一种基于透水路面的调温和融冰雪喷洒系统

1.本发明涉及市政工程技术领域，具体为一种基于透水路面的调温和融冰雪喷洒系统。


背景技术：

2.目前随着海绵城市的建设，市政道路多采用透水沥青路面来防止城市内涝，并通过在车道路面下设置净化收集装置或改变路面下结构对雨水进行初步过滤再收集排出，但这些方法都没有将收集到的水加以利用，且改变了车道面层结构，会影响到路面性能，后期维护时需挖开路面，对车辆交通影响极大。
3.沥青路面在夏季时需洒水降温，目前洒水降温普遍是人工驾驶洒水车沿路喷洒，不能及时对全路段进行降温，且透水沥青路面被喷洒后，水会渗透路面，使得路面水分蒸发的更快导致降温时效短，需多次驾驶洒水车喷洒，也有道路会在路面下设置电机抽水喷洒，但是这种方法成本高不能大范围使用，喷口设置在路面容易损坏，维修更换设备需破坏路面中断交通。
4.冬季时，道路会出现积雪和结冰现象而导致路面摩擦力降低，此时需给道路清理冰雪防滑，目前的方法多是人工或机械性的除冰雪，但是这样的方法效率低且费时费力，另一种常用方法是喷洒融雪剂，但同样的是这种方法也不能同时对全路段进行喷洒融雪剂，并且由于融雪剂会使路面冰雪融化带着融雪剂渗透路面，致使路面融雪剂浓度降低，效果变差，也有少量道路在路面下设置电机喷洒融雪剂，但是同样的是此类方法成本高，不便维护。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于透水路面的调温和融冰雪喷洒系统，解决了上述提出的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于透水路面的调温和融冰雪喷洒系统，包括减速带加压装置、感温阀一、防水薄层、喷口、蓄压装置、感温阀二、融雪剂箱、三联式浮球阀、储水箱、过滤包、集水分流管道、防水粘结层，减速带加压装置下端部分、感温阀一、防水粘结层埋设与透水路面下层中，所述储水箱设置在人行道的下方，感温阀一设置在车道两侧且贴近路面，感温阀二设置在人行道下且贴近路面，减速带加压装置通过管道一a1与蓄压装置连接，且感温阀一设在管道一a1的中部，蓄压装置通过管道二a2连接储水箱，喷口通过管道三a3连接储水箱并延伸至内底部；
9.所述融雪剂箱安装在人行道外侧，且其底端通过管道四a4与三联式浮球阀连接，感温阀二设在管道四a4上，三联式浮球阀设在储水箱内部；
10.集水分流管道包括有两个支管道，两个支管道接通有同一个主管道，主管道开口
上端位于透水里面以下，支管道出水口接通在储水箱侧壁的中部，并在连接口加过滤包；
11.所述防水薄层铺设在车道两侧顺着道路方向，深度从人行道路缘石下端延伸至集水分流管道的主管道开口上端，主管道开口下端与弓形防水粘结层两侧上表面贴合。
12.本系统利用车辆对减速带的压力转换成气压来作为动力来源，通过结合透水路面的特性收集、储存和过滤雨水并作为喷洒材料，且使用自创的三联式浮球阀实现自补液和自排水的功能，利用电子感温阀来实现整个系统的自感温喷洒。
13.作为优选，所述减速带加压装置包括有中减速带、中减速带通过多个支柱连接有气箱，气箱上表面设有多个单向进气阀，内部有多个弹簧连接气箱上下表面，当车辆经过时使减速带，将气箱中的空气挤压到管道中，接着弹簧又将回弹使减速带回到原位，与此同时，空气又从单向进气阀重新补充到气箱中，以此循环多次加压。
14.作为优选，气箱包括箱体和活动塞板，活动塞板套设在箱体内部，且由固定的多个弹簧实现活动塞板在箱体内部的弹性活动，箱体两侧壁与左右两个管道一a1进水端口相连通，活动塞板固定在多个支柱的底端，而多个单向进气阀则设在活动塞板顶部；
15.作为优选，中减速带暴露在透水路面以上，且顶部为圆弧面，圆弧面前后端延伸至前后侧壁下端处，当车辆碾压时，中减速带顶部下降到路面相水平位置。
16.作为优选，所述蓄压装置包括球形外壳、以及套在其内部的橡胶气囊，球形外壳内表面和橡胶气囊外表面通过多个高弹性系数的弹簧连接，管道一a1的一端和管道二a2的一端分别穿过球形外壳并连接到橡胶气囊，管道一a1端部与橡胶气囊连接处设一电控调压阀一和球形外壳连接处设一单向气阀，管道二a2上端端口与橡胶气囊连接处设一电控调压阀二；
17.作为优选，给电控调压阀一和电控调压阀二都设置一个最大值和最小值(最大值为0.6mpa～1.0mpa,最小值为0.1mpa～0.3mpa)，当橡胶气囊内气压处于最小值时，电控调压阀一打开，电控调压阀二关闭，空气从管道中被挤压进橡胶气囊，因单向气阀只可进不可出，则橡胶气囊逐渐膨胀且弹簧被压缩，橡胶气囊内气压升高直至最大值，电控调压阀一关闭，电控调压阀二打开，弹簧回弹和橡胶气囊回缩使空气挤入管道直至橡胶气囊内的气压回到最小值，电控调压阀二关闭，电控调压阀一打开，以此循环喷洒。
18.作为优选，所述喷口设置在靠近人行道路缘石位置，喷口水平朝向车道路面，而管道三a3出水端穿过路缘石连接喷口，需要喷洒时，水流会从管道三a3中流向喷口喷洒到路面。
19.作为优选，所述三联式浮球阀包括有两个进水阀、两个单向阀、两个阀门塞一、阀门塞二、两个转杆一、转杆二、连杆、排水阀、浮球组成，两个阀门塞一活塞端设在两个进水阀内部，阀门塞二活塞端设在排水阀内部，通过连杆与转杆一和转杆二将两个进水阀同排水阀连接成整体，一侧的进水阀和单向阀连接在管道四a4上，另一侧的进水阀和单向阀通过进水管连接市政供水管道网，排水阀通过穿过储水箱的排水管连接到下水道。
20.作为优选，所述连杆为横杆、竖杆和斜杆组成，竖杆设在斜杆上端底部，横杆中部固定在斜板上端的端部，而横杆的两端分别与两个连杆二活动连接，竖杆的底端与活动杆一底端活动连接，而斜杆的下端形成一个折角，折角下方的一段与竖直面平行，且端部固定在浮球上。
21.作为优选，单向阀内部阀口位置铰接有一矩形橡胶板，其下端一侧抵住单向阀边
缘无法转动，另一侧可自由旋转，当液面下降时，浮球带动连杆，使连接转杆一的一端上抬，此时转杆二被卡死，与其相连的阀门塞二也无法活动，则排水阀作为连杆转动时的支点之一，同时转杆一在连杆的带动下旋转将阀门塞一逐渐向外拉打开阀门，水流可通过单向阀再通过进水阀达到补液效果，若补液时遇到蓄压装置释放气压，以进水阀为例，气流会进入进水阀将单向阀将矩形橡胶板向不能转动的一侧吹动，使得气压不会泄漏，当液面上升时，浮球带动连杆，使连接转杆一的一端下压，但因为此时转杆一被卡死，与其相连的阀门塞一也无法活动，则进水阀作为连杆转动的支点，同时转杆二在连杆的转动下旋转将阀门塞二向上拉逐渐打开阀门，水流可通过排水阀进入排水管达到排水的效果，因为蓄压装置释放气压时即喷洒水，液面会下降，不会达到需要排水时的液面高度，因此气压不会从排水阀泄漏，通过以上流程来控制自补液和自排水的效果。
22.(三)有益效果
23.与现有技术相比，本发明提供了一种基于透水路面的调温和融冰雪喷洒系统，具备以下有益效果：
24.1.本发明通过在路面处设置感温阀来控制是否喷洒水给路面降温，路面高温时，车道路面感温阀打开，则与感温阀相连的蓄压装置被加压然后释放压力喷洒水，不同路段温度不同，感温阀也会选择性的开启，并且喷口是沿路铺设，因此相较现有的方法灵活性强，能够同时给全路段喷洒，且随时开关，能够及时的降温，解决因透水沥青路面具有的透水性导致喷洒降温效果差需多次喷洒造成本和时间增加的问题，无需人工，可低成本广泛使用。
25.2.本发明通过在路面处设置感温阀来控制是否喷洒融雪剂，冬季低温时，两个感温阀都打开，蓄压装置被加压，融雪剂和水通过三联式浮球阀进入到储水箱混合后被加压喷洒到路面，相比较人工或机械除冰雪和设置电机喷洒融雪剂，本发明可低成本的广泛使用，并且只需人工补充融雪剂便可同时给全路段喷洒融雪剂，解决因透水沥青具有透水性导致融雪剂渗透使得融冰雪效果差需多次喷洒造成时间和成本增加的问题，有效的节省工作时间和人力资源。
26.3.本发明通过自创的三联式浮球阀可同时实现自补水和自排水的效益，夏季时因高温喷洒量极大，此时则会通过三联式浮球阀自动感知储水箱液面下降，打开进水阀供水，能够及时性给系统提供水源，无需人工或其他能源供应实现机械式自补水。
27.4.本发明通过利用透水沥青的透水性，并结合防水薄层、集水分流管道和防水粘结层有效的防止雨水渗透到路面基层，并能够收集过滤雨水，将其储存到储水箱中待喷洒，并且被喷洒到路面的水除蒸发外也会被再次收集利用，实现循环利用，减少水资源浪费，并且当水箱收集的水过多时，也会触发三联式浮球阀打开排水阀将初步过滤的水排到下水管道中，以此实现自收集自排水的效果。
28.5.本发明除去原本就设置在车道路面的减速带，其它装置都设置在了人行道路面下，不会因此改变路面结构而影响路面性能，在后期的维护中只需在人行道上施工，不用阻断交通，避免了维护时对交通的影响。
29.6.可通过改变减速带加压装置中气箱的大小适应不同的交通量的路段，交通量大则减小体积反则增大，改变蓄压装置中电控调压阀的最大值适应不同路宽的路段，路宽则增大，反之减小，因此本系统可适应不同交通量和路宽的路段，灵活性强。
30.7.本发明的喷口设置在了人行道路缘石侧面，不会因为车辆的经过或路面碎石或其它垃圾堵塞导致喷口失去作用，极大的减少了喷口的损坏率，提高了使用寿命。
31.8.本发明利用车辆经过减速带时的压力作为动力来源，无需人工或通电，相较而言更加的节能环保，并且城市道路每天的交通量都很大，足以保证动力充足，完全符合环保城市的理念。
32.9.本发明同时兼具多项功能，且每项功能所需成本都较低，在结合后节省的经济成本和时间成本是倍增的。
附图说明
33.图1是本发明基于透水路面的多功能自喷洒系统整体结构示意图；
34.图2是水箱内部构造及与各装置和管道的连接示意图；
35.图3是减速带加压装置外部结构及其气箱内部构造示意图；
36.图4是蓄压装置内部构造示意图；
37.图5是集水分流管道构造示意图；
38.图6是三联式浮球阀外部结构示意图；
39.图7是三联式浮球阀内部构造示意图；
40.图8是图7中a、b、c的放大示意图。
41.图中：1减速带加压装置、101中减速带、102支柱、103单向进气阀、104气箱、1041箱体、1042活动塞板、105弹簧一、2感温阀一、3防水薄层、4喷口、5蓄压装置、501球形外壳、502橡胶气囊、503弹簧二、504电控调压阀二、505电控调压阀一、506单向气阀、6感温阀二、7融雪剂箱、8三联式浮球阀、81进水阀、82单向阀、821矩形橡胶板、83阀门塞一、84阀门塞二、85转杆一、86转杆二、87连杆、88排水阀、89浮球、9储水箱、10过滤包、11集水分流管道、111主管道、112支管道、12防水粘结层、a1管道一、a2管道二、a3管道三、a4管道四、18进水管、19排水管。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.如图1-8所示，本发明提供一种技术方案：一种基于透水路面的调温和融冰雪喷洒系统，包括减速带加压装置1、感温阀一2、防水薄层3、喷口4、蓄压装置5、感温阀二6、融雪剂箱7、三联式浮球阀8、储水箱9、过滤包10、集水分流管道11、防水粘结层12，减速带加压装置1下端部分、感温阀一2、防水粘结层12埋设与透水路面下层中，喷口4设置在靠近人行道路缘石位置，喷口4水平朝向车道路面，而管道三a3出水端穿过路缘石连接喷口4，需要喷洒时，水流会从管道三a3中流向喷口4喷洒到路面，储水箱9设置在人行道的下方，感温阀一2设置在车道两侧且贴近路面，感温阀二6设置在人行道下且贴近路面，减速带加压装置1通过管道一a1与蓄压装置5连接，且感温阀一2设在管道一a1的中部，蓄压装置5通过管道二a2连接储水箱9，喷口4通过管道三a3连接储水箱9并延伸至内底部；
44.融雪剂箱7安装在人行道外侧，且其底端通过管道四a4与三联式浮球阀8连接，感温阀二6设在管道四a4上，三联式浮球阀8设在储水箱9内部；
45.集水分流管道11包括有两个支管道112，两个支管道112接通有同一个主管道111，主管道111开口上端位于透水里面以下，支管道112出水口接通在储水箱9侧壁的中部，并在连接口加过滤包10，防水薄层3铺设在车道两侧顺着道路方向，深度从人行道路缘石下端延伸至集水分流管道11的主管道111开口上端，主管道111开口下端与弓形防水粘结层12两侧上表面贴合。
46.减速带加压装置1包括有中减速带101、中减速带101通过多个支柱102连接有气箱104，气箱104上表面设有多个单向进气阀103，气箱104包括箱体1041和活动塞板1042，活动塞板1042套设在箱体1041内部，且由固定的多个弹簧实现活动塞板1042在箱体1041内部的弹性活动，箱体1041两侧壁与左右两个管道一a1进水端口相连通，活动塞板1042固定在多个支柱102的底端，而多个单向进气阀103则设在活动塞板1042顶部，内部有多个弹簧一105连接气箱上下表面，当车辆经过时使减速带101，将气箱104中的空气挤压到管道一a1中，接着弹簧一105又将回弹使减速带101回到原位，与此同时，空气又从单向进气阀103重新补充到气箱104中，以此循环多次加压，中减速带101暴露在透水路面以上，且顶部为圆弧面，圆弧面前后端延伸至前后侧壁下端处，当车辆碾压时，中减速带101顶部下降到路面相水平位置。
47.蓄压装置5包括球形外壳501、以及套在其内部的橡胶气囊502，球形外壳501内表面和橡胶气囊502外表面通过多个高弹性系数的弹簧二503连接，管道一a1的一端和管道二a2的一端分别穿过球形外壳501并连接到橡胶气囊502，管道一a1端部与橡胶气囊502连接处设一电控调压阀一505和球形外壳连接处设一单向气阀506，管道二a2上端端口与橡胶气囊502连接处设一电控调压阀二504，给电控调压阀一505和电控调压阀二504都设置一个最大值和最小值(最大值为0.6mpa～1.0mpa,最小值为0.1mpa～0.3mpa)，当橡胶气囊内气压处于最小值时，电控调压阀一505打开，电控调压阀二504关闭，空气从管道一a1中被挤压进橡胶气囊502，因单向气阀506只可进不可出，则橡胶气囊502逐渐膨胀且弹簧二503被压缩，橡胶气囊502内气压升高直至最大值，电控调压阀一505关闭，电控调压阀二504打开，弹簧二503回弹和橡胶气囊502回缩使空气挤入管道二a2直至橡胶气囊502内的气压回到最小值，电控调压阀二504关闭，电控调压阀一505打开，以此循环喷洒。
48.三联式浮球阀8包括有两个进水阀81、两个单向阀82、两个阀门塞一83、阀门塞二84、两个转杆一85、转杆二86、连杆87、排水阀88、浮球89组成，两个阀门塞一83活塞端设在两个进水阀81内部，阀门塞二84活塞端设在排水阀88内部，通过连杆87与转杆一85和转杆二86将两个进水阀81同排水阀88连接成整体，一侧的进水阀81和单向阀82连接在管道四a4上，另一侧的进水阀81和单向阀82通过进水管18连接市政供水管道网，排水阀88通过穿过储水箱9的排水管19连接到下水道，连杆87为横杆、竖杆和斜杆组成，竖杆设在斜杆上端底部，横杆中部固定在斜板上端的端部，而横杆的两端分别与两个连杆二活动连接，竖杆的底端与活动杆一底端活动连接，而斜杆的下端形成一个折角，折角下方的一段与竖直面平行，且端部固定在浮球89上，单向阀82内部阀口位置铰接有一矩形橡胶板821，其下端一侧抵住单向阀82边缘无法转动，另一侧可自由旋转，当液面下降时，浮球89带动连杆87，使连接转杆一85的一端上抬，此时转杆二86被卡死，与其相连的阀门塞二84也无法活动，则排水阀88
作为连杆87转动时的支点之一，同时转杆一85在连杆87的带动下旋转将阀门塞一83逐渐向外拉打开阀门，水流可通过单向阀82再通过进水阀81达到补液效果，若补液时遇到蓄压装置5释放气压，以进水阀81为例，气流会进入进水阀81将单向阀82将矩形橡胶板821向不能转动的一侧吹动，使得气压不会泄漏，当液面上升时，浮球89带动连杆87，使连接转杆一85的一端下压，但因为此时转杆一85被卡死，与其相连的阀门塞一83也无法活动，则进水阀81作为连杆87转动的支点，同时转杆二86在连杆的转动下旋转将阀门塞二84向上拉逐渐打开阀门，水流可通过排水阀88进入排水管19达到排水的效果，因为蓄压装置5释放气压时即喷洒水，液面会下降，不会达到需要排水时的液面高度，因此气压不会从排水阀88泄漏，通过以上流程来控制自补液和自排水的效果。
49.本系统利用车辆对减速带101的压力转换成气压来作为动力来源，通过结合透水路面的特性收集、储存和过滤雨水并作为喷洒材料，且使用自创的三联式浮球阀8实现自补液和自排水的功能，利用电子感温阀来实现整个系统的自感温喷洒。
50.基于透水路面的调温和融冰雪喷洒系统的工作流程：
51.常温时，感温阀一2关闭，减速带加压装置1则无法给蓄压装置5加压，因此不会对路面进行喷洒，当路面有雨水时，则会渗透路面至防水粘结层12，由于防水粘接层12是中间凸起的形状，所以雨水会顺流到两侧的集水分流管道11中，再通过过滤包10被过滤储存至储水箱9，当储存过量时则会触发三联式浮球阀8的排水阀88打开排水，通过排水管19排入下水道。
52.高温时，市政供水管道开始供水，感温阀一2打开，感温阀二6关闭，车辆经过时，减速带加压装置1给蓄压装置5加压，待加压到所设置的电控调压阀二504、电控调压阀一505的最大值时，则开始向储水箱9加压将水喷洒到路面，若储存的水量不足，则会触发三联式浮球阀8的进水阀81打开，通过进水管18向储水箱9中补水，但由于感温阀二6关闭，则残留在融雪剂箱7中的融雪剂不会流入储水箱9。
53.低温时，市政供水管道停止供水，可根据天气选择性的人工向融雪剂箱7中补充融雪剂，感温阀一2和感温阀二6打开，车辆经过时，减速带加压装置1给蓄压装置5加压，待加压到所设置的电控调压阀二504、电控调压阀一505的最大值时，则开始向储水箱9加压将融雪剂喷洒到路面，若储水箱9中的融雪剂不足时，则会触发三联式阀球阀8的进水阀81打开，融雪剂箱7中的融雪剂则会通过管道四a4补充进储水箱9，而市政供水管道停止供水，因此不会出现低温但不需喷洒融雪剂时喷洒水。
54.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
55.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。