一种压电式石墨烯热管桥面除冰装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及桥面除冰设备技术领域，具体涉及一种压电式石墨烯热管桥面除冰装置，桥体的箱形梁的顶壁布设有钢筋网，箱形梁内具有传热空腔，传热结构设置在传热空腔内，传热结构包括若干个热管，热管的冷凝端与钢筋网接触，发热结构包括若干个发热单元，若干个发热单元分别安装在若干个热管的蒸发端，所述发电结构包括减速带、陶瓷压电片、蓄电池以及控制器，减速带安装在桥体的桥面，陶瓷压电片安装在减速带的发电空腔内，并与蓄电池连接，车辆经过减速带时通过压动减速带引发陶瓷压电片的轻微变形，实现对蓄电池的充电，蓄电池可对发热结构供电，使发热结构发热，发热结构产生的热量传递到传热结构并经过传热机构对桥体的桥面进行加热除冰。的桥面进行加热除冰。的桥面进行加热除冰。

【技术实现步骤摘要】
一种压电式石墨烯热管桥面除冰装置


[0001]本技术涉及桥面除冰设备
，具体涉及一种压电式石墨烯热管桥面除冰装置。

技术介绍

[0002]近年来，我国愈加注重能源革命，建设多元清洁的能源应用体系，在保持能源安全的前提下，持续推进能源的绿色低碳转型。数据显示，2014年以来，我国单位国内生产总值能耗累计降低20%，以年均约2.9%的能源消费增长支撑了6.2%的国民经济增长。煤炭消费比重从2014年的65.8%下降到2021年的56%，是历史上下降最快的时期。与此同时，清洁能源消费比重同期从16.9%上升到25.5%，占能源消费增量的60%以上。同时创新对于能源行业的技术转型、扩大生产及多元化应用有着不能忽视的重要作用，加强能源技术的创新能力必须并驾齐驱。
[0003]桥梁由于其独特的地理位置，需要重点考虑在冬季气温降低时由于桥面结冰而造成其交通功能的损坏。考查传统的桥面除冰方式，其在人力物力方面有极大的消耗，并且对于各种能源的应用有着消耗大，效率低的缺点，因此，面对桥面除冰的硬性需求，寻找新型的替代能源，构建新型除冰系统是必然要求。本设计在选择利用通过桥梁的来往车辆自生携带的机械能经过压电陶瓷转化成电能的基础上，增加热管进行强化换热，通过桥梁自身的钢筋网对桥面传递热量从而达到除冰的效果。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本申请提供了一种压电式石墨烯热管桥面除冰装置，包括具有箱形梁的桥体、传热结构、发热结构和发电结构，桥体的箱形梁的顶壁布设有钢筋网，箱形梁内具有传热空腔，传热结构设置在传热空腔内，传热结构包括若干个热管，热管的冷凝端与钢筋网接触，发热结构包括若干个发热单元，若干个发热单元分别安装在若干个热管的蒸发端，所述发电结构包括减速带、陶瓷压电片、蓄电池以及控制器，减速带安装在桥体的桥面，陶瓷压电片安装在减速带的发电空腔内，并与蓄电池连接，车辆经过减速带时通过压动减速带引发陶瓷压电片的轻微变形，实现对蓄电池的充电，蓄电池可对发热结构供电，使发热结构发热，发热结构产生的热量传递到传热结构并经过传热机构对桥体的桥面进行加热除冰。
[0005]本技术为解决上述问题提供的是一种压电式石墨烯热管桥面除冰装置，包括
[0006]桥体，所述桥体具有箱形梁，箱形梁的顶壁布设有钢筋网，箱形梁具有用于容纳传热结构的传热空腔；
[0007]传热结构，所述传热机构设置在传热空腔内，传热机构包括若干个热管，所述热管具有蒸发端和冷凝端，冷凝端与钢筋网接触；
[0008]发热结构，所述发热机构包括若干个发热单元，若干个发热单元分别设置在若干个热管的蒸发端，所述发热单元包括导电接口、聚酯外壳以及石墨烯发热薄膜，石墨烯发热
薄膜包覆在热管的蒸发端，导电接口与石墨烯发热薄膜连接，聚酯外壳包覆在石墨烯发热薄膜的外部；
[0009]发电结构，所述发电结构包括减速带、陶瓷压电片、蓄电池以及控制器，所述减速带安装在桥体的桥面上，减速带内具有发电空腔，所述陶瓷压电片安装在发电空腔内，其上表面与减速带的顶壁通过弹簧片连接，所述陶瓷压电片与蓄电池通过电线连接，蓄电池通过控制器与导电接口电连接。
[0010]进一步的，所述控制器上连接有温度传感器。
[0011]进一步的，所述聚酯外壳的外部包覆有绝热层。
[0012]进一步的，所述热管竖直设置，若干个热管的冷凝端平铺埋设在箱形梁的顶壁内。
[0013]进一步的，所述陶瓷压电片为PZT
‑
4压电陶瓷。
[0014]有益效果
[0015]本申请的技术方案具有以下有益效果：
[0016]1、节约能源，本申请有效利用汽车行驶中的机械能，将汽车行驶过程中产生的压力转换成电能供给给石墨烯发热薄膜发热除冰，实现了能量的再利用，未消耗额外的能量，绿色环保，节约能源。利用热管极高的导热性，可以减少石墨烯的用量。相比于直接将石墨烯铺在桥面上来说，这种方法更加能节约材料，节约能源，避免造成能源的浪费；
[0017]2、节约材料，本申请的方案中，将石墨烯发热薄膜包裹在热管的外面，利用热管极高的导热性，可以减少石墨烯的用量，相比于现有的一些直接将石墨烯铺在桥面上的方案来说，本申请的方案更加能节约材料，节约能源，避免造成能源的浪费；
[0018]3、持久耐用，本申请中，压电装置设置在减速带内，不受汽车直接碾压，磨损量小，可使用寿命长，热管和石墨烯发热薄膜放置在发电空腔内避免受车辆碾压损坏，而且便于后期的维护，延长了使用寿命；
[0019]4、保护桥面，本申请的方案采用石墨烯发热薄膜加热的方式除冰，不使用任何化学材料和机械辅助除冰，相比传统除冰方式，不会对桥体路面产生损坏；
[0020]5、运行干扰量小，本申请的技术方案中，能源来源为汽车行驶过减速带产生的压力，不受阳光、温度、气候等自然因素影响，运行情况稳定；
[0021]6、自动控制，本申请中，通过选取合适的控制器和温度传感器，并采用对应的程序控制，可使温度传感器实时检查桥面温度，将参数传输给控制器，自动控制石墨烯加热薄膜加热桥面，全过程不需人工参与，自动性强。
附图说明
[0022]图1是本装置的结构示意图；
[0023]图2是传热空腔内部示意图；
[0024]图3是减速带的剖面示意图；
[0025]图4是发热单元的结构原理图；
[0026]图5是发热单元与热管的连接示意图；
[0027]图中：1、桥体，2、钢筋网，3、热管，4、发热单元，41、导电接口，42、聚酯外壳，43、石墨烯发热薄膜，5、减速带，6、陶瓷压电片，7、蓄电池，8、控制器，9、弹簧片。
具体实施方式
[0028]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0029]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0030]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体地限定。
[0031]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电式石墨烯热管桥面除冰装置，其特征在于：包括桥体（1），所述桥体（1）具有箱形梁，箱形梁的顶壁布设有钢筋网（2），箱形梁具有用于容纳传热结构的传热空腔；传热结构，所述传热结构设置在传热空腔内，传热结构包括若干个热管（3），所述热管（3）具有蒸发端和冷凝端，冷凝端与钢筋网（2）接触；发热结构，所述发热结构包括若干个发热单元（4），若干个发热单元（4）分别设置在若干个热管（3）的蒸发端，所述发热单元（4）包括导电接口（41）、聚酯外壳（42）以及石墨烯发热薄膜（43），石墨烯发热薄膜（43）包覆在热管（3）的蒸发端，导电接口（41）与石墨烯发热薄膜（43）连接，聚酯外壳（42）包覆在石墨烯发热薄膜（43）的外部；发电结构，所述发电结构包括减速带（5）、陶瓷压电片（6）、蓄电池（7）以及控制器（8），所述减速带（5）安装在桥体（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈方婷，陈俭，任佳丽，张乐，乐骏铭，杨纤婷，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：新型
国别省市：