專利名稱：用于設(shè)置公路標(biāo)志的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在公路上設(shè)置標(biāo)志的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在過去三十年中，在公路上“畫”線或給道路設(shè)置標(biāo)記的方法改變很小。此處，“畫”是指在路面上涂施涂料以形成直線或道路標(biāo)記的任何方法。在本發(fā)明之前，只有三種廣泛用于在公路上畫線的方法。最常用的技術(shù)是在道路上噴灑化學(xué)漆然后等待其變干。噴灑這種漆的裝置通常是“氣體”或“無氣體”的噴漆機(jī)，其中漆被氣體攜帶而噴射到路面上，或者漆以非常高的壓力受迫穿過小孔而噴射到路面上。此處“化學(xué)噴灑”是在公路上畫線或在道路上設(shè)置標(biāo)記的應(yīng)用最廣泛的系統(tǒng)。
在公路上畫線的第二種技術(shù)是在路面上施加條帶，其中該條帶利用熱或適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)物品粘附在路面上。美國專利No.4,162,862闡明了一種“在路面設(shè)置條紋的裝置和方法(Pavement stripingapparatus and method)”，其利用機(jī)器將條帶壓入熱的新瀝青中。美國專利No.4,236,950闡明了另一種利用預(yù)制條帶材料施加多層道路標(biāo)記的方法。
第三種技術(shù)是使用高速氧燃料(HVOF)熱噴槍將熔化的粉末或陶瓷粉末噴灑到基板上。這種方法在美國專利No.5,285,967中被描述。
在上述三種方法中，將化學(xué)物質(zhì)噴灑到路面上等待漆變干的第一種方法是目前應(yīng)用的主流技術(shù)。
畫線的歷史表明“漆”的至少三種特性對于公路標(biāo)記產(chǎn)業(yè)非常重要。(1)漆變干的速度；(2)漆粘附到路面上的強(qiáng)度；(3)漆經(jīng)受汽車、沙土、雨、水等的作用的耐久性。
如美國專利No.3,706,684(1972年12月19日)中所述，第一種傳統(tǒng)的交通漆基于干性油醇酸，在其中加入溶劑例如石腦油(naphtha)或石油溶劑油(white spirit)。當(dāng)溶劑由于揮發(fā)而釋放后漆變干。但是，漆“變干”(氧化)過程“連續(xù)并且膜逐漸變硬，導(dǎo)致變脆并且降低了耐磨性，從而使膜破裂和剝落”。上述專利描述了“快速變干的不需要固化劑的單包環(huán)氧交通漆組合物”。
如美國專利No.4,765,773所述“國家的公路和道路必須經(jīng)常畫標(biāo)記以標(biāo)示出分隔線、轉(zhuǎn)彎、人行橫道以及其它安全標(biāo)識。這些漆經(jīng)常以快干漆的形式涂施，但是這些漆并不能快速變干。因此，道路或公路的一部分必須封堵足夠長的時(shí)間以使漆變干。但是，這就導(dǎo)致了交通阻塞現(xiàn)象。如果不封堵道路足夠長的時(shí)間以使漆變干，車輛會(huì)抹掉漆使漆變得很難看。并且有時(shí)候交通會(huì)使標(biāo)記損壞到安全標(biāo)識不清楚的程度，從而可能導(dǎo)致事故?！痹趯⑦@種漆涂施到道路上后，低沸點(diǎn)揮發(fā)性有機(jī)溶劑快速揮發(fā)，從而使新涂施的道路標(biāo)記具有所希望的快速變干的特性。
專利No.4,765,773描述了利用微波能加速這種溶劑的漆變干過程。
低沸點(diǎn)揮發(fā)性有機(jī)溶劑有利于快速變干，“這種漆的化學(xué)式會(huì)使工人暴露于有機(jī)溶劑的揮發(fā)氣體中。由于這些缺點(diǎn)以及來自政府和社會(huì)的逐漸增強(qiáng)的強(qiáng)烈的環(huán)保要求，人們更加希望開發(fā)出在保持快干特性和/或特點(diǎn)的同時(shí)更加環(huán)保的涂料和漆(美國專利No.6,475,556)”。
為了解決上述問題，開發(fā)出了利用水性的(waterborne)而不是基于聚合物或樹脂的溶劑的漆。美國專利No.6,337,106描述了一種生產(chǎn)快速固化的水性漆的方法。但是，水性漆通常比那些所展示的有機(jī)溶劑基涂料的變干時(shí)間更長。另外，水性漆在涂施時(shí)受到天氣和氣候條件的嚴(yán)格限制。通常，當(dāng)路面是濕的或者當(dāng)溫度低于-10攝氏度時(shí)不能涂施漆。另外，變干時(shí)間嚴(yán)格依賴于涂施漆時(shí)的天氣的相對濕度。在高濕度情況下水性漆需要幾個(gè)小時(shí)或更長的時(shí)間變干。最后，水性漆(也就是人們通常所說的“橡膠基漆”)由水分散體(aqueous dispersion)聚合物制成。這些聚合物通常很“軟”而很容易由于交通車輛、沙土和氣候剝蝕而磨損。
上述專利都意欲解決當(dāng)使用“水性”漆并加速變干過程時(shí)的漆變干問題。本發(fā)明在“涂施漆過程中”不使用任何溶劑就可解決上述變干問題。
本發(fā)明緊密涉及維修焦炭爐、玻璃熔爐、均熱壺、再熱爐等襯有耐火磚或鑄件的工作。這種方法目前是公知的，被稱為“陶瓷焊”。
美國專利No.3,800,983描述了一種通過噴射至少一種可氧化物質(zhì)和另一種不可燃物質(zhì)而形成難熔物質(zhì)的方法，其中所述至少一種可氧化物質(zhì)通過與氧氣混和燃燒發(fā)出熱，所述不可燃物質(zhì)通過燃燒的熱熔化或者部分熔化并噴射到耐火磚上。該發(fā)明用于在熔爐工作時(shí)就地維修熔爐的襯里。通常，熔爐壁的溫度超過1500攝氏度，當(dāng)噴射的粉末被噴射到熱表面上時(shí)自動(dòng)點(diǎn)燃。在該方法中，可氧化和不可燃的顆粒與熔爐的襯里化學(xué)和熱特性匹配是非常重要的。
如果熱特性不正確，則這種新的難熔物質(zhì)將由于材料的不同膨脹率而從熔爐的襯里上破裂。如果化學(xué)成分不正確，這種新的難熔物質(zhì)將“破壞”熔爐中的熔化物。
在專利No.3,800,983中，可氧化和不可燃的顆粒被合成為一種粉末狀的混合物。然后這種粉末利用壓力純氧從粉末料斗吸入。然后，得到的粉末—氧氣混合物通過柔性供應(yīng)管路輸送到水冷噴頭。該噴頭用于將粉末—氧氣混合物噴射到要被維修的熔爐的耐火襯里上。當(dāng)粉末—氧氣混合物撞擊到爐子的熱表面上時(shí)自動(dòng)點(diǎn)燃。
專利’983的目的是選擇粉末的成分與耐火襯里的特性相匹配以防止“逆燃(flashback)”到噴頭并朝向設(shè)備的操作者?！澳嫒肌笔茄鯕狻勰┝骺焖偃紵龔亩够鹧嫦蜓鯕狻勰┑姆捶较蛐羞M(jìn)并對設(shè)備造成損害，并嚴(yán)重威脅設(shè)備的操作者。
美國專利No.4,792,468描述了一種與上述方法類似的方法，并詳細(xì)描述了可氧化和耐火的顆粒的化學(xué)和物理特性，這些可氧化和耐火的顆粒在耐火襯里上形成基本不破裂的難熔物質(zhì)。
美國專利No.4,946,806描述了一種基于專利No.3,800,893的方法，其中此發(fā)明使用鋅金屬粉末或鎂金屬粉末或者它們二者的混合物作為形成難熔物質(zhì)過程中的熱源。
美國專利No.5,013,499描述了一種火焰噴射難熔材料(目前稱為“陶瓷焊”)的方法，用于就地維修熔爐襯里，其中純氧用作吸入氣體，并且加速氣體和高可燃材料可以是沒有逆燃的鉻、鋁、鋯或鎂。該裝置可具有很高的材料噴涂速度(deposition rate)。
美國專利No.5,002,805通過在可氧化和不可氧化粉末中添加“助熔劑”而改善了該混合物的化學(xué)成分。
美國專利No.5,202,090描述了一種與美國專利No.5,013,499中所示裝置類似的裝置。在專利’090中具體描述了用于將粉末材料和氧氣混和并將氧氣—粉末組合物傳送到噴頭的機(jī)械設(shè)備。該裝置還允許難熔材料具有高噴涂速度而不產(chǎn)生逆燃。
美國專利No.5,401,698描述了一種改進(jìn)的“陶瓷焊粉末混合物”，用于前面所列專利中所述的裝置中。這種混合物需要至少兩種金屬用作燃料粉末，并且耐火粉末包含至少氧化鎂、氧化鋁或者氧化鉻。
美國專利No.5,686,028描述了一種陶瓷焊方法，其中耐火粉末包括至少一種硅化合物，并且該非金屬原始化合物選自氧化鈣、氧化鎂或氧化鐵。
美國專利No.5,866,049是對專利No.5,686,028所描述的陶瓷焊粉末的組合物的進(jìn)一步改進(jìn)。
美國專利No.6,372,288是對所述陶瓷焊粉末的組合物的進(jìn)一步改進(jìn)，其中所述粉末包含至少一種物質(zhì)以增加在難熔物質(zhì)中玻璃態(tài)物質(zhì)的生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于將難熔材料以火焰噴射方式直接噴射到路面上從而為路面提供高反光性、非常牢固和迅速變干的“漆”的方法和裝置。由于所述漆不包含溶劑，并且火焰噴射過程在高溫下工作，因此“漆”可在溫度和濕度變化很大的條件下涂施。
本發(fā)明利用了不可燃陶瓷粉末和金屬燃料和氧化劑相混和的陶瓷焊接工藝?；旌衔锉惠斔偷饺紵?，被點(diǎn)燃并噴射到路面上。可選地，組成物可在燃燒室中混和。燃料通常是鋁粉，不可燃陶瓷粉末通常是硅或二氧化鈦。氧化劑通常是化學(xué)粉末，但也可以是純氧。燃燒產(chǎn)生的熱熔化或部分熔化了陶瓷粉末以形成噴射到路面上的具有粘合力的物質(zhì)(coherent mass)，材料的溫度使具有粘合力的物質(zhì)牢固地粘附到路面上。
本發(fā)明的目的是提供一種在路上“畫”線的方法，其中所述“漆”迅速變干，牢固地粘附到路上，并具有很強(qiáng)的耐風(fēng)、沙和雨的侵蝕的能力，而且不會(huì)發(fā)生“逆燃”，非常安全。這種“漆”可在任何溫度下以及潮濕和下雨的條件下使用。燃燒室的工作溫度通常在3000K絕對溫度的等級上。


根據(jù)下面的詳細(xì)說明并參考附圖本發(fā)明將更加清楚。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的裝置的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的裝置的可替換實(shí)施例的示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的裝置的又一實(shí)施例的示意圖。
圖4是在本發(fā)明中使用的燃燒室的一實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1描述了本發(fā)明中使用的裝置的典型實(shí)施例。料斗1容納著金屬燃料粉末2，其中所述金屬燃料粉末通常是鋁粉或硅粉。其它適合的可燃粉末包括鋅、鎂、鋯和鉻。也可使用兩種或更多種可燃粉末的混合物。料斗6容納著粉末狀的化學(xué)氧化劑7，所述氧化劑通常是硝酸銨、硝酸鉀或者硝酸鈉。不可燃陶瓷材料(通常為二氧化硅或二氧化鈦)可與燃料粉末或化學(xué)氧化劑混和，也可與二者混和。每個(gè)料斗通過重力將粉末供應(yīng)到供應(yīng)有空氣或氧氣4，9的文氏管3，8中。流過文氏管的氣體由閥13或14控制，并將粉末吸入氣流。來自兩個(gè)料斗的氣流進(jìn)入獨(dú)立的供應(yīng)管線5，10并在燃燒室11中混和，在該燃燒室中氣流被混和并通常由電弧12或氣體引火器(pilot light)或者等離子弧點(diǎn)燃。導(dǎo)致的燃燒至少將不可燃材料的表面熔化，并且氣流將熔化材料噴射到路面上。所述材料形成具有粘合力的陶瓷或難熔物質(zhì)，它們牢固地粘附到路面上。
在圖1中，每個(gè)料斗具有其各自的供應(yīng)管線5，10，并且每條供應(yīng)管線直接連接到燃燒室11的頂部。燃燒室具有三個(gè)重要區(qū)域頂部23，在該處金屬燃料和氧化劑混和；中部24，在該處燃料被點(diǎn)燃并發(fā)生高溫燃燒；底部25，該處是燃燒室的最低溫度部分，在該處發(fā)生次燃燒效應(yīng)。
在圖1中，氧化劑可以是由源9供應(yīng)并由可變閥14控制的純氧氣。氧氣可經(jīng)由供應(yīng)管線10直接到達(dá)燃燒室11。在該實(shí)例中不需要粉末狀氧化劑，也不需要第二料斗6。重要的是只使用空氣將粉末狀燃料2從料斗吸入燃燒室11。使用空氣吸入燃料消除了粉末狀燃料的逆燃可能性。
圖2描述了將純氧氣噴射到燃燒室中的另一種方法。在所述描述中，粉末狀燃料被吸入供應(yīng)管線5并朝向燃燒室11輸送。在供應(yīng)管線5接近燃燒室的位置處，供應(yīng)的氧氣從氧氣源17在位置16處噴射到供應(yīng)管線中。所述氧氣加速了燃料—空氣的混和并供應(yīng)燃燒所必須的氧氣。由于燃料在靠近位置16處隨著空氣一起吸入，因此氧氣在靠近燃燒室處的噴射防止了逆燃?？諝獠蛔阋跃S持粉末狀燃料的燃燒。因此，粉末狀燃料—空氣混合物不能朝著料斗1進(jìn)行反方向燃燒。通過將氧氣噴射到供應(yīng)管線5中，氧氣有助于燃料和陶瓷粉末混合物朝向路面加速，并且有利于粉末狀燃料與氧氣更好地混和。
由于典型的鋁粉或硅粉燃料通過空氣運(yùn)送并且與化學(xué)氧化劑分離直到這些化學(xué)物質(zhì)在燃燒室11中混和，因此這種方法本身就不會(huì)發(fā)生逆燃，因此很安全。當(dāng)由普通的空氣傳送時(shí)，基本不可能使鋁粉或硅粉發(fā)生逆燃。另外，氧化劑在空氣中不燃燒(或燃燒很緩慢)，從而防止在傳送化學(xué)氧化劑的供應(yīng)管線10中發(fā)生任何逆燃。
另一安全特征是鋁粉或硅粉很難在空氣中點(diǎn)燃。盡管在使用鋁粉時(shí)需要非常謹(jǐn)慎，但是鋁粉在空氣中不會(huì)被點(diǎn)燃，除非火焰溫度(來自點(diǎn)火器等)超過氧化鋁的熔化溫度(2313K)。本發(fā)明的發(fā)明人利用顆粒大小(從1微米到100微米之間)不同的鋁粉做了實(shí)驗(yàn)，丙烷炬(propane torch)不可能點(diǎn)燃其中任何粉末。
另外，不可燃陶瓷粉末可與可燃金屬粉末或粉末狀氧化劑混和。如果不可燃粉末與粉末狀燃料混和，將沖淡粉末狀燃料的濃度并且減小燃料逆燃或突然燃燒的可能性。根據(jù)已公開的各種陶瓷焊專利，粉末狀燃料的質(zhì)量通常比不可燃陶瓷粉末的重量少15％。
在另一實(shí)例中，不需要附加純氧，只是空氣就足以供應(yīng)燃燒所需的氧氣。在該實(shí)例中，空氣可在圖2中的位置16處噴射以使混合物朝向表面的速度增加，并更好地使粉末狀燃料與空氣混和。
圖3示詳細(xì)出了本發(fā)明中使用的裝置。料斗1容納有粉末狀燃料2或者粉末狀氧化劑7。這些粉末通過螺紋傳送器18輸送，該螺紋傳送器由可變速電機(jī)19驅(qū)動(dòng)。螺紋傳送器將粉末輸送入一個(gè)與吸入器3流體連通的漏斗20，來自源4的氣流被引入該吸入器3中。氣流的流動(dòng)速率由與空氣源4串連連接的閥13控制。文氏管將粉末狀燃料從漏斗吸入供應(yīng)管線5，其中所帶的顆粒被輸送到燃燒室11。具有粘合力的物質(zhì)在路面上的噴涂速度可利用在路面和燃燒室的出口之間的運(yùn)動(dòng)速度來控制?？勺兯匐姍C(jī)和螺紋傳送器以及空氣控制閥13提供了一種精確的裝置，其將粉末狀燃料和氧化劑分配到燃燒室中，并改變?nèi)紵俣纫约半y熔材料在路面上的噴涂?？勺兯匐姍C(jī)和空氣控制閥13由一個(gè)測量“畫線機(jī)”相對于路面的速度的裝置控制。以這種方式，在路面上噴涂的厚度可被控制，而與畫線裝置相對于路面的速度無關(guān)。在向路面噴射難熔物質(zhì)之前需要對路面進(jìn)行預(yù)加熱。
選擇氧化的化學(xué)物質(zhì)對于畫線過程的安全性和經(jīng)濟(jì)性很重要。氧化的化學(xué)物質(zhì)必須成本低、容易獲得、無毒、燃燒的火焰溫度足以軟化或熔化在這種方法中使用的陶瓷材料?？梢钥紤]下列化學(xué)物質(zhì)高氯酸銨(NH4CLO4)硝酸銨(NH4NO3)硝酸鉀(KNO3)硝酸鈉(NaNO3)高氯酸鉀(KCLO4)高氯酸鈉(NaCLO4)氯酸鉀(KCLO3)氯酸鈉(NaCLO3)空氣純氧高氯酸銨是公知的用于固態(tài)火箭燃料的具有良好特性的氧化劑。正是這種氧化劑用作太空器的固體火箭推進(jìn)器。它比較昂貴，在美國只有一家公司生產(chǎn)。燃燒制品主要為NO和少量的NO2，氯和氯化氫(HCL)，所有這些都有毒。因此，在此應(yīng)用中不使用高氯酸銨作為氧化劑。
硝酸銨(NH4NO3)是一種較好的氧化劑，這是因?yàn)槠洳话龋虼瞬簧陕然瘹?。其可能產(chǎn)生一定量的有毒NO，盡管當(dāng)與開放的空氣混和時(shí)NO的濃度很低。硝酸銨還是公知的肥料，并且還廣泛應(yīng)用于爆破。其應(yīng)用廣泛并且價(jià)格低廉。但是，燃燒一磅的鋁需要4.45磅的硝酸銨，因此需要的硝酸銨的體積和重量比其它可能的氧化劑大。
硝酸鉀(KNO3)和硝酸鈉(NaNO3)也應(yīng)用很廣泛，并且價(jià)格低廉，也是產(chǎn)生一定量的有毒NO。在該機(jī)器的操作過程中NO也是被開放的空氣明顯稀釋。硝酸鉀和硝酸鈉將產(chǎn)生副產(chǎn)品，這些副產(chǎn)品與空氣作用產(chǎn)生氫氧化物。這些氫氧化物可溶于水，對于難熔材料在路面上的噴涂和固化可能產(chǎn)生(或者可能不產(chǎn)生)問題。燃燒一磅的鋁只需2.25磅的KNO3。因此，KNO3是作為氧化劑的一種很好的選擇。
硝酸鈉(NaNO3)具有與KNO3相似的特性。其容易獲得、成本低廉、并且燃燒一磅的鋁只需1.89磅的NaNO3。
其它高氯酸鹽和氯酸鹽在性能和燃燒特性上與硝酸鈉和硝酸鉀相似，并且將產(chǎn)生可溶于水的副產(chǎn)品。它們比硝酸鈉和硝酸鉀昂貴并且不容易獲得。
空氣是用作氧化劑的一種很好的選擇。很明顯空氣很容易得到并且只需要一個(gè)壓縮機(jī)。問題是是否可將足夠的空氣噴射到系統(tǒng)中以提供燃燒所需要的足夠氧氣，并且不排出很多的熱。
純氧是氧化劑的一種極好的選擇。使用純氧會(huì)產(chǎn)生類似于陶瓷焊的過程。其不產(chǎn)生有毒副產(chǎn)品并且閥和控制器也不昂貴。純氧很便宜并且容易獲得。如果使用壓縮氧氣(作為氣體)，則容器相對所盛裝的氧氣量非常大而重。另外，必須處理“逆燃”的問題。
對于大面積的公路畫線應(yīng)用，液態(tài)氧是很好的選擇。其價(jià)格低廉并且容易獲得。唯一的問題是液態(tài)氧的存放與處理。
在所述裝置中，下列不可燃的陶瓷材料被用作“顏料漆”二氧化硅二氧化鈦氧化鋁由廢舊粒磚(grain brick)生產(chǎn)的氧化鉻氧化鎂氧化鐵碎有色玻璃鎂礦再生物CORHART-ZacAl2O3/釩土(Bauxite)—再生物選擇“顏料漆”的主要標(biāo)準(zhǔn)是費(fèi)用和可獲得性。二氧化鈦是用于白漆的主要顏料，很容易獲得，并且費(fèi)用低。氧化鋁也容易獲得，但是比二氧化鈦貴很多。二氧化硅是通常所述的“沙子”，可能是所有顏料漆中最便宜的。氧化鉻如果由廢舊粒磚制成，則也是低成本的陶瓷材料，但是有可能與其混合物不相容。廢舊粒磚可買到，例如CORHART RFG或CORHART104級(CORHART104 Grades)。可使用少量的氧化鎂以增強(qiáng)最終的漆制品的熱特性。鎂礦再生物，CORHART-Zac和釩土—再生物是回收的以前在高溫爐中使用過的耐火制品?？墒褂脙煞N或更多種不可燃陶瓷材料的混合物。
在一個(gè)實(shí)施例中，至少兩種不可燃材料與至少一種金屬可燃粉末和氧化劑混和。一種不可燃材料的熔點(diǎn)超過燃燒金屬粉末和氧化劑的火焰溫度，第二種不可燃材料的熔點(diǎn)低于燃燒金屬粉末和氧化劑的火焰溫度?；旌衔锉稽c(diǎn)燃從而使可燃顆粒與氧化劑以發(fā)熱方式反應(yīng)從而釋放足夠的熱量以熔化低熔點(diǎn)的不可燃材料但是不足以熔化高熔點(diǎn)的不可燃材料。然后將材料噴射到表面上，低熔點(diǎn)的不可燃材料用作高熔點(diǎn)的不可燃材料和燃燒制品的粘接劑，并且得到的物質(zhì)牢固地粘附到表面上。優(yōu)選地，高熔點(diǎn)不可燃材料包括二氧化鈦、氧化鋁、氧化鎂、氧化鉻、氧化鐵、氧化鋯、氧化鎢或這些材料中兩種或更多種的混合物。低溫不可燃材料是二氧化硅，金屬可燃粉末是硅。
一些適于涂覆路面的畫線的組合物包括包含二氧化鈦和硅的組合物；包含二氧化鈦、二氧化硅和硅的組合物；包含氧化鋁和硅的組合物；包含氧化鋁、二氧化硅和硅的組合物；包含氧化鐵和硅的組合物；包含氧化鐵、二氧化硅和硅的組合物；包含氧化鎂和硅的組合物；以及包含氧化鎂、二氧化硅和硅的組合物。
除了選擇低成本的陶瓷材料用作“顏料漆”外，還需要在路面上產(chǎn)生黃色、藍(lán)色和紅色的顏料。這些顏料可與陶瓷粉末或粉末狀燃料預(yù)先混和，或可通過獨(dú)立的供應(yīng)管線添加到燃燒室中。顏料可以是例如鎢、鋯、破碎的黃色或其它顏色的玻璃、或三氧化二鐵(Fe2O3)。類似地，可添加反光粒(retro-reflective bead)。
由于氧化劑粉末易于吸濕，有必要在粉末中添加“抗結(jié)團(tuán)”劑以防止結(jié)團(tuán)，結(jié)團(tuán)會(huì)阻礙粉末順利流動(dòng)?！翱菇Y(jié)團(tuán)”劑還被稱之為“流動(dòng)”劑。典型的流動(dòng)劑是TCP(磷酸三鈣)，不過在現(xiàn)有技術(shù)中還有其它公知的流動(dòng)劑。
圖4示出了燃燒室11的一個(gè)方面。由于本裝置在非常高的溫度下工作(通常高于3000K的絕對溫度)，因此將燃燒室設(shè)計(jì)成低成本并且在高溫下具有很長的壽命是很重要的。燃燒室可由適合的陶瓷材料或者內(nèi)部涂覆有高溫陶瓷涂覆層的金屬制成。圖4示出在燃燒室的側(cè)面設(shè)計(jì)了小的文氏管21。當(dāng)燃燒制品從燃燒室11中噴出時(shí)，燃燒氣體的速度在燃燒室的內(nèi)表面上產(chǎn)生部分真空。較冷的空氣被吸入文氏管入口21并沿著燃燒室的內(nèi)壁22流動(dòng)。所述空氣既冷卻了燃燒室的內(nèi)表面，又減少了剩余制品在燃燒室的內(nèi)壁上的堆積。
本發(fā)明不限于說明書中所示出和描述的，只要不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求的精神，都包含在本發(fā)明的包含范圍中。
權(quán)利要求
1.一種在路面上形成具有粘合力的難熔物質(zhì)的方法，其包括以下步驟將一或多種不可燃材料與一或多種金屬可燃粉末和氧化劑混和；點(diǎn)燃所述混合物從而使可燃顆粒與氧化劑以發(fā)熱方式反應(yīng)從而釋放足夠的熱量以便在燃燒熱的作用下形成具有粘合力的難熔物質(zhì)；以及將所述物質(zhì)噴射到路面上使所述物質(zhì)牢固地粘附到路面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述不可燃材料選自包括下面材料的組二氧化鈦、氧化鋁、氧化鉻、二氧化硅、氧化鎂、氧化鐵、碎有色玻璃、或者其中兩種或更多種的混合物；以及所述可燃粉末選自包括下面材料的組鋁、硅、鋅、鎂、鋯、和鉻或者其中兩種或更多種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述氧化劑選自包括下面材料的組空氣、氧氣、高氯酸銨、硝酸銨、高氯酸鉀、硝酸鉀、高氯酸鈉、硝酸鈉、氯酸鉀、氯酸鈉或者其中兩種或更多種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述不可燃材料是由廢舊粒磚制成的氧化鉻。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述不可燃材料是公知的市場上可獲得的廢舊粒磚Corhart RFG或Corhart 104級。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述不可燃材料是鎂礦再生物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述不可燃材料是Corhart-Zac。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述不可燃材料是Al2O3/釩土一再生物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化劑包括抗結(jié)團(tuán)劑或者流動(dòng)劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述流動(dòng)劑是磷酸三鈣。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，三氧化二鐵在混合物中用作催化劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述混和步驟包括將顏料引入混合物，當(dāng)所述混合物在存在其它材料的情況下被加熱時(shí)使難熔物質(zhì)的顏色成為預(yù)定的顏色。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述顏色是白色、黃色、紅色或藍(lán)色。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述顏料是鎢、鋯、或三氧化二鐵。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述顏料是碎有色玻璃。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述點(diǎn)燃步驟包括在燃燒室中點(diǎn)燃混合物。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，包括以下步驟將氧氣供應(yīng)到燃燒室中以有助于一種或多種金屬可燃粉末的燃燒。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述混和步驟在燃燒室中完成。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述混和步驟在混合物進(jìn)入燃燒室之前完成。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括以下步驟在將難熔物質(zhì)噴射到路面上之前預(yù)加熱路面。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括以下步驟在將難熔物質(zhì)噴射到路面上之前在難熔物質(zhì)中添加反光粒。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括以下步驟在將難熔物質(zhì)噴射到路面上之后在所述難熔材料上噴涂反光粒。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括以下步驟控制難熔物質(zhì)的噴涂速度以便使噴射到路面上的難熔物質(zhì)具有大致均勻的厚度。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，添加到混合物中的反光粒在反應(yīng)熱的作用下軟化，以使反光粒牢固地粘附到路面上。
25.一種在路面上形成具有粘合力的難熔物質(zhì)的裝置，其包括適于布置在路面上的燃燒室；第一供應(yīng)管線，用于將一或多種金屬可燃粉末和一或多種不可燃材料運(yùn)送到燃燒室；第二供應(yīng)管線，用于將氧化劑運(yùn)送到燃燒室；以及與燃燒室相聯(lián)的點(diǎn)火裝置，其可操作在燃燒室中點(diǎn)燃可燃粉末、不可燃材料和氧化劑以使金屬可燃粉末與氧化劑以發(fā)熱方式反應(yīng)從而釋放足夠的熱量以便形成難熔物質(zhì)，所述難熔物質(zhì)被噴射到路面上從而牢固地粘附到路面上。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，第一供應(yīng)管線包括將可燃粉末從第一容器運(yùn)送到燃燒室的載體；以及第二供應(yīng)管線包括將氧化劑從第二容器運(yùn)送到燃燒室的載體。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，還包括第三供應(yīng)管線，用于將空氣供應(yīng)到燃燒室中，從而供應(yīng)附加的氧氣以有助于將難熔物質(zhì)噴射到路面上。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，還包括第三供應(yīng)管線，用于將附加的氧氣供應(yīng)到燃燒室中，以有助于金屬可燃粉末的燃燒。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，還包括第三供應(yīng)管線，用于將空氣供應(yīng)到燃燒室中，從而供應(yīng)附加的氧氣以有助于將難熔物質(zhì)噴射到路面上。
30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，還包括一附加的供應(yīng)管線，用于將顏料供應(yīng)給混合物，當(dāng)所述混合物在其它材料中加熱時(shí)使難熔物質(zhì)的顏色成為黃色。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，所述顏料是鎢、鋯或三氧化二鐵。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，所述顏料是碎有色玻璃。
33.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于，在第一管線和第二管線中的載體是空氣。
34.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置是電弧或等離子弧。
35.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置是氣體引火器。
36.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，金屬可燃粉末的輸送速率由被可變速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺紋傳送器控制。
37.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，氧化劑是粉末狀的氧化劑，粉末狀的氧化劑的輸送速率由被可變速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺紋傳送器控制。
38.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，金屬可燃粉末的輸送速率由控制氣體載體的可變閥控制。
39.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，氧化劑是粉末狀的氧化劑，粉末狀的氧化劑的輸送速率由控制氣體載體的可變閥控制。
40.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于，氧氣的輸送速率由可變閥控制。
41.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，包括與所述裝置相聯(lián)的畫線組件，具有粘合力的物質(zhì)噴涂到路面上的噴涂速度由畫線組件沿著路面的速度控制。
42.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，包括獨(dú)立的供應(yīng)管線以便將反光粒運(yùn)送到燃燒室，從而使反應(yīng)產(chǎn)生的熱軟化反光粒的表面，使反光粒牢固地粘附到路面上。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的裝置，其特征在于，反光粒被噴射到燃燒室的溫度最高的部分從而使反應(yīng)產(chǎn)生的熱軟化反光粒的表面，使反光粒牢固地粘附到路面上。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的裝置，其特征在于，反光粒被噴射到燃燒室的溫度較低的部分，該部分的溫度足以使反應(yīng)產(chǎn)生的熱軟化反光粒的表面從而使反光粒牢固地粘附到路面上，但是該部分的溫度不足以使反光粒發(fā)生嚴(yán)重的變形或破壞。
45.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，一條供應(yīng)管線包含運(yùn)送氧化劑和一部分不可燃材料的載體。
46.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，一條供應(yīng)管線包含運(yùn)送金屬可燃粉末和一部分不可燃材料的載體。
47.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，燃燒室由陶瓷材料制成。
48.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，燃燒室包含開口，其用作文氏管以吸入空氣和冷卻燃燒室的內(nèi)表面。
49.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，燃燒室由金屬制成，并且在內(nèi)部涂有陶瓷涂覆層。
50.權(quán)利要求1的方法中所使用的道路標(biāo)記組合物，其包括至少一種干的不可燃粉末和至少一種干的可燃粉末，其中當(dāng)混合物在存在氧化劑的情況下被點(diǎn)燃時(shí)，可燃粉末與氧化劑以發(fā)熱方式反應(yīng)從而釋放足夠的熱量以便在燃燒熱的作用下形成難熔物質(zhì)并使所述難熔物質(zhì)牢固地粘附到路面上。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的組合物，其特征在于，所述不可燃粉末選自包括下面材料的組二氧化鈦、氧化鋁、二氧化硅、氧化鉻、氧化鎂、氧化鐵、氧化鋯、或者其中兩種或更多種的混合物；以及所述可燃粉末選自包括下面材料的組鋁、硅、鋅、鎂、鉻、和鋯或者其中兩種或更多種的混合物。
52.根據(jù)權(quán)利要求50所述的組合物，其特征在于，所述氧化劑選自包括下面材料的組空氣、壓縮氧氣、液態(tài)氧、高氯酸銨、硝酸銨、高氯酸鉀、硝酸鉀、高氯酸鈉、硝酸鈉、氯酸鉀、氯酸鈉或者其中兩種或更多種的混合物。
53.根據(jù)權(quán)利要求50所述的組合物，其特征在于，所述不可燃粉末是公知的市場上可獲得的Corhart RFG或Corhart 104級。
54.根據(jù)權(quán)利要求50所述的組合物，其特征在于，所述不可燃材料是鎂礦再生物。
55.根據(jù)權(quán)利要求50所述的組合物，其特征在于，所述不可燃材料是氧化鋁/釩土-再生物。
56.根據(jù)權(quán)利要求50所述的組合物，包括在混合物中用作催化劑的氧化鐵。
57.根據(jù)權(quán)利要求50所述的組合物，包括顏料，當(dāng)所述混合物在存在其它材料的情況下被加熱時(shí)使難熔物質(zhì)的顏色成為預(yù)定的顏色。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的組合物，其特征在于，所述顏料產(chǎn)生黃色、紅色或者藍(lán)色。
59.根據(jù)權(quán)利要求57所述的組合物，其特征在于，所述顏料包括鎢、鋯、氧化鐵、或者碎有色玻璃。
60.根據(jù)權(quán)利要求50所述的道路標(biāo)記組合物，其包括二氧化鈦和硅。
61.根據(jù)權(quán)利要求50所述的道路標(biāo)記組合物，其包括二氧化鈦、二氧化硅和硅。
62.根據(jù)權(quán)利要求50所述的道路標(biāo)記組合物，其包括氧化鋁和硅。
63.根據(jù)權(quán)利要求50所述的道路標(biāo)記組合物，其包括氧化鋁、二氧化硅和硅。
64.根據(jù)權(quán)利要求50所述的道路標(biāo)記組合物，其包括三氧化二鐵和硅。
65.根據(jù)權(quán)利要求50所述的道路標(biāo)記組合物，其包括三氧化二鐵、二氧化硅和硅。
66.根據(jù)權(quán)利要求50所述的道路標(biāo)記組合物，其包括氧化鎂和硅。
67.根據(jù)權(quán)利要求50所述的道路標(biāo)記組合物，其包括氧化鎂、二氧化硅和硅。
68.一種在路面上形成具有粘合力的難熔物質(zhì)的裝置，其包括適于布置在路面上的燃燒室；單個(gè)供應(yīng)管線，用于將一或多種金屬可燃粉末、一或多種不可燃材料以及氧化劑運(yùn)送到燃燒室；以及與燃燒室相聯(lián)的點(diǎn)火裝置，其可操作在燃燒室中點(diǎn)燃可燃粉末、不可燃材料和氧化劑以使金屬可燃粉末與氧化劑以發(fā)熱方式反應(yīng)從而釋放足夠的熱量以便形成難熔物質(zhì)，所述難熔物質(zhì)被噴射到路面上從而牢固地粘附到路面上。
69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的裝置，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置是電弧。
70.根據(jù)權(quán)利要求68所述的裝置，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置是氣體引火器。
71.根據(jù)權(quán)利要求68所述的裝置，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置是等離子弧。
72.根據(jù)權(quán)利要求68所述的裝置，其特征在于，可燃粉末和不可燃粉末的輸送速率由被可變速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺紋傳送器以及控制空氣、氧氣或空氣和氧氣的混合物的輸送速率的可變閥控制。
73.根據(jù)權(quán)利要求68所述的裝置，其特征在于，具有粘合力的物質(zhì)噴涂到路面上的噴涂速度由路面和燃燒室的出口之間的相對運(yùn)動(dòng)速度控制，反之亦然。
74.根據(jù)權(quán)利要求68所述的裝置，其特征在于，所述燃燒室由陶瓷材料制成。
75.根據(jù)權(quán)利要求68所述的裝置，其特征在于，燃燒室包含開口，其用作文氏管以吸入空氣和冷卻燃燒室的內(nèi)表面。
76.根據(jù)權(quán)利要求68所述的裝置，其特征在于，燃燒室由金屬制成，在內(nèi)部涂有耐高溫金屬或者陶瓷涂覆層。
77.根據(jù)權(quán)利要求68所述的裝置，其包括獨(dú)立的供應(yīng)管線以便將反光粒運(yùn)送到燃燒室，從而使反應(yīng)產(chǎn)生的熱軟化反光粒的表面，使反光粒牢固地粘附到路面上。
78.根據(jù)權(quán)利要求68所述的裝置，其特征在于，反光粒被噴射到燃燒室的溫度最高的部分從而使反應(yīng)產(chǎn)生的熱軟化反光粒的表面，使反光粒牢固地粘附到路面上。
79.根據(jù)權(quán)利要求68所述的裝置，其特征在于，反光粒被噴射到燃燒室的溫度較低的部分，該部分的溫度足以使反應(yīng)產(chǎn)生的熱軟化反光粒的表面從而使反光粒牢固地粘附到路面上，但是該部分的溫度不足以使反光粒發(fā)生嚴(yán)重的變形或破壞。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種在路面上形成具有粘合力的難熔物質(zhì)的方法和裝置，其中，將一或多種不可燃材料與一或多種金屬可燃粉末(2)和氧化劑(7)混和；點(diǎn)燃所述混合物從而使金屬可燃顆粒(2)以發(fā)熱方式與氧化劑(7)反應(yīng)并釋放足夠的熱量以便在燃燒熱的作用下形成具有粘合力的難熔物質(zhì)，并將所述物質(zhì)噴射到路面上使所述物質(zhì)牢固地粘附到路面上。
文檔編號E01C7/06GK1906361SQ200480040876
公開日2007年1月31日 申請日期2004年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月6日
發(fā)明者喬治·杰伊·利希特布勞 申請人:喬治·杰伊·利希特布勞