CN214915896U - 一种具有高强度辅助快速融冰装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种具有高强度辅助快速融冰装置，属于极地机场建设用设备的技术领域，其包括机架、设在机架上的破碎机构、设在机架上的加热机构以及设在机架上的水箱；所述破碎机构与加热机构连接，所述加热机构与水箱连接，所述破碎机构用于将冰块破碎，所述加热机构用于对破碎后的冰块进行加热，所述水箱用于对碎冰融化后的水进行存储。通过对冰块先破碎为粒度较小的碎冰，再对碎冰进行加热融化，以此实现对碎冰的融化效果，加快对冰块的融化效率，能够适用于极地机场的建设中。

Description

一种具有高强度辅助快速融冰装置

技术领域

本申请涉及极地机场建设用设备的领域，尤其是涉及一种具有高强度辅助快速融冰装置。

背景技术

南极是地球上最偏远的疆域，南极的变化和影响对人类未来发展有着极为重要的战略意义，因此南极的科研考察是我国在科技发展领域较为重要的一部分。

我国已经在南极建有自己独立的科学考察站，对于科学考察站的物资投送是较为重要的，但由于南极是世界上最难到达的地区之一，进出南极的交通只能通过破冰船的海运和飞机的航空运输这两种方式。

而航空运输必不可少的条件就是机场跑道，机场跑道是各种大型运输机起飞和降落的基础设施。机场跑道建设的过程中无法避免的要对极地中的一些冰块进行破碎融化，而现有的一些融冰设备融冰效率较低，无法直接运用到极地机场的建设中。

实用新型内容

为了便于在极地机场建设过程中对冰块进行融化，本申请提供一种具有高强度辅助快速融冰装置。

本申请提供的一种具有高强度辅助快速融冰装置采用如下的技术方案：

一种具有高强度辅助快速融冰装置，包括机架、设在机架上的破碎机构、设在机架上的加热机构以及设在机架上的水箱；所述破碎机构与加热机构连接，所述加热机构与水箱连接，所述破碎机构用于将冰块破碎，所述加热机构用于对破碎后的冰块进行加热，所述水箱用于对碎冰融化后的水进行存储。

通过采用上述技术方案，使用融冰装置时，将冰块放入破碎机构中，破碎机构对冰块进行破碎，冰块被破碎为碎冰，然后被破碎后的碎冰会落入到加热机构内，加热机构对碎冰进行加热升温，使碎冰融化为水，并流入水箱内进行存储，等待对水进行回收利用；对冰块进行破碎后的碎冰颗粒体积较小，使其在受热时融化更快，以此加快对冰块的融化效率，能够应用于极地机场的建设中。

可选的，所述破碎机构包括破碎箱、两个转动连接在破碎箱内的破碎辊以及驱动两个破碎辊同步反向转动的驱动组件；所述破碎箱上开设有进料口和出料口，两个所述破碎辊位于进料口和出料口之间，所述加热机构与破碎箱的出料口连接。

通过采用上述技术方案，将冰块从进料口放入破碎箱内部，使冰块移动到两个破碎辊之间，同时驱动组件带动两个破碎辊同步反向转动，两个破碎辊会不断的对冰块施加冲击力，冰块受到冲击力后逐渐被粉碎，当冰块被破碎后的颗粒大小与两个破碎辊的间隙一致后，碎冰颗粒会经过两个破碎辊之前落到出料口中，并从出料口进入加热机构中，既能实现对冰块的破碎功能，又能使破碎后的碎冰颗粒自行进入加热机构中进行融化，实用性较高。

可选的，所述加热机构包括加热筒、设在加热筒上的电热丝，所述电热丝固设在加热筒的外侧壁上，所述加热筒的一端与破碎机构连接，所述加热筒还与水箱连通；所述机架上设有蓄电池，所述蓄电池与电热丝电连接。

通过采用上述技术方案，被破碎后的碎冰会落入加热筒内，同时蓄电池对电热丝供电，使电热丝发热，电热丝的热量会透过加热筒传递到碎冰颗粒内，从而实现对碎冰加热的功能。

可选的，所述加热机构还包括固设在加热筒外侧壁上的保温筒，所述电热丝安装在保温筒内侧。

通过采用上述技术方案，保温筒可以隔绝电热丝的热量，使电热丝所产生的热量不易向外界环境内散发，保证大部分热量传递到加热筒内部，提高对碎冰的加热效率，也减少能源的浪费。

可选的，所述机架上设有太阳能板，所述太阳能板与蓄电池电连接。

通过采用上述技术方案，太阳能板受到光照时，会将光能转化为电能后存储到蓄电池内，使蓄电池内能存有足够的电量驱动电热丝发热，并且也具有环保的效果，不会对南极的自然环境造成污染。

可选的，所述加热筒位于水箱的上方，且所述加热筒的底端固设有过滤网，所述加热筒通过过滤网与水箱内部连通。

通过采用上述技术方案，碎冰落入加热筒内后，会被过滤网支撑在加热筒中，当碎冰融化成水之后会透过过滤网之后自行流入水箱内，实现对水的自行存储功能，还能够使提交较大的碎冰颗粒不会进入水箱中，确保对冰块的融化效果较好。

可选的，所述水箱的底端连通有排出管道，所述排出管道上设有阀门。

通过采用上述技术方案，使用水箱内的水时，直接打开阀门，水则会在重力作用下自行流出，无需采用抽水泵等动力设备，减小能源的消耗。

可选的，所述机架上固设有保温外壳，所述破碎机构、加热机构以及水箱均安装与保温外壳内。

通过采用上述技术方案，保温外壳可以减少其内部温度与外界环境温度的交换，使保温外壳内部破碎机构和加热机构运行环境的温度较高，提高破碎机构和加热机构运行过程中的稳定性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过对冰块先破碎为粒度较小的碎冰，再对碎冰进行加热融化，以此实现对碎冰的融化效果，加快对冰块的融化效率，能够适用于极地机场的建设中；

2.采用蓄电池对电热丝供电的方式，实现对碎冰的加热功能，且蓄电池依靠太阳能板的方式蓄电，节能环保，不易对南极的自然环境造成污染；

3.保温外壳为破碎机构和加热机构提供稳定的运行环境，使破碎机构和加热机构能够在温度相对于南极温度较高的环境中运作，提高融冰装置的运行过程中的整体稳定性。

附图说明

图1是表示本申请实施例中融冰装置的结构示意图。

图2是表示融冰装置内部结构的剖视图。

图3是表示破碎机构的局部剖视图。

图4是表示加热机构的局部剖视图。

附图标记说明：1、机架；11、保温外壳；2、破碎机构；21、破碎箱；211、进料口；212、出料口；22、破碎辊；221、破碎刃；23、驱动组件；231、驱动电机；232、齿轮组；3、加热机构；31、加热筒；311、连接管道；312、过滤网；32、电热丝；33、保温筒；331、连接环；4、水箱；41、排出管道；42、阀门；5、蓄电池；6、太阳能板。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种具有高强度辅助快速融冰装置。

参照图1和图2，融冰装置包括机架1、保温外壳11、破碎机构2、加热机构3和水箱4。保温外壳11固设在机架1上，破碎机构2、加热机构3和水箱4均安装在保温外壳11内部；破碎机构2用于对冰块进行破碎，将冰块破碎为粒度较小的碎冰；加热机构3用于对碎冰进行加热，使碎冰融化为水，且水箱4与加热机构3连接，使融化后的水流入水箱4内进行存储收集；保温外壳11具有保温效果，使保温外壳11内部的热量不易与外界的热量交换，以此为破碎机构2和加热机构3的运作提供一个温度高于南极的自然温度的环境，使整个融冰装置能够在南极的自然环境中稳定工作。

其中，保温外壳11采用多块保温板拼接在机架1上形成，保温板采用硬泡聚氨酯保温板，其隔热效果较好，能够有效阻止内部其内部热量向外界的散发，并且造价成本较低。

参照图2和图3，破碎装置包括破碎箱21、两个破碎辊22和驱动组件23。破碎箱21呈内部中空的矩形箱体设置，破碎箱21倾斜固定在机架1上，破碎箱21朝上的一端开设有进料口211、朝下的一端开设有出料口212，且破碎箱21的进料口211穿透保温外壳11与外界连通。两个破碎辊22设置在进料口211和出料口212之间，且破碎辊22沿水平方向设置，两个破碎辊22的轴线相互平行，破碎辊22的两端分别与破碎箱21相对的两个侧壁转动连接；每一个破碎辊22上均固设有多个破碎刃221，两个破碎辊22上的破碎刃221相互配合并间隔分布，使两个破碎辊22之间形成间隔较小的缝隙。驱动组件23与两个破碎辊22同时连接，同于驱动两个破碎辊22同步反向转动，并使两个破损辊转动至相互靠近一侧时所产生切向力朝向出料口212一侧。

使用时，将冰块从进料口211放入破碎箱21内，冰块与两个破碎辊22接触后，会受到两个破碎辊22转动时所产生的切向力作用下向两个破碎辊22之间的缝隙中移动，并会不断的受到破碎刃221对其造成的冲击，使冰块逐渐被破碎为粒度较小的碎冰，当碎冰颗粒小于两个破碎辊22的间距后，会从两个破碎辊22之间的缝隙向下滑落，并经过出料口212排出破碎箱21，实现对冰块的破碎功能。

参照图3，驱动组件23包括驱动电机231和齿轮组232，驱动电机231固定安装在机架1上，驱动电机231的输出轴与其中一个破碎辊22固定连接，齿轮组232连接在两个破碎辊22之间，齿轮组232在两个破碎辊22之间传动，齿轮组232的传动比等于一，且传动方向相反。启动驱动电机231后，驱动电机231会带动与其连接的破碎辊22转动，并在齿轮组232的作用下将动力传递给另一个破碎辊22，实现两个破碎辊22同步反转的功能。

本实施例中，齿轮组232采用两个相同的圆柱直齿轮组232成，两个圆柱直齿轮分别固设在两个破碎辊22的端部，且两个圆柱直齿轮相互啮合。

参照图2和图4，加热机构3包括加热筒31、电热丝32和保温筒33。加热筒31呈内部中空两端开口的圆筒结构，加热筒31位于破碎箱21的下方并与机架1固定连接，加热筒31的顶端固设有连接管道311，连接管道311远离加热筒31的一端与破碎箱21固定连接，并通过出料口212与破碎箱21内部连通，使从破碎箱21落出的碎冰经过连接管道311后落入加热筒31内，加热筒31的底端与水箱4固定连接且相互连通，加热筒31与水箱4之间固设有过滤网312，过滤网312使落入加热筒31内的碎冰无法直接落到水箱4内。

参照图4，电热丝32固定在加热筒31的外侧壁上，当电热丝32通电后产生热量，热量透过加热筒31后传递到加热筒31内部，对加热筒31内的碎冰进行加温融化，碎冰受热融化后的水会透过过滤网312向下流入水箱4内，实现对水的自动收集和存储。

参照图4，保温筒33也呈内部中空两端开口的圆筒结构，且保温筒33的内径大于加热筒31的外径，加热筒31套设在保温筒33的内侧，使加热筒31与保温筒33之间形成空隙，电热丝32正好安装在加热筒31和保温筒33之间。加热筒31轴向的两端均固设有连接环331，连接环331的内侧壁贴合在加热筒31上与其固定连接，使加热筒31与保温筒33固定连接在一起，并将加热筒31和保温筒33之间的空隙密封。

保温筒33和两个连接环331一体成型，同样采用硬泡聚氨酯材质制成，使其也具有隔热效果，令电热丝32所产生的热量不易从透过保温筒33向外界散发，减少热量的流失，降低能耗。并且，加热筒31采用铜合金制成，使其具有良好的导热效果，使电热丝32的热量能够迅速有效的传递到碎冰上，提高对碎冰的融化效率。

参照图2，水箱4的底端固设有排出管道41，排除管道与水箱4内部连通，且排出管道41上设有阀门42。需要使用融化后的水时，打开阀门42，水在重力的作用下从排出管道41流出，方便对水进行回收利用，并且无需采用水泵等动力元件，进一步减小能耗。

参照图2，机架1上还安装有蓄电池5，蓄电池5采用锂电池，蓄电池5的放电口与驱动电机231和电热丝32电连接，使蓄电池5为驱动电机231和电热丝的运作输出稳定的电源。采用电能驱动融冰装置运作无二氧化碳的排放，对南极的自然环境影响较小，达到节能环保的效果。

参照图1和图2，保温外壳11的外侧壁上固设有多块太阳能板6，太阳能板6与蓄电池5的充电口电连接。在南极的极昼环境中，太阳能板6可将光能转化为电能后存储到蓄电池5内，为蓄电池5提供部分电源，虽然无法完全依靠太阳能板6对蓄电池5进行充电，尤可以减少在南极中柴油发电机的使用，减少资源的浪费，也能够降低二氧化碳的排放。

本申请实施例一种具有高强度辅助快速融冰装置的实施原理为：对冰块采用先破碎、后加热的方式进行融化，使颗粒较小的碎冰受热融化速度更快，加快对冰块的融化效率，并在在保温外壳11的作用下，为破碎机构2和加热机构3的运作提供一个温度较高的环境，使整个融冰装置能够稳定的在南极的低温环境中运作。

以上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)

1.一种具有高强度辅助快速融冰装置，其特征在于：包括机架(1)、设在机架(1)上的破碎机构(2)、设在机架(1)上的加热机构(3)以及设在机架(1)上的水箱(4)；所述破碎机构(2)与加热机构(3)连接，所述加热机构(3)与水箱(4)连接，所述破碎机构(2)用于将冰块破碎，所述加热机构(3)用于对破碎后的冰块进行加热，所述水箱(4)用于对碎冰融化后的水进行存储。

2.根据权利要求1所述的一种具有高强度辅助快速融冰装置，其特征在于：所述破碎机构(2)包括破碎箱(21)、两个转动连接在破碎箱(21)内的破碎辊(22)以及驱动两个破碎辊(22)同步反向转动的驱动组件(23)；所述破碎箱(21)上开设有进料口(211)和出料口(212)，两个所述破碎辊(22)位于进料口(211)和出料口(212)之间，所述加热机构(3)与破碎箱(21)的出料口(212)连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有高强度辅助快速融冰装置，其特征在于：所述加热机构(3)包括加热筒(31)、设在加热筒(31)上的电热丝(32)，所述电热丝(32)固设在加热筒(31)的外侧壁上，所述加热筒(31)的一端与破碎机构(2)连接，所述加热筒(31)还与水箱(4)连通；所述机架(1)上设有蓄电池(5)，所述蓄电池(5)与电热丝(32)电连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有高强度辅助快速融冰装置，其特征在于：所述加热机构(3)还包括固设在加热筒(31)外侧壁上的保温筒(33)，所述电热丝(32)安装在保温筒(33)内侧。

5.根据权利要求3所述的一种具有高强度辅助快速融冰装置，其特征在于：所述机架(1)上设有太阳能板(6)，所述太阳能板(6)与蓄电池(5)电连接。

6.根据权利要求3所述的一种具有高强度辅助快速融冰装置，其特征在于：所述加热筒(31)位于水箱(4)的上方，且所述加热筒(31)的底端固设有过滤网(312)，所述加热筒(31)通过过滤网(312)与水箱(4)内部连通。

7.根据权利要求5所述的一种具有高强度辅助快速融冰装置，其特征在于：所述水箱(4)的底端连通有排出管道(41)，所述排出管道(41)上设有阀门(42)。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种具有高强度辅助快速融冰装置，其特征在于：所述机架(1)上固设有保温外壳(11)，所述破碎机构(2)、加热机构(3)以及水箱(4)均安装与保温外壳(11)内。

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