輕型鋼結構屋面綠色智能除雪系統的製作方法
2023-05-30 13:06:11
輕型鋼結構屋面綠色智能除雪系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種輕型鋼結構屋面綠色智能除雪系統，在降雪過程中，當雪荷載即將達到或者超過結構設計規範限值時，可以通過傳感器智能感應預警，並啟動噴淋除雪系統達到智能除雪的目的。本發明包括設置於屋面上且帶多個噴頭的噴淋管，設置於屋面檁條上的應力傳感器，以及設置於房屋屋面一側簷口處並用於收集雪水的第一收集槽，所述房屋內設有與第一收集槽連通的水箱，以及用於將水箱內的液體抽入到噴淋管內的水泵；房屋內還設有與水箱相連的儲鹽罐，且在儲鹽罐與水箱之間還設有電磁閥；水箱上設有進水管和出水管，在其內部還設有液體濃度傳感器和加熱器；所述房屋內還設有中央處理器。本發明可自動對屋面雪荷載融雪卸載，同時能夠循環利用雪水。
【專利說明】輕型鋼結構屋面綠色智能除雪系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種輕型鋼結構屋面綠色智能除雪系統。
【背景技術】
[0002]目前，世界氣象環境比較反常，惡劣天氣出現的機率比以前增多。而輕鋼結構設計中，規範對雪荷載的規定是根據過去一段時間天氣情況的統計數據分析結果(根據全國672個地點的基本氣象臺(站)的最大雪壓或雪深資料，按規定的方法經統計得到的雪荷載)，顯然已不適合當今的惡劣氣象環境。近幾年經常出現輕鋼結構由於雪荷載超載坍塌的情況，造成巨大的經濟損失和沉重的人員傷亡。在降雪過程中，雪荷載什麼時候達到或者超過結構設計的規定限值，在使用該結構時並不知情，但是如果在結構的關鍵部位布置應力傳感器，感應雪荷載的適時變化，及時對超載或者危險情況預警，並及時啟動除雪系統，則完全可以避免輕鋼結構屋面坍塌造成的經濟損失和人員傷亡。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於提供一種輕型鋼結構屋面綠色智能除雪系統，及時預警並除去屋面雪荷載，給輕鋼結構卸載，保證結構的使用安全。
[0004]為了實現上述目的，本發明採用的技術方案如下:
輕型鋼結構屋面綠色智能除雪系統，包括設置於屋面中部且帶多個噴頭的噴淋管，設置於輕鋼結構屋面檁條上的應力傳感器，以及設置於房屋一側簷口處並用於聚集雪水的第一收集槽，所述房屋內設有通過管道與第一收集槽連通的水箱，以及用於將水箱內的液體抽入到噴淋管內的水泵；所述房屋內還設有與水箱相連並用於儲存鹽的儲鹽罐，且在儲鹽罐與水箱之間還設有電磁閥；所述水箱上設有進水管和出水管，在其內部還設有液體濃度傳感器和加熱器；所述房屋內還設有與應力傳感器和液體濃度傳感器相連，且可控制水泵、電磁閥和加熱器的中央處理器。
[0005]同時,所述房屋一側的外壁上還設有第一太陽能電池板，且房屋內設有與第一太陽能電池板相連的太陽能儲電設備；該太陽能儲電設備用於給中央處理器、應力傳感器、液體濃度傳感器、電磁閥和加熱器供電；房屋另一側的外壁上還設有第二太陽能電池板，且在房屋內設有與第二太陽能電池板相連的光伏揚水逆變器；所述光伏揚水逆變器還與中央處理器和水泵相連。
[0006]同時,所述房屋一側的外壁上還設有第一太陽能電池板，另一側的外壁上設有第二太陽能電池板，且在房屋內設有與第一太陽能電池板和第二太陽能電池板相連的太陽能儲電設備和光伏揚水逆變器；該太陽能儲電設備用於給中央處理器、應力傳感器、液體濃度傳感器、電磁閥和加熱器供電，所述光伏揚水逆變器還與中央處理器和水泵相連。
[0007]同時，所述水箱內還設有攪拌器，外部設有與攪拌器相連的電機，該電機還與中央處理器和太陽能儲電設備相連。所述水箱內還設有液位計。
[0008]同時，所述水箱與第一收集槽之間的管道上設有第一過濾器。[0009]最後，所述房屋另一側簷口處設有用於聚集雪水的第二收集槽，同時第二收集槽與水箱之間通過管道相連通，且在該管道上設有第二過濾器；或所述房屋另一側簷口處設有用於聚集雪水的第二收集槽，在第二收集槽底部設有與其連通的排水管。
[0010]本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果:
(I)本發明在實際使用時，當應力傳感器感應到雪荷載達到或者超過結構設計規定的限值時，便自動向中央處理器發出信號，中央處理器接收到應力傳感器的雪荷載預警信號後，便控制水泵將鹽水泵入噴淋管內，通過噴淋管上的噴頭將鹽水噴到屋面進行融雪，從而完成屋面雪荷載的卸載，消除安全隱患；最後，通過收集槽將雪水收集並送入水箱內，為下次融雪提供足夠的液體，同時循環利用水資源，減少水資源的浪費；同時水箱內還設有加熱器，能夠將液體進行加熱加快鹽的溶解，另外熱鹽水除雪效果更佳。
[0011](2)本發明在房屋兩側設置了太陽能電池板，可充分利用太陽能為中央處理器、電磁閥、應力傳感器和加熱器等提供電源，大大地降低了本系統的(能源)成本。
[0012](3)本發明在水箱內設置了攪拌器，能夠對水箱鹽和水充分混勻，從而達到快速除雪的目的；同時在水箱內設置了液位計，能夠隨時了解水箱內的液位，從而及時的排出或則注入水，以保證本系統的穩定性，以及能夠及時起到除雪的目的；同時在水箱內設置了加熱器，能夠加熱水溫，加速鹽的融解，而且熱鹽水能加速雪的融化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明-實施例1的結構示意圖。
[0014]圖2為本發明-實施例1的俯視圖。
[0015]圖3為本發明-實施例1的側視圖。
[0016]圖4為本發明-實施例1的電路框圖。
[0017]圖5為本發明-實施例2的結構示意圖。
[0018]圖6為本發明-實施例2的側視圖。
[0019]圖7為本發明-實施例2的電路框圖一。
[0020]圖8為本發明-實施例2的電路框圖二。
[0021]圖9為本發明-實施例3的結構示意圖。
[0022]圖10為本發明-實施例3的電路框圖一。
[0023]圖11為本發明-實施例3的電路框圖二。
[0024]圖12為本發明-實施例4的結構示意圖。
[0025]圖13為本發明-實施例4的俯視圖。
[0026]圖14為本發明-實施例5的結構示意圖。
[0027]圖15為本發明-實施例6的結構示意圖。
[0028]其中，附圖中標記對應的零部件名稱為:1-噴頭，2-噴淋管，3-應力傳感器，4-第一收集槽，5-水箱，6-水泵，7-儲鹽罐，8-電磁閥，9-進水管，10-出水管，11-液體濃度傳感器，12-中央處理器，13-第一太陽能電池板，14-太陽能儲電設備，15-第二太陽能電池板，16-光伏揚水逆變器，17-攪拌器，18-電機，19-液位計，20-第一過濾器，21-第二收集槽，22-第二過濾器，23-排水管，24-加熱器。【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，本發明的實施方式包括但不限於下列實施例。
[0030]實施例1
如圖1?4所示，輕型鋼結構屋面綠色智能除雪系統，包括設置於屋面中部且帶多個噴頭I的噴淋管2，設置於屋面檁條上的應力傳感器3，以及設置於房屋一側簷口處並用於聚集雪水的第一收集槽4，所述房屋內設有通過管道與第一收集槽連通的水箱5，以及用於將水箱內的液體抽入到噴淋管內的水泵6 ;所述房屋內還設有與水箱相連並用於儲存鹽的儲鹽罐7，且在儲鹽罐與水箱之間還設有電磁閥8 ;所述水箱上設有進水管9和出水管10，在其內部還設有液體濃度傳感器11和加熱器24 ;所述房屋內還設有與應力傳感器和液體濃度傳感器相連，且可控制水泵、電磁閥和加熱器的中央處理器12。本實施例的中央處理器可設置於房屋內任何地方，可根據實際情況設置，只要其能夠及時接受到應力傳感器和液體濃度傳感器發出的信號，並且控制水泵和電磁閥工作即可。本實施例的工作原理是:布置於屋面檁條上的應力傳感器感應到雪荷載達到或者超過結構設計規定的限值時，及時向中央處理器傳輸信號，中央處理器控制水泵向噴淋管泵送鹽水(當然在實際使用中也可採用其他的融雪劑)，鹽水從布置於屋面的噴頭噴出，對積雪進行快速融化，在房屋另一側簷口處採用有組織排水，將融化的雪水和鹽水收集到收集槽內，回收到水箱內循環利用，減少了水資源的浪費。在整個除雪過程中，液體濃度傳感器時刻檢測水箱內液體的濃度，當濃度過低，中央處理器將會發出信號控制電磁閥開啟，將儲鹽罐內的鹽加入到水箱內，提高液體的濃度從而使液體濃度達到融雪的標準。值得說明的是，本實施例的加鹽方式是在除雪前進行液體濃度的測定然後進行加鹽使濃度達到除雪標準，而在除雪的過程中是不會進行加鹽。在除雪完成後，再對回收水箱內的液體進行測定，確定是否需要加鹽。然而當水箱內水量過多或過少時，只需通過出水管和進水管對水箱進行排水或注水即可。另外，水箱內的加熱器能夠加快鹽溶液於液體中，同時熱鹽水比冷鹽水的融雪效果更佳。
[0031]為了更好的實現本發明，本實施例在收集槽和水箱之間的管道上設置了過濾器，通過過濾器對雪水進行過濾，防止雜質進入水箱。同時使用者可根據實際情況定期對過濾器進行清理，即可保證本發明的正常運行。
[0032]實施例2
如圖5?8所不,本實施例與實施例1的區別在於:所述房屋一側的外壁上還設有第一太陽能電池板13，且房屋內設有與第一太陽能電池板相連的太陽能儲電設備14 ;該太陽能儲電設備用於給中央處理器、應力傳感器、液體濃度傳感器、電磁閥和加熱器供電；房屋另一側的外壁上還設有第二太陽能電池板15，且在房屋內設有與第二太陽能電池板相連的光伏揚水逆變器16 ;所述中央處理器還與光伏揚水逆變器相連。本實施例可通過第一太陽能電池板和第二太陽能電池板對太陽能進行利用，並利用太陽能對本實施例中的電器設備進行供電；具體則是第一太陽能電池板將太陽能轉化成電能後儲存於太陽能儲電設備內，然後對中央處理器、應力傳感器、液體濃度傳感器、電磁閥和加熱器供電，當然在太陽能儲電設備內電能不足時，可採用市政電源為上述設備供電；而第二太陽能電池板則是通過光伏揚水逆變器直接為水泵進行供電，當太陽能不足時，可採用市政電源為水泵供電。另外，本實施例的光伏揚水逆變器同樣受中央處理器控制。[0033]實施例3
如圖9?11所示，本實施例與實施例2的區別在於:所述水箱內還設有攪拌器17，夕卜部設有與攪拌器相連的電機18，該電機還與中央處理器和太陽能儲電設備相連所述水箱內還設有液位計19。通過上述設置，本實施例的水箱中設置了攪拌器，能夠使鹽與水得到充分混合，保證了水箱內液體的濃度一致，同時也加快了鹽的溶解，從而能夠及時的將水箱內的液體融入噴淋管進行融雪。另外液位計的設置，可以隨時了解水箱內的液位，以便使用者能夠及時的進行加水或者進行排水。
[0034]實施例4
如圖12、13所示，本實施例與實施例3的區別在於:所述房屋另一側頂部設有用於聚集雪水的第二收集槽21，同時第二收集槽與水箱之間通過管道相連通，且在該管道上設有第二過濾器22。通過上述設置，能夠充分的將所有的雪水全部收集，回收利用，在雪水過多時，可通過水箱上的出水管，將其排出，應用於其他地方，從而達到充分利用水資源。
[0035]實施例5
如圖14所示，本實施例與實施例3的區別在於:所述房屋另一側頂部設有用於聚集雪水的第二收集槽20，在第二收集槽底部設有與其連通的排水管23。本實施例是將屋面另一側的雪水同樣進行了收集，然後通過排水管進行排出，防止雪水直接排到房屋旁邊，使用者可通過排水管將水收集起來，進行合理的利用。保證水資源不會被浪費。
[0036]實施例6
如圖15所示，本實施例與實施例2的區別在於:所述房屋一側的外壁上還設有第一太陽能電池板13，另一側的外壁上設有第二太陽能電池板15，且在房屋內設有與第一太陽能電池板和第二太陽能電池板相連的太陽能儲電設備14和光伏揚水逆變器16 ;該太陽能儲電設備用於給中央處理器、應力傳感器、液體濃度傳感器、電磁閥和加熱器供電，所述光伏揚水逆變器還與中央處理器和水泵相連。本實施例是將第一太陽能電池板和第二太陽能電池板所產生的電能聯合起來將一部分電能儲存於太陽能儲電設備中，另一部分通過光伏揚水逆變器為水泵供電。
[0037]另外，本發明還可將各實施例中的區別點進行適當的組合形成新的技術方案，本發明的技術方案不僅僅限於上述所列舉的實施例。值得說明的是本申請中涉及的未給出具體結構的設備均為現有技術，可直接從市面上購買，故在本文中未給出具體結構。
[0038]按照上述實施例，便可很好地實現本發明。值得說明的是，基於上述結構設計的前提下，為解決同樣的技術問題，即使在本發明上做出的一些無實質性的改動或潤色，所採用的技術方案的實質仍然與本發明一樣，故其也應當在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.輕型鋼結構屋面綠色智能除雪系統，其特徵在於，包括設置於屋面中部且帶多個噴頭(I)的噴淋管(2)，設置於輕鋼結構屋面檁條上的應力傳感器(3)，以及設置於房屋一側簷口處並用於聚集雪水的第一收集槽(4)，所述房屋內設有通過管道與第一收集槽連通的水箱(5)，以及用於將水箱內的液體抽入到噴淋管內的水泵(6);所述房屋內還設有與水箱相連並用於儲存鹽的儲鹽罐(7)，且在儲鹽罐與水箱之間還設有電磁閥(8);所述水箱上設有進水管(9 )和出水管(10 )，在其內部還設有液體濃度傳感器(11)和加熱器(24 );所述房屋內還設有與應力傳感器和液體濃度傳感器相連，且可控制水泵、電磁閥和加熱器的中央處理器(12)。
2.根據權利要求1所述的輕型鋼結構屋面綠色智能除雪系統，其特徵在於，所述房屋一側的外壁上還設有第一太陽能電池板(13),且房屋內設有與第一太陽能電池板相連的太陽能儲電設備(14);該太陽能儲電設備用於給中央處理器、應力傳感器、液體濃度傳感器、電磁閥和加熱器供電；房屋另一側的外壁上還設有第二太陽能電池板(15)，且在房屋內設有與第二太陽能電池板相連的光伏揚水逆變器(16);所述光伏揚水逆變器還與中央處理器和水泵相連。
3.根據權利要求1所述的輕型鋼結構屋面綠色智能除雪系統，其特徵在於，所述房屋一側的外壁上還設有第一太陽能電池板(13)，另一側的外壁上設有第二太陽能電池板(15)，且在房屋內設有與第一太陽能電池板和第二太陽能電池板相連的太陽能儲電設備(14)和光伏揚水逆變器(16);該太陽能儲電設備用於給中央處理器、應力傳感器、液體濃度傳感器、電磁閥和加熱器供電，所述光伏揚水逆變器還與中央處理器和水泵相連。
4.根據權利要求1?3任一項所述的輕型鋼結構屋面綠色智能除雪系統，其特徵在於，所述水箱內還設有攪拌器(17)，外部設有與攪拌器相連的電機(18)，該電機還與中央處理器和太陽能儲電設備相連。
5.根據權利要求1?3任一項所述的輕型鋼結構屋面綠色智能除雪系統，其特徵在於，所述水箱內還設有液位計(19 )。
6.根據權利要求1?3任一項所述的輕型鋼結構屋面綠色智能除雪系統，其特徵在於，所述水箱與第一收集槽之間的管道上設有第一過濾器(20)。
7.根據權利要求1?3任一項所述的輕型鋼結構屋面綠色智能除雪系統，其特徵在於，所述房屋另一側簷口處設有用於聚集雪水的第二收集槽(21)，同時第二收集槽與水箱之間通過管道相連通，且在該管道上設有第二過濾器(22)。
8.根據權利要求1?3任一項所述的輕型鋼結構屋面綠色智能除雪系統，其特徵在於，所述房屋另一側簷口處設有用於聚集雪水的第二收集槽(20)，在第二收集槽底部設有與其連通的排水管(23)。
【文檔編號】E04D13/10GK103953165SQ201410212915
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月20日 優先權日:2014年5月20日
【發明者】唐紅元, 郭浩翔, 王燦軍 申請人:西華大學