[发明专利]一种基于气热-机械联合除冰的桥塔横梁除冰装置

说明书

本发明公开了一种基于气热‑机械联合除冰的桥塔横梁除冰装置，包括外壳、检测模块、气热除冰模块及机械除冰模块，所述外壳为能贴合桥塔横梁迎风面及底部易结冰区域的L型外壳；本发明通过检测模块检测桥塔横梁的结冰状况；然后通过横向平移机构能驱动L型外壳沿着桥塔横梁来回移动到对应结冰区域；然后通过纵向平移机构驱动气热除冰模块沿着L型外壳内部上下移动，同时对桥塔横梁侧面喷出加热空气进行除冰；桥塔横梁表面覆冰在热空气作用下剥离掉落在位于下方的机械除冰模块中，通过机械除冰模块对剥落冰块进一步破碎；实现气热‑机械联合除冰。本发明结构简单、除冰效率高，除冰后冰块破碎彻底，不会对其下方的行人和车辆造成危险。

技术领域

本发明属于桥梁附属设施领域，涉及一种桥梁除冰技术，尤其涉及一种基于气热-机械联合除冰的桥塔横梁除冰装置及除冰方法。

背景技术

随着公路建设事业的不断发展，作为公路建设重要组成部分的大跨度桥梁建设也得到了飞速发展。由于桥梁所处的江、河环境，使得桥塔横梁所在空域的湿度及风速较大。进入冬季后，由于气温较低，风力带动空气中的过冷却水滴撞击在桥塔横梁迎风面，加之重力作用使得表面水滴在横梁下边缘大量聚集，导致横梁迎风面表面及横梁下边缘存在较为严重的冰冻问题。当冬季气温回暖，桥塔横梁表面覆冰及下边缘的冰锥极易坠落，将严重威胁下行车辆及行人的安全。如何在保证除冰效率、效果的同时规避坠冰风险是桥塔在寒冷气候环境中安全通行的首要问题，相关技术中，通常通过铺设加热电阻丝的方法进行除冰，但受能耗、成本及安全等因素限制，现有技术除冰效率低、除冰效果差、并且无法避免除冰过程中的坠冰问题，不具备实际的使用意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于气热及机械除冰技术的桥塔横梁除冰装置及除冰方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于气热-机械联合除冰的桥塔横梁除冰装置，包括外壳、检测模块、气热除冰模块及机械除冰模块，其特征在于：所述外壳为能贴合桥塔横梁迎风面及底部易结冰区域的L型外壳；

所述检测模块设于L外壳上，用于检测桥塔横梁的结冰状况；

所述L型外壳通过横向平移机构安装于桥塔横梁，通过横向平移机构能驱动L型外壳沿着桥塔横梁来回移动；

所述气热除冰模块通过纵向平移机构安装于L型外壳的长边内侧，通过纵向平移机构沿着L型外壳内部上下移动喷出热空气对桥塔横梁侧面进行除冰；

所述机械除冰模块设于L型外壳的短边底部，用于对承接坠落的覆冰并将其碾碎。

进一步地，所述横向平移机构包括设于桥塔横梁上下两侧的运动导轨、嵌合在每个运动导轨内的运动轮和驱动相应运动轮的驱动电机，所述驱动电机固定在L型外壳上相应位置；所述驱动电机的输出轴通过伸缩传动轴与运动轮相连，通过伸缩传动轴的伸缩运动能够调整L型外壳与桥塔横梁侧面之间的距离。

进一步地，所述伸缩传动轴包括电动推杆、花键轴和固定轴套，所述电动推杆本身同轴固定在驱动电机的输出轴上，电动推杆的自由伸缩端与花键轴一端同轴固定，花键轴另一端与运动轮固定相连，所述固定轴套设于电动推杆及花键轴四周，并且固定在电动推杆的座体或者驱动电机的输出轴上，所述花键轴上设有若干纵向设置的内花键，所述固定轴套前端内壁设有若干与内花键配合的外花键，通过花键配合，使得电动推杆既能够进行伸缩运动从而L型外壳与桥塔横梁侧面之间的距离，又能传递驱动电机的扭矩。

进一步地，所述纵向平移机构为两组丝杆螺母机构，所述丝杆螺母机构包括步进电机、螺纹丝杆和丝杆螺母座；所述螺纹丝杆两端通过轴承安装在L型外壳上，所述步进电机与螺纹丝杆动力传动相连，丝杆螺母座通过螺纹配合安装在螺纹丝杆上并且与气热除冰模块固定相连。