[發(fā)明專利]一種用于公路橋梁的環(huán)保智能型的防冰除冰系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN104294760A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設計）人: 蔡向陽;謝立新;孫大志;章照宏;袁銅森;吳金波;黃達;謝剛;萬劍平;萬智;劉凱華;蔡艷鋒;楊春林
• 申請（專利權）人: 長沙同成交通科技有限公司
• 主分類號: E01D19/12
• 分類號: E01D19/12;G05B19/05
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 黃美成

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于公路橋梁的環(huán)保智能型的防冰除冰系統(tǒng)及方法，屬于交通運輸安全與應急保障技術領域。

背景技術

每到冬季，我國大部分地區(qū)就會出現(xiàn)冰凍、雨雪天氣，使得高速公路上的橋梁、隧道口等局部區(qū)域出現(xiàn)結冰現(xiàn)象，此時行駛在此種路面上的汽車容易因車輪打滑而造成嚴重的交通安全事故。傳統(tǒng)的除冰雪方法主要包括機械除冰法、傳統(tǒng)融雪劑除冰法和電纜加熱除冰法。

機械除冰法雖然具有效力高、機動性強的優(yōu)點，但機械成本高，由于需要人工操作在惡劣氣象條件下存在較大的安全隱患，工作時需要封閉公路影響交通，對路面有巨大的損傷并且除冰不及時；傳統(tǒng)融雪劑除冰會加快路面破損，降低路面的使用壽命；電纜加熱除冰法是近年出現(xiàn)的一種在道路面層和基層之間加鋪電加熱裝置，通過調(diào)整工作電壓或電流達到電加熱裝置發(fā)熱的目的而實現(xiàn)除冰。此種方法存在安裝和后期維護不便、工作能耗過高等缺點。

因而，現(xiàn)有技術存在的除冰不及時、有安全隱患、需要封路、損壞路面、安裝不便以及能耗過高、不環(huán)保等問題。

因此，有必要設計一種新型的用于公路橋梁的防冰除冰系統(tǒng)及方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種用于公路橋梁的環(huán)保智能型的防冰除冰系統(tǒng)及方法，該用于公路橋梁的環(huán)保智能型的防冰除冰系統(tǒng)及方法能實現(xiàn)高效、智能、自動除冰，社會效益顯著。

發(fā)明的技術解決方案如下：

一種用于公路橋梁的環(huán)保智能型的防冰除冰系統(tǒng)，包括路面氣象信息采集子系統(tǒng)、噴淋子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)；

所述的路面氣象信息采集子系統(tǒng)包括用于采集大氣溫度、濕度、風速、路面冰雪水狀況和采集路面溫度的氣象傳感器；路面氣象信息采集子系統(tǒng)所采集的路面氣象信息輸出到控制子系統(tǒng)；

所述的噴淋子系統(tǒng)包括除冰液制作罐(17)、除冰液工作罐(1)、除冰液輸出總管、多條除冰液輸出支路和多個噴嘴(15)；除冰液制作罐內(nèi)設置有潛水泵(3)，潛水泵(3)的出口經(jīng)管路與除冰液工作罐的入口相接；除冰液工作罐的出口接除冰液輸出總管；除冰液輸出總管上設有離心泵(7)；多條除冰液輸出支路均接在除冰液輸出總管上；每一條除冰液輸出支路上均設有電磁閥(12)；每一條除冰液輸出支路上均設有至少一個所述的噴嘴；

所述的電磁閥、潛水泵和離心泵均受控于控制子系統(tǒng)。

與潛水泵(3)出口相連的管路以及除冰液輸出總管上均設有手動截止閥(4)；在除冰液輸出總管上設有壓力變送器(9)和流量計(8)；在除冰液輸出支路上設有壓力開關(14)和流量開關(13)；除冰液工作罐上安裝有液位傳感器(5)；液位傳感器、壓力變送器、流量計、壓力開關和流量開關的輸出信號均傳送至控制子系統(tǒng)。

每一條除冰液輸出支路上均設有8個所述的噴嘴。

所述的控制子系統(tǒng)包括PLC和人機接口設備；氣象傳感器、液位傳感器、壓力變送器、流量計、壓力開關和流量開關的輸出端均與PLC的信號輸入端相連；電磁閥受控于PLC。

PLC和人機接口設備置于控制箱中；所述的人機接口設備為觸摸顯示屏；每一條除冰液輸出支路處設有一個用于容納電磁閥、流量開關和壓力開關的分站箱；PLC與分站箱通過光纖連接.

所述的用于公路橋梁的環(huán)保智能型的防冰除冰系統(tǒng)還包括與PLC相連的計算機和無線通信模塊。

所述的氣象傳感器包括用于采集大氣溫度、濕度、風速、路面冰雪水狀況的Vaisala-DSC111路面狀況傳感器和用于采集路面溫度的Vaisala-DST111傳感器。

一種用于公路橋梁的環(huán)保智能型的防冰除冰方法，采用前述的用于公路橋梁的環(huán)保智能型的防冰除冰系統(tǒng)，所述的控制子系統(tǒng)包括PLC和人機接口設備；PLC通過氣象信息采集子系統(tǒng)所輸出的濕滑系數(shù)(該系數(shù)以氣象傳感器采集到的相關參數(shù)冰層厚度、水膜厚度、路面溫度、濕度等為輸入，再根據(jù)子系統(tǒng)內(nèi)嵌的數(shù)學模型計算得出，屬于子系統(tǒng)自帶的輸出參數(shù)，為現(xiàn)有技術。)判斷是否存在路面結冰，若濕滑系數(shù)小于閥值(需根據(jù)實際情況確定，一般取0.33)確定為路面結冰，則PLC自動打開電磁閥啟動噴嘴噴灑除冰液以清除路面上的冰層；

PLC通過液位計監(jiān)控除冰液工作罐的液位狀況；PLC分別通過流量計和壓力變送器監(jiān)控除冰液輸出總管中的流量和壓力。

在除冰液輸出總管上設有壓力變送器和流量計；在除冰液輸出支路上設有壓力開關(14)和流量開關(13)；除冰液工作罐上安裝有液位傳感器(5)；

液位傳感器、壓力變送器、流量計、壓力開關和流量開關的輸出信號均傳送至控制子系統(tǒng)；