基于碳纤维混凝土的防冻轨道板的制作方法

本实用新型涉及轨道交通技术等领域，具体的说，是基于碳纤维混凝土的防冻轨道板。

背景技术：

冬季，在中国秦岭以北以及青藏高原等地方往往会因为气温过低或者下雪而结冰，结冰不仅对于道路交通有严重影响，同时对轨道交通也会产生较大影响；为避免轨道结冰，影响轨道交通运营安全，解决轨道结冰问题已为轨道交通发展的一个科研重点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于设计出基于碳纤维混凝土的防冻轨道板，解决现有技术高寒或高海拔地区存在的轨道结冰问题，在现有的轨道板上设置由传热液主管道、支管、斜管等所组成的传热液系统，并结合加热系统和电路系统进行液体加热循环，从而达到轨道板保持非结冰状态的目的。

本实用新型通过下述技术方案实现：基于碳纤维混凝土的防冻轨道板，设置有电路系统、加热系统及防冻轨道板主体，所述电路系统连接加热系统，加热系统连接防冻轨道板主体，在所述防冻轨道板主体内设置有碳纤维钢筋混凝土，在所述碳纤维钢筋混凝土内设置有传热液主管道，传热液主管道上连接有多根支管，在支管的末端设置有斜管，在斜管的底端设置有液体回收管，所述传热液主管道与加热系统相连接。

进一步的为更好地实现本实用新型，能够将碳纤维钢筋混凝土和普通钢筋混凝土进行分别保护，并避免两者之间由于传热不均匀而影响整个防冻轨道板主体的使用寿命及强度，特别采用下述设置结构：在所述碳纤维钢筋混凝土上还设置有普通钢筋混凝土，且碳纤维钢筋混凝土和普通钢筋混凝土之间设置有隔热垫；所述支管设置在普通钢筋混凝土内。

进一步的为更好地实现本实用新型，为有效增强碳纤维钢筋混凝土所构成的层面的强度，特别采用下述设置结构：在所述碳纤维钢筋混凝土内还设置有碳纤维增强钢筋混凝土。

进一步的为更好地实现本实用新型，方便液体往轨道板四周流动，特别采用下述设置结构：所述与传热液主管道相连的支管与传热液主管道之间呈0.05%的倾斜坡度。

进一步的为更好地实现本实用新型，方便液体流动，特别采用下述设置结构：所述斜管与连接的支管之间的倾斜坡度为5%。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述加热系统内设置有第一温度传感器、开关球、传热液加热系统，所述第一温度传感器通过弹簧与防冻轨道板主体的基座边缘相连接，第一温度传感器下部连接开关球，开关球开关控制传热液加热系统，传热液加热系统的导热液出口通过管道连接在钢轨下端传热孔上，在传热液加热系统的导热液出口处设置有第二温度传感系统，且液体回收管与传热液加热系统的冷却液入口相连接。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述第二温度传感系统包括第二温度传感器、电源及传热液开关，第二温度传感器通过第二弹簧连接在导热液出口处，第二温度传感器下部设置有第二开关球，第二开关球连接控制第二开关片通断，第二开关片、电源及传热液开关构成通断回路，传热液开关控制导热液出口的通断。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述导热液出口通过碳纤维增强塑料管连接到传热液主管道上。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在导热液出口与到达防冻轨道板主体之间的碳纤维增强塑料管上包裹有保温材料。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述传热液主管道、支管、斜管及液体回收管皆采用碳纤维增强塑料管。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型解决现有技术高寒或高海拔地区存在的轨道结冰问题，在现有的轨道板上设置由传热液主管道、支管、斜管等所组成的传热液系统，并结合加热系统和电路系统进行液体加热循环，从而达到轨道板保持非结冰状态的目的。

（2）本实用新型运用温度传感器对整个加热系统实现了智能化控制，在不影响轨道板原有强度的情况下解决了轨道以及轨道板可能会被冰冻以及冬季积雪等现象。

（3）本实用新型操作简单、实用性强，运用电路系统、碳纤维混凝土以及碳纤维增强塑料管解决了如今在高寒高海拔地区存在的因气温过低以及积雪对轨道产生的冰冻等现象。

附图说明

图1为本实用新型平面示意图。

图2为本实用新型断面示意图。

图3为本实用新型所述加热系统闭合状态图。

图4为本实用新型所述第二温度传感系统简图。

其中，1-碳纤维钢筋混凝土，2-液体回收管，3-钢轨下端传热孔，4-钢轨梁，5-传热液主管道，6-支管，7-碳纤维增强钢筋混凝土，8-隔热垫，9-斜管，10-普通钢筋混凝土，a1—第二温度传感器，a2—传热液加热系统，a3—第二弹簧，a4—第二开关球，a5—第二开关片，a6—电源，a7—传热液开关，B1—基座边缘，B2—弹簧，B3—第一温度传感器，B4—开关球，B5—火线，B6—开关片，B7—零线，B8—冷却液入口，B9—第二温度传感系统，B10—导热液出口。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。并且在本申请文件中，不涉及到软件的更改及保护，在使用时虽然会应用到软件（比如硬件语言等），但对所用的软件亦为领域内的技术人员所知晓的软件程序、硬件语言，即不存在软件方面的保护和更改。

实施例1：

本实用新型提出了基于碳纤维混凝土的防冻轨道板，解决现有技术高寒或高海拔地区存在的轨道结冰问题，在现有的轨道板上设置由传热液主管道、支管、斜管等所组成的传热液系统，并结合加热系统和电路系统进行液体加热循环，从而达到轨道板保持非结冰状态的目的，如图1、图2、图3、图4所示，设置有电路系统、加热系统及防冻轨道板主体，所述电路系统连接加热系统，加热系统连接防冻轨道板主体，在所述防冻轨道板主体内设置有碳纤维钢筋混凝土1，在所述碳纤维钢筋混凝土1内设置有传热液主管道5，传热液主管道5上连接有多根支管6，在支管6的末端设置有斜管9，在斜管9的底端设置有液体回收管2，所述传热液主管道5与加热系统相连接。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，如图1、图2、图3、图4所示，进一步的为更好地实现本实用新型，能够将碳纤维钢筋混凝土和普通钢筋混凝土进行分别保护，并避免两者之间由于传热不均匀而影响整个防冻轨道板主体的使用寿命及强度，特别采用下述设置结构：在所述碳纤维钢筋混凝土1上还设置有普通钢筋混凝土10，且碳纤维钢筋混凝土1和普通钢筋混凝土10之间设置有隔热垫8；所述支管6设置在普通钢筋混凝土10内。

实施例3：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，如图1、图2、图3、图4所示，进一步的为更好地实现本实用新型，为有效增强碳纤维钢筋混凝土所构成的层面的强度，特别采用下述设置结构：在所述碳纤维钢筋混凝土1内还设置有碳纤维增强钢筋混凝土7。

实施例4：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，如图1、图2、图3、图4所示，进一步的为更好地实现本实用新型，方便液体往轨道板四周流动，特别采用下述设置结构：所述与传热液主管道5相连的支管6与传热液主管道5之间呈0.05%的倾斜坡度。

实施例5：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，如图1、图2、图3、图4所示，进一步的为更好地实现本实用新型，方便液体流动，特别采用下述设置结构：所述斜管9与连接的支管6之间的倾斜坡度为5%。

实施例6：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，如图1、图2、图3、图4所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述加热系统内设置有第一温度传感器B3、开关球B4、传热液加热系统a2，所述第一温度传感器B3通过弹簧B2与防冻轨道板主体的基座边缘a1相连接，第一温度传感器B3下部连接开关球B4，开关球B4开关控制传热液加热系统a2，在开关球B4出设置开关片B6，且开关片B6连接零线B5，传热液加热系统a2内的另一供电端通过火线B7连接电路系统的供电端上，传热液加热系统a2的导热液出口B10通过管道连接在钢轨下端传热孔3上，在传热液加热系统a2的导热液出口B10处设置有第二温度传感系统B9，且液体回收管2与传热液加热系统a2的冷却液入口B8相连接。

实施例7：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，如图1、图2、图3、图4所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述第二温度传感系统B9包括第二温度传感器a1、电源a6及传热液开关a7，第二温度传感器a1通过第二弹簧a3连接在导热液出口B10处，第二温度传感器a1下部设置有第二开关球a4，第二开关球a4连接控制第二开关片a5通断，第二开关片a5、电源a6及传热液开关a7构成通断回路，传热液开关a7控制导热液出口B10的通断，所述电源a6为单独电源或经过变压设备变压后分出来的电源。

实施例8：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，如图1、图2、图3、图4所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述导热液出口B10通过碳纤维增强塑料管连接到传热液主管道5上。

实施例9：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，如图1、图2、图3、图4所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在导热液出口B10与到达防冻轨道板主体之间的碳纤维增强塑料管上包裹有保温材料。

实施例10：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，如图1、图2、图3、图4所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述传热液主管道5、支管6、斜管9及液体回收管2皆采用碳纤维增强塑料管。

本实用新型在使用时，可根据轨道所在地域适时的选择新能源发电设备与储电设备(比如高光照区便选择太阳能发电设备为本系统供电，若是风力较大区便采用风力发电供能），产生的电能将用于本实用新型的供电；在设计时，新能源发电设备、储电设备及变压设备共同构成电路系统。

发电设备产生的电能通过变压设备连接到传热液加热设备（加热系统）；通过加热系统的加热（加热系统是一外置于轨道板附近的封闭且具有保温性能的设备），使得传热液的温度达到30摄氏度-40摄氏度。

已加热的导热液通过保温性碳纤维增强塑料管（在加热系统到达混凝土轨道板之间的碳纤维增强塑料管外壁用保温材料包裹）传输到碳纤维混凝土内设的传热液主管道（碳纤维增强塑料管道）5内，导热液入口端（冷却液入口(B8)）与导热液出口B10端设计为0.1%的倾斜坡度，这一设计方便液体流动。

与传热液主管道5相连的支管6设计的倾斜坡度为0.05%，这一设计方面液体往轨道板四周流动。在支管6末端设计有倾斜坡度为5%的斜管，斜管9底端设计有循环回收管（液体回收管2）用于回收冷却液。

具体的，本实用新型设计有第一温度传感器B3，第一温度传感器B3会实时感应外界温度（预设系统启动温度为0摄氏度），第一温度传感器B3下部连接有一开关球B4，当温度达到0摄氏度时，第一温度传感器B3便将讯息传输给开关球B4，开关球B4运动致使电路闭合，进一步地传热液加热系统a2开始对传热液进行加热，传热液加热系统a2内设第二温度传感系统B9，第二温度传感系统B9上的第二温度传感器a1对缸内（设置在传热液加热系统a2上）传热液的温度进行感应，温度达到30摄氏度时，第二温度传感器a1连接的第二开关球a4开始接通微型电路（第二温度传感系统B9内通断回路），进一步的加热系统内开关（传热液开关a7）被开启，进一步地液体进入外设保温性碳纤维增强塑料管，液体通过外设碳纤维增强塑料管道进入传热液主管道5，进一步地传热液流动到支管6开始进行热传导，进一步地碳纤维增强钢筋混凝土7开始吸收支管6中的热量，进一步地热量通过碳纤维增强钢筋混凝土7上传到混凝土板表面，同时钢轨下端传热孔3内设的保温性碳纤维增强塑料管内液体上升到达与钢轨无缝连接处，钢轨梁4开始吸收温度，进一步地钢轨量4温度上升，进一步地冷却液通过斜管9到达液体回收管2，进一步地冷却液流回液体回收缸。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。