本技术涉及船舶除冰领域,尤其是涉及一种甲板除冰车用电磁感应融冰装置。
背景技术:
1、在严冬季节及高纬度海域,舰船表面容易形成大量覆冰,严重的话影响舰艇的航行速度以及航行安全,同时甲板结冰会降低甲板摩擦系数,不仅威胁飞行器在舰上起降和转运等操作的安全,也不利于船员工作,有滑倒危险。因此甲板的除冰清雪是非常重要的工作。
2、除冰的方法包括主动式除冰和被动式除冰。
3、主动式除冰是提前布置结构来应对结冰情况的处理方式,主要包括两大类:一是在甲板涂层涂料里增加特殊材料,以减轻结冰现象或者结冰牢度;二是提前在船体预埋线圈及其他附件,利用电脉冲或者说式电斥离除冰,利用电磁排斥力除冰。这些方法需要在舰船设计制造的时候就把方案考虑进去,会增加舰船结构的复杂度,灵活性不高。
4、被动式除冰主要分为四大类:一是机械法,利用机械装置对冰层铲、敲击、强烈振动方式来除冰;二是化学法,利用在冰层上抛洒融冰、融雪剂,降低冰点温度来除冰或者减轻结冰程度;三是超声法,通过超声振动使得冰层破碎剥落;四是加热法,通过电磁波、电加热、红外线、蒸汽、高温气体、激光等方法加热融化冰层。
5、机械法的缺点是清除不彻底,而且容易伤涂层及钢铁基体;化学法的缺点是反应时间慢,对环境影响很大;超声法的缺点是只适合普通路面,在舰船上应用时,由于金属是声音的优良导体,超声会传导到舰船的其他舱室,给其他设备造成损伤。只有加热法才是适合舰船的除冰方法。
6、《一种去除钢铁表面包裹物的装置》(cn201110083434)和《一种电磁感应式金属表面涂层去除设备》(cn201220001405)利用电磁感应原理,在金属表面产生涡旋电流,形成局部高温,进而去除金属表面的包裹物和涂层。然而舰船的甲板涂层是非常重要的,不能被除冰设备破坏,因此上述两项专利的技术并不能直接应用到舰船除冰领域。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供一种甲板除冰车用电磁感应融冰装置,以解决上述提出的清除甲板覆冰时会损伤甲板涂层的问题。
2、为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
3、一种甲板除冰车用电磁感应融冰装置,安装于甲板除冰车主体,所述甲板除冰车包括雪铲、前轮和座位;所述甲板除冰车还包括主控制器、电磁感应单元、红外传感器和安装支架;红外传感器用于测量甲板的温度,主控制器根据甲板温度控制电磁感应单元的电压和电流,安装支架用于固定电磁感应单元和红外传感器;
4、所述主控制器位于座位下方,通过电缆与电磁感应单元和红外传感器连接;
5、所述安装支架位于雪铲和前轮之间,由五块金属平板焊接而成,一块是平行于甲板的顶板,四块是垂直于甲板的侧板,顶板和侧板通过焊接连接起来,共同构成一个底部开口的盒状结构;所述电磁感应单元固定在该盒状结构的内部,并且与顶板保持设定的距离;
6、所述红外传感器固定在安装支架的侧板上,测量甲板的温度并传输给主控制器;
7、所述电磁感应单元和红外传感器与甲板保持设定的距离、不与甲板接触;
8、所述主控制器包括整流单元、逆变单元和主控单元;所述整流单元为二极管二相整流电路,将输入的交流电整流成直流电,并输出给逆变单元;所述逆变单元为h型i gbt逆变桥,对来自整流单元的直流电进行逆变,生成高频交流电,并输出给电磁感应单元;所述主控单元为plc,接收来自红外传感器的温度信号,根据该温度信号调节逆变单元的输出电压和输出电流;
9、所述电磁感应单元包括励磁线圈、与所述励磁线圈并联的谐振电路,接收来自逆变单元的高频交流电,在甲板的表面产生涡旋电流、让甲板表面的温度升高。与甲板接触的一小部分覆冰最先融化,使得整个覆冰都从甲板上脱落。
10、进一步的,包括线圈安装板;所述线圈安装板的材料为绝缘板,固定在安装支架的侧板上,使得线圈安装板与顶板、侧板一起构成一个封闭的长方体结构;所述电磁感应单元的励磁线圈的固定在线圈安装板上,使得电磁感应单元完全处于该长方体结构的内部,并且励磁线圈的中心对称轴垂直于甲板、励磁线圈与甲板保持设定的距离。
11、进一步的,电磁感应单元的励磁线圈与甲板的距离不大于20mm。距离过大,励磁线圈在甲板上产生感应电流的效果比较差;距离过小,安装支架容易与覆冰和甲板发生碰撞和剐蹭。
12、进一步的,电磁感应单元的励磁线圈与顶板的距离不小于50mm。距离过小,顶板容易被加热。
13、进一步的,安装支架的材料为铜合金或铝合金。与钢铁和不锈钢相比,铜铝合金不是磁的优良导体,在给电磁感应单元提供良好保护的同时,更不容易被加热。
14、与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
15、1、本实用新型中,安装支架可以将电磁感应单元和红外传感器保持设定的距离、不与甲板接触,不会剐蹭或碾压甲板,因此不会损伤甲板涂层。
16、2、本实用新型中,主控制器根据红外传感器的温度信号来控制电磁感应单元的电压和电流,确保甲板表面的温度不会太高,因此不会损伤甲板涂层。
17、3、本实用新型中,通过加热甲板表面来剥离覆冰,而不是完全融化积雪和覆冰,因此除冰效率显著高于传统的加热除冰方法。
1.一种甲板除冰车用电磁感应融冰装置,安装于甲板除冰车主体上,所述甲板除冰车包括雪铲(1)、前轮(2)和座位(3),其特征在于:所述甲板除冰车还包括主控制器(4)、电磁感应单元(9)、红外传感器(10)和安装支架(11),所述电磁感应单元(9)和红外传感器(10)与甲板保持设定的距离、不与甲板接触;
2.根据权利要求1所述的一种甲板除冰车用电磁感应融冰装置,其特征在于:所述主控制器(4)包括整流单元、逆变单元和主控单元,所述整流单元为二极管二相整流电路,将输入的交流电整流成直流电,并输出给逆变单元。
3.根据权利要求2所述的一种甲板除冰车用电磁感应融冰装置,其特征在于:所述逆变单元为h型igbt逆变桥,对来自整流单元的直流电进行逆变,生成高频交流电,并输出给电磁感应单元(9)。
4.根据权利要求2所述的一种甲板除冰车用电磁感应融冰装置,其特征在于:所述主控单元为plc,接收来自红外传感器(10)的温度信号,根据该温度信号调节逆变单元的输出电压和输出电流。
5.根据权利要求1所述的一种甲板除冰车用电磁感应融冰装置,其特征在于:所述安装支架(11)的侧板(13)上固定有线圈安装板(14),线圈安装板(14)的材料为绝缘板。
6.根据权利要求1所述的一种甲板除冰车用电磁感应融冰装置,其特征在于:所述安装支架(11)由五块金属平板焊接而成,一块是平行于甲板的顶板(12),四块是垂直于甲板的侧板(13),顶板(12)和侧板(13)通过焊接构成盒状结构。
7.根据权利要求2所述的一种甲板除冰车用电磁感应融冰装置,其特征在于:电磁感应单元(9)的励磁线圈与甲板的距离不大于20mm。
8.根据权利要求6所述的一种甲板除冰车用电磁感应融冰装置,其特征在于:电磁感应单元(9)的励磁线圈与顶板(12)的距离不小于50mm。
9.根据权利要求1所述的一种甲板除冰车用电磁感应融冰装置,其特征在于:安装支架(11)的材料为铜合金或铝合金。