[發(fā)明專利]一種帳篷式土體防凍系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710792808.1
• 申請(qǐng)日: 2017-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN107419718B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞祁浩;羅曉曉;郭磊;游艷輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所
• 主分類號(hào): E02D3/11
• 分類號(hào): E02D3/11
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 曹向東

1.一種帳篷式土體防凍系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括放置在防凍對(duì)象上的帳篷式空氣罩（5），產(chǎn)生熱空氣的高溫空氣發(fā)生器（1）以及將所述熱空氣以一定速度和壓力向所述帳篷式空氣罩（5）內(nèi)部傳送的高速送風(fēng)機(jī)（3）；所述帳篷式空氣罩（5）包括收放式支撐架（54）和設(shè)在所述收放式支撐架（54）上的篷布（51），所述篷布（51）上設(shè)有可開閉的排氣口；其中，所述防凍對(duì)象包括凍結(jié)期施工過(guò)程中的土料和/或施工作業(yè)面；

所述帳篷式空氣罩（5）還包括數(shù)根橫向均勻分布在所述篷布（51）內(nèi)側(cè)的柔性張力條（52）以及與之配套使用的拉扣（53）；

該防凍系統(tǒng)還包括圍設(shè)在所述帳篷式空氣罩（5）底部的自重式壓膜（6）；自重式壓膜（6）由夾布硅膠制成；

所述高溫空氣發(fā)生器（1）出風(fēng)口與所述高速送風(fēng)機(jī)（3）進(jìn)風(fēng)口之間由高溫聚熱防護(hù)罩（2）實(shí)現(xiàn)連接；高溫聚熱防護(hù)罩（2）為由玻璃纖維板或巖棉板制成的半封閉或封閉型安全罩，其一端將高溫空氣發(fā)生器（1）出風(fēng)口段罩住，另一端與高速送風(fēng)機(jī)（3）進(jìn)風(fēng)口套接；

所述高速送風(fēng)機(jī)（3）出風(fēng)口與所述帳篷式空氣罩（5）進(jìn)風(fēng)口之間由螺紋送風(fēng)管（4）實(shí)現(xiàn)連接；所述螺紋送風(fēng)管（4）采用矽膠高溫螺紋管。

2.如權(quán)利要求1所述的防凍系統(tǒng)，其特征在于，所述收放式支撐架（54）包括數(shù)根縱向分布且整體與所述帳篷式空氣罩（5）外形相適應(yīng)的收縮桿（541），設(shè)在所述收縮桿（541）前后兩端對(duì)其起支撐作用的氣壓缸（542）和收放連桿（543）；其中，所述氣壓缸（542）和收放連桿（543）的根部通過(guò)活動(dòng)鉸連接在一起，所述氣壓缸（542）頭部設(shè)在上方所述收縮桿（541）端部，所述收放連桿（543）頭部設(shè)在底部?jī)筛鍪湛s桿（541）端部；所述篷布（51）內(nèi)側(cè)具有供所述收縮桿（541）、所述氣壓缸（542）和所述收放連桿（543）穿過(guò)的穿越通道。

3.如權(quán)利要求2所述的防凍系統(tǒng)，其特征在于，所述收放式支撐架（54）還包括并排設(shè)在其中一根所述收放連桿（543）外側(cè)的引導(dǎo)連桿（544），所述引導(dǎo)連桿（544）一端連接設(shè)在所述活動(dòng)鉸上的主動(dòng)輪，另一端連接設(shè)在這根收放連桿（543）頭部的從動(dòng)輪。

4.如權(quán)利要求1所述的防凍系統(tǒng)，其特征在于，所述柔性張力條（52）的兩端開設(shè)有數(shù)個(gè)供所述拉扣（53）穿入并實(shí)現(xiàn)固定的固定孔，所述篷布（51）內(nèi)側(cè)具有供所述柔性張力條（52）穿過(guò)的穿越通道。

5.如權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的防凍系統(tǒng)，其特征在于，該防凍系統(tǒng)還包括溫度控制器和設(shè)在所述帳篷式空氣罩（5）內(nèi)用來(lái)測(cè)量罩內(nèi)溫度的溫度傳感器；所述溫度控制器能夠根據(jù)所述罩內(nèi)溫度與預(yù)設(shè)維持溫度范圍的關(guān)系控制所述高溫空氣發(fā)生器（1）和所述高速送風(fēng)機(jī)（3）的工作狀態(tài)，以進(jìn)一步提升防凍效果同時(shí)避免防凍系統(tǒng)持續(xù)工作造成熱能和電能的浪費(fèi)。

6.一種如權(quán)利要求5所述的帳篷式土體防凍系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，該方法包括：

獲取帳篷式空氣罩（5）的罩內(nèi)溫度，所述罩內(nèi)溫度由設(shè)在所述帳篷式空氣罩（5）內(nèi)的溫度傳感器測(cè)量所得；

根據(jù)所述罩內(nèi)溫度與預(yù)設(shè)維持溫度范圍的關(guān)系控制所述高溫空氣發(fā)生器（1）和所述高速送風(fēng)機(jī)（3）的工作狀態(tài)，以進(jìn)一步提升防凍效果同時(shí)避免防凍系統(tǒng)持續(xù)工作造成熱能和電能的浪費(fèi)。

7.如權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述罩內(nèi)溫度與預(yù)設(shè)維持溫度范圍的關(guān)系控制所述高溫空氣發(fā)生器（1）和所述高速送風(fēng)機(jī)（3）的工作狀態(tài)，包括：

判斷T_c與T_min、T_max的大小關(guān)系，其中，T_c為當(dāng)前的罩內(nèi)溫度，T_min為預(yù)設(shè)維持溫度下限值，T_max為預(yù)設(shè)維持溫度上限值；

當(dāng)T_c≤T_min時(shí)，控制所述高速送風(fēng)機(jī)（3）和所述高溫空氣發(fā)生器（1）均處于運(yùn)行狀態(tài)，并使所述高溫空氣發(fā)生器（1）滿電壓運(yùn)行；

當(dāng)T_c≥T_max時(shí), 控制所述高速送風(fēng)機(jī)（3）和所述高溫空氣發(fā)生器（1）均處于休息狀態(tài)；

當(dāng)T_minT_cT_max時(shí)，控制所述高速送風(fēng)機(jī)（3）和所述高溫空氣發(fā)生器（1）均處于運(yùn)行狀態(tài)，并且T_c相較T_min每升高D/10℃控制所述高溫空氣發(fā)生器（1）的電樞電壓占空比降低10%；其中，D=T_max-T_min。