综合式路面除冰设备制造技术

本发明专利技术涉及综合式路面除冰设备。综合式路面除冰设备，包括机械除冰装置、用于控制机械除冰装置的冰层去除量以在路面上留下余量冰层的除冰余量控制装置和用于依靠热能将所述余量冰层融化的热力除冰装置，定义综合式路面除冰设备使用时向前移动，所述热力除冰装置设置在机械除冰装置的后方。除冰余量控制装置能够用于控制机械除冰装置的冰层去除量，从而在路面上留下具有设定厚度的余量冰层，避免机械除冰装置直接与路面接触导致路面破损或装置自身损坏；而余量冰层能够由设置在机械除冰装置的后方的热力除冰装置融化，达到无冰层残留的目的，与现有技术相比，解决了除冰除净率与保护路面之间的矛盾，除冰效率高，节省能源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及综合式路面除冰设备。
技术介绍
目前，国内外清除道路表面积雪和冰层的常用的方法如图1所示，整体可以分为路面外部除冰法和路面内部除冰法，而这两种方法中常用的技术按照原理可以分为化学除冰法、热力除冰法和机械除冰法。化学除冰法是通过撒布盐类除雪剂降低冰雪的冰点使冰雪融化实现清除冰雪降低冰雪危害。化学除冰法使用方便，既可清除路面结冰，同时在一定条件下能防止二次冻结。但是，化学试剂去除冰雪主要存在如下不足：1）受环境温度影响大，低温环境中，使用效果明显下降，需根据环境条件实时调整除雪剂使用量；2）化学试剂对路面有侵蚀作用，导致沥青混凝土和水泥混凝土的严重剥蚀，影响路面的使用寿命；3）路面上含有融雪剂、除雪剂的积水对行驶车辆的相关部件也有腐蚀作用。如锈蚀不断积聚在闸瓦上，它可以导致刹车片的衬面变形、松散、爆裂甚至失灵报废，造成很大的安全隐患；4）融雪剂、融雪剂对植被、水源、桥梁道路、钢铁建筑等都有极强的腐蚀作用，其使用会对环境造成巨大的破坏。热力除冰法是利用热能使冰雪融化，消除冰雪危害。按照加热形式主要分为微波加热、红外加热、喷气发动机加热等。1）红外加热，是使用燃料加热红外线加热板，利用热辐射作用使路面冰雪融化；2）喷气发动机加热：是利用废旧喷气式发动机排出的高温热气流对路面冰雪进行加热使其融化以达到清除目的。3）微波加热：是微波除冰是利用冰雪对微波的吸收能力较弱，同时路面对微波吸收能力强于冰雪，由此微波可透过冰层加热路面，通过加热路面融化路面与冰层间粘结层，使路面与冰层间的结合力消失，再利用机械方法清除冰层。上述前两种方法对于薄冰和小降雪量效果较好，当冰层较厚，降雪量较大时，其融化速度慢、能耗大、且融化出的水又会再次冻结，影响了清除冰雪的效果，同时，噪声大、对周围环境有极大的影响等使其很难在城市道路和高速公路上推广使用。第三种微波加热法微波除冰相对机械除冰其除净率高，同时因其只加热融解路面与冰层间粘结层耗能相对其他热力除冰方法小，是比较理想的除冰技术，但由于其除冰效率低、技术难度高、产业化困难使其至今未能在实际中的得到广泛的应用。机械除冰法是通过机械装置对冰雪直接作用来清除冰雪，按工作原理可分为以下几类。1）振动式，通过液压马达驱动偏心块使振动轮沿圆周径向运动。对路面冰层来说，既有上、下方向的振动作用力，又有水平方向的揉搓作用力，振动轮表面的凸块切入并挤压冰层，使冰层断裂破碎并与地面剥离。2）静碾压裂式，工作装置悬挂于装载机前端，通过滚压轮上的组合刀片，依靠滚压轮自身的重量和来自装载机动臂和摇臂的协调压力，压碎冰层。3）铲剁式，由多刀刃组成的工作铲在曲轴的带动下上下运动，对路面冰层进行剁击，该机构采用柔性连接，实现了对路面高低不平的自动补偿。机械除冰法易于实现一机多用，且很多可直接安装在现有的道路清除机械上，产业化难度低，同时无污染，故在国内应用最为广泛。但是，机械除冰法中除冰技术刀具对冰层的作用力可分为水平作用力Fx和垂直作用力Fy，如图2所示，其中垂直作用力Fy主要用于使刀具91嵌入冰层，水平作用力Fx用于使冰层93与路面92分离，若要提高除净率，刀具一般需深入冰层93与路面92接触，作用于冰层93与路面92间的粘结层实现彻底清除路面覆冰。而因路面覆冰的密度、厚度等分布不均匀且不可测，为提高除净率，刀具作用于冰层的压强往往远大于冰层的抗压强度，达到可损伤路面范围。对水平作用力Fx，其主要功能是实现覆冰与路面的剥离，此时刀具与冰层间的作用同机械切削加工过程相似，所作用路面覆冰厚度等效于金属切削加工如刨削加工参数进给量，在金属切削加工过程中刀具所受阻力的大小、加工成形表面的粗糙度均与进给量相关，进给量增大，刀具受到的阻力增大，且表面越粗糙。进给量过大将导致刀具所受阻力大于系统承载，则不能完成加工。并且，常用的机械除冰过程对冰层只施加一次作用力，所以对应的刀具除冰进给量即为当前冰层厚度或刀具所嵌入的深度，虽然路面覆冰的强度等远小于金属，但较大进给量所对应的阻力和所能得到的表面粗糙度也是较大的，导致机械除冰装置除冰的除净率低且同时会损伤路面。由此可见，机械方法的不足之处是除冰除净率与保护路面间矛盾，当积冰与路面结台紧密时，如果融雪剂械的力量太小，不能使冰层与路面有效分离，降低除冰除净率；力量太大，又往往会损伤道路甚至破坏路面。综上所述，目前清除道路冰雪常用的三种方法各有优点和不足，化学法采用化学试剂融化冰雪，使用简单、快捷，但会对路面特别是混凝土路（桥）面和钢桥面产生腐蚀作用，同时对环境也有较大破坏；热力除冰法利用热能使冰雪融化、消除冰雪危害，主要有微波加热、红外加热、喷气发动机加热等类型，但现有的热力融冰雪技术还不够完善，虽然在理论上热力除冰特别是微波除冰是理想的除冰技术，但热力除冰冰雪融化速度慢、效率低、能耗大、清除道路厚冰效果不够理想等问题制约其发展应用；机械法用于清除浮雪效果比较好，但当用来清除与地面紧密吸附的积冰时，除冰除净率与保护路面难以实现平衡。申请号为201410783258.3、申请公布号为CN 104452646 A、申请公布日为2015.03.25的中国专利公开了一种水射流道路除冰车，该除冰车是一种综合采用了热力除冰法和机械除冰法的综合式路面除冰设备，包括作为装置架的底盘，底盘上由前向后依次设置有水射流装置、破冰辊、集冰铲、推冰板、传送带和吸管。水射流装置用于喷射高温水流以将地面的冰切割出带状的条纹；破冰辊上设有破冰齿，其转动轴线沿水平方向，并且在破冰辊与破冰齿内装有弹簧，目的是在不伤及路面的情况下将冰层快速从地面剥离；集冰铲、推冰板和传送带构成碎冰收集装置，用于将碎冰收集起来。工作时，首先依靠水射流装置对冰层进行切割，然后利用破冰辊将地面上的带状条纹冰块破碎并从地面分离，被分离的碎冰被碎冰收集装置运送至车上指定位置，最后利用与风机连接的吸管将剩余在路面上的冰渣和残留在路面的水渍吸收干净，最终达到除冰、集冰并清洁路面的目的。申请号为201310124688.X、授权公告号为CN 103174106 B、授权公告日为2015.03.25的中国专利公开的智能型道路联合除冰雪机，包括仿形机构、铣削除冰装置和用于清理从路面上剥离的冰雪的清扫装置，铣削除冰装置为转动轴线沿水平方向延伸的锤式铣刀，并与仿形机构联动，仿形机构用于控制锤式铣刀的铣刀高度。使用时，仿形机构的仿形脚支撑在已经清理完冰雪层的路面上，当路面出现起伏变化时，仿形脚根据路面的变化起伏前进，从而实现路面仿形，使得锤式铣刀的刀刃刚好能够完全清除路面冰层又不碰到路面。该智能型道路联合除冰雪机还包括智能感知控制系统，用于根据与锤式铣刀对应的预避障铰链的位置通过指令控制中心控制仿形机构的调节机构升降，保证锤式铣刀的高度能够完全清除路面冰层又不碰到路面。可是，由于道路路面不可避免地存在沿道路延伸方向的起伏和沿道路宽度方向的起伏，并且冰层厚度不一，因此现有的上述第一种除冰装置受上述各种因素的影响很难发挥好破冰辊与破冰齿内的弹簧的作用，而第二种除冰装置是在仿形机构的刀刃碰到地面后才能实现调节机构的动作，工作时必然存在刀刃与地面碰撞的情况。可见，现有的除冰装置在实际使用时仍很难解决除冰除净率与保护路面之间的矛盾，依旧容易出现本文档来自技高网...

【技术保护点】
综合式路面除冰设备，其特征在于：包括机械除冰装置、用于控制机械除冰装置的冰层去除量以在路面上留下余量冰层的除冰余量控制装置和用于依靠热能将所述余量冰层融化的热力除冰装置，定义综合式路面除冰设备使用时向前移动，所述热力除冰装置设置在机械除冰装置的后方。

【技术特征摘要】
1.综合式路面除冰设备，其特征在于：包括机械除冰装置、用于控制机械除冰装置的冰层去除量以在路面上留下余量冰层的除冰余量控制装置和用于依靠热能将所述余量冰层融化的热力除冰装置，定义综合式路面除冰设备使用时向前移动，所述热力除冰装置设置在机械除冰装置的后方。2.根据权利要求1所述的综合式路面除冰设备，其特征在于：所述除冰余量控制装置包括热水射流装置，热水射流装置用于在冰面上形成暴露出路面的冰槽，热水射流装置后方设有与机械除冰装置联动的滚动支撑装置。3.根据权利要求2所述的综合式路面除冰设备，其特征在于：所述热水射流装置和滚动支撑装置沿左右方向活动设置在综合式路面除冰设备上。4.根据权利要求2所述的综合式路面除冰设备，其特征在于：所述热水射流装置具有左右排列的多组喷嘴，各组中的喷嘴沿前后方向共线布置。5.根据权利要求1—4中的任意一项所述的综合式路面除冰设备，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：高立龙，赖思伟，宋瑞丽，李涛，万明杰，张茜萍，蒋文峰，贾博，田立丰，王晓东，董翔宇，马士友，陈斌，歹英杰，
申请(专利权)人：中国人民解放军防空兵学院，
类型：发明
国别省市：河南;41