[發(fā)明專利]基于蒸汽微波的路面冰層分離裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610124043.X
• 申請(qǐng)日: 2016-03-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105780710B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚罡風(fēng);張震;張鼎;吳欣彤;王燦;周立;過(guò)學(xué)迅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E01H5/10
• 分類號(hào): E01H5/10;E01H5/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 鐘鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及除冰設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于蒸汽微波的路面冰層分離裝置及方法。

背景技術(shù)

在冬季，道路結(jié)冰時(shí)極其容易引發(fā)事故。為了快速去除路面冰層，目前常用的除冰方法包括機(jī)械法和化學(xué)法。但是，這兩種方法都存在一定的弊端，如機(jī)械法容易損傷路面，化學(xué)法則會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。近年來(lái)，蒸汽微波加熱技術(shù)也被應(yīng)用于道路除冰領(lǐng)域，利用該技術(shù)能有效避免機(jī)械法和化學(xué)法引起的問(wèn)題。然而，利用微波加熱路面分離冰層的技術(shù)效率太低，技術(shù)耗能太大，路面除冰的運(yùn)行成本高、成效低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效率、低能耗、可行性好的基于蒸汽微波的路面冰層分離裝置及方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于蒸汽微波的路面冰層分離裝置，主要包括高壓蒸汽源、蒸汽切割系統(tǒng)和微波加熱系統(tǒng)，所述蒸汽切割系統(tǒng)包括若干通過(guò)管道與高壓蒸汽源連通的噴嘴組，噴嘴組與路面相對(duì)設(shè)置；所述微波加熱系統(tǒng)包括微波發(fā)生器，微波發(fā)生器的加熱面與路面相對(duì)設(shè)置；所述微波發(fā)生器的加熱面位于噴嘴組的后方。

按上述方案，所述裝置還包括風(fēng)干系統(tǒng)，所述風(fēng)干系統(tǒng)包括送風(fēng)管道和設(shè)置在送風(fēng)管道內(nèi)的送風(fēng)機(jī)，所述送風(fēng)管道的出風(fēng)口與路面正對(duì)設(shè)置；所述送風(fēng)管道的出風(fēng)口位于噴嘴組和微波發(fā)生器加熱面之間。

按上述方案，所述裝置還包括碎冰系統(tǒng)，碎冰系統(tǒng)包括與高壓蒸汽源連通的碎冰噴頭，碎冰噴頭與路面相對(duì)設(shè)置；所述碎冰噴頭位于微波發(fā)生器加熱面的后方。

按上述方案，所述微波發(fā)生器的四周設(shè)有不銹鋼板。

按上述方案，所述噴嘴組包括10～50個(gè)噴嘴。

按上述方案，所述碎冰系統(tǒng)還包括兩根垂直于所述路面冰層分離裝置行走方向的滑軌，滑軌上安設(shè)有可沿滑軌滑動(dòng)的滑塊，所述碎冰噴頭安設(shè)在滑塊上。

按上述方案，所述送風(fēng)管道出風(fēng)口的截面寬度為5～20mm，截面長(zhǎng)度為20～100mm。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種利用上述分離裝置分離路面冰層的方法，該方法是先通過(guò)蒸汽射流切割覆蓋在路面上的冰層，使冰層表面產(chǎn)生切痕同時(shí)并引入部分水分，水分經(jīng)切痕進(jìn)入路面和冰層的交界處；再用蒸汽微波加熱表面覆蓋有冰層的路面，冰層切痕中的水分迅速升溫并向四周傳導(dǎo)，使冰層和路面交界處迅速融化，實(shí)現(xiàn)冰層和路面的分離。

按上述方案，在蒸汽射流切割冰層后，先送風(fēng)，凍結(jié)冰層表面的水分，保留切痕中的水分，然后再進(jìn)行蒸汽微波加熱。

按上述方案，在冰層與路面分離后，對(duì)冰層進(jìn)行碎冰回收處理。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明利用水的介電損耗遠(yuǎn)大于路面的特性，先用蒸汽射流將冰層進(jìn)行切割，引入水分的同時(shí)造成切痕，水分經(jīng)切痕進(jìn)入路面與冰層的交界處；再用微波加熱路面，劃痕中的水分快速升溫并向四周傳導(dǎo)熱量，使冰層和路面交界處的溫度迅速上升，達(dá)到使冰層和路面快速分離的效果，提高了除冰效率，節(jié)約了能源；

2、本發(fā)明采用風(fēng)干系統(tǒng)向路面吹風(fēng)，用于風(fēng)干冰層表面的水分，便于微波穿透冰層加熱路面；

3、本發(fā)明采用蒸汽射流切割路面冰層，有效壁面了采用其他機(jī)械方式切割引起的路面損壞；

4、本發(fā)明穩(wěn)定性好，可靠性高，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)施例的仰視圖。

其中：1、送風(fēng)機(jī)；2、噴嘴組；3、出風(fēng)口；4、微波發(fā)生器；5、滑軌；6、高壓蒸汽源；7、滑塊；8、碎冰噴頭；9、外殼。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。

本發(fā)明的基于蒸汽微波的路面冰層分離裝置可用于機(jī)動(dòng)車輛，以下以用于汽車為例進(jìn)行說(shuō)明。如圖1～2所述的一種基于蒸汽微波的路面冰層分離裝置，主要包括高壓蒸汽源6、蒸汽切割系統(tǒng)、微波加熱系統(tǒng)、風(fēng)干系統(tǒng)和碎冰系統(tǒng)。

蒸汽切割系統(tǒng)包括若干組通過(guò)管道與高壓蒸汽源6連通的噴嘴組2，噴嘴組2與路面相對(duì)設(shè)置，噴嘴組2包括10～50個(gè)噴嘴(高壓蒸汽噴嘴)；汽車向前行進(jìn)，噴嘴組2噴出高壓蒸汽，沿直線切割冰層，在冰層上留下切痕。

微波加熱系統(tǒng)包括微波發(fā)生器4，微波發(fā)生器4的加熱面與路面相對(duì)設(shè)置；微波發(fā)生器4的四周設(shè)有不銹鋼板，防止微波向四周發(fā)散；微波發(fā)生器4的加熱面位于噴嘴組2的后方；微波發(fā)生器4微波加熱冰層表面的水分。