УКЛАДЧИК ПЛАСТИКО-ПЕСОЧНО-ЩЕБЁНОЧНОГО ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ
PLASTIC-SAND-CRUMBLING ROAD SURFACE DEPOSITOR

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к самоходным шасси дорожных машин, используемых преимущественно для укладки дорожно-строительных материалов, укладки покрытий автомобильных дорог, аэродромов и аналогичных объектов.
Задачей данного изобретения является повышение долгосрочного использования дорог с большим диапазоном температур наружного воздуха. Задачей заявляемого устройства является повышение эффективности работы укладчика дорожного покрытия, применение использованного пластика для строительства дорог, улучшение экологии.
Известны различные конструкции укладчиков дорожного покрытия: асфальтоукладчик, патент РФ 2164974, содержащий самоходную базовую машину, приемный бункер, рабочие органы, которые в основном предназначены для укладки асфальтных покрытий. Асфальт состоит из основного компонента и дополнительных. Основным выступает тот же битум, но не естественный, а созданный искусственно. Используются маловязкие, вязкие нефтяные, модифицированные битумы. Основной компонент асфальта — это битум. Он присутствует во всех видах материала для покрытия. Другие составляющие используются в разных соотношениях. К ним относят песок, гравий, щебень, дополнительные присадки. Известны устройства и установки для создания дорожных покрытий и их ремонта, использующие термообработку дорожных покрытий:
- устройства для термической обработки грунта [авторские свидетельства SU на изобретения № 359335, № 521377, № 626142];
- установки для термического укрепления верхнего слоя грунта [авторские свидетельства SU на изобретения № 1010173, № 1350223];
- устройства для обогрева бетонных поверхностей [авторские свидетельства SU на изобретения № 377496, № 595269];
- устройства для прогрева свежеуложенных бетонных смесей [авторские свидетельства SU на изобретения № 700506, № 781191];
- «Устройство для разогревания асфальтобетонных покрытий дорог» [авторское свидетельство SU на изобретение № 94295];
- устройства для нагрева асфальтобетонного дорожного покрытия [патент RU на изобретение № 2093635, патент RU на изобретение № 2100519], в которых в качестве нагревательных элементов используют СВЧ-излучатели.
Перечисленные устройства по тем или иным причинам не решают поставленной в данной заявке задачи - экономично по количеству затраченного энергоносителя и по времени выполнения работ получить качественное дорожное покрытие с обеспечением его высокой прочности. Так СВЧ-излучатели до настоящего момента не получили широкого распространения в дорожной отрасли в силу высокой стоимости устройств и трудоемкости использования, а также необходимости введения дополнительных средств индивидуальной защиты работающего персонала. Для применения данных устройств необходимо иметь высококвалифицированный подготовленный персонал. Поэтому перечисленное не позволяет использовать технику СВЧ в каждодневной практике строительства и ремонта покрытий автомобильных дорог. Известно также устройство для прогрева свежеуложенных бетонных смесей, патент РФ на изобретение № 2165847, содержащее раму, установленную на колеса, для привода которой в движение используется двигатель Стерлинга. На ней смонтирован источник тепловой энергии в виде кольцевого газового коллектора с форсунками, установленными в плоскости, параллельной покрытию. Недостатком данного устройства является увеличение теплозатрат на проведение прогрева покрытия, поскольку отсутствует контакт высокотемпературной части факела - его вершины с покрытием. К недостаткам двигателя Стерлинга следует отнести большие габариты и массу, высокую стоимость работ по сравнению с поршневыми двигателями. Кроме того, устройство не обеспечивает равномерный прогрев покрытия и в нем отсутствует система контроля за температурой покрытия. Наиболее близким аналогом заявляемого устройства является линейка-нагреватель для разогрева отдельных небольших мест и краев дорожного покрытия, представляющая собой тележку, на которой установлен блок горелок инфракрасного излучения и баллон с газом [Дорожные асфальтобетонные технологии: Пособие асфальтобетонщику. - М.: МАКС Пресс, 2000, с.70-71].
К недостаткам данного устройства относится высокая его инертность, длительность разогрева покрытия до рабочей температуры, большой расход энергоносителя, необходимость частой замены дорогостоящих и легкобьющихся в условиях дорожного строительства инфракрасных разогревателей. При использовании устройств с инфракрасным излучением высока вероятность неравномерного нагрева покрытия, так как определенные зоны асфальтового покрытия поглощают излучение, например, масляные пятна, а другие отражают, например, наполнитель светлого цвета.
Техническим результатом изобретения является эксплуатация дорожного покрытия с большим диапазоном температур наружного воздуха, значительное увеличение сроков эксплуатации дорог. Улучшение экологии на Земле, пластик отвозится на свалки, где он практически не разлагается.
Технический результат достигается тем, что вместо битума, для связки песка и щебня, используются бывшие в употреблении изделия непригодные для повторного их применения из различного пластика: полиэтилена, полипропилена, полибутиленсукцината, полигидроксибутирата, найлон-6, полистирола, полиэтилентерефталата, найлон-66 и др. Диапазон температуры плавления которых составляет от 130 до 267 градусов. Температура плавления асфальта от 20 до 100 градусов в зависимости от составляющих элементов. Железным сеточным полотном, размещённым в середине пластико-песочно-щебёночном полотна.
Изобретение иллюстрируется графическими материалами, где на:
Фиг.1 Укладчик пластико-песочно-щебёночного дорожного полотна, вид сбоку.
1.Дорожное полотно;
2.Приёмный бункер-питатель пластика;
3.Поступление пластика на транспортёр;
4.Пост управления;
5. Манипулятор;
6.Моторный отсек;
7.Транспортёр измельчённого пластика;
8.Устройство изменения угла транспортёра пластика;
9.Внутренний вращающийся барабан пластика;
10.Внутренние рёбра барабана пластика;
11.Ведущаяя шестерёнка внутреннего корпуса барабана;
12.Ведомая шестерёнка внутреннего барабана пластика;
13.Электродвигатель вращения внутреннего барабана пластика;
14.Гидроцилиндр;
15.Опорная балка внешнего корпуса пластика и внешнего песочно-щебёночного корпуса;
16.Путь движения измельчённого пластика;
17.Внешний корпус барабана;
18.Гарелка пластикового барабана со встроенным нагнетателем воздуха;
19.Транспортёр измельчённого подогретого пластика;
20.Стойка крепления пластикового барабана;
21.Платформа крепления пластикового барабана;
22.Корпус баллонов газа;
23.Газовые баллоны;
24.Узел крепления гидроцилиндра уплотнительного катка;
25.Гидроцилиндр уплотнительного катка;
26.Неподвижный корпус смесителя;
27.Пластико-песочно-щебёночное полотно дороги;
28.Железное сеточное полотно;
29.Электродвигатель вращения внутреннего корпуса смесителя;
30.Ведомая шестерёнка вращения внутреннего корпуса смесителя;
31.Ведущая шестерёнка вращения внутреннего корпуса смесителя;
32.Путь движения пластик-песочно-щебёночной смеси;
33.Уплотнительный каток;
34.Внутренний корпус смесителя;
35.Стойка катка;
36.Транспортёр пластико-песочно-щебёночной смеси;
37.Рабочий орган, состоящий из уплотняющего бруса и выглаживающей плиты;
38.Распределительный шнек;
39.Стойки крепления распределительного шнека;
40.Электродвигатель вращения задней катушки железного сеточного полотна;
41.Стойка крепления электродвигателя вращения задней катушки железного сеточного полотна;
42.Горелка нагревательного устройства железного сеточного полотна;
43.Поток горячего воздуха;
44.Железное сеточное полотно задней катушки;
45.Нагревательное устройство железного сеточного полотна;
46.Стойки крепления задней катушки железного сеточного полотна;
47.Узел крепления стойки катка;
48.Балка поддержки железного сеточного полотна задней катушки;
49.Рейка балки поддержки сеточного полотна задней катушки;
50.Балка поддержки железного сеточного полотна передней катушки;
51.Задняя катушка железного сеточного полотна;
52.Железное сеточное полотно передней катушки;
53.Рейка балки поддержки сеточного полотна передней катушки;
54.Гидроцилиндр управления балки поддержки железного сеточного полотна задней катушки;
55.Гидроцилиндр управления балки поддержки железного сеточного полотна передней катушки;
56.Стойки крепления передней катушки железного сеточного полотна;
57.Электродвигатель вращения передней катушки железного сеточного полотна;
58.Передняя катушка железного сеточного полотна;
59.Стойка крепления электродвигателя вращения передней катушки железного сеточного полотна;
60.Платформа крепления транспортёра измельчённого пластика;
61.Стойки крепления транспортёра измельчённого пластика;
Фиг.2 Укладчик пластико-песочно-щебёночного дорожного полотна, вид сверху.
2.Приёмный бункер-питатель пластика;
3.Поступление пластика на транспортёр;
4.Пост управления;
5. Манипулятор;
6.Моторный отсек;
7.Транспортёр измельчённого пластика;
8.Устройство изменения угла транспортёра пластика;
9. Внутренний вращающийся барабан пластика;
10.Внутренние рёбра барабана пластика;
13.Электродвигатель вращения внутреннего барабана;
16.Путь движения измельчённого пластика;
17.Внешний корпус барабана;
18.Горелка внутреннего вращающийся барабан пластика со встроенным нагнетателем воздуха;
19.Транспортёр подогретого измельчённого пластика;
21.Платформа крепления пластикового барабана;
22.Корпус размещения газовых баллонов;
23.Газовые баллоны;
26.Неподвижный корпус смесителя;
27.Пластико-песочно-щебёночное полотно дороги;
28.Железное сеточное полотно;
30.Ведомая шестерёнка вращения внутреннего корпуса смесителя;
34.Внутренний корпус смесителя;
36.Транспортёр пластико-песочно-щебёночной смеси;
38.Распределительный шнек;
48.Балка поддержки железного сеточного полотна передней катушки;
50.Балка поддержки железного сеточного полотна задней катушки;
51.Задняя катушка железного сеточного полотна;
54.Гидроцилиндр управления балки поддержки железного сеточного полотна задней катушки;
55.Гидроцилиндр управления балки поддержки железного сеточного полотна передней катушки;
58.Передняя катушка железного сеточного полотна;
59.Стойка крепления электродвигателя вращения передней катушки железного сеточного полотна;
62.Приёмный бункер-питатель песочно-щебёночной смеси;
63.Поступление песочно-щебёночной смеси на транспортёр;
64.Транспортёр песочно-щебёночной смеси;
65.Платформа крепления транспортёр песочно-щебёночной смеси;
66.Устройство изменения угла транспортёра песочно-щебёночной смеси;
67.Внутренний вращающийся барабан песочно-щебёночной смеси;
68.Внутренние рёбра барабана песочно-щебёночной смеси;
69.Ведомая шестерёнка внутреннего барабана песочно-щебёночной смеси;
70.Путь движения песочно-щебёночной смеси;
71.Платформа крепления пластикового барабана песочно-щебёночной смеси;
72.Горелка песочно-щебёночной смеси барабана со встроенным нагнетателем воздуха;
73.Транспортёр песочно-щебёночной смеси;
75.Задний рулон железно сеточного полотна;
76.Передний рулон железно сеточного полотна;
Фиг.3 Фрагмент укладчика пластико-песочно-щебёночного дорожного полотна.
9.Внутренний вращающийся барабан пластика;
10.Внутренние рёбра барабана пластика;
11 Ведущая шестерёнка внутреннего корпуса барабана;
12.Ведомая шестерёнка внутреннего барабана пластика;
13.Электродвигатель вращения внутреннего барабана;
14.Гидроцилиндр;
15.Опорная балка внешнего корпуса пластика и внешнего песочно-щебёночного корпуса;
16.Путь движения измельчённого пластика;
17.Внешний корпус барабана;
18.Горелка пластикового барабана со встроенным нагнетателем воздуха;
19.Транспортёр подогретого измельчённого пластика;
20.Стойка крепления пластикового барабана;
21.Платформа крепления пластикового барабана;
26.Неподвижный корпус смесителя;
29.Электродвигатель вращения внутреннего корпуса смесителя;
30.Ведомая шестерёнка внутреннего корпуса смесителя;
31.Ведущая шестерёнка вращения внутреннего корпуса смесителя;
34.Внутренний корпус смесителя;
36.Транспортёр пластико-песочно-щебёночной смеси;
Фиг.4 Фрагмент укладчика пластико-песочно-щебёночного дорожного полотна.
1.Дорожное полотно;
27.Пластико-песочно-щебёночное полотно дороги;
33.Уплотнительный каток;
35.Стойка катка;
36.Транспортёр пластико-песочно-щебёночной смеси;
37.Рабочий орган, состоящий из уплотняющего бруса и выглаживающей плиты;
38.Распределительный шнек;
39.Стойки крепления распределительного шнека;44. Железное сеточное полотно задней катушки;
42.Горелка нагревательного устройства железного сеточного полотна;
43.Поток горячего воздуха;
44. Железное сеточное полотно задней катушки;
45.Нагревательное устройство железного сеточного полотна;
46.Стойки крепления задней катушки железного сеточного полотна;
51.Задняя катушка железного сеточного полотна;
77.Задние направляющие ролики нагревательного устройства железного сеточного полотна;
78.Корпус раструба горелки нагревательного устройства железного сеточного полотна;
79. Передние направляющие ролики нагревательного устройства железного сеточного полотна;
88.Электродвигатель передних направляющих роликов нагревательного устройства железного сеточного полотна;
Фиг.5 Укладчик пластико-песочно-щебёночного дорожного полотна.
Соединение железного сеточного полотна передней катушки с железно сеточным полотном задней катушки.
41.Стойка крепления электродвигателя вращения задней катушки железного сеточного полотна;
42.Горелка нагревательного устройства железного сеточного полотна;
43. Поток горячего воздуха;
40.Электродвигатель вращения задней катушки железного сеточного полотна;
44.Железное сеточное полотно задней катушки;
48.Балка поддержки железного сеточного полотна передней катушки;
49.Рейка балки поддержки сеточного полотна задней катушки;
50.Балка поддержки железного сеточного полотна задней катушки;
52.Железное сеточное полотно передней катушки;
53.Рейка балки поддержки сеточного полотна передней катушки;
54.Гидроцилиндр управления балки поддержки железного сеточного полотна задней катушки;
55.Гидроцилиндр управления балки поддержки железного сеточного полотна передней катушки;
57.Электродвигатель вращения передней катушки железного сеточного полотна;
59.Стойка крепления электродвигателя вращения передней катушки железного сеточного полотна;
80.Крюк соединения железного сеточного полотна передней катушки;
78.Корпус раструба горелки нагревательного устройства железного сеточного полотна;
79.Передние направляющие ролики нагревательного устройства железного сеточного полотна;
81.Последнее звено железного сетчатого полотна задней катушки;
88.Электродвигатель передних направляющих роликов нагревательного устройства железного сеточного полотна;
Фиг.6 Укладчик пластико-песочно-щебёночного дорожного полотна.
Соединение железного сеточного полотна задней катушки с железно сеточным полотном передней катушки.
40.Электродвигатель вращения задней катушки железного сеточного полотна;
41.Стойка крепления электродвигателя вращения задней катушки железного сеточного полотна;
42.Горелка нагревательного устройства железного сеточного полотна;
43.Поток горячего воздуха;
44.Железное сеточное полотно задней катушки;
48.Балка поддержки железного сеточного полотна передней катушки;
49.Рейка балки поддержки сеточного полотна задней катушки;
50.Балка поддержки железного сеточного полотна задней катушки;
52.Железное сеточное полотно передней катушки;
53.Рейка балки поддержки сеточного полотна передней катушки;
54.Гидроцилиндр управления балки поддержки железного сеточного полотна задней катушки;
55.Гидроцилиндр управления балки поддержки железного сеточного полотна передней катушки;
57.Электродвигатель вращения передней катушки железного сеточного полотна;
59.Стойка крепления электродвигателя вращения передней катушки железного сеточного полотна;
78.Корпус раструба горелки нагревательного устройства железного сеточного полотна;
79.Передние направляющие ролики нагревательного устройства железного сеточного полотна;
82.Крюк соединения железного сеточного полотна задней катушки;
83.Последнее звено железного сетчатого полотна передней катушки;
88.Электродвигатель передних направляющих роликов нагревательного устройства железного сеточного полотна;
Фиг.7 Укладчик пластико-песочно-щебёночного дорожного полотна. Железное сеточное полотно.
44.Железное сеточное полотно задней катушки;
52.Железное сеточное полотно передней катушки;
80.Крюк соединения железного сеточного полотна передней катушки;
82.Крюк соединения железного сеточного полотна задней катушки;
84.Продольный железный прут;
83.Последнее звено железного сетчатого полотна передней катушки;
85.Поперечный железный прут;
86.Сварка железных прутьев;
87.Дополнительны железный прут, для создания крюка;
Работа укладчика пластико-песочно-щебёночного дорожного полотна осуществляется следующим образом. Изделие из использованного и непригодного для вторичной переработки пластика, измельчается, прессуется и доставляется к укладчику пластико-песочно-щебёночного дорожного полотна, сгружается в приёмный бункер-питатель пластика 2 и поступает на транспортёр измельчённого пластика 7, для транспортировки во внутренний вращающийся барабан пластика 9, где происходит перемешивание и перемещение в сторону транспортёра измельчённого подогретого пластика 19, электродвигателем вращения внутреннего барабана пластика 13, размещённый во внешнем корпусе барабана 17, через, ведущую шестерёнку внутреннего корпуса барабана 11 и ведомую шестерёнку внутреннего барабана пластика 12. При вращении внутреннего вращающегося барабана пластика 9, измельчённый пластик захватывается внутренними рёбрами барабана пластика 10, подогревается, перемешивается и продвигается к транспортёру измельчённого подогретого пластика 19. Подогрев измельчённого пластика осуществляется горелкой внутреннего вращающегося барабан пластика со встроенным нагнетателем воздуха 18, до его мягкости, не допуская его расплавления. При прохождении нагретого воздуха во внутреннем вращающийся барабане пластика 9 удаляется лишняя влага. Газ в горелку поступает из газовых баллонов 23, расположенных в корпусе размещения газовых баллонов 22. Подогретый измельчённый пластик из внутреннего вращающегося барабан пластика 9, поступает по транспортёру подогретого измельчённого пластика 19 во внутренний корпус смесителя 34.
Песочно – щебёночная (предварительно подготовленная с определённой пропорцией песка и щебня) смесь доставляется к укладчику пластико-песочно-щебёночного дорожного полотна, сгружается в приёмный бункер-питатель песочно-щебёночной смеси 62 и поступает на транспортёр песочно-щебёночной смеси 64, для транспортировки во внутренний вращающийся барабан песочно-щебёночной смеси 67, где происходит её перемешивание и перемещение внутренними рёбрами барабана песочно-щебёночной смеси 68, при вращении электродвигателем, через ведущую шестерёнку и ведомую шестерёнку 69. Песочно-щебёночная смесь разогревается горелкой песочно-щебёночной смеси со встроенным нагнетателем воздуха 72 и продвигается на транспортёр песочно-щебёночной смеси 73. Разогрев песочно-щебёночной смеси осуществляется до температуры 270-300 градусов. При похождении нагретого воздуха во внутреннем вращающемся барабане пластика 67 удаляется влага. Разогретая песочно-щебёночная смесь из внутреннего вращающегося барабана песочно-щебёночной смеси 67 поступает по транспортёру песочно-щебёночной смеси 73 во внутренний корпус смесителя 34.
Для постоянной скорости передвижения измельчённого пластика во внутреннем вращающемся барабане пластика 9 и песочно-щебёночной смеси во внутреннем корпусе барабана песочно-щебёночной смеси 67, изменяется их угол оси в зависимости от угла дороги (спуск, подъём) относительно горизонта, гидроцилиндром 14 через опорную балку внешнего корпуса пластика и внешнего песочно-щебёночного корпуса 15, тем самым обеспечивается постоянный угол оси барабанов 9,67 относительно горизонта, при изменении оси угла дороги (спуск, подъём). Устройство изменения угла транспортёра пластика 8 и устройство изменения оси угла транспортёра песочно-щебёночной смеси 66 обеспечивают устойчивую подачу измельчённого пластика, песочно-щебёночной смеси при изменении угла осей барабанов 9,67. Изменением оси угла осей барабанов 9,69 регулируется скорость продвижения измельчённого пластика и песочно-щебёночной смеси их температуры.
Внутренний корпус смесителя 34 вращается электродвигателем вращения внутреннего корпуса смесителя 29 через ведущую шестерёнку вращения внутреннего корпуса смесителя 31 и ведомую шестерёнку внутреннего корпуса смесителя 30. Происходит смешивание измельчённого подогретого пластика с разогретой песочно-щебёночной смесью. Песок и щебёнка «обволакиваются» разогретым пластиком-образуется пластико-песочно-щебёночная смесь.
Пластико-песочно-щебёночная смесь по транспортёру пластико-песочно-щебёночной смеси 36 поступает в распределительный шнек 38.
Железное сеточное полотно задней катушки 44 намотано на заднюю катушку железного сеточного полотна 51. Начало которого вставляется в передние направляющие ролики нагревательного устройства железного сеточного полотна 79 и перемещается направляющими передними роликами в нагревательные устройства железного сеточного полотна 79, вращение которых осуществляется электродвигателем 88. Железное сеточное полотно 44 проходит внутри нагревательного устройства железного сеточного полотна 45 и выходит через задние направляющие ролики нагревательного устройства железного сеточного полотна 77. При прохождении железного сеточного полотна 44, внутри нагревательного устройства железного сеточного полотна 45, оно разогревается, по всей ширине, до температуры 400-500 градусов Цельсия горелкой нагревательного устройства. Поток горячего воздуха 43 проходя через корпус раструба горелки нагревательного устройства железного сеточного полотна 78 так же нагревает дорожное полотно 1, удаляя влагу. Из распределительного шнека 38 пластико-песочно-щебёночная смесь поступает в рабочий орган, состоящий из уплотняющего бруса и выглаживающей плиты 37. Пластико-песочно-щебёночная смесь проходя через разогретое железное сеточное полотно 44,52 обволакивает его (пластик прилипает к железному сеточному полотну 44,52, что предотвращает возникновение коррозию металла). Железно сеточное полотно 44,52 находится в середине пластико-песочного-щебёночного полотна дороги 27. При движении укладчика пластико-песочно-щебёночного дорожного полотна в перёд, пластико-песочно-щебёночное полотно дороги 27 уплотняется катком 33. Усилие уплотнения на пластико-песочно-щебёночное полотно дороги 27, регулируется гидроцилиндром уплотнительного катка 25.
Для непрерывной подачи железного сеточного полотна выполняется соединение полотен 44 и 52, за счет загибания крюков 80,82 вокруг последнего звена железного сетчатого полотна 83, при прохождении через передние направляющие ролики нагревательного устройства железного сеточного полотна 79. Для размотки железных сеточных полотен применяется: электродвигатель вращения задней катушки железного сеточного полотна 40, установленный на стойке крепления электродвигателя вращения задней катушки железного сеточного полотна 41 и электродвигатель вращения передней катушки железного сеточного полотна 57, установленный на стойке крепления электродвигателя вращения передней катушки железного сеточного полотна 59. Так же используется: гидроцилиндр управления балкой поддержки железного сеточного полотна задней катушки 54, рейка балки поддержки сеточного полотна задней катушки 49, балка поддержки железного сеточного полотна передней катушки 48, гидроцилиндр управления балкой поддержки железного сеточного полотна передней катушки 55, рейка балки поддержки сеточного полотна передней катушки 53, балка поддержки железного сеточного полотна задней катушки 50.
Процесс соединения железных сеточных полотен иллюстрируется графическими материалами на фиг. 5 и фиг.6. Замена задней катушки железного сеточного полотна 51 и передней катушки железного сеточного полотна 58 осуществляется манипулятором 5. После намотки железного сеточного полотна на заднюю катушку 54 дополнительные железные прутья, для создания крюков 87 загибаются вручную в наружную сторону. После намотки железного сеточного полотна на переднюю катушку 58 дополнительные железные прутья, для создания крюков 87 загибаются вручную во внешнюю сторону.
Предложенное техническое решение не известно из уровня техники по доступным источникам информации, из которого явным образом следует для специалиста, и может быть практически реализовано в серийном производстве по обычной технологии, то есть соответствует критериям патентоспособности.
Автор               Куликов В.Д.