本發(fā)明屬于交通運輸技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種橋梁用自回收式智能噴灑融冰化雪系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

下雪的時候路面極易結(jié)冰，嚴(yán)重影響人們出行安全，大型橋梁不像路面有地?zé)嵊绊?，在相同天氣狀況下更易結(jié)冰，行車安全極易受到影響，尤其在下雪初期的橋面除冰更為重要。在我國路面或橋面結(jié)冰時多數(shù)是機械除冰或人工除冰，面對更加惡劣的天氣狀況只能采取封路措施。智能除冰領(lǐng)域應(yīng)用較多的是地?zé)峒訜峒夹g(shù)，主要原理是利用淺層土壤內(nèi)的熱能，或者地下熱水、蒸汽通過熱管傳送到地面，這種方法容易引起路基沉降，在橋面除冰問題上應(yīng)用價值比較有限。近年來又出現(xiàn)了利用電能通過電纜或者導(dǎo)電路面材料加熱路面的技術(shù)和通過噴灑除冰液清除橋面冰雪的技術(shù)，前者可以取得良好的路面除冰效果，但是需要耗費大量的電能，并且對導(dǎo)電材料也提出了更高的要求，極大地增加了除冰成本，后者被融化的冰雪與除冰液均流向橋梁兩側(cè)，對環(huán)境造成了一定程度的損壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高效環(huán)保的橋梁用自回收式智能噴灑融冰化雪系統(tǒng)。

本發(fā)明所述的一種橋梁用自回收式智能噴灑融冰化雪系統(tǒng)，所述融冰化雪系統(tǒng)包括冰情環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)、自動融冰子系統(tǒng)和橋面徑流子系統(tǒng)；所述冰清環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)包括濕度傳感器、溫度傳感器和路況傳感器，用以采集橋面氣象及路況信息；所述自動融冰子系統(tǒng)包括除雪劑噴灑裝置和噴灑控制系統(tǒng)；所述除雪劑噴灑裝置中的除雪劑包括質(zhì)量比為1:4的有機酸鹽和無機鹽；所述有機酸鹽為醋酸鹽或/和馬甲子素鹽；所述無機鹽為氯鹽。

本發(fā)明所述的一種橋梁用自回收式智能噴灑融冰化雪系統(tǒng)，所述有機酸鹽為醋酸鈣或/和馬甲子素鈉。

本發(fā)明所述的一種橋梁用自回收式智能噴灑融冰化雪系統(tǒng)，所述除雪劑噴灑裝置包括儲液罐1，該儲液罐1內(nèi)設(shè)有電磁液位計2；所述儲液罐1底部的出液管路上依次設(shè)有閥門4、離心泵5、流量計6、壓力傳感器7，然后再分接出多個受控單元；所述受控單元用管路分接出多個噴灑單元；所述噴灑單元的管路上依次設(shè)有電磁閥8、壓力開關(guān)9和流量開關(guān)10，然后再分接出多個噴嘴11；所述噴灑控制系統(tǒng)包括控制器；所述控制器連接濕度傳感器、溫度傳感器、路況傳感器、電磁液位計2、流量計6、壓力傳感器7、壓力開關(guān)9和流量開關(guān)10，并控制著離心泵5和電磁閥8的開啟；所述橋面徑流子系統(tǒng)包括虹吸管路12、沉淀池13和濕式滯留池14；所述噴嘴11的對應(yīng)位置設(shè)有虹吸管路12，該虹吸管路12能將帶有融雪劑的冰雪溶液引流至沉淀池13，再將沉淀池13的上層清液和懸濁液輸送至濕式滯留池14。

本發(fā)明所述的一種橋梁用自回收式智能噴灑融冰化雪系統(tǒng)，所述儲液罐1頂部設(shè)有向外依次連接著空氣過濾器3和閥門4的管路，底部還設(shè)有連接閥門4的管路。

本發(fā)明所述的一種橋梁用自回收式智能噴灑融冰化雪系統(tǒng)，所述沉淀池13底部設(shè)有向外依次連接著閥門4和離心泵5的管路。

本發(fā)明所述的一種橋梁用自回收式智能噴灑融冰化雪系統(tǒng)，所述控制器設(shè)有多個與之光纖通信連接的分控柜；所述分控柜的數(shù)目和位置與受控單元相對應(yīng)，其對受控單元中的所有電磁閥8進行控制。

本發(fā)明所述的一種橋梁用自回收式智能噴灑融冰化雪系統(tǒng)，所述分控柜在橋梁上每隔300米就有一個。

本發(fā)明所述的一種橋梁用自回收式智能噴灑融冰化雪系統(tǒng)，所述濕度傳感器、溫度傳感器和路況傳感器在橋梁上每隔1000米就有一組。

本發(fā)明所述的一種橋梁用自回收式智能噴灑融冰化雪系統(tǒng)，所述噴嘴11安裝在橋梁兩側(cè)的護欄上或鑲嵌在路面上，其表面與路面平行。

本發(fā)明所述的一種橋梁用自回收式智能噴灑融冰化雪系統(tǒng)，所述沉淀池13的容積為該融冰化雪系統(tǒng)滿負荷工作12h的噴灑量；所述濕式滯留池14內(nèi)設(shè)有微生物。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的冰情環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)對橋面氣相參數(shù)和濕度系數(shù)隨時采集并輸送至自動融冰子系統(tǒng)，通過閾值比較智能判斷是否啟動噴灑，實現(xiàn)智能監(jiān)測和自動化控制；噴嘴安裝于橋梁兩旁，不影響主體施工，除冰系統(tǒng)安全、節(jié)能、環(huán)保；被融化的冰雪隨除冰液均被徑流系統(tǒng)收集并做防污治理，對周圍環(huán)境尤其是水源保護地周圍的環(huán)境保護具有重要意義。

附圖說明

圖1：除雪劑噴灑裝置與橋面徑流子系統(tǒng)連接圖；圖2：橋梁用自回收式智能噴灑融冰化雪系統(tǒng)示意圖；儲液罐-1、電磁液位計-2、空氣過濾器-3、閥門-4、離心泵-5、流量計-6、壓力傳感器-7、電磁閥-8、壓力開關(guān)-9、流量開關(guān)-10、噴嘴-11、虹吸管路-12、沉淀池-13、濕式滯留池-14。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明所述的橋梁用自回收式智能噴灑融冰化雪系統(tǒng)做進一步說明，但是本發(fā)明的保護范圍并不限于此。

實施例1

一種橋梁用自回收式智能噴灑融冰化雪系統(tǒng)，所述融冰化雪系統(tǒng)包括冰情環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)、自動融冰子系統(tǒng)和橋面徑流子系統(tǒng)；所述冰清環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)包括濕度傳感器、溫度傳感器和路況傳感器，用以采集橋面氣象及路況信息；所述自動融冰子系統(tǒng)包括除雪劑噴灑裝置和噴灑控制系統(tǒng)；所述除雪劑噴灑裝置包括儲液罐1，該儲液罐1內(nèi)設(shè)有電磁液位計2；所述儲液罐1底部的出液管路上依次設(shè)有閥門4、離心泵5、流量計6、壓力傳感器7，然后再分接出N個受控單元；所述受控單元用管路分接出M個噴灑單元；所述噴灑單元的管路上依次設(shè)有電磁閥8、壓力開關(guān)9和流量開關(guān)10，然后再分接出T個噴嘴11；所述噴灑控制系統(tǒng)包括控制器；所述控制器連接濕度傳感器、溫度傳感器、路況傳感器、電磁液位計2、流量計6、壓力傳感器7、壓力開關(guān)9和流量開關(guān)10，根據(jù)環(huán)境冰情監(jiān)測子系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)，控制著離心泵5和電磁閥8的開啟；所述橋面徑流子系統(tǒng)包括虹吸管路12、沉淀池13和濕式滯留池14；所述噴嘴11的對應(yīng)位置設(shè)有虹吸管路12，該虹吸管路12能將帶有融雪劑的冰雪溶液引流至沉淀池13，再將沉淀池13的上層清液輸送至濕式滯留池14。所述儲液罐1頂部設(shè)有向外依次連接著空氣過濾器3和閥門4的管路，底部還設(shè)有連接閥門4的管路。所述沉淀池13底部設(shè)有向外依次連接著閥門4和離心泵5的管路。所述控制器設(shè)有多個與之通信聯(lián)通的分控柜；所述分控柜的數(shù)目和位置與受控單元相對應(yīng)，其對受控單元中的所有電磁閥8進行控制。所述分控柜在橋梁上每隔300米就有一個。所述濕度傳感器、溫度傳感器和路況傳感器在橋梁上每隔1000米就有一組。所述噴嘴11安裝在橋梁兩側(cè)的護欄上或鑲嵌在路面上，其表面與路面平行。所述沉淀池13的容積為該融冰化雪系統(tǒng)滿負荷工作12h的噴灑量。所述沉淀池13底層固體沉淀物被清除出沉淀池，上層清液和懸濁液輸送至濕式滯留池14并經(jīng)過微生物降解有效去除橋面徑流中的可溶性營養(yǎng)物質(zhì)。

京昆高速公路地處山西的某段橋梁長293米，橋面雙向四車道，凈寬22m，設(shè)計速度80km/h，當(dāng)?shù)啬杲笛┨鞌?shù)為20～40天。噴頭選用廣角扇形不銹鋼噴嘴，額定工作壓力為0.35MPa，噴射距離為10m，噴射流量為0.62m³/h。噴嘴噴射角度為120°，為了使噴灑融雪劑完全覆蓋整個橋面，同一側(cè)的噴嘴安裝距離設(shè)定為15m，則該橋梁一共需安裝40個噴嘴。系統(tǒng)中一個電磁閥控制5個噴嘴，則N＝1，M＝8，T＝5。當(dāng)需要除冰時，40個噴嘴同時工作，出液管路上離心泵5流量不小于24.8m³/h，考慮到沿程損失，最終選定流量30m³/h，揚程130m。該系統(tǒng)主要用在下雪初期和中小雪天氣下的橋面除冰，儲液罐流量設(shè)計為100m³。

該系統(tǒng)融雪劑選用混合型融雪劑，有機融雪劑和無機氯鹽按4:1比例配合，有機融雪劑以醋酸鈣、鎂為主。融雪能力作為融雪劑主要評價指標(biāo)，按照2010年2月1日實施的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T23851-2009規(guī)定，融雪能力不得低于NaCl的90％。實驗室測定出本系統(tǒng)使用的混合型融雪劑1(醋酸鈣和氯化鈉)在50min時樣品溶出量為NaCl的95％，混合型融雪劑2(醋酸鈣、占醋酸鈣質(zhì)量2％的馬甲子素鈉和氯化鈉)在50min時樣品溶出量為NaCl的99.7％，符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。此外，通過電阻率試驗，發(fā)現(xiàn)加入馬甲子素鈉(與等摩爾氫氧化鈉的水溶液在45℃反應(yīng)所得)還可以顯示降低NaCl對水泥沙漿的腐蝕性，同周期下，腐蝕程度能降到三分之二以下。

徑流子系統(tǒng)中沉淀池容積為150m³，尺寸為15m*10m*2m，濕式滯留池底部鋪設(shè)礫石，池中植物為本土原生植物，適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境、根系發(fā)達、耐污能力強。通過綜合考慮選用了浮萍和羽毛草這類漂浮植物，生長生性粗放，無需特別管理，且很少有病蟲害發(fā)生，具有很強的去除BOD₅、氮和富集重金屬的能力。濕式滯留池的設(shè)計參數(shù)如下表1。

表1濕式滯留池的設(shè)計參數(shù)