устройство для разогрева оснований и покрытий

Формула изобретения

1. Устройство для разогрева оснований и покрытий, содержащее тележку с платформой и закрепленную на платформе нагревательную установку, в состав которой входят N СВЧ-генераторов (N число, большее единицы), N излучателей, N волноводных линий передачи, входы которых соединены с выходами СВЧ-генераторов, а выходы с входами излучателей, которые размещены в окне платформы в один ряд параллельно покрытию, жесткий и гибкий экраны, укрепленные по периметру платформы, отличающееся тем, что тележка выполнена самоходной, излучатели выполнены в виде открытых концов волноводов линий передачи или электромагнитных рупоров и установлены в один ряд, перпендикулярный направлению перемещения тележки, а число N определяется по формуле

N L / 2HtgQ,

где L ширина захвата нагрева поверхности кровли;

H высота платформы с излучателями;

Q половина угловой ширины диаграммы направленности излучателей по спаду мощности излучения на 3 дБ.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введены один или N модуляторов СВЧ-генераторов с управляющими входами прямоугольными импульсами и изменяемой скважностью, выход которых соединен с управляющим входом СВЧ-генераторов.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введена блокировка СВЧ-генераторов, содержащая шток, подвижно прикрепленный к платформе с колесом на нижнем конце и выступом на верхнем, взаимодействующим кинематически с концевым выключателем, включенным в цепь управления СВЧ-генераторами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при производстве кровельных работ для разогрева мастик, нанесенных на рулонные материалы, а также для сушки и нагрева оснований, таяния льда и т.п.

Известно устройство для разогрева оснований и покрытий [1] содержащее тележку, смонтированную на ней камеру сгорания с газораспределительным раструбом, вентилятор и расположенное на внутренней поверхности стенок камеры и раструба покрытие из жаростойкого теплоизоляционного материала. Это устройство пожароопасно и неэкологично.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для регенерации дорожного покрытия, которое принято за прототип изобретения [2] Это устройство содержит тележку с платформой и закрепленную на платформе нагревательную установку, в состав которой входят N СВЧ генераторов (N число больше единицы), N щелевых излучателей, N волноводных линий передачи, входы которых соединены с выходами СВЧ генераторов, а выходы со входами излучателей, которые размещены в окне платформы в один ряд параллельно покрытию и направлению перемещения тележки, жесткий и гибкий экраны, укрепленные по периметру платформы.

Это устройство имеет следующие недостатки:

имеет большой вес и габариты;

не имеет самостоятельного хода.

Техническим результатом изобретения является уменьшение веса и габаритов устройства для разогрева оснований и покрытий и его самоходность при обеспечении равномерности нагрева покрытия по площади регенерируемого участка покрытия (кровли).

Этот результат достигается за счет того, что устройство содержит самоходную тележку с платформой и закрепленную на платформе нагревательную установку, в состав которой входят N СВЧ генераторов, N излучателей, выполненных в виде открытых концов волноводов или электромагнитных рупоров, N линий передачи, входы которых соединены с выходами СВЧ генераторов, а выходы - с входами излучателей и которые размещены в окне платформы в ряд параллельно покрытию и перпендикулярно направлению перемещения тележки, жесткий и гибкий экраны, укрепленные по периметру платформы. Кроме того, число N определяется как отношение ширины поверхности нагрева кровли (L) и удвоенного произведения высоты платформы (H) c излучателями и тангенса половины угловой ширины диаграммы направленности излучателей (0) по спаду мощности излучения на 3 дБ по формуле:

N = L/2Htg (1),

где

L ширина захвата нагрева поверхности кровли;

H высота платформы с излучателями;

половина угловой ширины диаграммы направленности излучателей по спаду мощности излучения на 3 дБ.

Излучатели расположены в окнах платформы на одной линии раскрывами в стороны ее нижней поверхности и через равные интервалы, которые равны 2Htg. Линия, на которой расположены излучатели, перпендикулярна направлению перемещения тележки.

В состав каждого генератора входит один модулятор или один на все генераторы, вырабатывающие прямоугольные импульсы с переменной скважинностью, выход модулятора соединен с управляющим входом СВЧ генератора. СВЧ генераторы подключены к электрической сети через пускатели.

Жесткий экран выполнен из металла в виде бортов платформы и жестко закреплен на ее нижней поверхности между колес. Высота бортов экрана меньше высоты платформы. На нижней кромке жесткого экрана закреплен гибкий экран, выполненный в виде металлических цепей или усов, расположенных вертикально на расстоянии друг от друга много меньше рабочей длины волны СВЧ генераторов. Нижние концы гибкого экрана касаются поверхности, на которой находится тележка с нагревательной установкой.

Тележка выполнена самоходной на трех или четырех колесах, два из которых ведущие и одно или два управляющие. Тележка снабжена двумя реверсивными тяговыми двигателями с редукторами, соединенными кинематически с ведущими колесами и электрически с двумя пускателями, обеспечивающими включение двигателей их реверс, а также одним реверсивным, управляющим двигателем, управляющим передними колесами через сошку и рулевую тягу.

На тележке закреплено устройство блокировки СВЧ генераторов в виде вертикально расположенной штанги на нижнем конце которой закреплено колесо, а на верхнем выполнен выступ, взаимодействующий с концевым выключателем пускателей СВЧ генераторов. В случае возникновения зазора между экраном и покрытием срабатывает блокировка и СВЧ генераторы отключаются.

Отличительными признаками изобретения являются выполнение тележки самоходной, выполнение излучателей в виде открытых концов волноводов линий передач или электромагнитных рупоров и размещение излучателей в один ряд перпендикулярно направлению перемещения тележки, а также математическая формула для определения оптимального числа излучателей.

Расположение излучателей в количестве в соответствии с формулой (1) на одной линии, перпендикулярной направлению перемещения тележки, обеспечивает равномерный нагрев покрытия в этом направлении, а равномерность нагрева по площади регенерируемого участка кровли обеспечивается равномерным поступательным или возвратно- поступательным движением самоходной тележки. Таким образом один ряд излучателей с размерами апертуры меньше рабочей длины волны генераторов обеспечивает равномерный нагрев по площади регенерируемого участка кровли, что позволяет во много раз сократить вес и габариты устройства, без чего невозможна его доставка на крышу дома, а следовательно и его использование.

На фиг. 1 представлено устройство, вид спереди; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг. 3 то же, вид сбоку; на фиг. 4 структурная электрическая и кинематическая схемы устройства; на фиг. 5 принципиальная электрическая схема включения СВЧ генераторов в электрическую сеть; на фиг. 6 - принципиальная электрическая схема включения тяговых двигателей в электрическую сеть; на фиг. 7 принципиальная электрическая схема включения управляющего двигателя в электрическую сеть; на фиг. 8 продольное сечение СВЧ экрана и платформы, где обозначено: L ширина экрана (ширина полосы захвата нагрева): H высота платформы (высота расположения раскрывов излучателей); q половина угловой ширины диаграммы направленности излучателей по спаду мощности излучения на 3 дБ.

На фигурах введены обозначения:

1 СВЧ генератор (Г);

2 модулятор СВЧ генератора (М);

3 линия передачи СВЧ энергии;

4 излучатель СВЧ энергии;

5 платформа тележки;

6 жесткий экран;

7 гибкий экран;

8 блок пускателей (ПВ и ПН пускатели движения тележки вперед и назад; ПЛ и ПП пускатели управляющего двигателя; ПГ пускатель СВЧ генераторов;

9 ведущие колеса тележки (ВК);

10 управляемое колесо тележки (УК);

11 тяговый двигатель (ТД);

12 управляющий двигатель (УД);

13 продольная тяга управляемых колес;

14 поперечная тяга управляемого колеса;

15 редуктор тяговый (РТ);

16 редуктор управления (РУ);

17 поворотный рычаг управляемого колеса;

18 вилки колес тележки;

19 устройство блокировки СВЧ генераторов;

20 концевой выключатель (КВ);

21 обмотка катушки пускателя;

22 рабочие контакты пускателя;

23 блок-контакты пускателя;

24 кнопка управления тележкой "вперед" (КВ);

25 кнопка управления тележкой "стоп" (КС);

26 кнопка управления тележкой "назад" (КН);

27 кнопка управления тележкой "налево" (КЛ);

28 кнопка управления тележкой "направо" (КП);

29 кнопка включения СВЧ тележкой генераторов (КГ);

30 кнопка отключения СВЧ генераторов (КОГ):

31 ручка настройки скважности модулятора.

СВЧ генератор 1 может быть выполнен на магнетроне, клистроне или транзисторах сантиметрового или дециметрового диапазона длин волн, например 12 см мощностью 0,5-5 кВт.

Модулятор 2 СВЧ генераторов может быть выполнен на транзисторах по известным схемам с изменяемой скважностью, например с прямоугольными импульсами. Скважность должна изменяться от нуля до десяти длительностей импульсов, что обеспечит регулировку средней мощности СВЧ генератора от ее максимального значения (100%) до 10%

Линия 2 передачи может быть выполнена волноводной или коаксиальной.

Излучатель 4 выполняется в виде открытого конца волновода или электромагнитного рупора.

Платформа 5 тележки выполняется из металла (сталь, дюраллюминий и т.п.).

Жесткий экран 6 выполняется из металла и припаивается или приваривается с нижней стороны платформы сплошным швов.

Гибкий экран 7 выполняется в виде металлических цепей или усов.

Блок 8 пускателей содержит пять электрических пускателей или контракторов с рабочими и блок-контактами.

Ведущие 9 и управляемые 10 колеса имеют диаметр меньше высоты платформы и могут быть выполнены пневматическими. Тяговые 11 и управляющий 12 двигатели должны быть реверсивными, например мощностью 200 Вт.

Продольная 13 и поперечная 14 тяги могут быть выполнены из металлических труб или уголков.

Редукторы тяговый 15 и управления 16 должны иметь большое замедление, например 100 раз, и могут быть выполнены на червячных парах.

Поворотный рычаг 17 выполняется из металлического уголка и жестко крепится к вилкам управляемого колеса.

Вилки 18 колес могут быть выполнены из металла, например из стали.

Устройство 19 блокировки СВЧ генераторов включает подвижную штангу, на нижнем конце которой закреплено колесо, а на верхнем выполнен выступ, взаимодействующий с концевым выключателем 20 пускателей СВЧ генераторов.

Концевой выключатель 20 должен иметь по меньшей мере один закрытый контакт.

Обмотка 21 катушки пускателя должна быть рассчитана на напряжение сети (220 или 380 В).

Пускатели двигателей должны иметь по три открытых рабочих 22 и по два блок-контакта 23. Один блок-контакт должен быть закрыт, а другой открыт. Пускатель СВЧ генераторов по меньшей мере должен иметь два открытых рабочих контакта 22 и один открытый блок-контакт 23.

Кнопки управления 24, 26, 27, 28 и 29 должны иметь по одному открытому контакту.

Кнопки 25 и 30 должны иметь по одному замкнутому контакту.

Изменение скважности модулятора 2 может осуществляться путем изменения постоянных заряда и разряда конденсатора мультивибратора, например с помощью изменения сопротивления в цепи конденсатора с помощью ручки 31 перестройки скважности импульсов модулятора.

Устройство содержит самоходную тележку с платформой 5 и закрепленную на платформе нагревательную установку. Нагревательная установка содержит четыре СВЧ генератора 1 с модуляторами 2, четыре излучателя 4, выполненные в виде открытых концов волноводных линий передачи, четыре волноводных линий передачи, четыре волноводных линии передачи 3 СВЧ энергии. Управляющий выход модулятора 2 соединен с управляющим входом СВЧ генератора 1. Выходы СВЧ генератора 1 соединены с излучателями 4 через линии 3 передачи. Ручка 31 перестройки скважности импульсов модуляторов соединена с их управляющими входами (фиг. 1, 2, 3 и 4).

Излучатели 4 расположены в окнах платформы 5 на одной линии через равные интервалы раскрывами в сторону нижней поверхности платформы 5. Излучатели расположены на линии, перпендикулярной направлению перемещения тележки.

СВЧ генераторы 1 с модуляторами 2 подключены к электрической сети через пускатели ПГ (фиг. 5).

Жесткий экран 6 выполнен в виде плоских прямоугольных бортов платформы 5, которые жестко закреплены на ее нижней поверхности между колес 9 и 10. Высота бортов экрана меньше высоты платформы. Гибкий экран 7 выполнен в виде металлических цепей, одним концом закрепленных за края бортов жесткого экрана, другие концы цепей касаются нагреваемой поверхности. При рабочей длине волны генераторов 12 см, расстояние между цепями меньше 0,6 см.

Тележка выполнена самоходной на четырех колесах 9 и 10, два из которых ведущих 9 и два управляющих 10. Тележка снабжена двумя реверсивными тяговыми двигателями 11 с редукторами 15, соединенными с ведущими колесами 9 и двумя пускателями ПВ и ПН (фиг. 6), а также одним управляющим реверсивным двигателем 12 с редуктором 16 и двумя пускателями ПЛ и ПП (фиг. 7) Редуктор 16 соединен с управляющими колесами 10 через сошку, закрепленную на выходном валу редуктора 16, продольную тягу 13 и поворотный рычаг 17. Управляемые колеса 10 соединены между собой через поперечную тягу 14. Устройство блокировки 19 СВЧ генераторов включает подвижную штангу, закрепленную на платформе 5. На ее нижнем конце закреплено колесо, а на верхнем выступ, взаимодействующий с концевым выключателем 20.

В лучшем случае выполнения изобретения СВЧ генераторы выполнены с регулированием мощности.

Пульт управления устройством выполнен выносным (фиг. 4).

При высоте платформы, равной 0,25 м, излучателях, выполненных в виде открытых концов волноводов линий передачи, для которых угол q равен 45 град. и ширине полосы захвата 2 м, число генераторов, согласно формуле (1), равно:

N L/2Htg45^o 2 м/20,25 м 1 4

Конструкция блокировки СВЧ генераторов показана на фиг. 5 (поз. 19 и 20).

Устройство для разогрева оснований и покрытий работает следующим образом. Устройство доставляют на крышку и устанавливают над регенерируемым участком мягкой кровли. С помощью кнопки 29 (фиг. 4 и 5) включают СВЧ генераторы 1 при нулевой скважности модулятора 2. С помощью кнопок 24, 25, 26, 27 и 28 управляют ходом тележки вперед, назад и влево, вправо. Энергия СВЧ генераторов 1 через линии 3 передачи и излучатели 4 излучается в направлении генерируемого покрытия. Экраны 6 и 7 (фиг. 1 и 8) экранируют внешнее пространство от СВЧ энергии, поэтому вся СВЧ энергия генератора 1 после многократного отражения от нагреваемой поверхности, платформы и экранов идет на нагревание регенерируемого участка кровли. Прокатывают устройство над регенерируемым участком кровли вперед назад, пока температура поверхности не достигнет требуемого значения (120^oC). В случае плохого прилегания экрана 7 к нагреваемой поверхности срабатывает блокировка, которая выключает СВЧ генераторы 1.