CN113089411B - 一种用于极地冰雪机场建设的人工烧结方法 - Google Patents

一种用于极地冰雪机场建设的人工烧结方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种用于极地冰雪机场建设的人工烧结方法，其包括以下步骤：S1、冰层破碎，破碎装置对原始冰层进行破碎，掺料组件对冰层添加木屑，混匀组件将破碎后的冰层与降雪进行混合，直至冰雪混匀形成冰雪层；S2、机械压实，对混合后的冰层进行压实；S3、应用加热组件对冰雪层暖热；S4、对冰面进行打磨；使用打磨组件对冰面进行打磨；S5、洒水养护；使用喷淋组件对冰面喷水，本申请具有提高机场跑道硬度的效果。

Description

一种用于极地冰雪机场建设的人工烧结方法
技术领域
本申请涉及极地机场建设的技术领域，尤其是涉及一种用于极地冰雪机场建设的人工烧结方法。
背景技术
南极是我们星球上最偏远的疆域，广袤荒凉，但并不是人们通常想象的那么孤立，南极发生的变化并不会只停留在那里，它会影响到整个地球对人类未来发展有着极地重要的战略意义。当今世界，南极作为全球治理新焦点、科技竞争新高地和资源新产地，已成为人类活动发展的“新疆域”以及世界大国经略全球的战略要地。当前各国在南极的地位、控制力强弱和科研探索能力在很大程度上取决于交通运输工具的活动范围和支撑保障力度，航空能力在一定程度上决定了活动和影响范围的边界，因此，航空基础设施建设已成为各国在南极争夺控制、博弈竞争实际范围的工具。对于发展南极航空能力体系而言，是否具备南极机场建设的技术能力和工程经验是核心关键。
南极已经建设了包括长城站在内的四个科考站，由于后期使用过程中存在有大型运输机起飞降落的情况，因此对冰雪跑道的硬度要求较高，现在有的机场跑道，当飞机起飞之后，需要快速对机场跑道进行修复，才能满足运输机的下次使用。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有机场跑道的硬度强度较差的缺陷。
发明内容
为了解决机场跑道硬度较差的缺陷，本申请提供一种用于极地冰雪机场建设的人工烧结方法。
一种用于极地冰雪机场建设的人工烧结方法，包括以下步骤：
S1、冰层破碎，破碎装置对原始冰层进行破碎，掺料组件对冰层添加木屑，混匀组件将破碎后的冰层与降雪进行混合，直至冰雪混匀形成冰雪层；
S2、机械压实，对混合后的冰层进行压实；
S3、应用加热组件对冰雪层暖热；
S4、对冰面进行打磨；使用打磨组件对冰面进行打磨；
S5、洒水养护；使用喷淋组件对冰面喷水。
通过采用上述技术方案，将原始冰层进行破碎，冰层破碎之后使用掺料组件向破碎后的冰层和积雪降雪中添加木屑，再对其进行机械压实，使用加热组件对其进行加热，加热后的积雪融化，融化后的积雪化成水之后，渗透向冰层内，同时一部分的水份被木屑吸收，此时木屑的设置增加了冰层的密度，提高了冰层的抗压能力，在使用打磨组件对新形成的冰面进行打磨，将较大的凸起磨平，此时使用喷淋组件洒水，进而提高了冰面的光滑，保证机场跑道光滑平整的同时提高了机场跑道的硬度。
优选的，破碎装置包括运载车、破碎液压缸、连接板、破碎杆和破碎头，破碎液压缸一端与运载车固定连接，且破碎液压缸竖直设置；连接板固定连接在破碎液压缸剩余一端，且连接板长度方向中心线与破碎液压缸长度方向中心线垂直，连接板长度方向中心线与运载车长度方向中心线垂直；破碎杆设置有多根，破碎杆与连接板背离破碎液压缸的一端固定连接，破碎杆与破碎液压缸长度方向中心线平行，且破碎杆沿连接板长度方向分布；破碎头同轴固定连接在破碎杆远离连接板的一端。
通过采用上述技术方案，使用时首先将驾驶运载车到指定位置，此时启动破碎液压缸，破碎液压缸带动破碎杆和破碎头插接在冰层内，进而实现了对冰层的破碎，达到了方便工作人员使用的效果，同时只需要驾驶运载车就能实现对不同冰层不同位置的破碎。
优选的，混匀组件包括调节液压缸、调节板、转动板、转动辊、转动电机、主动链轮、从动链轮、链条和搅拌叶扇；运载车的底板开设有调节孔，调节液压缸固定位于调节孔内，且调节液压缸一端与运载车固定连接，剩余一端与调节板固定连接；调节板长度方向中心线与连接板长度方向中心线平行；转动板固定连接在调节板下表面长度方向两端；转动辊贯穿两所述转动板并与转动板转动连接，转动辊转动轴线与调节板长度方向中心线平行；搅拌叶扇固定连接在转动辊周向外壁；转动电机固定连接在调节板上表面，且主动链轮与转动电机输出轴同轴固定连接；从动链轮与转动辊同轴固定连接，链条啮合连接主动链轮和从动链轮。
通过采用上述技术方案，使用混匀组件对冰层进行混匀时，启动调节气缸，调节气缸带动转动辊向靠近冰层的一侧移动，当搅拌叶扇插接在破碎的冰层之后，启动转动电机，转动电机的转动轴带动主动链轮转动，主动链轮通过链条带动从动链轮转动，进而实现转动辊的转动，实现了将破碎后的冰层、木屑和雪层进行混匀的效果。
优选的，掺料组件包括储料斗、下料斗、伸缩筒、连接缆绳和振动电机，储料斗位于运载车内并与运载车固定连接，伸缩筒连通下料斗和储料斗，连接缆绳固定连接下料斗和储料斗；振动电机固定连接在下料斗周向外壁；储料斗位于调节板与破碎辊之间。
通过采用上述技术方案，使用掺料组件向破碎后的冰层内添加木屑时，启动震动电机，在震动电机的作用下同时配合伸缩筒和连接缆绳，下料口开始震动，此时出料斗内的木屑经过下料斗排出，进而实现了对破碎后冰层添加木屑的效果，进而达到了提高机场跑道硬度的效果。
优选的，加热组件包括连杆和加热板；连杆固定连接运载车的底板和加热板；连杆位于调节板远离破碎辊的一侧。
通过采用上述技术方案，当使用加热组件对积雪和冰层进行暖热时，加热板的热量散发到空气中，进而经过空气传递向冰层，进而实现对冰层积雪的加热，达到提高机场跑道硬度的效果。
优选的，打磨组件包括打磨电机和打磨盘，打磨电机与运载车固定连接，打磨盘与打磨电机的输出轴固定连接，且打磨电机的输出轴与打磨盘的中垂线共线。
通过采用上述技术方案，使用打磨组件对新冰层进行打磨时，启动打磨电机，打磨电机的输出轴带动打磨盘转动，进而实现了对冰层的打磨，打磨组件的设置提高了机场跑道的光滑平整程度。
优选的，打磨盘的周向外壁套设有耐磨层。
通过采用上述技术方案，使用打磨盘对新冰层进行打磨时，耐磨层的设置减少了冰层对打磨盘的磨损，进而提高了打磨组件使用的稳定性。
优选的，破碎头从靠近破碎杆的一端向远离破碎杆的一端逐渐呈尖端状；且破碎头的靠近破碎杆的端面的直径大于破碎杆的端面直径。
通过采用上述技术方案，尖端状的破碎头更加容易将冰层击碎，同时破碎头靠近破碎杆的端面直径大于破碎杆靠近破碎头端面的直径较大，在对冰层破对之后，冰层破碎之后向远离未破碎的冰层倾斜，继而便于混匀组件对破碎后的冰层和雪层混匀，达到了提高工作效率的效果。
优选的，喷淋组件包括储水箱、加压泵、导水管和喷淋头；储水箱与运载车固定连接，导水管连通喷淋头和储水箱，加压泵与储水箱固定连接且连通。
通过采用上述技术方案，喷淋组件的设置能够向新冰层喷淋适量的水，水在新的冰面流动，进而提高了机场跑道的光滑平整程度。
优选的，喷淋头选用雾化喷头。
通过采用上述技术方案，雾化喷头的设置使喷淋组件喷出的水更加的均匀，进而达到了提高机场跑道光滑平整程度，由于极地施工用于一般是将积雪融化形成的，雾化喷头的设置能减少水资源的使用，进而达到减少建设成本的效果。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.破碎装置、掺料组件和加热组件配合使用提高了新冰层的密度和硬度，进而达到了提高机场跑道硬度的效果；
2.打磨组件和喷淋组件的设置提高了机场跑道的光滑平整程度；
3.耐磨层的设置提高了打磨组件的使用稳定性。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构示意图；
图2是为显示破碎装置的部分零件剖视图；
图3是为显示掺料组件的部分零件剖视图；
图4是为显示混匀组件的部分零件剖视图；
图5是为显示喷淋组件的部分零件剖视图；
图6是为显示打磨组件的部分零件剖视图。
图中，1、破碎装置；11、运载车；111、调节孔；12、破碎液压缸；13、连接板；14、破碎杆；15、破碎头；2、掺料组件；21、储料斗；22、下料斗；23、伸缩筒；24、连接缆绳；25、振动电机；3、混匀组件；31、调节液压缸；32、调节板；33、转动板；34、转动辊；35、转动电机；36、从动链轮；37、链条；38、搅拌叶扇；39、主动链轮；4、加热组件；41、连杆；42、加热板；5、打磨组件；51、打磨电机；52、打磨盘；521、耐磨层；6、喷淋组件；61、储水箱；62、加压泵；63、导水管；64、喷淋头；7、承载板；8、压辊。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种用于极地冰雪机场建设的人工烧结方法。
参考图1，用于极地冰雪机场的人工烧结方法，包括以下步骤：S1、冰层破碎，破碎装置1对原始冰层进行破碎，掺料组件2对冰层添加木屑，混匀组件3将破碎后的冰层与降雪进行混合，直至冰雪混匀形成冰雪层；
S2、机械压实，对混合后的冰层进行压实；
S3、应用加热组件4对冰雪层暖热；
S4、对冰面进行打磨；使用打磨组件5对冰面进行打磨；
S5、洒水养护；使用喷淋组件6对冰面喷水。
破碎装置1对原始冰层进行破碎，同时在破碎的冰层内添加木屑，此时使用机械对冰层压实之后，使用加热组件4对冰层、雪层和木屑后的新冰层进行加热，融化产生的水流向冰层之间，同时部分的水被木屑吸收，待冷冻，冰层、雪层和木屑性形成的新冰层密度，大于原始冰层和雪层，达到了提高机场跑道硬度的效果。
参考图1和图2，破碎装置1包括运载车11、破碎液压缸12、连接板13、破碎杆14和破碎头15，破碎液压缸12一端与运载车11固定连接，且破碎液压缸12位于运载车11行驶方向前端，破碎液压缸12竖直设置；破碎液压缸12剩余一端与连接板13固定连接，破碎液压缸12与连接板13垂直，且连接板13长度方向与运载车11宽度方向相同，连接板13为矩形板状结构，且连接板13水平设置；破碎杆14为圆柱状结构结构，破碎杆14设置有多个，破碎杆14垂直固定连接在连接板13下表面，且多个破碎杆14沿连接板13的长度方向等距分布；破碎头15同轴固定连接在破碎杆14远离连接板13的一端，破碎头15从靠近破碎杆14的一端向远离破碎杆14的一端逐渐呈尖端状，且破碎头15靠近破碎杆14的端面直径大于破碎杆14的靠近破碎头15处的直径；使用破碎装置1对冰层进行破碎时，启动破碎液压缸12，破碎液压缸12带动连接板13向靠近冰层的一侧移动，此时破碎头15和破碎杆14冲击冰面，进而实现对冰层的破碎。
参考图1和图4，运载车11底板开设有调节孔111，混匀组件3包括调节液压缸31、调节板32、转动板33、转动辊34、转动电机35、主动链轮39、从动链轮36、链条37和搅拌叶扇38；调节液压缸31位于调节孔111内，调节液压缸31竖直设置，且调节液压缸31一端与运载车11固定连接，调节液压缸31剩余一端与调节板32固定连接；调节板32为矩形板状结构，调节板32水平放置，且调节板32长度方向中心线与运载车11宽度方向中心线平行；转动板33设置有两块，且两块转动板33垂直固定连接在转动板33下表面，转动板33位于调节板32长度方向两端；转动辊34贯穿转动板33并与转动板33转动连接，转动辊34的转动轴为其长度方向中心线，转动辊34为两端封闭的空心筒状结构；搅拌叶扇38设置有多个，且搅拌叶扇38沿转动辊34的轴向等距均匀分布；转动转动电机35固定连接在调节板32上表面，主动链轮39与转动电机35的输出轴同轴固定连接；从动链轮36与转动辊34同轴固定连接，链条37啮合连接主动链轮39和从动链轮36；使用混匀组件3对破碎后的冰层、木屑和积雪进行混匀时，首先控制调节液压缸31，保证搅拌叶扇38插接与破碎的冰层内，此时启动转动电机35，转动电机35的输出轴带动主动链轮39转动，在链条37的作用下， 主动链轮39带动从动链轮36转动，进而实现了转动辊34的转动，实现了对冰层、雪层和木屑的混凝，进而达到了提高机场硬度的效果。
参考图1和图3，掺料组件2位于破碎装置1与混料组件之间，掺料组件2包括储料斗21、下料斗22、伸缩筒23、连接缆绳24和振动电机25，储料斗21位于运载车11内，且储料斗21与运载车11固定连接；伸缩筒23连通下料斗22和储料斗21，连接缆绳24固定连接下料斗22和储料斗21，伸缩筒23选用橡胶为原料制成；连接缆绳24固定连接储料斗21和下料斗22，且连接缆绳24处于绷直状态；下料斗22的下料口长度方向中心线与运载车11宽度方向中心线平行；振动电机25固定连接在下料斗22的周向外壁。使用掺料组件2对破碎后的冰层和雪层添加物料的过程中，首先将物料添加至储料斗21内，此时启动振动电机25，在伸缩筒23、连接缆绳24和振动电机25的配合下，储料斗21内的木屑通过下料斗22的下料口漏向破碎后的冰层内，在混匀组件3的作用下，木屑与冰层混合，达到了提高冰层密度的效果，进而达到了提高机场跑道硬度的效果。
参考图1，加热组件4位于混匀组件3背离运载车11行驶方向的一侧，加热组件4包括连杆41和加热板42，连杆41固定连接在运载车11下表面，且连杆41竖直设置，加热板42固定连接在连杆41远离运载车11的一端，加热板42为固定连接有加热丝的矩形板状结构，且加热板42长度方向方向中心线与运载车11宽度方向中心线平行；加热组件4的设置能实现将破碎后的冰层和积雪融化，产生的水流再次渗透，达到了填充了冰层与雪层之间的空隙，同时被木屑吸收，再次冻结之后达到了提高机场跑道硬度的效果。
参考图1，运载车11为前驱动力车辆，运载车11的底板固定连接有承载板7，承载板7固定连接在运载车11侧壁，且承载板7设置有两块，两块承载板7相互对称，两承载板7之间设置有压辊8，压辊8与承载板7转动连接，且压辊8的转动轴线为其长度方向中心线；压辊8为柱状结构，且压辊8长度方向中心线与运载车11宽度方向中心线平行；承载板7和压辊8的设置既能代替运载车11车轮的同时，还是实现对破碎后冰层和雪层的压实，达到了方便工作人员使用的效果。
参考图1和图6，打磨组件5位于加热组件4远离运载车11行驶方向的一侧，打磨组件5包括打磨电机51和打磨盘52，打磨电机51与运载车11固定连接，且打磨电机51嵌设在运载车11内；打磨电机51的输出轴与打磨盘52固定连接，且打磨电机51的输出轴与打磨盘52的中垂线共线；打磨盘52下表面固定连接有耐磨层521，耐磨层521选用钢铁为原料制成，使用打磨组件5对新形成的冰层进行打磨，提高了机场跑道的光滑平整程度。
参考图1和图5，喷淋组件6位于打磨组件5远离运载车11行驶方向的一侧，喷淋组件6包括储水箱61、加压泵62、导水管63和喷淋头64，储水箱61嵌设在运载车11内，且储水箱61与运载车11固定连接，导水管63连通喷淋头64和储水箱61；喷淋头64选用雾化喷头，且喷淋头64朝向靠近运载车11行驶末端的一侧。
本申请实施例一种用于极地冰雪机场建设的人工烧结方法的实施原理为：使用破碎装置1对冰层进行破碎，使用掺料组件2向并层内添加木屑，再冰层进行机械压实，此时使用加热组件4对冰层和雪层进行加热，产生的水渗透到冰层和雪层内，同时一部分的水被木屑吸收，提高了新冰层的密度，再次冻结后，达到了提高机场跑道硬度的效果。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于极地冰雪机场建设的人工烧结方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、冰层破碎，破碎装置(1)对原始冰层进行破碎，掺料组件(2)对冰层添加木屑，混匀组件(3)将破碎后的冰层与降雪进行混合，直至冰雪混匀形成冰雪层；破碎装置(1)包括运载车(11)、破碎液压缸(12)、连接板(13)、破碎杆(14)和破碎头(15)，破碎液压缸(12)一端与运载车(11)固定连接，且破碎液压缸(12)竖直设置；连接板(13)固定连接在破碎液压缸(12)剩余一端，且连接板(13)长度方向中心线与破碎液压缸(12)长度方向中心线垂直，连接板(13)长度方向中心线与运载车(11)长度方向中心线垂直；破碎杆(14)设置有多根，破碎杆(14)与连接板(13)背离破碎液压缸(12)的一端固定连接，破碎杆(14)与破碎液压缸(12)长度方向中心线平行，且破碎杆(14)沿连接板(13)长度方向分布；破碎头(15)同轴固定连接在破碎杆(14)远离连接板(13)的一端；
混匀组件(3)包括调节液压缸(31)、调节板(32)、转动板(33)、转动辊(34)、转动电机(35)、主动链轮(39)、从动链轮(36)、链条(37)和搅拌叶扇(38)；运载车(11)的底板开设有调节孔(111)，调节液压缸(31)固定位于调节孔(111)内，且调节液压缸(31)一端与运载车(11)固定连接，剩余一端与调节板(32)固定连接；调节板(32)长度方向中心线与连接板(13)长度方向中心线平行；转动板(33)固定连接在调节板(32)下表面长度方向两端；转动辊(34)贯穿两所述转动板(33)并与转动板(33)转动连接，转动辊(34)转动轴线与调节板(32)长度方向中心线平行；搅拌叶扇(38)固定连接在转动辊(34)周向外壁；转动电机(35)固定连接在调节板(32)上表面，且主动链轮(39)与转动电机(35)输出轴同轴固定连接；从动链轮(36)与转动辊(34)同轴固定连接，链条(37)啮合连接主动链轮(39)和从动链轮(36)；
S2、机械压实，对混合后的冰层进行压实；
S3、应用加热组件(4)对冰雪层暖热；
S4、对冰面进行打磨；使用打磨组件(5)对冰面进行打磨；
S5、洒水养护；使用喷淋组件(6)对冰面喷水。
2.根据权利要求1所述的一种用于极地冰雪机场建设的人工烧结方法，其特征在于：所述掺料组件(2)包括储料斗(21)、下料斗(22)、伸缩筒(23)、连接缆绳(24)和振动电机(25)，储料斗(21)位于运载车(11)内并与运载车(11)固定连接，伸缩筒(23)连通下料斗(22)和储料斗(21)，连接缆绳(24)固定连接下料斗(22)和储料斗(21)；振动电机(25)固定连接在下料斗(22)周向外壁；储料斗(21)位于调节板(32)与破碎辊之间。
3.根据权利要求1所述的一种用于极地冰雪机场建设的人工烧结方法，其特征在于：所述加热组件(4)包括连杆(41)和加热板(42)；连杆(41)固定连接运载车(11)的底板和加热板(42)；连杆(41)位于调节板(32)远离破碎杆(14)的一侧。
4.根据权利要求1所述的一种用于极地冰雪机场建设的人工烧结方法，其特征在于：所述打磨组件(5)包括打磨电机(51)和打磨盘(52)，打磨电机(51)与运载车(11)固定连接，打磨盘(52)与打磨电机(51)的输出轴固定连接，且打磨电机(51)的输出轴与打磨盘(52)的中垂线共线。
5.根据权利要求4所述的一种用于极地冰雪机场建设的人工烧结方法，其特征在于：所述打磨盘(52)的周向外壁套设有耐磨层(521)。
6.根据权利要求1所述的一种用于极地冰雪机场建设的人工烧结方法，其特征在于：所述破碎头(15)从靠近破碎杆(14)的一端向远离破碎杆(14)的一端逐渐呈尖端状；且破碎头(15)的靠近破碎杆(14)的端面的直径大于破碎杆(14)的端面直径。
7.根据权利要求1所述的一种用于极地冰雪机场建设的人工烧结方法，其特征在于：所述喷淋组件(6)包括储水箱(61)、加压泵(62)、导水管(63)和喷淋头(64)；储水箱(61)与运载车(11)固定连接，导水管(63)连通喷淋头(64)和储水箱(61)，加压泵(62)与储水箱(61)固定连接且连通。
8.根据权利要求7所述的一种用于极地冰雪机场建设的人工烧结方法，其特征在于：所述喷淋头(64)选用雾化喷头。
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