CN107761651A - 一种路面养护一体化处理装置 - Google Patents

Abstract

一种路面养护一体化处理装置。主要目的在于提供一种可在不同季节实现对城市公路路面进行清洁养护的多功能转换装置。其特征在于：所述处理装置还包括传送带（23）、天然气加热炉（2）、引射式燃烧器（3）、离心泵（4）、融雪箱（5）、液压杆（6）、出水管（7）、收雪机构外壳（8）、储水罐（10）、车轮（11）、滚筒毛刷（9）、排水管（12）、盘刷（13）、气瓶组（14）、分液管箱（16）、滤板（17）、融雪箱门（18）、U型管（19）、清理孔（20）、搅拌机（21）、传送雪机构链接（22）、碾压滚（25）、车厢（26）、车前螺旋转子除雪机构（15）以及传送带（23）。

Description

一种路面养护一体化处理装置

技术领域：

本发明涉及一种道路养护装置，具体涉及一种可实现不同季节可进行多功能转换的对城市公路路面进行清洁养护的处理装置。

背景技术：

我国东北部地区，冬季气候寒冷且漫长，降雪量较大，不能及时的清理，造成公路路面积雪较多，容易引发交通问题。在冬季大庆市风较大且风期漫长、昼夜温差小、公路较宽，只有机动车辆行驶较多的几个地区易引起路面结冰，其它地区大多以积雪的形式积于路面，车辆行驶的安全性大大降低。公路积雪包括自然降雪和风吹雪，自然降雪是指风力较小时降落在公路上的均匀雪层，如果雪层厚度超过一定范围或者出现结冰的时候会对公路交通安全有影响。风吹雪是指降雪时或降雪后，由随风携带起分散的雪粒在近地面形成风雪流，被风雪流搬运的雪在风速减弱的地方堆积起来形成风吹雪。风雪流通过公路时由于局部地形变化，导致部分雪粒沉积下来，形成公路积雪。由于风吹雪的影响，会使公路上的能见度比较低，加上积雪厚度较大，给交通安全行驶带来严重的影响。大庆的降雪量较大，目前的清雪车只有清雪的作用，对于雪的处理是直接堆积于路边，但是堆积于路边的雪还会由于风力较大形成风吹雪，此外，很大程度的影响了行人的活动空间以及影响了城市面貌，因此新型清雪车的研究已成必然。

冬季降雪普遍采用的除雪方法有三种，即融雪除雪、机械除雪和综合式除雪冬季道路积雪如果不能及时处理，会给人民生活生产带来诸多麻烦。目前，国内除雪车的开发研制工作主要集中在铲式清雪车和融雪剂散布机这两种形式，但是这两种除雪车都存在很大弊端，铲式清雪车会对路边造成堆积，对结冰路面和低等级路面除雪效果差。融雪剂散布机成本较高，对环境及路面易造成污染和腐蚀，残留的小部分雪易出现结冰现象，对行人将会造成极大不便。为了使人们在冬季出行更加安全方便，对于积雪不仅只是将其从道路上清除，而且应该将其处理的更加洁净。目前的清雪车仅仅是在冬天使用，其他的时间则闲置在车库中，这样不仅仅需要更多的维护费用，而且还会占用更多场地，因此清雪车的改善会增加其使用率，避免闲置浪费。

发明内容：

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种路面养护一体化处理装置，将清理雪与处理雪结合在一起。清雪车内设置融化装置，将雪化成液态以增加储存量，然后再排入储罐中进行储存，最后将其排出。为提高清雪车的利用率，避免由于停运时间过长带来的维修及保管费用，将其改造成多功能清雪车，在夏天可以作为洒水车使用，已用于清雪车的改进。

本发明的技术方案是：该种路面养护一体化处理装置，包括车体，其独特之处在于：所述处理装置还包括传送带、天然气加热炉、引射式燃烧器、离心泵、融雪箱、液压杆、出水管、收雪机构外壳、储水罐、车轮、滚筒毛刷、排水管、盘刷、气瓶组、分液管箱、滤板、融雪箱门、U型管、清理孔、搅拌机、传送雪机构链接、碾压滚、车厢、车前螺旋转子除雪机构以及传送带；

其中，所述车体前安装车前螺旋转子除雪机构，所述车体下安装碾压滚，并且在所述车体下安放盘刷，两排盘刷反方向转动，滚筒毛刷转动将雪收集起来途经传送带将雪收集至融雪箱；所述融雪箱内设有可拆卸滤板；车厢内放置8 个天然气气瓶构成的气瓶组作为加热源，燃烧器燃烧天然气用以加热导热油，以实现所述导热油通过U型管将融雪箱中的雪加热；融雪箱底部安装3个搅拌机；融雪箱侧部有与车厢下部的储水罐相连的管道；储水罐内设置有传感器，所述传感器发送电信号至驾驶室；在储水罐的排水口处安装喷头。

所述碾压滚是从动轮，它是由弹簧、液压油缸、带有突钉的滚轮及链接杆组成，液压油缸控制滚轮上下移动，以实现当没有冰时滚轮上升，有冰时可下落；所述链接杆用于连接滚轮和液压油缸。

本发明具有如下有益效果：本种路面养护一体化处理装置从降低成本，节省人力，环境保护的理念出发，将清雪装置、除冰装置整合为一体，加入了集雪装置、融雪装置、储雪装置，完成对积雪从清扫、收集、融化、储存并对积雪进行废水处理、排放等一系列过程，实现了积雪进行一体化处理。在夏天可作为路面洒水车使用，对路面进行清灰、洒水处理，有效的提高装置利用率，最大化降低成本。同时，在储罐内装有液面高度传感器，可自动监控储罐内液体体积，为正常操作提供便利，洒水车左右各安装一个红外线测距传感器，可根据车两边是否存在行人来控制喷水量大小，更加智能化。

附图说明：

图1是本发明的主视图；

图2是本发明中车前螺旋转子除雪器示意图；

图3是本发明中收雪部分壳体示意图；

图4是本发明中液压杆示意图；

图5是本发明中天然气加热炉示意图；

图6是本发明中引射式燃烧器示意图；

图7是本发明中离心泵示意图；

图8是本发明中融雪装置示意图。

图9是本发明中出水管示意图。

图10是本发明中滚筒毛刷示意图。

图11是本发明中储水罐示意图。

图12是本发明中排水管示意图。

图13是本发明中盘刷示意图。

图14是本发明中气瓶组示意图。

图15是本发明中传送雪机构链接部分示意图。

图16是本发明中传送带示意图。

图17是本发明中车厢门示意图。

图18是本发明中碾压滚示意图。

图19是本发明中车厢示意图。

图20是本发明中阀门示意图。

图21是本发明中融雪箱门示意图。

图22是本发明中搅拌机示意图。

图23是本发明中U型管示意图。

图24是本发明中分液管箱示意图。

图25是本发明中滤板示意图。

图中1-车体、2-天然气加热炉、3-引射式燃烧器、4-离心泵、5-融雪箱、 6-液压杆、7-出水管、8-收雪机构外壳、9-滚筒毛刷、10-储水罐、11-车轮、12- 排水管、13-盘刷、14-气瓶组、15-车前螺旋转子除雪机构、16-分液管箱、17- 滤板、18-融雪箱门、19-U型管、20-清理孔、21-搅拌机、22-传送雪机构链接部分、23-传送带、24-车厢门、25-碾压滚、26-车厢、27-阀门。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，本发明提供一种可实现不同季节可进行多功能转换的对城市公路路面进行清洁养护的装置。所述车前安装单螺旋转子清雪装置15，车下安装清雪滚25，并且在车下安放盘刷13，两排盘刷13反方向转动，车后滚刷9 转动将雪收集起来途经传送带23将雪收集至融雪箱5，传送装置通过液压杆6 与车厢连接。融雪箱内设有可拆卸滤板17。车厢26内放置8个天然气气瓶即气瓶组作为加热源，燃烧器3燃烧天然气将用以加热导热油，随后导热油通过U 型管19将融雪箱中的雪加热，融雪箱底部安有3个搅拌机21。融雪箱侧部设计与车厢下部的储罐10相连的管道7，管道垂直向上设置一定高度后，再与下部储罐相连。当储罐内液面达到传感器位置时，传感器发送电信号至驾驶室，提醒操作人员及时向外界排放雪水。在夏天进行道路清灰洒水工作中，拆卸掉螺旋转子除雪装置、清雪滚等装置，将融雪箱中可拆卸滤板更换为相同尺寸的挡板，作为收集箱。通过并排盘刷反方向转动将灰尘聚集到中部，通过滚刷、传送带运至收集箱内。在储罐排水口处安装喷头，储罐内水通过喷头向外喷洒，清洁路面。

如图2和图13所示，集雪功能的实现是利用单螺旋转子式机构进行集雪，是针对车前方安装的一个可拆卸的集雪机构，主要利用在新雪及松软雪这两种工况。此结构设计为可拆卸结构是为了减少清雪车的附载和增强清雪车的机动能力，当公路表面为雪块和冰块结构时可将其拆除。

如图18所示，所述除冰功能的实现采用的是滚压式破冰，它利用轮轴上刀片高速转动切割地面的冰，从而使冰破碎为收集而做准备。

如图18所示，所述碾压轮是从动轮，它是由弹簧、液压油缸、滚轮(带有突钉)及链接杆组成，液压油缸控制滚轮上下移动，当没有冰时滚轮可上升，有冰时可下落，而弹簧的作用是当遇到障碍是可以浮起，避免破坏结构，而滚轮主要是二次破冰作用便于回收，链接杆连接滚轮、液压油缸及回收装置。

如图3，图10和图16所示，所述收雪及二次清扫功能的实现是由滚刷、液压油缸、弹簧及防护罩组成，本次结构的集雪功能主要是依据盘刷与滚刷相配合使用。通过盘刷将雪集于中间，滚刷是由电力带动高速旋转清扫起地面的雪，并使雪飞到传送装置上，起到收雪作用，而高速旋转的毛刷又二次清理了地面使清理更彻底。液压缸的主要作用是车辆不工作时其可以使装置升高避免在行驶过程中遇到障碍(大石块)破坏装置，弹簧是与滚刷主轴相连，使滚刷更好的工作，而防护罩是由上层铁质防护罩和下层塑胶防护罩共同组成，上成铁质防护罩起到防止雪外扬的作用，而下层改成塑胶是防止当车工作时遇到像石块一样的坚硬物体对装置造成破坏。这种设计的好处是避免在滚刷收集雪时因雪的散落导致滚刷两侧的雪不易收集的情况发生，当降雪量过大时可以通过控制车速提高效率。相比于其它集雪结构，此结构还具备夏天道路清洁(清扫灰尘等)的功能。

如图3，图10，图15和图16所示，所述传送功能的实现采用的是挡板式输送机并且为可升降板(当箱体内出现问题时可以升是输送机进行维修，并且方便清理回收装置)，输送机与水平成70度的倾角，角度在70度时节省空间同时也能使雪在顶端受到一个合适的推力。工作原理是当下面的毛刷将雪扫起后雪会落到转动的输送机的挡板上，输送机转动雪被运送到上面，当雪到达最上部后会受达一个推力而飞出，在输送机和融化箱之间有倾斜的光滑过度板，如果有雪未落去融雪罐口，那么也从这个过度板滑去，从而提高融雪效率。

图6，图5和图14所示为加热系统，所述加热功能的实现由气瓶组和天然气加热炉组成。为燃料存储装置考虑到安全问题，为储罐定制一个气瓶架，将气瓶固定有序的放置于车架内。四个气瓶为一组，充满天然气，每个气瓶设有压力表与控制阀，提高安全系数，气瓶管道连接加热炉，为加热炉提供热量来源。上述气瓶与加热炉相连接所示，外连接一个导热油进入管、一个导热油流出管及一个废气排出口，利用液体的循环以达到加热目的。加热炉由燃烧火筒、回烟室、烟管、前烟箱、烟囱、吸热主副工质盘管、真空阀或安全阀、防爆装置、检测仪表组成。为保证安全，在加热炉安放检测仪表、真空阀、安全阀。燃烧器将天然气充分在燃烧火筒中燃烧，高温气体经火筒和烟管，与锅壳内中间介质——油充分换热，油通过加热进入密封在融雪箱内的U型盘管内，把热量传递给盘管，管外积雪通过与U型管换热得到热量，进行融雪处理。采用引设式燃烧器，引射式燃烧是利用小口径喷嘴通过燃气高速气流产生负压,把一次空气吸入燃烧器混合燃烧；或者利用引射原理作成文丘里管,调节喷嘴直径和燃气压力来控制预混气的热值

图7所示为离心泵，离心泵叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间的流体做功，流体受离心作用，由叶轮中心被抛向外围。当流体到达叶轮外周时，流速非常高。泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体，这些液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向流动，使流体的动能转化为静压能，减小能量损失。所以泵壳的作用不仅在于汇集液体，它更是一个能量转换装置。液体吸上原理：依靠叶轮高速旋转，迫使叶轮中心的液体以很高的速度被抛开，从而在叶轮中心形成低压，低位槽中的液体因此被源源不断地吸上。此装置采用卧式离心泵，连接U 型管换热器中的加热管，根据传热公式Q＝W(h)×C(ph)×△T，加入离心泵可提高油的流量，可加大换热量，加快雪的融化。

图8所示为融雪功能的实现部分，该部分包括U型换热管、融雪箱、搅拌机、滤板、分液管箱。为使融雪箱方便摆放并且更好的置U形管使其与雪水充分接触，将其设计为长方体。融雪箱规格为2×1.5×1.5m，内部U型管通过管道与加热炉连接，连接部位设置两个管箱起到集流与分流的作用。为防止收集的雪内有大块纸屑以及塑料等易堵塞管道的垃圾物，在融雪箱内增设一张可拆卸滤网用以隔断水与垃圾物。在融雪箱底部安放搅拌机，以粉碎块状积雪，为防止积雪过多对搅拌机产生力学冲击导致破坏，安放与加热管下端同样高度的保护罩。在融雪箱的端部设置开口与储罐相连，方便液体的流至储罐，外接管道设置为倒U型管有利于控制融雪箱内液体的液面，增大传热效率，融雪箱底部设置开口为使小型固体颗粒或残液流出箱体，有利于融雪箱内部的清洁。

图22所示为搅拌机，搅拌机选用材料为2Cr13,规格为25×8×1.5cm的叶片，搅拌叶片可将未融化的块状积雪打碎，并且通过搅动积雪，加快积雪的融化速度，提高融化效率，节约能源。在搅拌机外安放保护罩，以防止过多积雪破坏搅拌叶片。

图25所示为滤板(挡雪板)，所述挡雪板规格为2×1.5×0.1m，挡雪板上每个落雪孔大小为50×50mm，挡雪板可防止大块杂物进入融雪箱下部，保护了 U型管，并且可以使厚重的块状积雪分散成小块状积雪或细雪颗粒流下，加快了U型管融雪速度，提高了融雪效率。

图23所示为U型管，所述U型管换热器结构组成：管箱、管板、U形换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管等[6]。中每根管子都可以自动收缩，与其它管子和外壳无关，即使壳体与管子间温差很大时也使用，适合处理积雪的工作环境。U型管选用管径为25×2.5mm的无缝钢管，水平方向上3根不同跨度的管放置为一组管道，融雪箱竖直方向上共2组管道，2组管道端部分别连接分流装置，加热油通过分流装置进入不同的管道内，加热油通过U型管对积雪换热，从而融化积雪。

图11所示为储水罐，储罐如图所示，初步设计其容积为4m3，两端为椭圆形封头，筒体为椭圆形。储罐上方开口与融雪箱输出管道相连，液体从上方依靠重力流入对储罐内液体起到冲击作用，有利于储罐内盐溶液的均匀混合。储罐下方开口与输出管道相连，依靠液体的重力势能将液体排出，在液体排出时也会对储罐底部进行冲洗，将底部固体颗粒带出，起到部分冲洗作用。在储罐内装有投料箱，箱内装有消毒药物，在储罐一定高度处设置感应传感器，传感器控制储罐下端开口，当雪水在储罐中达到储罐一半高度时，储罐中的感应装置会自动反馈给驾驶室发出信号，投药箱投放药物，进行二次沉降，对雪水进行简单废水消毒净化处理，当雪水高度达到储罐1/4高度时，感应装置向驾驶室发出报警信号，操作人员通过向储罐连接管道向外界排放。

图11所示为储水罐，所述储罐内可进行加化学药剂、沉降处理，并设有液面感应装置，液面达到一定高度时发出信号，提醒操作人员及时向外排放，减少了环境污染。洒水车左右各安装一个红外线测距传感器，用单片机循环检测红外线测距传感器，根据车两边是否有行人来控制喷水量大小，更加智能化。

本次清雪车的设计主要是将清雪与处理雪相结合以及对清雪车利用率。具体实施时，可以使车厢在侧面设有一个规格为1800×600mm的门，方便操作人员使用与检修，在车厢尾部顶端对称安放2个液压杆。

单螺旋转子清雪装置由转子和一套螺旋组成，螺旋水平布置于转子前，螺旋叶片为左右旋向。单螺旋转子式工作装置的特点是螺旋叶片空间尺寸较大，对转子的供雪能力在相当大程度上决定于机器的前进运动，清雪装置通过4根液压杆与车前挡板相连，并用铰链连接，与挡板相连的位置可以实现上下运动，液压杆实现了清雪器的固定并增大了清雪装置的清扫区域。毛刷选用STEEL BRUSH钢毛刷它们具有金属丝和扁平的刷毛，这些是钢或钢和合成纤维混合物，单个毛刷清扫宽度为600mm，盘刷连接变频电机。清雪车行驶时，左部盘刷顺时针转动，右部盘刷逆时针转动，盘刷杆上部连有液压杆，端部连接有控制器，可控制盘刷高度、转速，以满足不同路面需求，便于拆卸，更换毛刷，达到更好的清扫效果。碾压滚由滚筒和刀片构成，齿刀材料选取16Mn,刀齿在滚子轴向共布置25排、轮缘上每圈均匀布置20个刀片、刀片总数量500片，以增大力学强度。传送机构由传送带、液压油缸、弹簧、防护罩和滚刷构成。弹簧是与滚刷主轴相连，防护罩是由上层铁质防护罩和下层塑胶防护罩共同组成。融雪箱设计为长方体，融雪箱规格为2×1.5×1.5m，内部U型管通过管道与加热炉连接，连接部位设置两个管箱。在融雪箱内增设一张可拆卸滤网用以隔断水与垃圾物。在融雪箱底部安放搅拌机，以粉碎块状积雪，安放与加热管下端同样高度的保护罩保护搅拌机。在融雪箱的端部设置开口与储罐相连，外接管道设置为倒U型管有利于控制融雪箱内液体的液面，融雪箱底部设置开口。储气瓶型号CNG2-G-325-80-20B,容积80L，瓶长1200mm，质量66kg，工作压力20MPa，设计壁厚为5mm，为储罐定制一个气瓶架，四个气瓶为一组，每个气瓶设有压力表与控制阀，气瓶管道连接加热炉。

加热炉外连接一个导热油进入管、一个导热油流出管及一个废气排出口，加热炉由燃烧火筒、回烟室、烟管、前烟箱、烟囱、吸热主副工质盘管、真空阀或安全阀、防爆装置、检测仪表组成。在加热炉安放检测仪表、真空阀、安全阀。

燃烧器为利用小口径喷嘴通过燃气高速气流产生负压,把一次空气吸入燃烧器混合燃烧或者利用引射原理作成文丘里管,调节喷嘴直径和燃气压力来控制预混气的热值的引射式燃烧器。

U型管换热器由管箱、管板、U形换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管等组成。每根管子都可以自动收缩，与其它管子和外壳无关，即使壳体与管子间温差很大时也使用，适合处理积雪的工作环境。U型管选用管径为25×2.5mm的无缝钢管，水平方向上3根不同跨度的管放置为一组管道，融雪箱竖直方向上共2组管道，2组管道端部分别连接分流装置，加热油通过分流装置进入不同的管道内，加热油通过U型管对积雪换热，从而融化积雪。

离心泵型号为101型离心泵，流量20m3/h，扬程25m，配用功率3kw，转速 2900r/min，效率58％，吸程5m，进出口径50×40mm。挡雪板规格为2×1.5×0.1m，挡雪板上每个落雪孔大小为50×50mm。搅拌机选用材料为2Cr13,规格为 25×8×1.5cm的叶片，在搅拌机外安放保护罩。储水罐，设计其容积为4m3，两端为椭圆形封头，筒体为椭圆形。储罐的长度为2m、宽度1.6m，高度1.5m，储罐设置为扁平状。将罐整体设计为椭圆状,并将储罐边缘做出倒角。在储罐底部安装加热槽，通过加热炉加热的高温介质与罐体进行保温。储罐上方开口与融雪箱输出管道相连，储罐下方开口与输出管道相连，在储罐内装有投料箱，箱内装有消毒药物，在储罐一定高度处设置感应传感器，传感器控制储罐下端开口当雪水在储罐中达到储罐一半高度时，储罐中的感应装置会自动反馈给驾驶室发出信号，投药箱投放药物，进行二次沉降，对雪水进行简单废水消毒净化处理，当雪水高度达到储罐3/4高度时，感应装置向驾驶室发出报警信号，操作人员通过向储罐连接管道向外界排放。

Claims (1)

1.一种路面养护一体化处理装置，包括车体（1），其特征在于：所述处理装置还包括传送带（23）、天然气加热炉（2）、引射式燃烧器（3）、离心泵（4）、融雪箱（5）、液压杆（6）、出水管（7）、收雪机构外壳（8）、储水罐（10）、车轮（11）、滚筒毛刷（9）、 排水管（12）、盘刷（13）、气瓶组（14）、分液管箱（16）、滤板（17）、融雪箱门（18）、U型管（19）、清理孔（20）、搅拌机（21）、传送雪机构链接（22）、碾压滚（25）、车厢（26）、车前螺旋转子除雪机构（15）以及传送带（23）；

其中，所述车体前安装车前螺旋转子除雪机构（15），所述车体下安装碾压滚（25），并且在所述车体下安放盘刷（13），两排盘刷（13）反方向转动，滚筒毛刷（9）转动将雪收集起来途经传送带（23）将雪收集至融雪箱（5）；所述融雪箱内设有可拆卸滤板（17）；车厢（26）内放置8个天然气气瓶构成的气瓶组（14）作为加热源，燃烧器（3）燃烧天然气用以加热导热油，以实现所述导热油通过U型管（19）将融雪箱中的雪加热；融雪箱底部安装3个搅拌机（21）；融雪箱侧部有与车厢下部的储水罐（10）相连的管道（7）；储水罐（10）内设置有传感器，所述传感器发送电信号至驾驶室（1）；在储水罐（10）的排水口处安装喷头；

所述碾压滚（25）是从动轮，它是由弹簧、液压油缸、带有突钉的滚轮及链接杆组成，液压油缸控制滚轮上下移动，以实现当没有冰时滚轮上升，有冰时可下落；所述链接杆用于连接滚轮和液压油缸。