本发明属于沥青路面微波热再生技术领域，具体涉及一种微波加热沥青路面就地热再生装置的液压控制系统。
背景技术：
近年来，随着公路交通建设事业的蓬勃发展，沥青混凝土凭借其极好的路用性能和稳定的使用品质在高速公路建设中得到了广泛应用。到2012年末，中国已经有400多万公里的公路建成通车，其中沥青混凝土路面为主的高级公路路面、次高级公路路面就有9.5万千米，仅次于美国，位居世界第二，可见沥青混凝土路面是中国高等公路路面的主要结构形式。中国于20世纪80年代开始建设沥青路面的高速公路，沥青路面一般的设计寿命为15年——20年。因此，中国随后建成的沥青路面高速公路于90年代底陆续已进入大、中维修期，然而，目前废旧沥青混凝土的就地热再生技术在我国尚未被完全成熟掌握。
沥青路面热再生方法有厂拌热再生和就地热再生两种。厂拌热再生就是将废旧沥青混合料运到拌和厂，再进行破碎处理，添加一定比例的再生剂、新集料或新沥青混合料等进行充分拌和，得到性能优良，满足路用性能的再生沥青混凝土，并重新压实成再生后的新沥青路面。沥青路面就地热再生就是采用就地热再生装置对已损坏的沥青路面进行现场加热，将软化的废旧沥青混凝土进行铣刨，然后再就地掺加一定配比的新沥青混合料和沥青再生剂等，经过现场热再生设备的热拌和、摊铺烫平和碾压等多道施工工序，一次性实现对受损沥青路面进行修复再生的技术。就地热再生以其流程经凑、工序简单和路面维护质量好等优点，在废旧沥青路面维护和养护中得到了广泛的应用。
我国沥青路面就地热再生技术的相关研究起步比较晚，进入21世纪后才逐渐得到广泛关注，随着国内陆续引进国外多台沥青路面热再生设备，对其进行改造，并在沥青路面的养护中得到成功应用，沥青路面就地热再生技术才逐渐得到认可。沥青路面就地热再生技术在中国还处于起步阶段，与其它发达国家相比，还有待深入研究。
因此，需要一种微波加热沥青路面就地热再生装置以养护沥青路面。目前，路面上使用的微波加热装置，大多无法实现对加热装置的空间位置控制，对一些复杂路面难以快捷的进行加热，并且加热效率不高。因此，需要在考虑到沥青路面被破坏的形状、大小等情况的前提下，对微波加热沥青路面就地热再生装置进行设计。同时，为防止磁控管发射出来的电磁波产生泄漏，需要考虑到对泄漏出来的电磁波进行屏蔽，并且此屏蔽装置应尽量便捷的安装在微波加热沥青路面就地热再生装置上。
技术实现要素：
发明目的：针对上述现有技术，提出一种微波加热沥青路面就地热再生装置的液压控制系统，实现了对微波加热沥青路面就地热再生装置的控制，提高辐射腔的定位精度和加热效率。
技术方案：一种微波加热沥青路面就地热再生装置的液压控制系统，所述微波加热沥青路面就地热再生装置包括主框架、空间调节装置以及加热装置；所述主框架整个外侧设有金属屏蔽网，主框架底部安装有带锁万向轮；所述主框架顶部包括相互平行的两根第一滑动导轨，以其中一条滑动导轨的一端为原点o建立坐标系，以该条滑动导轨所在直线为x轴，y轴垂直所述x轴并与x轴位于同一水平面，z轴垂直xoy面；
所述加热装置和空间调节装置分别包括三组，每组空间调节装置包括跨接在所述第一滑动导轨上并通过第一导轨滑块沿x轴滑动的第二滑动导轨，所述第二滑动导轨上安装有沿y轴滑动的第二导轨滑块，所述第二导轨滑块侧面连接有垂直升降机构；所述垂直升降机构底部连接一组所述加热装置，连接处设置有温度传感器；所述第一滑动导轨上安装有驱动第一导轨滑块的x轴液压泵，所述第二滑动导轨上安装有驱动第二导轨滑块的y轴液压泵；所述垂直升降机构包括z轴液压泵；
每组所述加热装置包括沿y轴平行设置的两个微波加热器，每个微波加热器包括角锥喇叭状的辐射腔以及连接所述辐射腔的激励腔，所述激励腔相对的一组侧壁由磁控管构成，所述激励腔的另一组相对侧壁分别设置磁控管的接线口和所述激励腔的散热风扇；每组所述加热装置还包括支架，所述支架上沿y轴平行固定有两根第三滑动导轨，所述第三滑动导轨上跨接有平行设置的两根第四滑动导轨，所述第四滑动导轨通过第三导轨滑块与第三滑动导轨滑动连接；每个所述微波加热器通过两侧面固定的第四导轨滑块与所述第四滑动导轨滑动连接；
所述液压控制系统包括柱塞泵、二位四通电磁阀、溢流阀、减压阀、第一三位四通电磁阀、第二三位四通电磁阀、第三三位四通电磁阀、第一双向液控单向阀、第二双向液控单向阀、第三双向液控单向阀、第一单向节流阀、第二单向节流阀、第三单向节流阀、第一压力继电器、第一蓄能器、第二蓄能器、第二压力继电器、电机；
所述电机驱动柱塞泵从油缸中吸油，所述柱塞泵出油口通过管路连接溢流阀、减压阀、第三三位四通电磁阀以及第三三位四通电磁阀的进油口，所述溢流阀的出油口连接油缸；所述二位四通电磁阀的两个工作口分别连接所述溢流阀的进油口和出油口，所述二位四通电磁阀的进油口和回油口连成回路；所述第一三位四通电磁阀和第二三位四通电磁阀的进油口分别连接所述减压阀的出油口；所述第一三位四通电磁阀的两个工作口连接所述第一双向液控单向阀，所述第一双向液控单向阀通过两个所述第一单向节流阀分别连接所述x轴液压泵的第一进出油口和第二进出油口，所述第一蓄能器连接所述x轴液压泵的第一进出油口，所述第一压力继电器连接所述第一蓄能器；所述第二三位四通电磁阀的两个工作口连接所述第二双向液控单向阀，所述第二双向液控单向阀通过两个所述第二单向节流阀分别连接所述y轴液压泵的第一进出油口和第二进出油口，所述第二蓄能器连接所述y轴液压泵的第一进出油口，所述第二压力继电器连接所述第第二蓄能器；所述第三三位四通电磁阀的两个工作口连接所述第三双向液控单向阀，所述第第三双向液控单向阀通过两个所述第三单向节流阀分别连接所述z轴液压泵的第一进出油口和第二进出油口。
进一步的，所述垂直升降机构包括固定在所述第二导轨滑块侧面的安装座，所述安装座上开设竖直通孔，所述竖直通孔内设有推力轴承；所述z轴液压泵垂直设置，其活塞杆穿过所述推力轴承，其缸体端部与所述推力轴承的平底座圈接触，所述安装座底部设有所述活塞杆夹紧结构；所述活塞杆下端安装有套环，所述套环通过限位螺丝固定在所述活塞杆上，所述套环侧面垂直固定连接l型连接板，所述l型连接板底端连接所述加热装置。
进一步的，所述第三导轨滑块和第四导轨滑块上设有限位结构。
进一步的，还包括固定支架，所述固定支架包括相互固定连接的底座和套环，所述套环套接在所述z轴液压泵的缸体上，所述固定支架的底座固定在所述安装座上。
进一步的，所述柱塞泵的进油口连接过滤器。
有益效果：本发明通过液压泵作为动力源，采用液压控制系统，实现了对加热腔沿x轴、y轴、z轴的移动移动控制，简化了人为繁琐的操作，减少工人的劳动强度。同时避免了人工调节加热腔过程中经验、体力等对微波加热效果的影响，确保了不同加热腔口面之间始终保持在同一水平面，从而保证了耦合效果能够始终达到最优效果。
附图说明
图1是本发明中微波加热沥青路面就地热再生装置的结构示意图；
图2是本发明中微波加热沥青路面就地热再生装置的正视图；
图3是本发明中微波加热沥青路面就地热再生装置的侧视图；
图4是加热装置的垂直升降机构的结构示意图；
图5是微波加热沥青路面就地热再生装置中一组加热装置的结构示意图；
图6是加热装置中磁控管和辐射腔安装结构示意图；
图7是本发明液压控制系统的结构示意图；
图8是一组加热装置耦合加热示意图；
图9是辐射腔耦合仿真图，(a)为辐射腔h面与h面距离为0耦合仿真图，(b)为辐射腔h面与h面距离为10mm耦合仿真图，(c)为辐射腔h面与h面距离为20mm耦合仿真图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
一种微波加热沥青路面就地热再生装置的液压控制系统，如图1-3所示，微波加热沥青路面就地热再生装置包括主框架、空间调节装置以及加热装置。主框架1用于承载所有加热装置以及空间调节装置，承受着大部分重量，因此采用钢板作为制造材料，用钢材作为铸造材料的主框架具有足够的承载刚度与承载强度，因此不会发生受压变形的情况。主框架整个外侧设有金属屏蔽网，主框架底部安装有带锁万向轮3。主框架顶部包括相互平行的两根第一滑动导轨8，以其中一条滑动导轨的一端为原点o建立坐标系，以该条滑动导轨所在直线为x轴，y轴垂直所述x轴并与x轴位于同一水平面，z轴垂直xoy面。
加热装置和空间调节装置分别包括三组，每组空间调节装置包括跨接在第一滑动导轨8上并通过第一导轨滑块9沿x轴滑动的第二滑动导轨11，第二滑动导轨上安装有沿y轴滑动的第二导轨滑块10，第二导轨滑块10侧面连接有垂直升降机构。垂直升降机构底部连接一组加热装置，连接处设置有温度传感器12。第一滑动导轨8上安装有驱动第一导轨滑块9的x轴液压泵17，第二滑动导轨11上安装有驱动第二导轨滑块10的y轴液压泵19，垂直升降机构包括z轴液压泵18。
如图4所示，垂直升降机构包括固定在第二导轨滑块侧面的安装座10，安装座10上开设竖直通孔，竖直通孔内设有推力轴承。z轴液压泵18垂直设置，其活塞杆穿过推力轴承，其缸体端部与推力轴承的平底座圈接触，安装座10底部设有活塞杆夹紧结构。还包括固定支架25，固定支架25包括相互固定连接的底座和套环，套环套接在z轴液压泵18的缸体上，固定支架25的底座固定在安装座10上。活塞杆下端安装有套环24，套环24通过限位螺丝固定在活塞杆上，套环24侧面垂直固定连接l型连接板7，l型连接板7底端连接加热装置。其工作原理为，z轴液压泵缸体作用在轴向能够受力的推力轴承的平底座圈上，由穿过安装座10竖直通孔的活塞杆带动其端部连接的l型连接板7进行沿z轴的运动。l型连接板7通过螺丝23连接套环24，根据实际高度，可通过套环24上的限位螺丝调节l型连接板7连接活塞杆的位置。缸体通过推力轴承连接，是为了便于通过转动z轴液压泵18调整其连接的加热装置在水平方向的角度，以此适应一些特殊的加热区域时能够具有较好的耦合效果。为了防止z轴液压泵18在水平方向随意转动，通过安装座10底部的活塞杆夹紧结构以及接在缸体上的支架25共同限制其转动。
如图6所示，每组加热装置包括沿y轴平行设置的两个微波加热器，每个微波加热器包括角锥喇叭状的辐射腔4以及连接辐射腔的激励腔26。激励腔26相对的一组侧壁由磁控管6构成，激励腔的另一组相对侧壁分别设置磁控管的接线口28和激励腔的散热风扇5。如图5所示，每组加热装置还包括支架22，支架22上沿y轴平行固定有两根第三滑动导轨21，第三滑动导轨21上跨接有平行设置的两根第四滑动导轨15，第四滑动导轨15通过第三导轨滑块20与第三滑动导轨21滑动连接。每个微波加热器通过两侧面固定的第四导轨滑块14与第四滑动导轨15滑动连接。第三导轨滑块20和第四导轨滑块14上设有限位结构，用于固定导轨滑块和滑动导轨的相对位置。
传感器12在下方磁控管产生的温度影响下将产生电阻效应，经过内部处理单元转换产生一个差动电压信号，此信号经过放大器，将量程相对应的信号转化成标准模拟信号或数字信号，从而实现对沥青路面温度的实时监控。
为了使整个装置在能够方便的就地对破损路面进行热再生，在装置的主框架下方设计了带锁万向轮，不仅方便对装置进行移动，同时在对具有一定斜度的破损沥青路进行就地修补时，通过对万向轮的锁止，防止在进行就地热再生修补时，装置发生移动，偏离需要修补的破损路面。
如图7所示，液压控制系统包括柱塞泵102、二位四通电磁阀103、溢流阀104、减压阀105、第一三位四通电磁阀106、第二三位四通电磁阀107、第三三位四通电磁阀108、第一双向液控单向阀109、第二双向液控单向阀110、第三双向液控单向阀111、第一单向节流阀112、第二单向节流阀113、第三单向节流阀114、第一压力继电器115、第一蓄能器116、第二蓄能器119、第二压力继电器120、电机122。
电机122驱动柱塞泵102从油缸中吸油，柱塞泵102出油口通过管路连接溢流阀104、减压阀105、第三三位四通电磁阀108以及第三三位四通电磁阀108的进油口，溢流阀104的出油口连接油缸。二位四通电磁阀103的两个工作口分别连接溢流阀104的进油口和出油口，二位四通电磁阀103的进油口和回油口连成回路。第一三位四通电磁阀106和第二三位四通电磁阀107的进油口分别连接减压阀105的出油口。第一三位四通电磁阀106的两个工作口连接第一双向液控单向阀109，第一双向液控单向阀109通过两个第一单向节流阀112分别连接x轴液压泵17的第一进出油口和第二进出油口，第一蓄能器116连接x轴液压泵17的第一进出油口，第一压力继电器115连接第一蓄能器116。第二三位四通电磁阀107的两个工作口连接第二双向液控单向阀110，第二双向液控单向阀110通过两个第二单向节流阀113分别连接y轴液压泵19的第一进出油口和第二进出油口，第二蓄能器119连接y轴液压泵19的第一进出油口，第二压力继电器120连接第第二蓄能器119。第三三位四通电磁阀108的两个工作口连接第三双向液控单向阀111，第第三双向液控单向阀111通过两个第三单向节流阀114分别连接z轴液压泵18的第一进出油口和第二进出油口。
液压控制系统中，柱塞泵102与电机122之间通过联轴器连接，电机122为柱塞泵102提供机械能来从油缸中吸油，为系统供油。泵供油经过溢流阀104、减压阀105用于控制整个液压系统的运行。三个双向液控单向阀并排在一起，作锁紧作用，用于保证调节系统运行同步。第一单向节流阀112、第二单向节流阀113以及第三单向节流阀114用于控制各液压泵伸缩速度，使其伸的速度快，缩的速度慢。
液压油里难免会存在一些污染体，如粉尘、系统中零件表面脱落的金属等，上述污染体会对液压元件造成很大的破坏。柱塞泵102与油缸之间装有吸油过滤器101，过滤器101可以有效的保证供入系统的油干净可靠，这也有利于系统长时间稳定工作。二位四通电磁阀103与减压阀105之间的溢流阀104可以控制整个系统的运行速度。溢流阀104与二位四通电磁阀103之间连有测压组件，测压组件由截止阀和压力表构成，用以检测压力。
当二位四通电磁阀103停在中间时，整个系统为停止状态。当第一三位四通电磁阀106和第二三位四通电磁阀107停在左边时x轴液压泵17是伸的运动状态。当第一三位四通电磁阀106在左边，第二三位四通电磁阀107停在右边时，x轴液压泵17是缩的运动状态。当第一三位四通电磁阀106停在右边，第二三位四通电磁阀107停在左边时，x轴液压泵17是缩的运动状态。当第一三位四通电磁阀106和第二三位四通电磁阀107都停在右边时，x轴液压泵17是伸的运动状态。当第二三位四通电磁阀107停在中间时，x轴液压泵17为不工作状态。y轴液压泵19、z轴液压泵18与x轴液压泵17的执行动作相同，并且每一个液压缸都可以独立控制，执行速度也可以独立控制。
利用本发明的装置进行微波加热沥青路面就地热再生时，首先通过移动带锁万向轮的主框架并固定到待修补路面处。再对平行设置的三组加热装置分别进行独立的三向电驱调节，使得加热装置的加热区域覆盖待修补路面。然后分别调节同一组加热装置中两个微波加热器，使两个微波加热器的辐射腔位于同一水平高度；最后手动调整加热装置直接连接的滑块导轨，使得两个微波加热器h面之间的距离小于10毫米，实现加热器的耦合。
每组加热装置包括沿y轴平行设置的两个微波加热器，目的是使磁控管之间在产生电磁场的同时，能够相互耦合，从而获得最优的加热效果，在相同的能耗下，得到最大的加热效率，从而节约能源。接线口28用于接通高压电源，当电源接通的一瞬间，磁控管6就会产生电磁场作用于下方的沥青路面，在电磁场的作用下，沥青路面中的极性分子开始剧烈运动，相互摩擦、碰撞，在极性分子的作用下，沥青路面的温度随之升高，从而实现对沥青路面的就地热再生。
如图9所示，在电磁波加热的过程中考虑了两个或两个以上的电磁场交叉作用以及相互影响，当辐射腔在同一水平面时，在y轴方向产生微波耦合。微波属于电磁波，微波的传播规律符合麦克斯韦波动方程。由此可知，磁控管产生的沿z方向的平面波，经过辐射腔的导波，仅存在x轴方向的电场强度e和y轴方向的磁场强度h沿z轴传播。而当多个磁控管同时加热时，如果它们产生的电场、磁场处于同一水平面时，会产生耦合。通过comsol仿真可知：两个角锥喇叭辐射腔h面之间距离为0耦合加热时，加热区域有很明显的耦合现象，即角锥喇叭辐射腔h面与h面距离为0耦合时加热区域内的有效加热区域变得更大，基本充满整个辐射腔。有效加热区域y方向关于角锥喇叭口面x方向的中心线对称，有效加热区域x方向关于耦合交接处对称。最优的加热区域不在角锥喇叭辐射腔口面正中心，而是在两个角锥喇叭辐射腔的耦合处。因此，在相同的功率下，耦合处加热效率最高。如图9所示为角锥喇叭辐射腔h面之间距离分别为0、10mm、20mm。
每个加热装置可以沿xyz方向进行独立调节，当就地热再生装置在加热具有一定倾斜度的破损路面时，为了使不同加热装置之间能够进行耦合，达到最优加热距离，可以通过控制垂直升降机构来调节不同加热装置沿z轴方向的高度，然后手动调节加热装置内部的x轴和y轴导轨滑块，使不同加热装置中辐射腔的加热表面能够始终保持在同一水平位置，从而使一组加热装置中的两个加热器在y轴耦合，同样，通过调节还能给同时实现不同组加热装置在x轴的耦合。
磁控管6在工作时不仅会产生电磁波，自身还会产生较高的温度，为防止所产生的温度过高烧损磁控管，散热风扇5采用风冷的方式进行冷却，使散热风扇5的风直接吹向磁控管6的散热片，虽然散热风扇5功率较小，但它们只产生相对较小的范围内产生气流，形成很好的冷热气流循环，增强散热效果。
为使就地热再生装置方便移动，在设计金属屏蔽装置时，直接在装置的主框架外围，装有一层金属屏蔽网。在整个装置外面罩有金属屏蔽网，主要作用是屏蔽泄漏的一些电磁辐射，防止泄漏的电磁辐射危害操作人员身体健康及危害周围环境。在移动装置时，直接推动装置进行移动就可以了，无需再对金属屏蔽网进行移动，节约时间、人力。
本发明的微波加热沥青路面就地热再生装置的液压控制系统，通过液压泵作为动力源，对不同加热装置可进行同时操作，使不同加热装置能够在处于不同高度时，同时进行加热，保证了加热装置在对一些具有斜度的破损路面进行微波热再生时，也能够保证耦合，达到最优加热情况。同时控制移动的方式也更加方便、准确，其调节范围更大，适应性强，可以适应不同斜度及不规则面积的被损坏的沥青路面，满足实际生活中的修复需求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。