CN104307788A - 一种冰粒及利用冰粒进行飞机跑道除胶的方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冰粒及利用冰粒进行飞机跑道除胶方法与装置，所述方法包括冰粒与高压水混合形成含有冰粒的高压水流、利用含有冰粒的水流对飞机跑道表面的橡胶粘合物进行打击剥离及化学清洗、分离橡胶颗粒并对清洗液进行回收等步骤；所述装置包括制冰机、高压水泵、混合室和喷嘴，所述混合室通过管道一端连接所述高压水泵,另一端通过管道连接所述制冰机,所述喷嘴设置于所述混合室上；上述方法和装置所需冰粒组分包括：橘子油、山梨糖醇酐脂肪酸酯和去离子水，其体积比为65:30:100；本发明通过本装置及方法，解决了传统飞机跑道除胶方法中的残留问题和化学清洗带来的污染问题，相对于传统清洗方法，清洗效率成倍提高，大大降低能耗与成本，且安全环保。

Description

一种冰粒及利用冰粒进行飞机跑道除胶的方法与装置

技术领域

本发明涉及飞机跑道清洗除胶技术领域，具体而言，涉及一种冰粒及利用冰粒进行机场跑道除胶的方法与装置。

背景技术

跑道“胶黑”主要是飞机降落时起落架轮胎与跑道剧烈摩擦产生的黑色胶带状物质。它随飞机降落次数的增加，机场跑道由于飞机起落，飞机轮胎与地面高速高温摩擦，产生的橡胶融化，粘到(跑)道面上使橡胶粘在跑道表面，而不断增厚，在跑道两端的着陆区形成大面积的“黑迹”，同时降低了跑道摩擦系数。时间长了以后，粗糙的道面就会变的很光滑，而这样容易使飞机滑出跑道。如果它超过标准值累积到一定厚度不进行有效清理时，将对飞机安全着陆带来隐患，严重时将造成飞行事故，更甚者会造成机毁人亡。2004年11月30日，印尼一架客机在梭罗机场降落滑出跑道后***，造成106人伤亡47人失踪。2007年9月16日泰国普吉国际机场一架飞机滑出跑道与机场附近的建筑物剧烈撞击并起火***，酿成88人丧生惨剧。主要原因均是机场跑道清理不及时，胶黑严重，跑道摩擦系数不达标造成飞机降落滑行时失控。因此，各大机场每年都要不定期地对跑道进行清洗，并确保道面表面摩阻系数μ不低于0.42，这样才能避免事故的发生。

目前的机场跑道除胶方法主要是利用高压水冲洗、路面抛丸机抛丸处理等方法。但现有技术中的跑道除胶技术具有以下缺点：

高压水清洗法，清洗设备过于庞大能耗高，而且由于橡胶和沥青都是成分接近的有机物，跑道胶黑是高温状态下飞机轮胎橡胶与跑道沥青的融合物，高压水射流的冲击力有限难以有效分离，而且一些清洗剂里面含有甲苯等对环境和人体危害大的有机物，清洗后对环境造成危害。

路面抛丸方法，所使用的钢丸或砂丸虽然有较强的打击力，但是容易损伤跑道表面，造成平整度破坏。而且细小的钢丸或砂丸难以完全回收，有的还会在跑道上残留，造成安全隐患。

因此，飞机跑道除胶现在急需解决的问题有：解决水射流打击力不足难以对胶黑进行有效分离，解决除胶过程对跑道造成二次伤害、避免异物残留，解决清洗液成分对环境造成污染和人体危害。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种冰粒及利用这种冰粒进行飞机跑道除胶的方法及其装置，以解决飞机跑道除胶过程中“胶黑”难以有效分离与清除以及化学残留对环境造成污染等问题。

本发明的技术方案如下：

一种利用冰粒进行飞机跑道除胶的方法，包括以下步骤：

S1：将冰粒通过管道与高压水泵产生的高压水在混合室混合，并通过喷嘴喷出含有冰粒的高压水流冲洗跑道；

S2：通过控制器调整水泵压力及流量，使含有冰粒的水流对飞机跑道表面的橡胶粘合物进行打击剥离，同时利用冰粒中的清洁成分对粘贴在跑道沥青表面的顽固残留进行化学清洗。

进一步地,所述的利用冰粒进行飞机跑道除胶的方法，还包括步骤S3：对跑道清洗后，冰粒融化，在机场跑道排水槽入口处设置过滤分离装置，分离橡胶颗粒，并对清洗液进行回收。

进一步地,在所述步骤S1中,所述冰粒与高压水在混合室按体积比1:8～12进行混合。

进一步地,在所述步骤S2中,所述水泵压力为5～15MPa，流量为20～40L/min,水温小于或等于35℃。

一种用于利用冰粒进行飞机跑道除胶方法的装置，包括用于生产冰粒的制冰机、高压水泵、混合室和喷嘴,所述混合室通过管道一端连接所述高压水泵,另一端通过管道连接所述制冰机,所述喷嘴设置于所述混合室上。

进一步地,所述装置还包括控制器、流量表和压力表,以对喷嘴冰粒射流进行有效调控；所述管道为高压钢编软管,可承受较强的压力,且不易老化,抗油、抗热、脉冲性能优越。

进一步地，所述管道、混合室以及喷嘴外面都包覆有防止所述冰粒在混合过程融化的保温层,以确保冰粒以特定大小进行射流，保证除胶效果。

进一步地,所述混合室出口设有至少4个喷嘴，每个喷嘴设置有阀门，阀门上还设有控制通道开闭的开关，可根据实际需要控制喷嘴的开启数量；所述喷嘴的直径大于或等于4mm,所述喷嘴之间的间距在30mm范围内，以保证冰粒射流的喷射强度。

进一步地,所述混合室内壁与所述喷嘴的连接处设有金属过滤网,以过滤喷射材料中的杂质；所述喷嘴外面设有防护罩，可防止冰粒飞溅散射。

一种进行飞机跑道除胶所需冰粒，其组分包括橘子油、山梨糖醇酐脂肪酸酯和去离子水，按体积计,各组分含量为:橘子油60～70份、山梨糖醇酐脂肪酸酯25～35份和去离子水90～110份。

进一步地,所述冰粒的直径为1～2mm。

进一步地，按体积计，冰粒各组分含量为，所述橘子油65份，山梨糖醇酐脂肪酸酯30份，去离子水100份。

本发明的有益效果是：

1.清洁能力强，清洗范围大。有效避免了传统清洗方法中抛丸颗粒残留问题和化学清洗的污染问题，实现物理清洗与化学清洗的有机结合，且多个喷嘴配合使用，既增强了清洗效果又增大了清洗范围。

2.节约能耗，降低成本。在同样效果情况下，含有冰粒的高压水流所需泵压远小于传统单独高压水泵进行高压纯水清洗所需泵压，设备体积与能耗大大减小。

3.安全环保。所用橘子油又称橘皮油是从属于天然植物的橘子皮经冷榨得到，没有腐蚀性，对环境和人体无危害，不燃烧，挥发性低，可以回收、过滤、蒸馏后重复使用，并可以自然生物降解，环保安全；山梨糖醇酐脂肪酸酯也是天然高分子表面活性剂，无毒，可自然降解。

附图说明

图1为本发明利用冰粒进行飞机跑道除胶装置原理示意图；

图2为本发明喷嘴结构示意图。

附图标记

1-高压泵    2-调节阀    3-流量表    4-压力表    5-制冰机

6-混合室    7-喷嘴      1101-金属过滤网         1102-阀门。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明技术方案做进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

冰粒的制备：优选将65份橘子油、30份山梨糖醇酐脂肪酸酯和100份去离子水按体积比在20～30℃条件下充分混合，以搅拌速度6000r/min，搅拌时间不低于20min处理后，将混合液送入制冰机，在制冰机中制成直径为1～2mm的冰粒。

参见图1，一种利用冰粒进行飞机跑道除胶方法所需装置，包括用于生产冰粒的制冰机5、高压水泵1、控制阀2、流量表3、压力表4、混合室6和喷嘴7,所述混合室6通过管道一端连接所述压力表4,另一端通过管道连接所述制冰机5,所述制冰机5位于所述混合室6水平位置上方，以保证冰粒依靠重力顺利下落；所述喷嘴7设置于所述混合室6上；所述高压水泵1通过控制阀2与所述流量表3连接,所述流量表3另一端连接所述压力表4。所述管道为高压钢编软管，所述制冰机为颗粒冰机，所述整个装置置于小车上。

所述高压水泵1主要用于产生高压水，通过对压力表3和流量表4数值的观察，利用控制阀2对高压水进行有效调节，调整到合适的压力和流量，高压水泵优选泵压5～15MPa，优选流量20～40L/min，水温小于或等于35℃；冰粒在制冰机中制作完成后，依靠重力下落，通过管道与高压水在混合室6以体积比1:8～12充分混合，优选混合比例1:10，在喷嘴7出口处形成合适的含有冰粒的射流对飞机跑道进行冲洗。在所述管道、混合室以及喷嘴外面都包覆有防止所述冰粒在混合过程融化的保温层，以确保冰粒以特定大小进行射流，保证除胶效果。

图2为本发明所述喷嘴结构示意图，所述喷嘴7包括金属过滤网1101和阀门1102，金属过滤网1101用于过滤喷射材料中的杂质；喷嘴内部还设置有连通外部与混合器的主流道，阀门设置在喷嘴靠近混合器的一端，阀门上还设有控制通道开闭的开关，通过阀门1102，可根据需要控制喷嘴的开启数量；在喷嘴外面还设置有防止冰粒飞溅散射的防护罩。本发明所述混合室上设有至少4个喷嘴，所述喷嘴的直径大于或等于4mm，所述喷嘴之间的间距在30mm范围内，喷射角度可根据实际情况人工调节。

在实施例中，使用了利用上述利用冰粒进行飞机跑道除胶装置的方法，包括以下步骤：

S1：将所述冰粒通过管道与高压水泵产生的高压水在混合室以体积比1:8～12混合后在喷嘴的出口形成含有冰粒的高压水流对跑道进行清洗，优选混合比例1:10；

S2：调整合适的水泵压力，在不损伤跑道基体的情况下，使冰粒射流对机场跑道表面的橡胶粘合物进行打击剥离，同时利用冰粒中的清洁成分对粘贴在跑道沥青表面的顽固残留进行化学清洗，优选高压水泵泵压为5～15MPa，流量20～40L/min,优选水温25℃；

S3：飞机跑道清洗后，冰粒融化，在机场跑道排水槽入口处设置过滤分离装置，分离橡胶颗粒，并对清洗液进行回收。

另外，可根据跑道实际情况，调整合适的高压水泵1泵压与喷嘴7的开启数量，在不损伤跑道基体的情况下，使冰粒射流对机场跑道表面的橡胶粘合物进行打击剥离，同时利用冰粒中的有效清洁成分对粘贴在跑道沥青表面的顽固残留进行化学清洗；在橡胶与跑道胶合严重之处，可根据情况，适当停留，并往复冲洗，直至胶黑被清理干净；清洗后，冰粒融化，并随着橡胶残渣与清洗液一起随跑道排水***进入排水槽,在排水槽入口处设置过滤分离装置，分离橡胶颗粒，同时，对清洗液进行回收。

如某大型机场跑道，长3400m，为标准一类机场跑道，混凝土刚性道面(基础由混凝土筑成，表面为摩擦系数较高的沥青)。利用本发明所述清理除胶装置及方法进行作业，制冰效率为1～3L/min，冰粒射流中冰粒与水的体积混合比在1:10左右，泵压使用5～15MPa，流量20～40L/min，水温控制为25℃，喷嘴的直径为4mm，为增大清洗面积，工作过程4个喷嘴全部开启；工作时，沿飞机跑道长度方向的平均清理速度为5m/min，每日除胶工作从凌晨2时开始，6时结束，3个工作日即在不停航的条件下完成整个标准跑道的清洗工作，比传统清洗方法工作的效率提高3倍以上，而且冰粒射流比传统高压清洗车压力至少低20MPa，所需设备体积与能耗大大降低，节约了成本；同时，制备冰粒所用橘子油属于天然植物的橘子皮经冷榨得到，没有腐蚀性，对环境和人体无危害，可回收、过滤、蒸馏后重复使用，并可以自然生物降解，环保安全；山梨糖醇酐脂肪酸酯也是天然高分子表面活性剂，无毒，可以自然降解。

以上为本发明的较佳实施例，但实施例并不是用来限定本发明。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，均属于本发明保护范围内，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (12)

1.一种利用冰粒进行飞机跑道除胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将冰粒通过管道与高压水泵产生的高压水在混合室混合，并通过喷嘴喷出形成含有冰粒的高压水流冲洗跑道；

S2：通过控制器调整水泵压力及流量，使含有冰粒的水流对飞机跑道表面的橡胶粘合物进行打击剥离，同时利用冰粒中的清洁成分对粘贴在跑道沥青表面的顽固残留进行化学清洗。

2.根据权利要求1所述的利用冰粒进行飞机跑道除胶的方法，其特征在于，还包括步骤S3：对跑道清洗后，冰粒融化，在机场跑道排水槽入口处设置过滤分离装置，分离橡胶颗粒，并对清洗液进行回收。

3.根据权利要求1所述的利用冰粒进行飞机跑道除胶的方法，其特征在于，所述步骤S1中,所述冰粒与高压水在混合室按体积比1:8～12进行混合。

4.根据权利要求1所述的利用冰粒进行飞机跑道除胶的方法，其特征在于，所述步骤S2中,所述水泵压力为5～15MPa，流量为20～40L/min，水温小于或等于35℃。

5.一种用于权利要求1所述利用冰粒进行飞机跑道除胶方法的装置，其特征在于,包括用于生产冰粒的制冰机、高压水泵、混合室和喷嘴,所述混合室通过管道一端连接所述高压水泵,另一端通过管道连接所述制冰机,所述喷嘴设置于所述混合室上。

6.根据权利要求5所述的利用冰粒进行飞机跑道除胶装置，其特征在于，所述装置还包括控制器、流量表和压力表；所述管道为高压钢编软管。

7.根据权利要求5或6任一所述的利用冰粒进行飞机跑道除胶装置，其特征在于，所述管道、混合室以及喷嘴外面都包覆有防止所述冰粒在混合过程融化的保温层。

8.根据权利要求7所述的利用冰粒进行飞机跑道除胶装置，其特征在于，所述混合室出口设有至少4个喷嘴，每个喷嘴设置有阀门，所述喷嘴的直径大于或等于4mm,所述喷嘴之间的间距在30mm范围内。

9.根据权利要求7所述的利用冰粒进行飞机跑道除胶装置，其特征在于,所述混合室内壁与所述喷嘴的连接处设有金属过滤网,所述喷嘴外面设有防护罩。

10.一种进行飞机跑道除胶所需冰粒，其特征在于，其组分包括橘子油、山梨糖醇酐脂肪酸酯和去离子水，按体积计,各组分含量为:橘子油60～70份、山梨糖醇酐脂肪酸酯25～35份和去离子水90～110份。

11.根据权利要求10所述的冰粒，其特征在于，所述冰粒的直径为1～2mm。

12.根据权利要求10或11任一所述的冰粒，其特征在于，按体积计，各组分含量为，所述橘子油65份，山梨糖醇酐脂肪酸酯30份，去离子水100份。