治沙、筑路方法及其装置制造方法及图纸

一种治理沙漠和筑路的方法及装置，将聚焦后的太阳光束扫描地面，使地面的沙粒或土壤熔融或者烧结，冷却后使地面上形成坚硬覆盖物。利用太阳能，就地取材，能节省大量的能源、人力、物力，因此减少了环境污染。并利于水土保持，利用本发明专利技术修筑公路，将会产生巨大的经济效益和社会效益。用本发明专利技术的方法，还可用来对水库进行防渗处理。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种治理沙漠和修筑公路的方法及其装置。在现有的公路筑路技术中，筑路机械一般用于在路基上铺设、平整或者压实筑路材料。而铺设路面的通常是土壤、石灰、沙石、沥青和水泥等材料。以这种方法修筑的公路，通常存在下列的不足土质路面疏松，容易产生泥泞、扬起尘埃，是最容易损坏的；沙石路面表面粗糙，易损坏车辆的轮胎并使车辆产生颠簸；沥青路面平整光滑，但不耐高温和严寒；以沙石和水泥建造的混凝土路面，质量高，但其造价是高昂的。因为水泥的制造要耗费大量的能源。特别是在浩瀚的沙漠地区修筑这样的公路，其造价更是不可低估的。而在现有的沙漠治理方面，有植物治沙和工程治沙两类。工程治沙主要是用柴草、粘土、席笆或其它高分子聚合物等设置障碍或遮蔽的方法阻沙固沙。中国专利申请公开说明书(公开号CN1065112A)对此有描述，并且还公开了一种石化固沙防尘、筑路及建屋的方法。该说明书提出一种利用化学胶结作用使沙漠沙迅速石化，借以固定流沙和修筑沙质公路的方法，该方法具有比以往的工程治沙费用低、比以往的植物治沙见效快的优点。但因为要在沙体上喷洒液体化学原料，所以在广大的沙漠地区施行喷洒仍需付出极大的代价，而且也会受到原料资源的限制。本专利技术的目的是寻找一种既能使沙粒或土壤进行石化，又不使用任何专用材料的方法。使用该方法可以就地取材，治理沙漠和修筑公路。众所周知，地球上的岩浆冷却后形成的岩石，经过千百万年的地壳变迁和风化过程，才形成了现在的戈壁滩、沙漠和土壤。原来岩石中的可溶性物质大部分被水溶解，进入海洋和湖泊。大部分土壤和沙漠中的沙粒主要成分是难溶于水的各种硅酸盐。我们知道，土壤及沙粒在高温下可被烧结成砖，如果温度进一步提高，使其成为液体后再冷却，则可以重新使之变成岩石。这种人造的岩石，比起风化前的岩石，由于可溶性物质的减少，可经受更长时间的风化。要获得这种人造的岩石，采用燃料加温的方法，对于治理沙漠来说，显然是不切实际的。本专利技术提出一种利用取之不尽的太阳能，对土壤或沙漠进行加温，使之石化的方法以及一种装置。利用该方法及装置对沙漠表面进行石化覆盖及沙漠公路的建造，可极大地节省原材料和能源。本专利技术的原理是将太阳光进行聚焦，使之成为高能光束。该光束照射在地面上，使被照射处产生的温度足以熔融沙粒或土壤，使沙粒或土壤成为液态或者将其烧结。将光束扫描地面，光束移入处的地面不断被加热熔化，光束移出处不断冷却凝固。以修筑沙漠公路为例，如果投射在地面上的高能光束为一窄带，并且其长度等于路面宽度，此时只需沿着路面行进的方向移动光束即可使路面形成一坚硬的石板；如果投在地面上的光束为一圆点，此时需要将光束进行垂直于路面行进方向的横向扫描，扫描完一行后，装置沿公路行进方向向前以步进方式移动一个步距后，再进行回扫，回扫结束后，再步进一步，如此反复，使光束扫描过整个路面，路面则形成一层坚硬的石板。此后，在这层石板上反复铺设沙粒或土壤，反复进行光照，即可使路面的石板不断加厚，从而修筑出一条石板路。同理，对于沙漠的覆盖，则无需进行反复光照，仅薄的一层石面就足够了。对于沙漠的覆盖面，按一定间隔开放一些不被光照的区域，用于雨水的渗漏。本专利技术的优点是与现有的治沙和筑路技术相比，因为利用太阳能，就地取材，所以能节省大量的能源、筑路材料以及人力、物力。减少了能源消耗的同时，也就减少了环境污染。尤其是在沙漠地区，阳光强烈，较少阴雨天气，利用本专利技术治沙和修筑公路，将会产生巨大的经济效益和社会效益。这种沙漠覆盖面可以大大减小地下水的蒸发，有利于沙漠的蓄水。用本专利技术的方法，还可以用来对水库库底、引水渠道进行防渗处理。将太阳光聚焦到路面上，有透射式聚焦和反射式聚焦两种方法。透射式聚焦需要制造大型的聚光透镜，不但造价高，而且制造、运输也很困难；反射式聚焦使用镀有反光材料的金属板制成的凹面镜，这些凹面镜容易制造并且容易拼装成大面积的反射器，是一种最好的选择。用柱形凹面镜可将太阳光聚焦成一窄带，用旋转凹面镜可将太阳光聚焦成一圆点。使太阳光聚焦成一圆点比聚焦成一窄带的能量更为集中，反射到路面上的光束会使路面产生更高的温度，因此采用旋转凹面镜对太阳光进行聚焦也是最佳的选择。按照本专利技术的原理和最佳选择而设计的治沙、筑路装置如附附图说明图1所示，它是由操纵系统1、动力系统2、机架3、轨道4、扫描车5、太阳方位跟踪系统6、聚焦调整系统7、旋转抛物面反射镜8、旋转椭圆面反射镜9和防护系统10所组成。现对本专利技术所述装置的各部分功能详述如下操纵系统1，该部分用于对整个装置的驾驶、各系统工作参数的给定、工况的监控和对其它各部分的启、停控制。动力系统2，该部分装有发动机和发电机，用于给各系统提供所需的动力。机架3，该部分装有轮胎或履带用于行走并完成对其它各个部分的承载。机架上装有两条水平放置且垂直于装置行进方向的平行轨道4，用于扫描车5的行走。扫描车5上装有太阳方位跟踪系统6、聚焦调整系统7、旋转抛物面反射镜8和旋转椭圆面反射镜9。在筑路过程中，整个装置以步进的方式沿公路方向行进，以完成纵向扫描，它类似于电视机的场扫描。扫描车5在轨道4上做往复运动，以完成光束对路面的横向扫描，它类似于电视机的行扫描。太阳方位跟踪系统6，该部分完成对太阳方位的确定并驱动旋转抛物面反射镜8，使其轴线对准太阳。聚焦调整系统7，用于调整投射到地面上的光斑的大小，以适合不同的光强和不同土壤或沙粒的情况。防护系统10将装置的工作面与外界隔离起来，以保护装置免受风沙雨雪的损坏，和强光对外界的辐射，防止对周边的人、畜以及植物造成伤害。其组成分为透明和不透明两部分，透明部分位于装置的顶部，用于阳光的进入，不透明部分位于装置周围，用于屏蔽对周边的辐射。太阳方位跟踪系统6、聚焦调整系统7、扫描车5、机架3上的两条轨道4之间都留有用于反射光通过的通道，以使光束到达地面。旋转抛物面反射镜8和旋转椭圆面反射镜9组成的反射镜组对太阳光进行两次聚焦反射，附图2示出了它们的光路图。旋转抛物面反射镜的作用是使平行的太阳光聚焦在它的焦点F上，完成第一次反射聚焦。在旋转抛物面镜的顶点处开有一圆孔，用于通过第二次反射的光束并使其到达地面。旋转椭圆面反射镜9，它是一个椭圆以长轴为旋转轴旋转而成的椭圆面，被垂直于长轴的平面所截成的、含有一个顶点的、局部的旋转椭圆面，在旋转椭圆面的内表面镀有反光材料。选择旋转椭圆面作为第二反射器的原因是它有两个聚焦点F1和F2。安装时它的长轴与旋转抛物面镜8的轴线重合，并且使它邻近的焦点F1与旋转抛物面镜8的焦点F重合，而另外一个焦点F2落在地面上。旋转椭圆面反射镜9将第一次反射聚焦的光束进行第二次反射，并且使光束在到达路面时得到第二次聚焦。该椭圆面反射镜因对聚焦后的阳光进行反射，故温度较高，必要时应采取冷却措施，以防止反射面的镀层氧化。太阳方位跟踪系统6，对太阳的跟踪是通过对反射镜组的方位角和仰角的分别控制所完成的，其机械、电气控制与某些雷达天线的跟踪原理相类似，属于现有技术，在本文中不作详细说明。聚焦调整系统7，是通过调整反射镜与地面的距离而实现调焦的，在附图2所示的光路图中可以看到，当旋转椭圆面的焦点F2落在地面上时，光斑的直径最小；当F2偏离地面时，光斑的直径就会变大。光斑的直径与偏离的距离成正比例，故光斑处的光强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种治理沙漠及筑路的方法，其特征是：以扫描的方式，将聚焦后的太阳光束作用于地面，使地面的沙粒或土壤熔融或者烧结，冷却后使地面上形成坚硬石质复盖物，以覆盖沙漠及修筑公路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王普林，
申请(专利权)人：王普林，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]