路面铣刨机铣刨路面时,其铣刨转子在铣销路面过程中会产生大量灰尘。为避免施工扬尘对环境产生污染,路面铣刨机设置了铣刨室,将铣削转子及切削下来的废料封闭在铣刨室内。即使这样,仍有灰尘会从铣刨室缝隙处溢出。另外铣削刀头在切削路面过程中产生的高温,会使刀头加速磨损。为了减少灰尘溢出、降低刀具温度,路面铣刨机均配置了洒水系统。
1.洒水系统结构
路面铣刨机洒水系统主要由水箱、水过滤器、水泵、管路、喷水嘴及控制系统等组成。控制系统又分为电驱动洒水系统和液压驱动系统2种,其中液压驱动洒水系统主要由控制器、液压泵、电磁阀、截止阀、溢流阀及相关报警和保护装置等组成,如附图所示。现将洒水系统主要结构进行简要叙述。
(1)水泵
水泵采用电动机驱动时,由路面铣刨机发动机驱动的发电机提供电能;水泵采用液压马达驱动时,由路面铣刨机液压系统提供动力。水泵转动后通过截止阀、水过滤器从水箱中吸水,为洒水系统提供水源。
(2)喷水嘴
喷水嘴设置在铣刨室和输料装置的废料入口处,其数量及分布根据路面铣刨机的铣刨宽度和铣刨速度而定。喷水嘴通过管路、接头与水泵连通,喷水嘴喷水量应满足铣刨室降尘和铣刨刀头降温的需要。
(3)控制系统
驱动水泵的电动机或液压马达的转速,均可通过调节供电电流的大小进行控制。电动机转速通过调节供电电流大小来实现,液压马达转速通过调节电磁阀电流大小来实现。通过上述调节改变水泵转速,实现洒水量的调节。
截止阀当水泵停止转动时,控制系统将截止阀关闭,防止水箱内的水在重力作用下从水泵、喷水嘴处自然流出。
溢流阀路面铣刨机工作一定时间后,会发生喷水嘴堵塞情况,可造成洒水系统管路压力升高。为了防止水泵过载,管路中设置了溢流阀,当管路中的水压超过设定值时,水将通过溢流阀流回水箱。
报警和无水保护洒水系统设置低水位报警和保护功能。在路面铣刨机铣刨施工中,若水箱内水位过低,电控系统通过低水位报警功能提醒操作手向路面铣刨机水箱加水。若水箱内的水被吸空时,洒水系统将自动断电,以防止水泵因空转而损坏。
2.匹配参数
(1)匹配要点
不同型号的喷水嘴由于喷雾角度和喷洒距离有所不同,喷洒覆盖范围也不同。路面铣刨机洒水系统的喷水嘴以扇形喷雾喷洒,可用最小的水量捕捉到最多的灰尘,达到最佳的降尘效果。
喷水嘴的喷洒形式确定后,其数量和喷水量是降温、降尘的关键。喷水嘴的喷水量应使铣刨室内和输送装置入口达到足够的湿度,喷水嘴的数量主要由铣刨宽度和单个喷水嘴的覆盖范围来确定。
选择喷水嘴型号和数量后,应根据喷水嘴压力和流量选配水泵的扬程和流量,再根据水泵的扬程和流量选择水泵型号,最后进行匹配校验。
(2)匹配实例
下面以铣刨宽度为1.2m路面铣刨机为例,说明该路面铣刨机洒水系统如何进行匹配。
选择喷水嘴根据市场调查,路面铣刨机洒水系统选择喷洒角度为120℃、喷洒距离为0.5m的喷水嘴最为适宜。该型路面铣刨机铣刨室宽度为1.2m,经计算铣刨室可布置10个喷水嘴,输送带布置4个喷水嘴,洒水系统共设置14个喷水嘴,这样可以满足路面铣刨机降温、降尘需要。
选择水泵根据喷水嘴技术参数和数量,当水泵输出水压>0.1 MPa时,该14个喷水嘴可实现雾状喷洒。经过试验测定,水泵的出水压力在0.5~1.0MPa时,喷洒的降尘效果较理想。
根据所选喷水嘴参数得知,在喷水嘴进口压力为0.5 MPa时,每只喷水嘴输出水的流量为0.09M3 /h,14个喷水嘴的水流量约为1.26M3/ h,由此初步确定水泵的流量为1.3m3/h。考虑到管路和接头的压力损失,将水泵的供水压力确定为0. 8MPa。
校验为了使水泵的压力具有一定储备,进一步设定水泵的压力为1.0MPa。从该喷水嘴参数可知,在水压1.0MPa时,每只喷水嘴的流量为0.132耐/h、此时水泵需要提供的流量应为1.85m3/h。为了使水泵流量具有一定储备,将水泵流量确定为2m3/h。根据路面铣刨机水箱容量,该喷洒系统可持续供水40min。
若铣刨深度较小,铣刨路面材质较软,可采用较小洒水量进行铣刨作业。此时可将喷水压力调定为0AMPa,每个喷水嘴的流量为0.041m3/h,经计算可知,水泵需要提供的流量为0.574m3/h,水箱盛满水时可持续供水2h。
洒水量的实际需求需在施工中通过试验确定,为此洒水量的调节还要依靠有经验人员来进行调试。随着路面铣刨机市场应用的推广和施工标准的完善,路面铣刨机洒水系统的匹配需要在实践中逐步完善。