[實(shí)用新型]一種防結(jié)冰覆膜

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420518779.1
• 申請(qǐng)日: 2014-09-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204036961U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金敬福;韓麗曼;曹敏;齊迎春;叢茜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): B32B3/26
• 分類號(hào): B32B3/26;B32B7/12;B32B33/00
• 代理公司: 長(zhǎng)春市四環(huán)專利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于冰凍防范技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種防結(jié)冰覆膜。

背景技術(shù)

材料表面的結(jié)冰現(xiàn)象廣泛存在于日常生活和工業(yè)領(lǐng)域中，如電力、航空、交通、工程等行業(yè)領(lǐng)域都存在結(jié)冰問(wèn)題。儀器設(shè)備結(jié)冰會(huì)影響設(shè)備的工作狀態(tài)，降低其工作效率。飛機(jī)機(jī)身結(jié)冰會(huì)影響其飛行狀態(tài)，嚴(yán)重會(huì)產(chǎn)生飛行安全事故，造成人員傷亡。電力塔架覆冰會(huì)引起電力輸送問(wèn)題，嚴(yán)重造成斷線倒塔，電力系統(tǒng)癱瘓和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。動(dòng)車(chē)組底盤(pán)懸掛系統(tǒng)的結(jié)冰會(huì)影響車(chē)輛的正常運(yùn)行，嚴(yán)重造成交通事故。

目前對(duì)于結(jié)冰所產(chǎn)生的危害主要有兩個(gè)處理措施。一是進(jìn)行后期除冰處理，如加熱融冰，化學(xué)融冰(如列車(chē)丙二醇噴淋)，機(jī)械除冰等方法；二是利用低能物質(zhì)在材料表面進(jìn)行修飾的防結(jié)冰處理，其中典型的是表面涂層法或直接在材料表面進(jìn)行結(jié)構(gòu)加工等手段，如在材料表面涂覆防疏水涂層或是緩釋融雪劑。但是兩種措施都有一定的缺點(diǎn)和不足，化學(xué)融冰由于使用化學(xué)物質(zhì)融冰，故對(duì)環(huán)境有一定的污染性；而加熱融冰和機(jī)械除冰方法耗能耗時(shí)，經(jīng)濟(jì)性不好。并且結(jié)冰完畢后期進(jìn)行除冰的處理會(huì)造成一定的隱患，器械極有可能受結(jié)冰產(chǎn)生作用力的影響已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重的不可恢復(fù)的后果，或者已經(jīng)產(chǎn)生嚴(yán)重事故。表面涂層法的缺點(diǎn)是使用效果不長(zhǎng)久，涂層壽命短且部分疏水材料也不易制備；利用低能物質(zhì)在材料表面進(jìn)行修飾的方法也具有很大的局限性，如專利CN102492945A公開(kāi)了一種仿生微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)防覆冰表面及其制備方法，通過(guò)在微米結(jié)構(gòu)上添加納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行防覆冰。該制備過(guò)程程序復(fù)雜繁瑣且實(shí)現(xiàn)的溫度和時(shí)間的跨度有很大的局限性。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種防結(jié)冰覆膜，用于車(chē)輛底盤(pán)、電力輸變線塔架、航空航天器機(jī)身等需要防范結(jié)冰的附著的場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)預(yù)防或降低結(jié)冰的發(fā)生帶來(lái)的危害。實(shí)用新型裝置通過(guò)膠粘在工作部件表面上使用，實(shí)現(xiàn)外部附著冰層的自動(dòng)剝離或降低結(jié)冰附著強(qiáng)度，便于對(duì)結(jié)冰進(jìn)行清理。

本實(shí)用新型是由基底層、中間溶液泡罩層和外蒙皮表面層粘合而成，中間溶液泡罩層是由中間層填充材料、低冰點(diǎn)溶液和泡罩構(gòu)成，數(shù)個(gè)泡罩鑲嵌在中間層填充材料中，低冰點(diǎn)溶液填充在泡罩中，外蒙皮表面層與中間層填充材料粘接在一起。

所述泡罩的形狀為球形泡或柱狀泡或半球形泡。

所述的低冰點(diǎn)溶液為氯化物溶液或是多元醇類混合溶液。

本實(shí)用新型是以液/固的相變所產(chǎn)生的相變膨脹現(xiàn)象為基礎(chǔ)，通過(guò)液體凝固點(diǎn)(冰點(diǎn))差異，延緩泡罩內(nèi)的低冰點(diǎn)溶液的相變膨脹發(fā)生時(shí)機(jī)，利用低冰點(diǎn)溶液的相變膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行防結(jié)冰的。其工作過(guò)程如下：

1、當(dāng)外部由于濺水、積雪等原因形成的水在部件表面凝聚結(jié)冰時(shí)，最初由于結(jié)冰時(shí)過(guò)冷狀態(tài)的存在，溫度并沒(méi)有達(dá)到泡罩內(nèi)低冰點(diǎn)溶液的相變溫度，低冰點(diǎn)溶液仍保持液體狀態(tài)，外蒙皮表面層不會(huì)發(fā)生大的變形，直至覆膜外表面水凍結(jié)成冰。

2、當(dāng)外蒙皮表面層上結(jié)冰完成后，附著的結(jié)冰冰和泡罩內(nèi)溶液的溫度才能繼續(xù)下降，當(dāng)溫度下降到泡罩內(nèi)低冰點(diǎn)溶液的相變溫度時(shí)，會(huì)使泡罩內(nèi)低冰點(diǎn)液體開(kāi)始進(jìn)入過(guò)冷狀態(tài)直至發(fā)生相變。泡罩內(nèi)液體的相變膨脹引起的應(yīng)力應(yīng)變作用在外部蒙皮上，由于蒙皮受到的泡罩膨脹的應(yīng)力不是均勻連續(xù)的面應(yīng)力，所以蒙皮作用在外部結(jié)冰凍結(jié)界面，使得凍結(jié)界面受到不均勻應(yīng)力直至產(chǎn)生缺陷；最后凍結(jié)界面的不穩(wěn)定性導(dǎo)致結(jié)冰破裂或降低結(jié)冰附著強(qiáng)度。

本實(shí)用新型的有益效果：

能實(shí)現(xiàn)外部附著冰層的自動(dòng)剝離或降低結(jié)冰附著強(qiáng)度，便于對(duì)結(jié)冰進(jìn)行清理。

附圖說(shuō)明

圖1本實(shí)用新型的泡罩為球形泡的示意圖。

圖2本實(shí)用新型的泡罩為柱狀泡的示意圖。

圖3本實(shí)用新型的泡罩為半球型泡的示意圖。

圖4本實(shí)用新型的工作狀態(tài)示意圖一。

圖5本實(shí)用新型的工作狀態(tài)示意圖二。

具體實(shí)施方式

如圖3所示，本實(shí)用新型是由基底層1、中間溶液泡罩層2和外蒙皮表面層3粘合而成，中間溶液泡罩層2是由中間層填充材料21、低冰點(diǎn)溶液22和泡罩23構(gòu)成，數(shù)個(gè)泡罩23鑲嵌在中間層填充材料21中，低冰點(diǎn)溶液22填充在泡罩23中，外蒙皮表面層3與中間層填充材料21粘接在一起。

本實(shí)用新型的泡罩可以為各種形狀，如圖1所示，泡罩23的形狀為球形泡；如圖2所示，泡罩23的形狀為柱狀泡；如圖3所示，泡罩23的形狀為半球形泡。

所述的低冰點(diǎn)溶液22為氯化物溶液或是多元醇類混合溶液。

本實(shí)用新型的工作過(guò)程和原理是：