具有缓冲罐的就地冷再生机器的制作方法

本申请要求2016年10月11日提交的美国临时专利申请第62/406,497号的权益。

本发明一般涉及用沥青铺设材料道路的修复和重新铺设。更具体地，本发明涉及用于使用再生沥青材料进行道路的就地冷重新铺设的设备。

背景技术：

道路修复通常通过采用混凝土或沥青铺设材料的新层(通常称为整平层)将现有的路面(无论是混凝土或是沥青铺设材料)覆盖来实现。然而，在没有预先表面处理的情况下，这种修复方法通常导致在有车辙的、崎岖不平的或其它受损的区域中施加的铺路材料不足量，这是因为在未损坏的区域中覆盖层的每单位道路宽度的施加的速率与在受损区域(其横跨上述宽度具有更大的深度以待填充)中的施加的速率相同。由此导致的先前损坏区域的覆盖层中的密度降低将导致在新的路面中在相对较短的时间内再次发生车辙或其它损坏。然而，通过将受损路面的表面铣刨至低于损坏水平层的均匀表面高度，添加新的路面将产生在整个道路宽度上具有一致高度的道路表面。这种修复技术可以用来将受损道路的高度恢复到原来的破坏前的高度，而在受损但未经铣刨的路面上放置平整层将倾向于将道路表面或其某些部分上升到其原始高度之上。没有铣刨的道路修复可能需要路肩、护栏以及井盖的上升以及立交桥间隙的调整，如果采用适当的铣刨技术，所有这些都是不必要的。在修复之前使用铣刨还可以允许准备好建立适当的道路坡度和边坡，由此避免排水和安全问题。此外，铣刨通常会提供容易接受新沥青或其它路面覆盖物并与之粘合的粗糙表面。最后，铣刨可以提供可回收以用于生产新的铺设材料的原材料。

一种铣刨机(millingmachine)，该铣刨机具有铣刨滚筒，铣刨滚筒上安装有多个切割齿，这些切割齿包含在铣刨滚筒外壳内。该铣刨机适于横跨道路表面前进以“铣刨”该表面，以便去除沥青混凝土路面或波特兰(portland)水泥混凝土路面，以准备再生该路面和/或准备施加路面覆盖层。铣刨机通常具有一个或多个输送机，以取走铣刨滚筒附近的铣刨的材料，并且引导铣刨的材料离开铣刨机并进入相邻的自卸卡车。道路加固机/翻修机类似于铣刨机，其包括具有铣刨滚筒的轮式或履带式车辆，铣刨滚筒上安装有多个切割齿，切割齿包含在铣刨滚筒外壳内。然而，道路加固机/翻修机的铣刨滚筒通常用于将现有的路基或道路铣刨或粉碎到比铣刨机重新铺设前(通常称为回收)或到比铣刨机重新铺设之前(通常称为加固)的更大的深度，并且铣刨滚筒将粉碎的材料留在原地。

就地冷再生(“cir”)设备可以用于在一次通过中修复道路损坏，并且基本上重新使用所有现有的沥青材料。在cir过程中，沥青路面的损坏层被移除。移除的材料在道路上进行处理和更换，然后被压实。如果道路具有良好的结构强度，那么cir可以是针对沥青路面中的所有类型的裂缝、车辙和孔洞的有效处理。cir可用于修复因疲劳(龟裂(alligator))开裂、(过量沥青水泥的)泛油(bleeding)、块状开裂、搓板和侧挤、接缝反射裂缝、纵向开裂、修补、粒料磨光、坑洼、松散、车辙，滑移开裂并且剥离和横向(热)开裂。应始终调查路面失效的根本原因以便排除基部失效。然而，当道路基部没有损坏时，几乎总能使用cir。通常，cir仅为热混合铺设的一半，同时提供热混合铺设的强度的大约80％强度。

cir可以借助于铣刨机或道路加固机/翻修机进行，该铣刨机或道路加固机/翻修机通过在铣刨滚筒外壳中安装添加剂喷射组件进行改型，以将诸如沥青乳液或泡沫沥青水泥等沥青添加剂注入到铣刨滚筒外壳中。然后，沥青添加剂通过铣刨滚筒与铣刨的材料充分混合，并可以留在料堆中或通过铣刨机的卸料输送机直接送到铺设机中。通常，沥青添加剂由附接到改型的铣刨机或改型的道路加固机/翻修机的单独的添加剂供给罐车供给。沥青添加剂从添加剂供给卡车上的罐中直接抽出并泵送到铣刨滚筒外壳中的喷射组件。

由于cir工艺会使用在道路上已经存在的沥青铺设材料，新路面的唯一其它组分是由罐车运载的沥青添加剂。因此，传统系统要求在cir过程的所有阶段期间将改型的铣刨机或改型的道路加固机/翻修机连接到罐车。这使得在紧凑角落周围时和在横穿交叉口时难以对cir-改型的机器进行操作。因此，期望提供一种方法和装置，该方法和装置将允许cir-改型的机器的操作者在横穿交叉口时、在紧凑角落周围时以及当为满的添加剂罐车切换出空的添加剂罐车时持续对铣刨材料进行铣刨和加工。

本发明的优点

本发明的一个优选实施例的优点之一是其提供了一种方法和装置，该方法和装置允许cir-改型的机器在横穿交叉口时、在紧凑角落周围时以及当为满的添加剂罐车切换出空的添加剂罐车时持续对铣刨材料进行铣刨和加工。通过研究附图和随后的描述，本发明的其它优点和特征将变得显而易见。

构造的注解

在描述本发明的情况下术语“一”、“一个”、“该”和类似术语的使用意为覆盖了单数和复数，除非在此另外标记或被上下文明确否定。术语“包括”、“具有”、“包括有”和“包含”意为开放式术语(即，意味着“包括，但不限于”)，除非另外指出。术语“基本上”、“一般”和程度的其它词语是相对的修饰，它们意在从如此改型的特征中指出可允许的变型。在描述本发明的物理或功能特征时使用的这些术语并不意在将这种特征限制到术语所改型的绝对值，而是提供对这种物理或功能特征的近似值。

除非本文说明或由上下文明显指出，关于附接、联接等的术语，诸如“连接”和“互连”，是指其中结构直接或通过中间结构间接地固定或附接到彼此的关系，以及可移动的和刚性的附接或关系。术语“可操作地连接”是这样的附接、联接或连接：其允许相关结构凭借该关系按预期操作。术语“流体连通”是这样的附接、联接或连接：其允许流体从一个这样的结构或部件流到或通过另一个。

本文涉及的任何和所有示例或者示例性的语言(例如“诸如”和“优选地”)的使用仅旨在更好地说明本发明及其优选实施例，而不是对本发明的范围进行限制。除非特别说明，说明书中的任何内容都不应解释为指示对本发明实践所必需的元素。本文中具体限定了某些术语。这些术语给出了与这些定义一致的它们最宽泛的合理构造，如下：

术语“沥青铺设材料”和“沥青混凝土”是指由沥青水泥和任何各种骨料组成的铺设混合物或垫材。

术语“沥青水泥”和类似术语是指在沥青铺路材料的生产中与骨料材料组合使用的粘合剂。

术语“沥青添加剂”和类似术语是指含有沥青水泥的液体添加剂。沥青添加剂可包括沥青水泥、稀释沥青、沥青水泥乳液和/或泡沫沥青水泥。

术语“铣刨机”是指具有铣刨或工作滚筒(鼓)的机器，该滚筒适于与道路或道路基部表面接触以移除该表面的一部分。术语“铣刨机”包括但不限于有时被称为道路加固机和道路翻修机的机器。

术语“cir-改型的铣刨机”是指通过添加剂流动系统的增加而被改型的铣刨机，所述添加剂流动系统具有安装在铣刨滚筒外壳中的喷射组件，以将沥青添加剂注入到铣刨滚筒外壳中。

术语“处理方向”是指cir-改型的铣刨机在道路上操作时的主要行进方向。

术语“cir总成(cirtrain)”是指在cir过程中一起使用的cir-改型的铣刨机和沥青添加剂罐车的组合。

当用于cir-改型的铣刨机或这种机器的部件时，术语“前”，“向前”和类似术语是指当cir-改型的铣刨机沿处理方向行进时朝向cir-改型的铣刨机的前端的相对位置或方向。

当用于cir-改型的铣刨机或这种机器的部件时，术语“后”和类似术语是指当cir-改型的铣刨机沿处理方向行进时朝向cir-改型的铣刨机的尾端的相对位置或方向。

技术实现要素：

本发明包括用于cir-改型的铣刨机的添加剂流动系统，其具有用于容纳一定量沥青添加剂的缓冲罐。沥青添加剂可以从缓冲罐泵送到cir-改型的铣刨机的添加剂喷射组件。更具体地，本发明包括cir-改型的铣刨机，该cir-改型的铣刨机具有适于铣刨来自道路的材料的铣刨滚筒和包含该铣刨滚筒的铣刨滚筒外壳。添加剂喷射组件位于铣刨滚筒外壳内并适于在铣刨滚筒外壳中对沥青添加剂进行分配。添加剂流动系统具有进入管线，该进入管线适于操作地连接到外部供给管线。添加剂流动系统还具有用于沥青添加剂的缓冲罐，该缓冲罐与添加剂喷设组件流体连通；以及添加剂泵，该添加剂泵用于将沥青添加剂从缓冲罐泵送到添加剂喷射组件。

为了便于理解本发明，在附图中示出了本发明的优选实施例，以及发明人已知的用于实现本发明的最佳模式，并且其详细描述如下。然而，本发明并不意在限制于所述的实施例或者结合在此所述的装置进行使用。因此，发明者设想的本发明的范围包括在本文所描述的所有等同物，以及诸如对于与本发明相关领域的技术人员容易想到的各种改型和替代性实施例。发明人期望本领域技术人员采用似乎对他们来说合适的此类变型，包括本发明的不同于本文所具体描述的实践。此外，除非文中另外指出或通过上下文明确排出，本发明包含在任何可能的变型中的本文中所述的本发明的元件以及部件的任何组合。

附图说明

在附图中示出了本发明的目前优选的实施例，其中相同的附图标记始终表示相同的部件，且其中：

图1是cir总成的侧视图，该cir总成包括具有本发明的cir-改型的铣刨机和添加剂供给罐车。

图2是具有图1中所示的本发明的cir-改型的铣刨机的侧视图。

图3是本发明的添加剂流动系统的优选实施例的缓冲罐、泵、管道、阀和浮子组件的俯视立体图。

图4是图3中所示的添加剂流动系统的实施例的缓冲罐、泵、管道、阀和浮子组件的一部分的俯视立体图。

图5是图3和图4中所示的添加剂流动系统的实施例的缓冲罐和浮子组件的一部分的俯视立体图。

图6是图3至图5中所示的添加剂流动系统的实施例的缓冲罐和浮子组件的一部分的侧视立体图。

具体实施方式

本发明的优选实施例的说明旨在结合附图阅读，附图被认为是本发明的整个书面描述的一部分。附图不一定按比例绘制，并且为了清楚和简明起见，本发明的某些特征可能以比例夸大或略微示意性的形式示出。

图1示出了包括具有本发明的cir-改型的铣刨机10的cir总成，本发明以添加剂供给罐车12的形式联接到外部的沥青添加剂源。图2中也示出了铣刨机10，该铣刨机具有操作员站14和发动机，通常是封围在发动机舱16中的柴油发动机(未示出)。操作员站14具有控制器15和用于对cir-改型的铣刨机进行驱动和转向、使铣刨滚筒18旋转以及对本发明的某些方面进行控制和/或监控所需的所有操作控制部。

控制器15可实施为单个微处理器或多个微处理器，这些处理器具有用于基于来自铣刨机的操作者的输入以及根据感测的或其它已知的操作参数对铣刨机10的操作进行控制的部件。控制器15可具有或相关于存储器、诸如触摸屏和/或多个致动按钮的数据输入部件、诸如显示屏的数据输出部件、辅助存储装置、处理器以及用于运行应用程序的其它部件。诸如电源电路和液压电路的各种电路可以相关于并操作地连接到控制器15。许多商用微处理器可以构造成执行控制器15的功能。应当理解，控制器15可以容易地实施在能够控制多种铣刨机功能的通用计算机或机器微处理器中。

来自发动机的动力通过驱动带(未示出)或本发明所涉及领域的普通技术人员已知的其它装置传递到铣刨滚筒18，该铣刨滚筒18位于传统的铣刨滚筒外壳19中(以图1中的示意图或轮廓形式示出)。铣刨滚筒18具有多个切割齿，当铣刨滚筒旋转并且机器朝处理方向“p”沿着道路前进时，上述切割齿适于铣刨路面。

来自发动机的动力还通过本发明所涉及领域的普通技术人员已知的方式传递到后履带驱动组件20和前履带驱动组件22。cir-改型的铣刨机10可具有一个或两个后驱动履带组件，其中的每一个均可相对于机器主框架升高和降低。通常，还有两个前驱动履带组件(诸如组件22)，其中的每一个均可相对于机器主框架升高和降低。后履带驱动组件和前履带驱动组件中的任一个或两个都可以向左和向右转动以使机器10转向。cir-改型的铣刨机(图中未示出)的其它实施例可具有轮式驱动组件以代替履带驱动组件。

cir-改型的铣刨机10具有包括一个或多个喷嘴的添加剂喷射组件23，该组件安装在铣刨滚筒外壳19内。添加剂喷射组件23适于对从车载供给管线24获得的沥青添加剂进行分配，车载供给管线24借助于添加剂流动系统25与来自诸如添加剂供给罐车12的添加剂罐的外部源的外部供给管线26流体连通。如图3至图6中最佳所示，添加剂流动系统25具有添加剂泵28和缓冲罐30，该添加剂流动系统25与外部供给管线26流体连通。在本发明的一个优选实施例中，缓冲罐30在其至少一些外表面上设置有隔热板31，从而确保沥青添加剂保持适当的粘度以允许流过添加剂流动系统25的各种部件。

尽管本发明的所示实施例包括位于cir-改型的铣刨机10的前端部上的添加剂流动系统的添加剂泵28以及其它部件附近的缓冲罐30，如果需要改善机器上本发明各部件的重量分布，则该缓冲罐可以与本发明的其它部件分开定位，诸如例如位于在cir-改型的铣刨机的后端部。

除了添加剂泵28和缓冲罐30之外，添加剂流动系统25还具有管道以及相关的阀，该管道以及相关的阀允许本发明的优选实施例以多种模式操作。因此，如图3至图6所示，第一进入管32具有第一进入开口34和第一阀36，该第一阀36对通过第一进入管32以及第一进入管32的第一出口37而流到缓冲罐30中的流动进行控制。第二进入管38具有第二进入开口40和用于对通过第二进入管38的流动进行控制的第二阀42。第三进入管44具有进到缓冲罐30中的第三进入开口46和用于对通过第三进入管44的流动进行控制的第三阀48。第一排出管50具有第一出口52。第四阀54设置成用于控制通过添加剂泵28的流动。第二排出管56具有第二出口58和对通过第二排出管56的流动进行控制的第五阀60。缓冲罐30还具有通气部62和通气开口64，以及具有包括浮子68的浮子阀66，浮子68借助于浮子附件70连接到水平浮子杆72(如图4中所示)。浮子68适于漂浮在缓冲罐30中的沥青添加剂的表面上，且水平浮子杆72附接到缓冲罐30外侧的浮子液位计74上。因为浮子68适于使水平浮子杆72随缓冲罐30中的沥青添加剂的表面液位变化而围绕其纵向轴线枢转，因此浮子液位计74提供了缓冲罐中沥青添加剂的量的视觉指示器。另外，浮子液位传感器76可操作地附接到浮子液位计74以及控制器15，使得浮子液位传感器可以向控制器15发送信号以提醒操作者缓冲罐30中的沥青添加剂的液位。

当外部供给管线26附接到第一进入管32的第一进入开口34，并且车载供给管线24附接到第一排出管50的第一出口52时，可以采用本发明的第一操作模式。在该第一模式中，第一阀36、第三阀48以及第四阀54打开，而第二阀42和第五阀60关闭。然后，泵28可被启用以从诸如罐车12的外部源抽吸沥青添加剂，通过第一进入管32并且从第一出口37排出并进入到缓冲罐30中，且又通过第三进入开口46、第三进入管44、泵28从缓冲罐30中排出，且通过车载供给管线24从第一排出管50排出到添加剂喷射组件23。

当外部供给管线26附接到第二进入管38的第二进入开口40，并且车载供给管线24附接到第一排出管50的第一出口52时，可以采用本发明的第二操作模式，其中缓冲罐被绕过了。在该第二模式中，第二阀42和第四阀54打开，而第一阀36、第三阀48以及第五阀60关闭。然后，泵28可被启用以通过第二进入管38从罐车12抽吸沥青添加剂，通过泵28，且通过车载供给管线24从第一排出管50排出到添加剂喷射组件23。

当没有外部供给管线附接到添加剂流动系统25，但是车载供给管线24附接到第一排出管50的第一出口52时，可以采用第三操作模式，通过该第三操作模式，沥青添加剂从缓冲罐30通过车载供给管线24泵送到添加剂喷射组件23。在该第三模式中，第三阀48和第四阀54打开，而第一阀36、第二阀42以及第五阀60关闭。然后，泵28可被启用以便通过第三进入开口46、第三进入管44以及泵28从缓冲罐30抽吸出沥青添加剂，且通过车载供给管线24从第一排出管50排出到添加剂喷射组件23。

当外部供给管线26附接到第二进入管38的第二进入开口40时，可以采用本发明的第四操作模式，以将沥青添加剂从诸如罐车12的第一外部源转移到诸如第二罐车(未示出，但基本上类似于罐车12)的第二外部位置，或者转移到另一台cir-改型的铣刨机(未示出)，或者转移到单独的沥青添加剂储罐(也未示出)。在该第四模式中，第二阀42、第四阀54以及第五阀54打开，而第一阀36和第三阀48关闭。然后，泵28可被启动以通过第二进入管38、通过泵28从罐车12抽吸沥青添加剂，且从第二排出管56排出到第二外部供给管线(未示出，但基本上类似于外部供给管线26)到第二罐车、另一台cir-改型的铣刨机或另一单独的沥青添加剂储罐。

在本发明的第五操作模式中，还可以用溶剂冲洗缓冲罐30从而清洗该罐。在该第五模式中，溶剂源(未示出)通过外部供给管线(未示出，但基本上类似于外部供给管线26)连接到第一进入管32的第一进入开口34。在这种操作模式中，缓冲罐30底部的排放口78打开(如图4所示)，第一阀36和第四阀54也是如此。第二阀42、第三阀48以及第五阀60关闭。然后，泵28可被启动以通过第一进入管32抽吸溶剂，且从第一出口37排出到缓冲罐30中，且又通过排放口78从缓冲罐30中排出。

本发明提供一种具有用于沥青添加剂的缓冲罐的添加剂流动系统。本发明允许配备有本发明的cir-改型的铣刨机在通过交叉口时、在紧凑角落周围时以及当为满的添加剂罐车切换出空的添加剂罐车时对铣刨材料进行铣刨和加工。优选地，添加剂流动系统具有管道和相关的阀，从而允许如上所述地以多种模式操作添加剂流动系统。

尽管此说明书包含很多具体内容，但这些不应被诠释成是对本发明的范围的限制，而是仅提供对本发明的目前较佳的实施例以及发明人实施本发明所设想的最佳模式的说明。如在此所述，本发明可有各种修改和改变，如由具有本发明相关领域的普通技术人员所理解的。