelho e métodos de preparar e entregar materiais de reintegração de pavimentos de estrada.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO A presente especificação, desenhos e reivindicações representam melhoramentos e aperfeiçoamentos da invenção divulgada nas Aplicações N°s. 2010904627 e 2011900806. A reintegração de materiais escavados com origem em trabalhos de engenharia civil ou mineira é uma atividade que exige tempo e mão-de-obra. Os trabalhos de reintegração são dispendiosos em resultado da associação de custos laborais com os custos de preparação dos materiais escavados para reintegração. Os custos associados ao armazenamento e manutenção dos equipamentos da planta e dos próprios materiais escavados são elevados, particularmente em circunstâncias em que é necessária uma mistura particular de materiais para a adequada reintegração da superfície.

Os custos de transporte são também proibitivos em muitos trabalhos ou projetos de reintegração.

Os trabalhos de reintegração por norma envolvem a remoção dos materiais escavados e o transporte dos agregados britados para o local de reintegração. É prática usual acrescentar um ligante aos agregados britados de modo a proporcionar uma superfície estável uma vez terminados os trabalhos de reintegração. Existem problemas associados à preparação no local de agregados britados e ligantes incluindo a necessidade de ter uma planta disponível no local para realizar o processamento do ligante e do agregado. Por norma, então, é necessário processar e armazenar os materiais agregados fora do local e transportar os referidos materiais para o local da obra de reintegração. Este método é caro e exige recursos adicionais, por exemplo, planta e combustíveis fósseis . 0 agregado e o ligante devem ser mantidos a uma temperatura constante para impedir a solidificação dos materiais antes da sua colocação no local de reintegração. Dispositivos anteriores falharam na abordagem deste importante aspeto dos trabalhos de reintegração. Foi demonstrado que a utilização apenas da fricção através da agitação ou mistura dos materiais é insuficiente em regiões onde as temperaturas exteriores são baixas, em particular, em temperaturas negativas. Em tais circunstâncias é necessário aplicar calor aos materiais para assegurar a viscosidade da mistura de agregados e utilidade dos materiais quando despachados.

Dispositivos e veículos que foram projetados para permitir a reciclagem de materiais escavados e entrega dos mesmos com um ligante adequado no local são conhecidos no estado da técnica. A PCT/GB2009/050076 de Balfour Beatty descreve um arranjo de reciclagem por sucção que oferece uma destas soluções que inclui o uso da sucção na remoção de materiais escavados e aparelhos para misturar os materiais com um ligante. A solução proposta da PCT/GB2009/050076 apresenta várias desvantagens em aplicação prática, por exemplo, o tempo que é necessário para processar os materiais escavados antes da sua reintegração. A solução de Balfour Beatty tem um problema adicional na medida em que requer uma fonte de energia elétrica constante para permitir a sucção de alta velocidade necessária ao funcionamento do aparelho.

Outro dispositivo adequado para preparação no local de misturas de asfalto reciclado é divulgado no Documento E.U.A. 4.910.540. A colocação de asfalto, por exemplo, exige a utilização de alcatrão que é misturado com areia e agregado britado como um estabilizante para fazer pavimentos de estrada. É necessário utilizar alcatrão na sua forma liquida o que requer a aplicação de calor constante para evitar a solidificação dos materiais de reintegração. Outros dispositivos que têm sido desenvolvidos para transportar materiais de reintegração para locais de obras incluem caixas quentes o que inclui elementos de aquecimento no interior destas para manter uma temperatura constante a fim de que os materiais de reintegração alojados no seu interior não solidifiquem e se tornem inutilizáveis. Em utilização, estas caixas quentes exigem que o utilizador constantemente adicione materiais agregados à caixa quente para mistura antes da aplicação no local de reintegração. Estes materiais adicionais devem ser transportados para o local quer sobre um veiculo sobre o qual a caixa quente é montada ou em veiculos separados que podem ou não reter materiais agregados de diferentes graus. Custos de transporte e combustivel adicionais são inevitáveis com a utilização de caixas quentes conforme elas são conhecidas atualmente na técnica.

Em métodos tradicionais de trabalhos de reintegração, há muito desperdício e os materiais tornam-se inutilizáveis uma vez que solidificam. Seria por isso desejável proporcionar meios pelos quais os materiais pudessem ser constantemente aquecidos de modo a evitar semelhante desperdício.

Seria também vantajoso fornecer um aparelho e método para meios de preparação e entrega de materiais de reintegração de pavimentos de estrada que pudessem ser utilizados em ambientes sub-zero com o minimo desperdício.

Um outro problema associado ao aquecimento e transporte de tais materiais é o requisito de utilizar grandes quantidades de combustíveis à base de petróleo para transportar materiais para locais de obras e para manter o valor e evitar desperdícios.

Seria útil ou vantajoso por conseguinte fornecer um aparelho e método para fornecer a um local de obra de reintegração uma mistura de agregado britado e ligante pré-misturada que seria adequada para utilizar no local e que iria aumentar a velocidade de entrega dos materiais e o processamento do trabalho e que iria permitir evitar o desperdício de materiais.

Seria também vantajoso proporcionar um método para a preparação e entrega de materiais de reintegração a um local de obra que reduz o volume de combustível necessário para o transporte, e em que as poupanças de combustível poderiam ser traduzidas em ou equiparar-se a créditos de carbono e assim ser facilmente aceite em novos modelos económicos amigos do ambiente.

OBJETOS E RESUMO DA INVENÇÃO É um objeto da presente invenção providenciar um aparelho e método para entregar uma mistura consistente de agregado britado para um trabalho de reintegração gue é eficiente e económico e gue supera pelo menos alguns dos problemas da técnica anterior.

Os objetos preferidos mas não essenciais da presente invenção são o de providenciar um sistema de entrega de materiais de reintegração de estradas gue é menos dispendioso do que os métodos existentes e que supera os problemas associados ao transporte e desperdício.

Providencia-se também um método de entrega de uma mistura consistente de agregado britado para um trabalho de reintegração de acordo com a descrição enunciada abaixo.

Em conformidade, providencia-se um cilindro termático para preparar e entregar materiais de reintegração compreendendo: - uma câmara interna definindo pelo menos um compartimento para conter o agregado britado e um segundo compartimento para conter um ligante; - uma película externa para isolar os conteúdos da referida câmara interna; - uma tampa para de modo seguro conter os conteúdos do cilindro no qual está situado pelo menos uma sonda telescópica que pode ser guiada pelos compartimentos para aquecer e/ou misturar os conteúdos do mesmo; - pelo menos uma abertura através da qual os materiais de reintegração podem ser expulsos para entrega num local da obra, na qual os materiais agregados e ligante são pré-carregados em cápsulas discretas que são introduzidas no cilindro.

Em algumas formas de realização preferidas, o cilindro pode estar montado sobre um veículo ou uma caixa aberta para transporte.

As cápsulas pré-carregadas podem ser introduzidas na câmara interna do cilindro utilizando uma haste. A haste pode ter capacidade para ser aquecida para aquecimento dos conteúdos das cápsulas.

Noutras formas de realização preferidas o cilindro pode ser colocado dentro de um invólucro.

Ainda noutras formas de realização o invólucro que recebe o cilindro pode ser rotativo.

Noutras formas de realização preferidas o invólucro pode conter uma pluralidade de cilindros.

Noutras formas de realização o cilindro é aquecido utilizando uma fonte de calor externa. Em algumas formas de realização particularmente preferidas os conteúdos, ou cada compartimento, de cada compartimento no interior da câmara interna podem ser aquecidos por gases de escape a partir de um veículo sobre o qual o cilindro está montado ou a partir de um gerador a ser transferido entre um espaço definido pela película externa do cilindro e a câmara interna. 0 cilindro pode ter uma fonte de calor externa que inclui a adição de gases de escape a partir de um motor.

Em algumas formas de realização os gases de escape são utilizados para guiar uma pluralidade de lâminas de turbina em forma de colher para permitir a redução de carga sobre os componentes do motor.

Noutras formas de realização, a, ou cada sonda telescópica, inclui estrias ou lâminas retráteis situadas ao longo do seu comprimento para misturar os conteúdos do cilindro.

Noutras formas de realização, a haste é rotativa no interior do compartimento interno do cilindro.

Ainda noutras formas de realização, a haste inclui farpas ou lâminas retráteis situadas ao longo do seu comprimento para misturar os conteúdos do cilindro.

Outras formas de realização incluem onde a, ou cada sonda telescópica, é introduzida através da, ou cada cápsula, através de pelo menos uma abertura correspondente a cada sonda.

Noutras formas de realização, os materiais de reintegração misturados e/ou aquecidos no interior do cilindro são expulsos para uma câmara de distribuição que acopla de modo seguro ao cilindro.

Em formas de realização preferidas, a expulsão ou retenção de materiais de reintegração a partir do cilindro para a câmara de distribuição é possível através de uma placa de cobertura retrátil situada entre o cilindro e a câmara de distribuição.

Ainda noutras formas de realização, a expulsão de materiais de reintegração a partir da câmara interna é possível através de um cilindro hidráulico e um êmbolo.

Providencia-se também um método de entrega de uma mistura consistente de agregado britado e ligante para um local de obra de reintegração incluindo as etapas de: a) Preparar uma mistura de agregado britado pré-misturada e colocar a mesma numa pluralidade de cilindros ou tubos. b) Adicionar ligante ao agregado. c) Manter uma temperatura constante nos cilindros ou tubos através da colocação de uma sonda de aquecimento no interior do, ou de cada, cilindro ou tubo. d) Utilizar um êmbolo alimentado hidraulicamente para expulsar o agregado britado e ligante para o local de obra através de uma mangueira ou canal. e) À medida que cada cilindro ou tubo é esvaziado, o próximo cilindro no invólucro é acoplado ao êmbolo. f) Transportar os cilindros ou tubos de substituição pré-carregados para o local da obra. g) Substituir os cilindros ou tubos vazios por cilindros ou tubos cheios periodicamente. h) Pré-carregar o agregado e o ligante para cápsulas discretas que estão carregadas no, ou em cada, cilindro.

Providencia-se também um método de entrega de uma mistura consistente de agregado britado e ligante para um local da obra de reintegração incluindo as etapas de: i) Colocar os cilindros ou tubos cheios no interior de aberturas formadas no interior de um invólucro que se parece com um cano de canhão. j) Seletivamente rodar o invólucro para facilitar a mistura de materiais no interior dos cilindros ou tubos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS/FIGURAS A Figura 1 é uma vista lateral das secções de um cilindro. A Figura 2 é uma vista da tampa que encaixa na extremidade superior de um cilindro. A Figura 3 é uma vista lateral das sondas térmicas totalmente estendidas no interior de um cilindro. A Figura 4 indica o funcionamento do êmbolo. A Figura 5 é uma vista da superfície do êmbolo 33. A Figura 6 é uma vista do cilindro montado sobre um veiculo. A Figura 7 é uma vista isométrica de um invólucro com cilindros instalados. A Figura 8 é uma vista explodida de cápsulas prontas para carregar num cilindro. A Figura 9 proporciona uma vista isométrica de uma forma de realização alternativa da invenção. As Figuras 10 a 12 proporcionam vistas do cilindro montado sobre uma câmara de distribuição. A Figura 13 é uma vista isométrica do invólucro que contém os cilindros. A Figura 14 é uma vista isométrica transversal do invólucro. A Figura 15 é uma vista frontal do invólucro. A Figura 16 é uma vista lateral de perfil do invólucro com um cilindro em posição. A Figura 15 mostra o cilindro aquecido utilizando gases de escape. A Figura 16 mostra detalhe de uma forma de realização alternativa de montagem sobre um veiculo. A Figura 17 é uma vista isométrica de uma cápsula. A Figura 18 é uma vista isométrica transversal da parte interna de uma cápsula. A Figura 19 indica a parte final de uma cápsula.

As Figuras 20-25 providenciam mais detalhes do cilindro acoplado à câmara de distribuição.

As Figuras 26A, 26B, 26C e 27 providenciam mais detalhes da configuração das cápsulas.

As Figuras 28A, 28B, 29, 30 e 31 providenciam detalhes do sistema de admissão e de escape.

As Figuras 32, 33 e 34 providenciam imagens de uma forma de realização alternativa da invenção para montar sobre um veiculo.

MELHOR MODO E OUTRAS FORMAS DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO O aparelho compreende um tubo termático (ou aquecido) geralmente com a forma de um cilindro 10 como mostrado na Fig. 1. Cada cilindro tem uma pelicula exterior 11 e uma pelicula interior 12. Um espaço 13 definido entre cada pelicula pode ser um vácuo que providencia isolamento térmico contra as temperaturas exteriores para os conteúdos do cilindro. Em algumas formas de realização da invenção pode ser bombeado ar aquecido para o espaço 13 por meio de um ventilador de convecção que é fixo a uma fonte de energia (não mostrada) . O ar aquecido pode ser gases de escape a partir de um veiculo sobre o qual o cilindro pode ser montado para transporte ou pode sair de um gerador situado externamente ao cilindro. Ver Fig. 15.

Em utilização, o cilindro 10 é cheio com agregado britado e um ligante. No caso da maioria dos trabalhos de engenharia civil ou reintegração utilizando asfalto, o ligante será alcatrão. No caso de trabalhos de betonagem o ligante pode ser cal ou cimento com água como ativador ou catalisador.

Uma câmara interna 14 do cilindro formada pela pelicula interior 12 é cheia com componentes de materiais para trabalhos de engenharia, normalmente, agregado britado, areia e ligante, alcatrão ou cimento e água. Os cilindros podem ter compartimentos segmentados 20, 21, 22 nos quais cada componente de materiais é separado. Em procedimentos de reintegração de estradas, o primeiro compartimento é cheio com metal azul, o segundo com areia e o compartimento mais alto com alcatrão.

Em formas de realização especialmente preferidas da invenção o agregado britado é carregado para o cilindro ou tubo em cápsulas cilíndricas pré-carregadas (ou balas) como mostrado na Fig. 7 (e Fig. 10), cada uma das quais pode conter um diferente grau de agregado. Uma parte mais alta do tubo cheio contém ligante, que pode ser sob a forma sólida.

Em formas de realização especialmente preferidas as cápsulas cilíndricas pré-carregadas ou balas podem ser armazenadas ou depositadas e recolhidas por um utilizador em volumes adequados aos trabalhos de reintegração a ser finalizados. As cápsulas ou balas podem ser de vários tamanhos e contêm o volume de materiais de reintegração em conformidade com a dimensão da tarefa. Da mesma forma, as cápsulas/balas podem ser distribuídas em quarto de tonelada, meia tonelada, uma tonelada, duas toneladas, cinco toneladas, ou cápsulas de dimensão especifica em conformidade com a tarefa a realizar. Tal facilita a comercialização e distribuição de cápsulas a todas as partes da indústria de reintegração. Estaleiros de construtores de todo o mundo podem armazenar cápsulas e cilindros pré-embalados a serem explorados num curto prazo. A produtividade inicia-se de imediato desde o arranque de um veiculo em oposição a equipas de reabilitação que desperdiçam tempo em instalações de carregamento de asfalto ou enquanto esperam que o agregado seja aquecido. Os turnos de 10 horas irão corresponder a exatamente 10 horas de produção ativa. No decurso de um grande projeto de obra civil as poupanças de custos e o aumento de produtividade podem ser bastante substanciais.

Aqueles a trabalhar no campo das obras de reintegração civil, particularmente em regiões com climas frios com custos de manter aquecidos os materiais de modo a que estejam sempre prontos a utilizar, estarão bem cientes dos custos associados à entrega de materiais de reintegração em locais de obra e o grau de desperdício de tempo e mão-de-obra. Em média, os elementos de equipas de trabalho desperdiçam até 2 horas de tempo produtivo enquanto esperam pelo carregamento dos seus camiões com materiais de asfalto. Cerca de 2 horas mais é desperdiçada em relação ao transporte dos materiais de e para o local de trabalho. Em essência, metade do dia útil de trabalho é tempo não produtivo em resultado de existirem métodos de entrega e processamento de material de reintegração e isto resulta em custos excessivos a incorrer pelos empreiteiros civis de reintegração e gestores de projecto que são obrigados a pagar os custos de mão-de-obra e transporte como saldas não produtivas.

Como forma de exemplo, assuma que um único trabalhador é pago a $25 por hora. Um único trabalhador gasta 4 horas de tempo não produtivo todos os dias que equivale a salários/despesas desperdiçados de $100 por dia. Uma equipa de 2 homens equivale a salários desperdiçados de $200 por dia. Está estabelecido que equipas de reintegração a trabalhar em grandes projetos gastam 7 dias da semana a trabalhar, equivalendo a $1400 todas as semanas de custos laborais não produtivos (ou seja, 7 x $200), ou anualmente (ou seja, 52 x $1400) $72.800. Em contratos médios de reintegração pode haver 6 equipas de 2 homens a trabalhar em determinado período. Da mesma forma, os salários desperdiçados por dia seriam de $1200, por semana de $8400 e por ano de $436.800. Os custos desperdiçados para um grande empreiteiro envolvido em muitos projetos de reintegração no mundo inteiro podem chegar a muitos milhões ou mil milhões de dólares anualmente. A presente invenção propõe uma tecnologia e método de empregar essa tecnologia que irá permitir aos empreiteiros civis de reintegração reduzir estes custos subjacentes de forma significativa.

Isto facilita também a criação de um novo ramo de negócio de operações tradicionais de materiais de reintegração, nomeadamente, a venda a retalho de reenchimentos de cilindro, e reboques de cilindros especialmente concebidos.

Cada cilindro 10 tem uma extremidade proximal aberta 15 e uma extremidade distai fechada 16. A extremidade superior ou proximal 15 do cilindro é aberta. Está equipada com uma tampa 30 que sela a extremidade aberta 15 do cilindro e de modo seguro contém os conteúdos incluindo o agregado e ligante no interior do cilindro 10. A tampa pode ser fixa ao cilindro 10 por meio de uma dobradiça situada na extremidade proximal 15. Quando instalada, a tampa providencia uma vedação segura para os conteúdos do cilindro. Ver a Fig. 2 que indica a tampa em várias etapas de ser aberta ou fechada a., b., c. sobre a extremidade proximal do cilindro 10.

No interior da tampa 30 está situada pelo menos uma sonda telescópica 31 aquecida que pode ser guiada através de cada compartimento interno sucessivo 22, 21, 20, contendo agregado britado no interior do cilindro para aquecer os conteúdos.

Em algumas formas de realização, a sonda telescópica 31 aquecida, ou uma sonda ou sondas telescópicas adicionais que podem igualmente ser aquecidas, pode ter uma pá de hélice 33 fixada a ela para mistura dos conteúdos dos sucessivos compartimentos do cilindro 22, 21, 20. Os conteúdos do cilindro são aquecidos utilizando a sonda 31 ou sondas 32 que mantêm o agregado e o ligante a uma temperatura constante. Em algumas formas de realização da invenção a sonda, ou cada sonda, pode ter a forma de uma flauta ou parafuso helicoidal.

As sondas podem ser alimentadas por bateria, energia solar ou qualquer outra fonte de energia adequada. Em formas de realização especialmente preferidas o aquecimento ambiente dos cilindros que resulta da utilização de gases de escape para aquecer o aparelho como indicado na Fig. 15 irá efetivamente reduzir a quantidade de energia necessária para aquecer as sondas de modo a que elas possam misturar e manter o calor dos materiais de reintegração no interior do cilindro, ou de cada um destes.

Os compartimentos superiores 22 mais próximos à extremidade proximal do cilindro 15 contêm o ligante, concretamente, alcatrão para operações ligadas ao asfalto. A sonda de aquecimento, ou cada uma delas, 31, 32, é ativada para aquecer cada compartimento do cilindro de forma consecutiva. Como o ligante, o alcatrão, deve permanecer no estado líquido para ser misturado e ligar-se ao agregado britado de modo a ser utilizado em trabalhos de reintegração, ele deve ser aquecido para preservar a sua constituição líquida. A sonda, ou cada uma delas, 31, 32, pode ter um sensor de aquecimento fixo a ela que ajuda o operador a manter uma temperatura constante enquanto mistura os conteúdos do cilindro 10. A tampa 30 tem um êmbolo 33 situado sobre a sua superfície mais próxima ao interior do cilindro 14 que é guiado por um cilindro, ou cilindros, hidráulico (não mostrado) e que encaixa de modo deslizante no interior do raio da película interior 12 do cilindro. Quando ativado o cilindro, ou cilindros, hidráulico exerce uma força compressiva sobre o êmbolo 33 e força o êmbolo 33 para a câmara interna 14 do cilindro. Enquanto o êmbolo 33 é forçado para a câmara interna do cilindro ele comprime os conteúdos do mesmo. A ação do êmbolo 33 força a expulsão dos conteúdos do cilindro a partir da câmara interna 14 e para fora através de uma abertura 34 ou uma série de aberturas situadas na extremidade distai 16 do cilindro da mesma forma que uma seringa funciona para expelir os conteúdos da mesma. Ver a Fig. 4. Em algumas formas de realização preferidas da invenção, os conteúdos do cilindro, uma vez misturados e aquecidos, podem ser expulsos através de uma série de aberturas 35 situadas ao longo da superfície inferior interna do cilindro. Os materiais de reintegração misturados expulsos podem então ser direcionados para, e colocados sobre, um local desejado no local de obra quer por gravidade ou preferencialmente descarregados através de uma mangueira ou elemento de canal (não mostrado).

Ainda noutras formas de realização, os materiais misturados podem ser expulsos através da abertura 34 ou aberturas 35 e para um segundo recetáculo situado externamente ao cilindro mas que pode constituir um invólucro para o cilindro a partir do qual pode ser colocado em situação no local de obra da reintegração. As aberturas através das quais os materiais misturados são evacuados podem ser abertas por válvulas de guilhotina que podem ser ativadas manualmente por uma alavanca, hidraulicamente ou utilizando meios elétricos. A ação do êmbolo também limpa a superfície interior do cilindro enquanto acopla de modo deslizante à película interior do cilindro de modo que este possa ser recarregado com agregado britado e ligante depois disso. 0 êmbolo tem uma abertura 36 situada ao centro e pode ter aberturas 37 adicionais para permitir que a sonda, ou sondas, térmica telescópica seja guiada desde o interior da tampa 30 através da câmara interna 14 para mistura dos materiais de reintegração no interior do cilindro, como é mostrado na Fig.5.

Em algumas formas de realização da invenção uma pluralidade de tubos ou cilindros 10 termáticos podem ser colocados no interior de um invólucro rotativo que pode ser montado sobre um veículo de transporte 75, Fig. 7. No interior de cada cilindro é colocado agregado britado, areia e ligante que, quando misturados, podem ser aplicados em pavimentos de estradas e outras obras civis que requerem enchimento. O invólucro 70 pode rodar de modo a facilitar a adição e remoção de cilindros 10 cujo conteúdo tenha sido expulso para reenchimento. O invólucro pode ser concebido de modo a receber qualquer número de cilindros 10 dependendo dos requisitos do utilizador. O invólucro 70 é geralmente de forma cilíndrica e tem uma pluralidade de aberturas para de modo deslizante receber os tubos cheios com agregado e ligante. O invólucro pode ser alimentado de modo a fornecer uma força centrífuga sobre os conteúdos dos cilindros e assim ajudar na mistura do agregado britado e do ligante no interior de cada cilindro.

Enquanto um cilindro 10 é esvaziado o operador pode acoplar um outro dos cilindros até os materiais no interior da totalidade dos cilindros se esgotarem. Os cilindros vazios podem ser retirados e substituídos por cilindros que tenham sido pré-carregados com agregado e ligante prontos a misturar mesmo continuando no local. 0 invólucro 70 pode ser subido e descido para retirar os cilindros vazios e introduzir os cilindros de substituição pré-carregados. O transporte dos cilindros de substituição a granel para o local da obra de reintegração é possível o que pressupõe uma poupança considerável face ao tempo necessário para carregar e descarregar camiões com agregado britado.

Preferencialmente os cilindros e o êmbolo são fabricados com aço embora possam ser utilizados quaisquer materiais adequadamente fortes e resistentes como o aço inoxidável, o aço galvanizado, o alumínio ou eventualmente plástico modelado forte. Em algumas formas de realização da invenção, o cilindro pode ser fabricado de uma resina, plástico ou material similar altamente durável que possa ser impregnado ou revestido de um catalisador ou ligante que reage com os conteúdos do cilindro, particularmente quando é aplicado calor ao mesmo. Tal revestimento de cilindro impregnado de resina ou catalisador pode significativamente reduzir o peso global da maquinaria necessária para completar as obras de reintegração e o custo de transporte dos materiais de reintegração para um local da obra. A utilização de tais materiais pode significativamente reduzir os custos globais das obras de reintegração, melhorar a eficiência com que tais obras são conduzidas e melhorar a comodidade com que tais obras são realizadas.

Como indicado na Fig. 6, o cilindro pode ser montado sobre um veículo ou caixa aberta para reboque e subido e descido utilizando uma ou uma pluralidade de cilindros hidráulicos 51 para facilitar a expulsão dos materiais de reintegração a partir do interior do cilindro e para fácil colocação dos materiais de reintegração num local de obra e expulsão através de uma mangueira ou canal 53.Dependendo do tamanho do cilindro, ou cilindros, colocado sobre o veiculo de transporte o veiculo pode ter pneumáticos ou pode exigir rasto de lagartas. Outras configurações de montagem de veiculo são possíveis com uma dessas configurações alternativas indicada na Fig. 16.

Em algumas formas de realização da invenção, o agregado britado, areia e ligante podem ser pré-carregados em recipientes ou cápsulas 81,82, 83 separados. Cada cápsula pode alternativamente conter um único componente de materiais de reintegração para mistura no interior do cilindro 10. As cápsulas 81, 82,83 têm uma abertura central através da qual pode ser roscada uma haste que permite que as cápsulas sejam introduzidas no, ou um cilindro em antecipação ao transporte para um local de obra ou mistura. A haste 80 pode ter farpas retráteis 84 que se abrem para prender as cápsulas 81,82,83 à haste de modo a que elas possam ser deslocadas para a posição no interior do cilindro e que possam ser recolhidas para retirar a haste 80 uma vez as cápsulas estejam em posição.

Em algumas formas de realização a haste pode servir como a sonda térmica e/ou sonda de mistura e pode ser presa à tampa 30.

Ainda noutras formas de realização da invenção as cápsulas 81,82,83 podem ser carregadas diretamente para a câmara interna do cilindro 14 e a haste 80 guiada através de cápsulas sucessivas de modo a permitir a mistura dos conteúdos e a ação do êmbolo 33 para expulsar os materiais de reintegração misturados a partir do cilindro 10.

Cilindros em invólucros Gatling Drum (ver Fig. 7 e Fig. 10), ou cilindros independentes, podem manter ambas as cápsulas ou o agregado alojados no interior deles pré-aquecidos, através da utilização por exemplo de corrente de ar quente ou aquecimento de resistência elétrica. As pessoas competentes na técnica irão apreciar a possibilidade de utilizar outros métodos de aquecimento e que possam ser incorporados ao aparelho e método aqui descrito sem alterar o âmbito da invenção.

Este aquecimento ocorre antes do efetivo processo de mistura térmico em que o agregado e ligantes no interior das cápsulas são ativados em perspetiva da aplicação num local de reintegração, reduzindo assim dramaticamente a quantidade de fonte de calor necessária e energia necessária para aquecer os materiais de reintegração. A condução efetiva dos cilindros sobre um vagão de A para B irá produzir ar aquecido a partir do sistema de escape do motor que quando aplicado irá produzir 75% do calor necessário. Assim, apenas 25% da fonte de calor necessária é essencial para o processo de mistura final, uma vez que quer os agregados quer as cápsulas contendo o ligante são pré-aquecidos em trânsito. Isto pode também ser aplicado a cilindros independentes empilhados no transporte.

Fontes de calor adequadas que podem ser empregues para aquecer os cilindros incluem: 1. Pressão de impulso de escape para rodar e aquecer as lâminas da turbina de cobre, e transferir calor para o ar no tanque de ar limpo. 2. Aquecer as chapas de encosto para aquecer a resistência em balas pré-embaladas. 3. Pressão de impulso de escape quente para rodar ainda mais a armadura do alternador para servir de fonte elétrica. 4. Pressão hidráulica (propulsão a funcionar fora da haste da turbina). 5. Acessório de tambor de precisão térmico (Encaixe Rápido) a partir de máquinas independentes, isto é, quer Veiculos quer Máquinas de Pista. 6. Geradores de 240-110V, isto é, camionetas ou pick-up de 1 Ton (PTO)em veiculos de 3-7-12 Ton. Operação durante o reboque. Reboques adaptados transportam Cilindros Termáticos para o local. 7. Cilindros manuais em pequenos bogies com rodas. 8. Fonte de calor de painel solar pode ser utilizada em climas adequados tais como zonas equatoriais ou desérticas. 9. Cada cápsula contém quer agregado quer substância sólida pré-fabricado com elementos de resistência alinhados para corresponder a cada cápsula. 10. Disco de aquecimento hidráulico universal com acessório de encaixe rápido. O disco de aquecimento pode estar situado e fixo à parte traseira dos veículos alinhados ou braços dos veículos de pista. A Figura 9 proporciona uma vista isométrica de uma forma de realização alternativa da invenção. O cilindro 10 está montado de modo libertável sobre uma segunda câmara de distribuição em forma de cilindro na qual foram carregadas cápsulas 84 pré-fabricadas, em que cada uma contém materiais de reintegração para mistura, batedura e entrega a um local de obra, que pode ser visto na transversal na Figura 10. A porta de carregamento 96 permite o acesso ao compartimento interno do cilindro 10 para introduzir as cápsulas 84. As cápsulas 84 são roscadas na haste estriada 85 que passa pelo centro do compartimento interno do cilindro que forma uma câmara de aquecimento e mistura superior. A haste estriada 85 é aquecida pela fonte de calor 97 que é montada sobre a extremidade oposta do cilindro 10 à porta de carregamento 96 e é rotativa de modo a permitir a mistura dos materiais de reintegração alojados no interior das cápsulas 84 por farpas retráteis 101 situadas ao longo do comprimento da haste 85 (não mostrado) . A fonte de calor 97 é alimentada por um motor revestido 98 que é montado sobre a fonte de calor 97 na extremidade mais afastada do cilindro 10. Os conteúdos das cápsulas são misturados na câmara de aquecimento e mistura superior e expulsos através das aberturas 35 situadas na superfície interior inferior da câmara. As aberturas podem ser abertas ou fechadas pelo operador por uma cobertura de placa retrátil (não mostrada) de modo a permitir a descarga de materiais misturados a partir da câmara superior para a câmara de distribuição 90. A câmara de distribuição 90 tem uma central hidráulica 99 montada sobre ela na mesma extremidade enquanto a fonte de calor 97 e o motor 98 estão situados sobre o cilindro 10. A central hidráulica 99 incorpora um cilindro telescópico 91 que guia um êmbolo 33 para descarregar materiais de reintegração aquecidos e misturados através do ponto de sarda 38 para o local de obra desejado. A Figura 11 mostra a vista de extremidade frontal do cilindro e câmaras de distribuição e indica a posição das farpas retráteis 101 no interior do cilindro quando em utilização. Em formas de realização alternativas, as farpas podem estar situadas no interior de cada cápsula 84 e serem acopladas quando as cápsulas são carregadas para o cilindro 10 ao longo da haste estriada 85 de modo a permitir a rotação das farpas no interior de cada cápsula para mistura e aquecimento dos materiais de reintegração alojados no seu interior. A Figura 13 é uma vista isométrica do invólucro 70 anteriormente descrito que aloja uma pluralidade de cilindros 10 no seu interior. Portas de carregamento 96 de cada cilindro alojado no interior do invólucro 70 estão indicadas na posição fechada. O invólucro 70 pode ser rodado de modo a permitir o alinhamento de cada cilindro 10 alojado no seu interior para ser montado de forma libertável ou acoplado à câmara de distribuição 90 que pode estar numa posição fixa. Alternativamente a câmara de distribuição roda em torno do invólucro 70 de modo a permitir a descarga de materiais de reintegração aquecidos e misturados para o local de obra pelo utilizador. Em determinadas formas de realização, a fonte de calor 97 e o motor 98 podem estar situados no interior do invólucro ou sobre a sua superfície exterior correspondendo com o, ou cada cilindro. Em formas de realização alternativas, para utilização em climas quentes que não exigem um grande aquecimento para alcançar uma temperatura exequível para os materiais de reintegração, uma única fonte de calor 97 e motor 98 podem ser de modo seguro montados sobre a câmara de distribuição 90 em qual caso o invólucro 70 roda para permitir o acoplamento da fonte de calor fixa a cada cilindro 10 enquanto o invólucro 70 roda. A Figura 14 é uma vista transversal do invólucro 70 em que o cilindro inferior 10A está em posição acoplada à câmara de distribuição 90. Na figura, a fonte de calor 97 para cada cilindro está situada no interior do invólucro 70 de modo a permitir o aquecimento eficiente dos materiais no interior de cada cápsula 84 antes de chegar ao local da obra. Tal permite reduzir o tempo até à temperatura ótima para mistura e entrega de materiais de reintegração no local da obra. A Figura 15 é uma vista frontal indicando o acoplamento do cilindro 10 à câmara de distribuição 90 mesmo que ainda retido no interior do invólucro 70. A Figura 16 indica o êmbolo 33 guiado pelo cilindro hidráulico 91 deslocando-se em direção ao ponto de saída 38 que permite a descarga de materiais misturados a partir da câmara de distribuição 90. A Figura 17 mostra uma vista isométrica de uma cápsula 84. A cápsula 84 é feita de resina dura, durável que pode deteriorar-se ou partir-se através da aplicação de calor e/ou um catalisador químico de modo a ajudar ou facilitar uma reação térmica que pode ser encurtada pelo tempo necessário para aquecer os materiais de reintegração contidos no interior da cápsula 84 até uma temperatura a que eles possam ser utilizados no local da obra. Como indicado nas Figuras 18 e 19 a cápsula 84 incorpora uma série de aberturas 103 situadas em cada uma das suas extremidades que correspondem a canais 104 para permitir uma série de elementos de aquecimento para serem guiados através dos orifícios e do corpo da cápsula 85 para facilitar o aquecimento dos materiais contidos no mesmo. A cápsula 84 tem uma abertura estriada 105 situada ao centro que recebe a haste estriada 85 do cilindro quando carregada no interior do cilindro 10. A Figura 20 proporciona detalhe das cápsulas 84 de resina que são, cada uma, carregadas com componentes de materiais de reintegração alcatrão 10, areia 108, lastro 109 e agregado britado 110. As cápsulas 84 são mostradas em posição de carga na câmara de aquecimento e mistura interna 14 situada no interior do cilindro 10 na Figura 21.

Uma vez carregados, os conteúdos das cápsulas 84 podem ser aquecidos e misturados pela haste estriada. A Figura 15 proporciona uma vista do sistema preferido de admissão e de escape que pode ser montado numa extremidade do cilindro 85 que se estende através do cilindro. Em algumas formas de realização, as lâminas de mistura 112 estendem-se a partir da haste estriada 85 quando em utilização para misturar materiais de reintegração. Em formas de realização alternativas, as lâminas de mistura 112 ou 101 podem estar situadas no interior de cada cápsula e acoplar-se à haste estriada 85 que roda para misturar os materiais. Alternativamente, as lâminas de mistura 112 podem deslocar-se ao longo da haste estriada 85 sobre um cilindro telescópico como representado na Figura 22. A Figura 24 mostra o material de reintegração aquecido e misturado 111 em posição no interior da câmara de distribuição 90 pronto a ser descarregado no local da obra através do ponto de sarda 38 por meio do êmbolo 33 guiado pelo cilindro hidráulico 91 como mostrado na Figura 25.

As Figuras 26 e 27 são vistas adicionais das cápsulas 84. As aberturas 103 podem receber resistência 112 ou sondas térmicas 32 para permitir aquecimento e mistura dos conteúdos das cápsulas 84. A Figura 28A e 28B mostram respetivamente os trabalhos internos e a vista exterior da fonte de calor 97 que permite a rotação da haste estriada 85 e o aquecimento dos conteúdos do cilindro e a central hidráulica 98 que guia o cilindro de distribuição 91 através da câmara de distribuição 90 para expulsar os materiais de reintegração 111 misturados. Como previamente indicado, a fonte de calor 97 tem um motor 98 montado sobre ela. O motor pode ser montado de modo libertável sobre a fonte de calor 97 ou pode ser integral com esta dependendo dos requisitos dos utilizadores.

No caso de o motor 98 ser um motor de combustível de carbono, a fonte de calor pode ser alimentada por gases de escape que são fornecidos à fonte de calor a elevada temperatura. A fonte de calor 97 tem uma câmara-de-ar interna 200 e um par de câmaras de gás de escape 202 nas quais estão localizadas uma série de lâminas de turbina em forma de colher 201 que rodam em torno de uma haste central 208 o movimento da qual é guiado pelo motor 98. Os sistemas de admissão e de escape 203, 204 adicionam impulso às lâminas da turbina que rodam e podem ajudar na ação de aquecimento e mistura da haste estriada 85 no interior da câmara de mistura do cilindro. Os gases de escape são extraídos ou expulsos através da saída 205 e podem ser tratados antes da expulsão para o ambiente por meio de um conversor catalítico do filtro de escape (não mostrado) como indicado na Figura 30.

Noutras formas de realização, a fonte de calor 97 apenas aquece a haste estriada 85 e não ajuda na função de mistura. As lâminas da turbina em forma de colher são preferencialmente feitas de cobre ou algum outro material que conduz o calor e que é resistente à corrosão por fumos de escape. A fonte de calor 97 pode ser ligada à central hidráulica 99 por meio de um par de rodas dentadas que são montadas de modo seguro sobre cada uma das hastes centrais 208 da fonte de calor 97 e uma haste central 209 da central hidráulica 99 e um cinto que permite a condução de cada haste 202,209 e o funcionamento das turbinas 201 e do cilindro hidráulico telescópico 91. A rotação das turbinas 201 que giram em reação ao escape tem e a entrada de ar atua para reduzir a pressão e o desgaste dos componentes do motor 98. Além do mais, a utilização de gases de escape quentes efetivamente reduz o consumo de energia necessário para aquecer os materiais de reintegração no interior do cilindro. A Figura 32 mostra uma forma de realização alternativa da presente invenção que está adaptada para montagem sobre um veículo ou um reboque de caixa aberta. Cilindros termáticos são carregados horizontalmente no invólucro 70 que está montado por meio de um pivot sobre a superfície 215 de um veículo ou reboque de caixa aberta. 0 invólucro 70 e a superfície 215 estão unidos através de um braço de suporte 216. O invólucro 70 é subido ou descido conforme necessário para carregar cilindros 10 por meio de um cilindro hidráulico (não mostrado). Outros mecanismos alternativos para subir ou descer são possíveis, por exemplo, meios elétricos. Uma câmara de aquecimento de alcatrão 210 está montada no interior de uma taça de mistura aquecida 217. A câmara de aquecimento de alcatrão 210 oscila a partir da taça de mistura aquecida 217 para manutenção e limpeza. A taça de mistura aquecida 217 contém lâminas de turbina para mistura de materiais de reintegração aquecidos e misturados e manutenção daqueles materiais a temperatura constante adequada para distribuição no local da obra. O invólucro 70 tem um tubo de escape ou mangueira de escape 218 inserido nele que alimenta gases de escape a partir de um motor (não mostrado) para, e em redor de, um orifício interno de câmara circularmente deslocada que permite que os gases de escape quentes ajudem a aquecer os conteúdos dos cilindros quando estes se encontram no interior do invólucro. Os gases de escape em nenhum momento entram em contato com os conteúdos dos cilindros uma vez que os cilindros estão isolados dos gases no interior do invólucro.

Em formas de realização alternativas da invenção, a fonte de calor 97 e o motor 98 podem estar situados no interior do veículo ou sob a superfície 215 do reboque de acordo com os requisitos de design do utilizador.

Algumas das vantagens da presente invenção sobre as soluções da técnica anterior são: 1. cortar os custos associados ao armazenamento e transporte de materiais de reintegração; 2. cortar os desperdícios ao permitir aquecimento no local do ligante; 3. aumentar a eficiência; 4. reduzir a quantidade de combustível necessária para o transporte e assim reduzir as emissões de carbono; 5. diminuir as emissões de carbono que podem ser vendidas ou guardadas como crédito; 6. ter múltiplas aplicações a nível da indústria, engenharia civil e da agricultura.

Paralelamente às vantagens acima, pode constatar-se que empregar um sistema de funcionamento de uma planta de materiais de reintegração que utiliza cilindros termáticos e cápsulas pré-fabricadas tem outras vantagens relacionadas com a utilização da terra. Normalmente as plantas de asfalto exigem uma grande quantidade de espaço, são responsáveis por elevados níveis de poluição atmosférica e estética e constituem uma utilização ineficaz da terra em espaços abertos particularmente em países onde a terra para habitação comunitária, retalho, comercial ou outros usos é limitada. A utilização do aparelho e método aqui descritos irá permitir aos proprietários de plantas de asfalto reduzir o tamanho da propriedade necessária para eficientemente operar operações de reintegração que irão libertar aquela terra para desenvolvimentos habitacionais ou similares.

Configurações alternativas da invenção aqui descrita são possíveis de acordo com os requisitos dos utilizadores.

Aquelas pessoas com conhecimento da técnica irão apreciar que exista uma variedade de aplicações para as quais o presente dispositivo e método estão bem apropriados.

Aquelas pessoas com conhecimento da técnica irão também apreciar que o aparelho e método aqui descritos possam ser adaptados de acordo com os requisitos dos utilizadores sem se afastar do âmbito da invenção.

Lisboa, 26 de Dezembro de 2014

Claims (14)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Um cilindro termático 10 para preparar e entregar materiais de reintegração compreendendo: uma câmara interna 14 definindo pelo menos um compartimento 20, 21, 22 para conter agregado britado e um Segundo compartimento 20, 21, 22 para conter um ligante; uma pelicula exterior 11 para isolar os conteúdos da referida câmara interna; uma tampa 30 para de modo seguro conter os conteúdos do cilindro no qual está localizada pelo menos uma sonda telescópica 31, 32 que pode ser guiada através dos compartimentos para aquecer e/ou misturar os conteúdos do mesmo; pelo menos uma abertura 34, 38 através da qual os materiais de reintegração podem ser expulsos para entrega num local de obra; em que os materiais agregados e ligante são pré-carregados em cápsulas 81-84 discretas que são introduzidas no cilindro.
2. 2. O cilindro da Reivindicação 1 montado sobre um veiculo ou reboque de caixa aberta 50.
3. 3. O cilindro da Reivindicação 1, em que as cápsulas são introduzidas na câmara interna do cilindro utilizando uma haste 80, a haste sendo opcionalmente aquecida para aquecer os conteúdos das cápsulas, e opcionalmente sendo rotativa no interior do compartimento interno do cilindro. 4. 0 cilindro da Reivindicação 1, em que o cilindro é colocado no interior de um invólucro 70, o invólucro contendo uma ou uma pluralidade de cilindros.
4. 5. O cilindro da Reivindicação 4, em que o invólucro 70 que recebe o cilindro é rotativo.
5. 6. O cilindro da Reivindicação l,em que o cilindro é aquecido utilizando uma fonte de calor externa 97.
6. 7. O cilindro da Reivindicação 6, em que a fonte de calor externa inclui adicionar gases de escape a partir de um motor 98.
7. 8. O cilindro da Reivindicação 7, em que os gases de escape são utilizados para guiar uma pluralidade de lâminas de turbina em forma de colher 201 para permitir a redução de carga sobre os componentes do motor.
8. 9. O cilindro da Reivindicação 1, em que a ou cada sonda telescópica inclui farpas 101 ou lâminas 112 retráteis situadas ao longo do seu comprimento para misturar os conteúdos do cilindro.
9. 10. A haste da Reivindicação 4, em que a haste 85 inclui farpas 101 ou lâminas 112 retráteis ao longo do seu comprimento para misturar os conteúdos do cilindro.
10. 11. O cilindro da Reivindicação 2, em que a ou cada sonda telescópica é introduzida através da ou cada cápsula através pelo menos de uma abertura 103 correspondendo a ou cada sonda.
11. 12. O cilindro da Reivindicação 1, em que os materiais de reintegração misturados e/ou aquecidos são expulsos para uma câmara de distribuição 90 que de modo seguro acopla ao cilindro.
12. 13. O cilindro da Reivindicação 12, em que a expulsão ou retenção de materiais de reintegração a partir do cilindro para a câmara de distribuição 90 é permitida por uma placa de cobertura retrátil.
13. 14. O cilindro da Reivindicação 1, em que a expulsão dos materiais de reintegração a partir da câmara interna é permitida por um cilindro hidráulico 91 e um êmbolo 33.
14. 15. Um método de fornecer uma mistura de agregado britado e ligante para um local de obra de reintegração incluindo as etapas de: a) Preparar uma mistura de agregado britado pré-misturado e colocar o mesmo numa pluralidade de cilindros ou tubos 10, colocados no interior de um invólucro (70) . b) Adicionar ligante ao agregado; c) Manter uma temperatura constante nos cilindros ou tubos por colocação de uma sonda de aquecimento 31, 32 no interior do ou de cada cilindro ou tubo. d) Utilizar um êmbolo 33 de alimentação hidráulica para expelir o agregado britado e ligante para o local da obra através de uma abertura 34, 38. e) À medida que cada cilindro ou tubo é esvaziado, o próximo cilindro no invólucro 70 é acoplado ao êmbolo 33. f) Transportar os cilindros ou tubos de substituição pré-carregados para o local da obra. g) Substituir os cilindros ou tubos vazios por cilindros ou tubos cheios periodicamente. h) Em que o agregado britado e o ligante são pré-carregados em cápsulas 81-84 discretas que são carregadas no ou em cada cilindro e opcionalmente ainda compreende: i) Colocar os cilindros ou tubos cheios no interior de aberturas formadas no interior de um invólucro que se assemelha a um cano de canhão. Lisboa, 26 de Dezembro de 2014