CN111851298A - 一种利用通气钢管结构的悬索桥主缆除湿系统 - Google Patents

Abstract

主缆是悬索桥的主要受力构件之一，同时也是不可更换的构件。主缆长期处在潮湿等不利环境中，导致主缆钢丝易发生腐蚀，威胁悬索桥运行安全。本发明提供一种利用通气钢管结构的悬索桥主缆除湿系统，系统由具有通气钢管结构的主缆、除湿气体发生系统、传感器和执行器系统、监测与控制系统和抽气监测系统等组成，通过此除湿系统可以遏制主缆因潮湿而引起的腐蚀，延长桥梁的使用寿命。

Description

一种利用通气钢管结构的悬索桥主缆除湿系统

技术领域

本发明涉及桥梁领域，尤其是一种利用通气钢管结构的悬索桥主缆除湿系统。

背景技术

针对现有悬索桥主缆除湿防腐技术中存在的问题，本发明提供一种利用通气钢管结构的悬索桥主缆除湿系统，以减少悬索桥主缆内部因潮湿而引起的腐蚀，延长桥梁的寿命。

在与本发明相似的系统中，实用新型专利CN207452720U主缆内部索股和索丝之间使用单一的未知材料的导气管，可能会产生电偶腐蚀现象，从而加速主缆腐蚀。实用新型专利CN206655125的除湿系统在传统的除湿模组上送入干燥空气的除湿结构，主缆内部除湿不够均匀。

本发明提供一种利用通气钢管结构的悬索桥主缆除湿系统，主缆内部的通气钢管具有特殊的结构、材质和制作工艺，不会发生电偶腐蚀，进气口和出气口分布更合理均匀，在兼顾主缆的性能的同时，能够将除湿气体送入主缆内部，同时除湿设备、传感器和执行器设备与监测控制系统交互，监测控制系统中除传感器数据监测、传感器数据与设备状态显示、自动调节与控制等基本的自控单元外，还可以实时远程访问多终端云监控平台，通过自定义预警推送功能，及时预警，提高除湿效率，降低运维成本。

发明内容

本发明提供一种利用通气钢管结构的悬索桥主缆除湿系统，以符合专利——一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构：202010392013.3【2020-05-11】为主体，在控制系统的控制下，配合除湿气体发生系统、传感器和执行器系统进行主缆除湿，并通过云平台监测系统进行预警的悬索桥主缆除湿系统。

具体的，所述一种利用通气钢管结构的悬索桥主缆除湿系统，主缆结构和制作符合《一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构》专利要求。

具体的，所述的除湿气体发生系统，应由符合标准和工艺要求的除湿机或氮气发生器、抽气机、送风加压风机、气体过滤器、消声器、冷却器设备组成。

优选的，除湿机、抽气机和氮气发生器应为变频控制，根据检测湿度和实际使用需求调节功率在提高效率的同时节能减排。

优选的，送风加压风机应在计算系统压力损失基础上进行加压送风，确保干燥气体能够覆盖主缆内部各个部分。

优选的，气体过滤器采用高中效、亚高效、高效B类三级过滤，在额定风量和20%额定风量下，其效率不低于99.99%，过滤器阻力不高于220Pa。

优选的，消声器应按照风机噪声及频谱特性噪声允许标准确定所需的消声量，即所选消声器的消声性能与需要消声量相适应。

优选的，冷却器应通过热交换将出口处高温气体降为60℃或以下，设置在气流比较稳定的管段。

具体的，所述一种利用通气钢管结构的悬索桥主缆除湿系统，还包括传感器和执行器系统，应由符合标准和测量精度要求的流量传感器、温湿度传感器、压力传感器、雨量传感器和运动控制执行元件组成，分布在桥体和主缆上。

优选的，所述的传感器和执行器系统，其中传感器部分应分为两个传感器组，一组应集成流量传感器、温度传感器、相对湿度传感器、压力传感器安装在主缆的内部、进气口和出气口监控主缆除湿状态；另一组应集成流量传感器、温度传感器、相对湿度传感器、雨量传感器监控桥梁现场环境状态。

优选的，所述的传感器和执行器系统，其中执行器部分应为运动执行元件，负责设备间的联锁、联动、自动保护和自动控制，其中包括电动阀、电磁阀、接触器、继电器、可编程逻辑控制器等设备。

具体的，所述一种利用通气钢管结构的悬索桥主缆除湿系统，还包括监测与控制系统，应包括传感器数据监测、传感器数据与设备状态显示，自动调节与控制，后台计算与自定义预警推送，可以远程访问的多终端云监控平台。

优选的，所述监测与控制系统，监控设备能连续记录、显示各系统运行数据和设备状态，数据在本地和云端保存两年以上。

优选的，所述监测与控制系统，自动调节与控制部分能改变各个控制器的设定值，并依据节能控制程序要求自动进行系统设备启停。

优选的，所述监测与控制系统，自定义预警功能提供可自定义的数值预警，主缆状态预警和设备状态预警，实时显示且即时推送，为设备启动、能耗控制、检修维护提供依据。

优选的，所述检测与控制系统，多终端与云监控平台部分，提供多操作系统的客户端下载和安装，包括PC端和手机端，提供数据存储和数据发送功能。

具体的，所述的除湿气体发生系统，其基本工艺流程应符合以下步骤：气体过滤→空气除湿/制氮→干气体加压→冷却→送气→主缆内除湿→排气。

优选的，所述抽气监测系统，具有T型控制装置，通常可用电磁阀控制两条管道，抽气监测时电磁阀将关闭进气管道打开抽气管道，然后使用抽气机将主缆内空气抽出检测。

进一步，抽气机抽出主缆内空气为除湿前取样测试环节，采用定时采样或环境值采样，即每隔一段时间抽气机进行采样或当环境内的温湿度、降雨量等达到设定值时进行采样。

进一步，抽气机抽气管道上应有传感器组，进行参数检测并上传至云端，通过云端大数据模型计算除湿系统的功率和运行时间等。

进一步，主缆前端除湿气体送气管道也安装有传感器组，用以监测除湿气体的各项数据，保证送入的气体符合要求。

进一步，主缆末端得出气管道安装传感器组，用以监测排出气体的各项数据，来判断主缆除湿情况。

具体的，桥梁的所处环境中，布置环境监测传感器组，监测环境温湿度、降雨量等数据。

与现有悬索桥除湿系统相比，本发明具有如下优点。

1.通气钢管主缆结构提高除湿效率

在悬索桥除湿的应用场景中，传统的除湿构造和除湿系统有着很大的技术缺陷。传统除湿干燥气体只停留在索缆表面，不能送入索股间空隙，更加不能进入索股内索丝间的缝隙中，这样的缺陷直接导致了除湿系统在应用过程并不理想，主缆内部腐蚀情况依然严重。

本发明以一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构：202010392013.3【2020-05-11】专利结构为主体，干燥气体能够通过进气口送入主缆内部的索丝之间，使主缆内部充满干燥气体，效率高于传统方式。这种主缆结构既不影响主缆强度，也可减少因主缆腐蚀而带来的经济损失和安全隐患。

2.监测与控制系统及时预警，使设备自动启停，节能环保

监测与控制系统的自动调节与控制部分能改变各个控制器的设定值，并依据节能控制程序要求自动进行系统设备启停。系统的自定义预警功能提供可自定义的数值预警，主缆状态预警和设备状态预警，实时显示且即时推送，为设备启动、能耗控制、检修维护提供依据。

3.多平台访问

本系统数据在云端存储的同时，也能够通过网页、PC客户端和手机端进行查看，实现24小时实时监控，云端推送的预警、报警数据同步各个客户端，保证相关人员第一时间发现并解决问题。

附图说明

图1为除湿系统整体构成示意图。

图2为悬索桥除湿系统示意图。

图3为主缆内气体流向示意图。

图4为主缆前端T型送气与检测结构。

图5为主缆末端排气检测结构。

图6为主缆排气锁夹排气检测结构。

具体实施方式

针对现有技术中存在的传统悬索桥除湿主缆结构上的缺陷，本发明提供一种利用通气钢管结构的悬索桥主缆除湿系统，下面将结合各个附图对本发明实施技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。

实施例1。

1基于本发明的悬索桥主缆除湿系统。

1.1主缆除湿系统

①悬索桥主缆除湿系统，通过主缆的一端送入除湿气体，称之为主缆前端，前端使用T型送气与检测结构，主缆中间有出气索夹，且与主缆尾端均安装排气检测传感器组；

②除湿气体从主缆前端一直压到主缆尾端，中间不设置进气索夹，减少材料和检测成本，悬索桥除湿系统整体参见图2。

1.2通气钢管结构

本例中的悬索桥主缆使用通气钢管结构，其具体结构符合专利一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构：202010392013.3【2020-05-11】中的标准，自内而外的进行主缆除湿，使除湿气体真正的能够充满主缆内部，达到理想的除湿效果，除湿气体通过通气钢管进入主缆内部的示意图参见图3。

1.3传感器监测

传感器部分应分为两个传感器组，每组传感器组成和安装的位置有所不同。一组集成流量传感器、温度传感器、相对湿度传感器、压力传感器，该传感器组安装在主缆的进气口和出气口，对主缆内气体和除湿状态进行监测；另一组应集成流量传感器、温湿度传感器、雨量传感器监测桥梁现场环境状态，该传感器组通常安装在桥头或主塔适当的位置。

1.4主缆前端T型结构

悬索桥主缆前端的进气口应有T型结构，在T型电磁阀的控制下，分别设有一个干燥气体的进口和一个抽气机的抽气口，且两管道分别装有传感器组。当干燥气体进入时，抽气机抽气口自动关闭；当抽气机运行时，干燥气体进气口关闭；抽气机抽取空气取样检测，当取样的主缆内空气达到设定值时，开始进行主缆除湿，T型结构参见图4。

1.5主缆排气锁夹和末端结构

悬索桥主缆排气锁夹和末端的出气口应有排气监测传感器，监测悬索桥主缆的最终除湿效果，其结构参见图5、6。

1.6监测系统

本例的监测与控制系统，包括传感器数据监测、设备状态，监测设备能以与现场测量仪表相同的时间间隔与测量精度连续记录、显示各系统运行数据和设备状态；且其存储介质和数据库能够本地保存连续两年以上的运行数据；其自动调节与控制部分能改变各个控制器的设定值，并依据节能控制程序要求自动进行系统设备启停。

1.7 远程访问、预警

本系统数据在云端存储的同时，也能够据通过网页、PC端和手机端进行查看，实现24小时实时监控，并且云端推送的预警、报警数据同步各个客户端，保证相关人员第一时间发现并解决问题。

Claims (9)

1.一种利用通气钢管的悬索桥除湿系统，其特征在于，包括：具有通气钢管结构的主缆（1）、除湿气体发生系统（2）、传感器和执行器系统（3）、监测与控制系统（4）和抽气监测系统（5）。

2.如权利要求1所述的具有通气钢管结构的主缆（1），其特征在于，其结构按照专利《一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构：202010392013.3【2020-05-11】》所述制作。

3.如权利要求1所述的除湿气体发生系统（2），其特征在于，应由符合标准和工艺要求的除湿机或氮气发生器、抽气机、加压风机、过滤器、消声器、冷却器组成。

4.如权利要求1所述的传感器和执行器系统（3），其特征在于，应由符合标准和测量精度要求的流量传感器、温度传感器、相对湿度传感器、压力传感器、雨量传感器和控制执行元件组成，分布在桥体和主缆上。

5.如权利要求1所述的监测与控制系统（4），其特征在于，应包括传感器数据监测、传感器数据与设备状态显示、自动调节与控制、自定义预警推送、可远程访问的多终端云监控平台。

6.如权利要求3所述的具有通气钢管的除湿气体发生系统（2），其特征在于，工艺流程为气体过滤→空气除湿/制氮→加压→冷却→送气→主缆内除湿→排气。

7.如权利要求4所述的传感器和执行器系统（3），其特征在于，其中传感器分为两个传感器组，一组集成流量传感器、温湿度传感器、压力传感器，安装在主缆的进气口、出气口监控主缆除湿状态；另一组集成流量传感器、温湿度传感器、雨量传感器监控桥梁现场环境状态。

8.如权利要求4所述的传感器和执行器系统（3），其特征在于，其中执行器部分应为运动执行元件，负责设备间的联锁、联动、自动保护和自动控制。

9.如权利要求1所述的抽气监测系统（5），其特征在于，除湿气体的进气口应有T型结构，在T型电磁阀的控制下，设有一个带有抽气机的抽气口，传感器组监测抽气口空气的各项指标。

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