CN108316080A - 多年冻土路基主动降温通风管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多年冻土路基主动降温通风管，其包括埋设在多年冻土路基下方的通风管，在通风管一端口设有进风管，在进风管的管口设有电动闭风装置，在电动闭风装置下方的进风管内设有吸风风扇，吸风风扇的转轴顶端穿过电动闭风装置，置于进风管外侧，在转轴上固定设有风机叶片；在进风管内设有发电机、充电控制器、蓄电池，发电机的输入轴与转轴底端通过无级变速器传动连接，发电机、充电控制器和蓄电池电连接；在通风管内设有内部温度传感器和控制器；在进风管外壁上设有外部温度传感器；电动闭风装置、蓄电池、温度传感器和外部温度传感器与控制器电连接。优点在于：提高通风管的工作效率，且设置电动闭风装置，可通过内外温度的相对高低来控制通风管工作与否。

Description

多年冻土路基主动降温通风管

技术领域：

本发明涉及一种多年冻土路基降温设备，尤其涉及一种多年冻土路基。

背景技术：

多年冻土区路基下部为多年冻土，由于道路工程的修建对冻土的热扰动以及宽幅沥青黑色路面的吸热作用，导致多年冻土温度升高，多年冻土融化，极易导致路基产生不均匀沉降，减少道路服役年限，造成道路破坏，严重时酿成交通事故。通风管路基是一种基于“主动冷却多年冻土思想”的路基形式，其主要由路基土体、道渣和通风管构成，工作原理是：在寒冷季节，冷空气有较大的密度，在自重和风的作用下将管中的热空气挤出，并不断将周围土体中的热量带走达到保护地基土冻结状态的目的。常规通风管路基中的通风管的形式多为直管型，这类通风管路基只能利用空气的热冷原理，产生自然对流。然而在寒冷地区，尤其是青藏高原，风力是最为常见的能源，尤其是在冬季时空气的温度远低于路基中的温度，因此风力携带有强大的冷能。但是在风力利用方面，只有当风向与通风管走向一致时，才会出现风力产生的强迫对流。然而，这种风向和管道走向一致的情况并不能经常保证，因此这类通风管在寒冷季节对冷空气的能量利用效率极低，亟需一种能够利用风力强迫对流的新型通风管形式。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种提高通风管的工作效率，且设置电动闭风装置，可通过内外温度的相对高低来控制通风管工作与否的多年冻土路基主动降温通风管。

本发明由如下技术方案实施：多年冻土路基主动降温通风管其包括埋设在多年冻土路基下方的通风管，在所述通风管一端口竖直设有连通的进风管，在所述进风管的管口设有电动闭风装置，在所述电动闭风装置下方的所述进风管内设有吸风风扇，在所述吸风风扇的转轴顶端穿过所述电动闭风装置，置于所述进风管的管口外侧，在所述进风管管口外侧的所述转轴上固定设有风机叶片；在所述进风管内设有发电机、充电控制器、蓄电池，所述发电机的输入轴与所述转轴底端通过无级变速器传动连接，所述发电机、所述充电控制器和所述蓄电池电连接；在所述通风管内设有内部温度传感器和控制器；在所述进风管外壁上设有外部温度传感器；所述电动闭风装置、所述蓄电池、所述温度传感器和所述外部温度传感器与所述控制器电连接。

所述电动闭风装置为电动百叶窗；

本发明的优点：

改变进风口的形式，通过风机叶片带动吸风风扇转动，可将位于进风口处的冷空气吸入通风管，产生通风管内空气的强迫对流，极大地提高了通风管的工作效率，且设置了电动闭风装置，可通过通风管内外温度的相对高低来控制通风管工作与否，从而保证通风管只起到主动冷却路基的目的。两者结合，最大程度的提高了通风管的工作效率。并对出风口的形式进行了改造，设置小倾角下倾式的安装方式，考虑了降水排出和预防风沙堵塞出风口的问题。以上过程的实现不需要人为操作或者提供附加能源，系统可在自身工作时满足电能的存储与提供。

附图说明：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1的A部分局部放大示意图。

图3为本发明的电路连接示意图。

多年冻土路基1、通风管2、进风管3、电动百叶窗4、吸风风扇5、转轴6、垂直轴风机叶片7、发电机8、充电控制器9、蓄电池10、无级变速器11、内部温度传感器12、控制器13、外部温度传感器14。

具体实施方式：

如图1至图3所示，多年冻土路基主动降温通风管，其包括埋设在多年冻土路基1下方的通风管2，通风管2在多年冻土路基1内下倾式设置，可以有效排出通风管2内的降水排出，并预防风沙堵塞通风管2的出风口，在通风管2处于高处的端口竖直设有连通的进风管3，进风管3的管口高于多年冻土路基1的路面；在进风管3的管口设有电动闭风装置，电动闭风装置为电动百叶窗4；在电动百叶窗4下方的进风管3内设有吸风风扇5，在吸风风扇5的转轴6顶端穿过电动百叶窗4，置于进风管3的管口外侧，在进风管3管口外侧的转轴6上固定设有垂直轴风机叶片7；在进风管3内设有发电机8、充电控制器9和蓄电池10，发电机8的输入轴与转轴6底端通过无级变速器11传动连接；发电机8、充电控制器9和蓄电池10电连接，将发电机8发出的电能储存在蓄电池10中；在通风管2内设有内部温度传感器12和控制器13；在进风管3外壁上设有外部温度传感器14；电动百叶窗4、蓄电池10、内部温度传感器12和外部温度传感器14与控制器13电连接，蓄电池10为控制器13提供电能，控制器13控制电动百叶窗4的开闭，内部温度传感器12将通风管2内的温度信息发送到控制器13；外部温度传感器14将外部的温度信息发送到控制器13。

工作说明：

控制器13通过内部温度传感器12接收通风管2内的温度数据，通过外部温度传感器14接收通风管2外部的空气温度数据；当通风管2内的温度高于空气温度的数值超过控制器13内的设定值时，控制器13控制电动百叶窗4打开；受风力驱动的垂直轴风机叶片7通过转轴6带动吸风风扇5转动；将冷空气吸入进风管3，并从通风管2的低处端排出，实现通风管2内空气的强迫流动，通过通风管壁与路基土体的热传导实现给通风管2周围土体降温的目的；当通风管2内的温度小于空气温度的数值超过控制器13内的设定值时，控制器13控制电动百叶窗4关闭；使冷空气无法进入进风管3；受风力驱动的垂直轴风机叶片7通过转轴6带动无级变速器11转动、进而驱动发电机8发电为蓄电池10充电，使蓄电池10中始终保持有充足的电量；当蓄电池10充满电后，充电控制器9停止对蓄电池10继续充电；转动的转轴6通过无级变速器11还带动发电机8发电为蓄电池10充电；无级变速器11保证发电机8的输入轴匀速转动，发电稳定。

Claims (2)

1.多年冻土路基主动降温通风管，其特征在于，其包括埋设在多年冻土路基下方的通风管，在所述通风管一端口竖直设有连通的进风管，在所述进风管的管口设有电动闭风装置，在所述电动闭风装置下方的所述进风管内设有吸风风扇，在所述吸风风扇的转轴顶端穿过所述电动闭风装置，置于所述进风管的管口外侧，在所述进风管管口外侧的所述转轴上固定设有风机叶片；在所述进风管内设有发电机、充电控制器、蓄电池，所述发电机的输入轴与所述转轴底端通过无级变速器传动连接，所述发电机、所述充电控制器和所述蓄电池电连接；在所述通风管内设有内部温度传感器和控制器；在所述进风管外壁上设有外部温度传感器；所述电动闭风装置、所述蓄电池、所述温度传感器和所述外部温度传感器与所述控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的多年冻土路基主动降温通风管，其特征在于，所述电动闭风装置为电动百叶窗。