CN110042763A - 一种墩身太阳能自动养护装置及养护方法 - Google Patents

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李鹏程
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Abstract

本发明公开了一种墩身太阳能自动养护装置及养护方法，养护装置包括养生棚、篷布、太阳能养护单元和导流单元，太阳能养护单元包括太阳能发电机构、储水机构和喷淋机构，太阳能发电机构设置在养生棚上方，喷淋机构包括设置在养生棚内壁的喷淋管道和喷头喷淋管道进水端通过送水管道连通储水机构，送水管道进水端设有水泵，太阳能发电机构通过时控开关向水泵供电，养护方法包括养生棚装配、养生棚安装、墩身覆盖篷布、利用太阳能养护单元进行墩身喷淋养护和混凝土龄期到达后拆除养生棚和篷布；本发明无需引入外部电源即可实现墩身自动喷淋养护，不仅节省人力，且喷淋均匀、及时，养护效果好，符合城建领域对自动化和节能环保性能的要求。

Description

一种墩身太阳能自动养护装置及养护方法
技术领域
本发明涉及公路、铁路等桥梁建设技术领域，尤其涉及一种墩身太阳能自动养护装置及养护方法。
背景技术
公路、铁路工程一般呈线状布置，具有横向施工范围小、延伸面较长的特点，一般一段路基或者一座桥梁宽度仅十米左右，但长度会延伸至数公里甚至数十公里，在此背景下，现场施工需要机械设备不断纵深移动，移动距离长，施工时间长。在现场施工中，混凝土预制墩身的喷淋养护为极为重要的环节，其目的是为了避免墩身或桥台等混凝土结构物在混凝土浇筑完成后养护不及时，导致混凝土强度不足、开裂等严重影响工程质量的问题发生。目前，传统的养生方式多采用墩顶放置滴水桶的方式，滴水桶需设置在墩身顶部，上水困难，同时，采用此方式的养护水一般呈股状流淌，养护不均匀，且滴水桶内补水完全取决于工人自觉性，极易出现缺水情况，进而导致墩身养护不及时。自动养护必须引入电力，但由于公路铁路工程施工路径的特殊性，在施工中引入电力往往伴随距离过长导致的电力引入困难和贯通引入导致的费用高昂的问题，给自动养护施工带来极大的阻碍。
发明内容
本发明的目的是提供一种墩身太阳能自动养护装置及养护方法，无需引入外部电源即可实现墩身自动喷淋养护，不仅节省人力，且喷淋均匀、及时，养护效果好，符合城建领域对自动化和节能环保性能的要求。
本发明采用的技术方案为：
一种墩身太阳能自动养护装置，包括设置在墩身顶部的养生棚和包裹在墩身外围的篷布，墩身固定设置于地面，还包括太阳能养护单元和导流单元；
太阳能养护单元包括太阳能发电机构、储水机构和喷淋机构，太阳能发电机构设置在养生棚上方且电连接喷淋机构，储水机构设置在墩身一侧；所述喷淋机构包括设置在养生棚内壁的喷淋管道，喷淋管道上均匀布置有多个喷淋头，喷淋管道进水端通过送水管道连通储水机构，送水管道进水端位于储水机构内且送水管道进水端设有水泵，太阳能发电机构通过时控开关向水泵供电；
导流单元包括围绕墩身底部设置的挡水台，挡水台上设有连通墩身底部的导流槽，挡水台一侧设有连通导流槽的回收水槽。
进一步地，所述太阳能发电机构包括设置在养生棚上方的太阳能板和设置在地面的控制箱，控制箱内设有蓄电池，太阳能板电连接蓄电池并向蓄电池充电，蓄电池通过时控开关连接水泵。
进一步地，所述储水机构包括供水水箱和设置在供水水箱内的液位传感器，液位传感器输出端连接外部控制终端。
进一步地，所述太阳能板和蓄电池之间设有太阳能控制器，太阳能控制器的太阳能接线端连接太阳能板，太阳能控制器的蓄电池接线端连接蓄电池，太阳能控制器的直流负载接线端连接外部直流负载或通过逆变器连接外部交流负载。
进一步地，所述养生棚包括围挡部和棚顶部，围挡部首尾相连构成环形的棚身，喷淋管道沿围挡部圆周方向布置于围挡部内壁，围挡部构成的棚身底部与墩身顶部尺寸匹配，棚顶部与围挡部上端边缘密封连接，太阳能板固定设置在棚顶部上方。
进一步地，所述棚顶部采用双坡式或四坡式的坡屋顶结构。
本发明还公开了一种基于上述墩身太阳能自动养护装置的养护方法，包括以下步骤：
A、养生棚和喷淋设备装配：组装养生棚、喷淋管道和喷头，并在养生棚上方安装太阳能板，喷淋管道沿养生棚内壁水平设置，喷头朝向墩身顶部设置；
B、养生棚安装：将养生棚吊装至墩身顶部，在墩身一侧布置送水管道，送水管道上端连接喷淋管道，送水管道下端安装水泵后连接储水机构；
C、墩身经塑料薄膜密实包裹后将卷帘式篷布覆盖整个墩身；
D、利用太阳能养护单元进行墩身喷淋养护；具体过程如下：
d1：太阳能控制器判断蓄电池是否为满电状态，是则切换至负载状态，向外部负载供电，否则切换至充电状态，太阳能板将转化的电能储存至蓄电池内；
d2：设定喷淋间隔和单次喷淋时长，蓄电池向水泵供电进行喷淋作业：喷淋间隔和单次喷淋时长由设于蓄电池和水泵之间的时控开关通断决定；
E、混凝土龄期到达后拆除养生棚和篷布。
进一步地，所述喷淋间隔为60min～180min，单次喷淋时长为3min～4min。
本发明具有以下有益效果：
（1）通过在养生棚顶部设置太阳能发电机构，并在养生棚内设置喷淋机构，利用太阳能发电实现施工现场的电力供应，解决了施工现场电力引入困难和引入成本高的问题，不仅实现自动喷淋和自动养护，替代传统人工养护方式，节省人力，且自动养护通过设置合理的时间间隔和喷淋时长，能够及时、准确和科学地对墩身进行养护，养护更为均匀和合理，间接保障了墩身整体的养护效果；
（2）通过将喷淋管道沿养生棚内壁布置，使两者设置为一体，方便本发明的整体转移和安装，间接提高安装和拆卸的施工效率；
（3）通过在供水水箱内设置液位传感器，使控制终端能够及时获知供水水箱水位情况并能够及时补水，避免因缺水导致养护不及时，进一步保障本发明的可靠性；
（4）通过设置有挡水台和回收水槽，便于收集墩身未能吸收的养护水，不仅避免养护水渗入墩身底部土层导致的土层湿度变化和墩身底部结构不稳，也便于养护水的二次利用，减少水资源的浪费；
（5）通过墩身太阳能自动养护装置的养护过程中加入利用太阳能养护单元进行墩身喷淋养护这一步骤，利用环保能源施工现场的电力供应，进而实现现场的自动喷淋养护，不仅节能环保，符合城建领域对自动化和节能环保性能的要求，且使养护效果更为均匀和合理，间接保障了墩身整体的养护效果。
附图说明
图1为本发明中养护装置的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明中养护方法的流程图。
附图标记说明：
1、太阳能板；2、养生棚；3、墩身；4、篷布；5、挡水台；6、回收水槽；7、控制箱；8、送水管道；9、供水水箱。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括一种墩身太阳能自动养护装置及其养护方法。
养护装置包括设置在墩身3顶部的养生棚2和包裹在墩身3外围的篷布4，墩身3固定设置于地面，还包括太阳能养护单元和导流单元；
太阳能养护单元包括太阳能发电机构、储水机构和喷淋机构，太阳能发电机构设置在养生棚2上方且电连接喷淋机构，储水机构设置在墩身3一侧；所述喷淋机构包括设置在养生棚2内壁的喷淋管道，喷淋管道上均匀布置有多个喷淋头，喷淋管道进水端通过送水管道8连通储水机构，送水管道8进水端位于储水机构内且送水管道8进水端设有水泵，太阳能发电机构通过时控开关向水泵供电；
导流单元包括围绕墩身3底部设置的挡水台5，挡水台5上设有连通墩身3底部的导流槽，挡水台5一侧设有连通导流槽的回收水槽6。
养护方法包括以下步骤：
A、养生棚2和喷淋设备装配：组装养生棚2、喷淋管道和喷头，并在养生棚2上方安装太阳能板1，喷淋管道沿养生棚2内壁水平设置，喷头朝向墩身3顶部设置；
B、养生棚2安装：将养生棚2吊装至墩身3顶部，在墩身3一侧布置送水管道8，送水管道8上端连接喷淋管道，送水管道8下端安装水泵后连接储水机构；
C、墩身3经塑料薄膜密实包裹后将卷帘式篷布4覆盖整个墩身3；
D、利用太阳能养护单元进行墩身3喷淋养护；具体过程如下：
d1：太阳能控制器判断蓄电池是否为满电状态，是则切换至负载状态，向外部负载供电，否则切换至充电状态，太阳能板1将转化的电能储存至蓄电池内；
d2：设定喷淋间隔和单次喷淋时长，蓄电池向水泵供电进行喷淋作业：喷淋间隔和单次喷淋时长由设于蓄电池和水泵之间的时控开关通断决定；
E、混凝土龄期到达后拆除养生棚2和篷布4。
为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。
如图1和图2所示，本发明公开了一种墩身太阳能自动养护装置，包括墩身3、养生棚2、篷布4、太阳能养护单元和导流单元，墩身3固定设置于地面，养生棚2设置在墩身3顶部，篷布4包裹在墩身3外围。
太阳能养护单元包括太阳能发电机构、储水机构和喷淋机构，太阳能发电机构设置在养生棚2上方且电连接喷淋机构，储水机构设置在墩身3一侧。
养生棚2包括围挡部和棚顶部，围挡部首尾相连构成环形的棚身，围挡部构成的棚身底部与墩身3顶部尺寸匹配，棚顶部与围挡部上端边缘密封连接，棚顶部优选采用便于采光和雨水引流的双坡式或四坡式的坡屋顶结构，太阳能板1固定设置在棚顶部上方。
太阳能发电机构包括固定设置在棚顶部上方的太阳能板1和设置在地面的控制箱7，控制箱7内设有蓄电池，太阳能板1电连接蓄电池并向蓄电池充电，蓄电池通过时控开关连接水泵。太阳能板1和蓄电池之间设有太阳能控制器，太阳能控制器的太阳能接线端连接太阳能板1，太阳能控制器的蓄电池接线端连接蓄电池，太阳能控制器的直流负载接线端连接外部直流负载或通过逆变器连接外部交流负载。
储水机构包括供水水箱9和设置在供水水箱9内的液位传感器，液位传感器输出端连接外部控制终端。
喷淋机构包括喷淋管道和均匀设置在喷淋管道上的多个朝向墩身3顶部设置的喷淋头，喷淋管道沿围挡部圆周方向布置于围挡部内壁。喷淋管道进水端通过送水管道8连通储水机构，送水管道8进水端位于储水机构内且送水管道8进水端设有水泵，太阳能发电机构通过时控开关向水泵供电。
导流单元包括围绕墩身3底部设置的挡水台5，挡水台5上设有连通墩身3底部的导流槽，挡水台5一侧设有连通导流槽的回收水槽6，挡水台5将墩身3未能吸收而流下的养护水及时导入回收水槽6中。
本发明还公开了一种基于上述墩身太阳能自动养护装置的养护方法，包括以下步骤：
A、养生棚2和喷淋设备装配：组装养生棚2、喷淋管道和喷头，并在养生棚2上方安装太阳能板1，喷淋管道沿养生棚2内壁水平设置，喷头朝向墩身3顶部设置；
B、养生棚2安装：将养生棚2吊装至墩身3顶部，在墩身3一侧布置送水管道8，送水管道8上端连接喷淋管道，送水管道8下端安装水泵后连接储水机构。
C、墩身3经塑料薄膜密实包裹后将卷帘式篷布4覆盖整个墩身3。
D、利用太阳能养护单元进行墩身3喷淋养护。
具体过程如下：
d1：太阳能控制器判断蓄电池是否为满电状态，是则切换至负载状态，向外部负载供电，否则切换至充电状态，太阳能板1将转化的电能储存至蓄电池内；
太阳能板1发电功率优选为500w，蓄电池选用0.576度电的容量。
d2：设定喷淋间隔和单次喷淋时长，蓄电池向水泵供电进行喷淋作业，养护水喷洒至墩身3顶部并由塑料薄膜流下，对墩身3周身进行加水养护：喷淋间隔和单次喷淋时长由设于蓄电池和水泵之间的时控开关通断决定。
采用功率为240w，扬程为25m的水泵，蓄电池满电后可供240w水泵连续工作2.4hr，喷淋间隔为60min～180min，白天优选每60min喷淋一次，夜间每180min喷淋依次，单次喷淋时长为3min～4min，优选为3min，蓄电池满电后可供水泵连续工作三天。
E、混凝土龄期到达后拆除养生棚2和篷布4。
本发明通过太阳能养护单元实现了施工现场的电力供应，解决了施工现场电力引入困难和引入成本高的问题，不仅实现自动喷淋和自动养护，替代传统人工养护方式，节省人力，且自动养护通过设置合理的时间间隔和喷淋时长，能够及时、准确和科学地对墩身3进行养护，养护更为均匀和合理，间接保障了墩身3整体的养护效果，且环保能源的利用也满足城建领域对自动化和节能环保性能的要求的同时
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种墩身太阳能自动养护装置，包括设置在墩身顶部的养生棚和包裹在墩身外围的篷布，墩身固定设置于地面，其特征在于：还包括太阳能养护单元和导流单元；
太阳能养护单元包括太阳能发电机构、储水机构和喷淋机构，太阳能发电机构设置在养生棚上方且电连接喷淋机构，储水机构设置在墩身一侧；所述喷淋机构包括设置在养生棚内壁的喷淋管道，喷淋管道上均匀布置有多个喷淋头，喷淋管道进水端通过送水管道连通储水机构，送水管道进水端位于储水机构内且送水管道进水端设有水泵，太阳能发电机构通过时控开关向水泵供电；
导流单元包括围绕墩身底部设置的挡水台，挡水台上设有连通墩身底部的导流槽，挡水台一侧设有连通导流槽的回收水槽。
2.根据权利要求1所述的墩身太阳能自动养护装置，其特征在于：所述太阳能发电机构包括设置在养生棚上方的太阳能板和设置在地面的控制箱，控制箱内设有蓄电池，太阳能板电连接蓄电池并向蓄电池充电，蓄电池通过时控开关连接水泵。
3.根据权利要求2所述的墩身太阳能自动养护装置，其特征在于：所述储水机构包括供水水箱和设置在供水水箱内的液位传感器，液位传感器输出端连接外部控制终端。
4.根据权利要求2所述的墩身太阳能自动养护装置，其特征在于：所述太阳能板和蓄电池之间设有太阳能控制器，太阳能控制器的太阳能接线端连接太阳能板，太阳能控制器的蓄电池接线端连接蓄电池，太阳能控制器的直流负载接线端连接外部直流负载或通过逆变器连接外部交流负载。
5.根据权利要求1所述的墩身太阳能自动养护装置，其特征在于：所述养生棚包括围挡部和棚顶部，围挡部首尾相连构成环形的棚身，喷淋管道沿围挡部圆周方向布置于围挡部内壁，围挡部构成的棚身底部与墩身顶部尺寸匹配，棚顶部与围挡部上端边缘密封连接，太阳能板固定设置在棚顶部上方。
6.根据权利要求5所述的墩身太阳能自动养护装置，其特征在于：所述棚顶部采用双坡式或四坡式的坡屋顶结构。
7.一种基于权利要求2所述墩身太阳能自动养护装置的养护方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、养生棚和喷淋设备装配：组装养生棚、喷淋管道和喷头，并在养生棚上方安装太阳能板，喷淋管道沿养生棚内壁水平设置，喷头朝向墩身顶部设置；
B、养生棚安装：将养生棚吊装至墩身顶部，在墩身一侧布置送水管道，送水管道上端连接喷淋管道，送水管道下端安装水泵后连接储水机构；
C、墩身经塑料薄膜密实包裹后将卷帘式篷布覆盖整个墩身；
D、利用太阳能养护单元进行墩身喷淋养护；具体过程如下：
d1：太阳能控制器判断蓄电池是否为满电状态，是则切换至负载状态，向外部负载供电，否则切换至充电状态，太阳能板将转化的电能储存至蓄电池内；
d2：设定喷淋间隔和单次喷淋时长，蓄电池向水泵供电进行喷淋作业：喷淋间隔和单次喷淋时长由设于蓄电池和水泵之间的时控开关通断决定；
E、混凝土龄期到达后拆除养生棚和篷布。
8.根据权利要求7所述的墩身太阳能自动养护方法，其特征在于：所述步骤d2中,喷淋间隔为60min～180min，单次喷淋时长为3min～4min。
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