本發(fā)明涉及除冰設備技術領域，具體涉及一種基于蒸汽微波的路面冰層分離裝置及方法。

背景技術：
在冬季，道路結(jié)冰時極其容易引發(fā)事故。為了快速去除路面冰層，目前常用的除冰方法包括機械法和化學法。但是，這兩種方法都存在一定的弊端，如機械法容易損傷路面，化學法則會對環(huán)境造成污染。近年來，蒸汽微波加熱技術也被應用于道路除冰領域，利用該技術能有效避免機械法和化學法引起的問題。然而，利用微波加熱路面分離冰層的技術效率太低，技術耗能太大，路面除冰的運行成本高、成效低。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種高效率、低能耗、可行性好的基于蒸汽微波的路面冰層分離裝置及方法。本發(fā)明采用的技術方案是：一種基于蒸汽微波的路面冰層分離裝置，主要包括高壓蒸汽源、蒸汽切割系統(tǒng)和微波加熱系統(tǒng)，所述蒸汽切割系統(tǒng)包括若干通過管道與高壓蒸汽源連通的噴嘴組，噴嘴組與路面相對設置；所述微波加熱系統(tǒng)包括微波發(fā)生器，微波發(fā)生器的加熱面與路面相對設置；所述微波發(fā)生器的加熱面位于噴嘴組的后方。按上述方案，所述裝置還包括風干系統(tǒng)，所述風干系統(tǒng)包括送風管道和設置在送風管道內(nèi)的送風機，所述送風管道的出風口與路面正對設置；所述送風管道的出風口位于噴嘴組和微波發(fā)生器加熱面之間。按上述方案，所述裝置還包括碎冰系統(tǒng)，碎冰系統(tǒng)包括與高壓蒸汽源連通的碎冰噴頭，碎冰噴頭與路面相對設置；所述碎冰噴頭位于微波發(fā)生器加熱面的后方。按上述方案，所述微波發(fā)生器的四周設有不銹鋼板。按上述方案，所述噴嘴組包括10～50個噴嘴。按上述方案，所述碎冰系統(tǒng)還包括兩根垂直于所述路面冰層分離裝置行走方向的滑軌，滑軌上安設有可沿滑軌滑動的滑塊，所述碎冰噴頭安設在滑塊上。按上述方案，所述送風管道出風口的截面寬度為5～20mm，截面長度為20～100mm。本發(fā)明還公開了一種利用上述分離裝置分離路面冰層的方法，該方法是先通過蒸汽射流切割覆蓋在路面上的冰層，使冰層表面產(chǎn)生切痕同時并引入部分水分，水分經(jīng)切痕進入路面和冰層的交界處；再用蒸汽微波加熱表面覆蓋有冰層的路面，冰層切痕中的水分迅速升溫并向四周傳導，使冰層和路面交界處迅速融化，實現(xiàn)冰層和路面的分離。按上述方案，在蒸汽射流切割冰層后，先送風，凍結(jié)冰層表面的水分，保留切痕中的水分，然后再進行蒸汽微波加熱。按上述方案，在冰層與路面分離后，對冰層進行碎冰回收處理。本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明利用水的介電損耗遠大于路面的特性，先用蒸汽射流將冰層進行切割，引入水分的同時造成切痕，水分經(jīng)切痕進入路面與冰層的交界處；再用微波加熱路面，劃痕中的水分快速升溫并向四周傳導熱量，使冰層和路面交界處的溫度迅速上升，達到使冰層和路面快速分離的效果，提高了除冰效率，節(jié)約了能源；2、本發(fā)明采用風干系統(tǒng)向路面吹風，用于風干冰層表面的水分，便于微波穿透冰層加熱路面；3、本發(fā)明采用蒸汽射流切割路面冰層，有效壁面了采用其他機械方式切割引起的路面損壞；4、本發(fā)明穩(wěn)定性好，可靠性高，實用性強。附圖說明圖1為本發(fā)明一個具體實施例的結(jié)構示意圖。圖2為本實施例的仰視圖。其中：1、送風機；2、噴嘴組；3、出風口；4、微波發(fā)生器；5、滑軌；6、高壓蒸汽源；7、滑塊；8、碎冰噴頭；9、外殼。具體實施方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步地描述。本發(fā)明的基于蒸汽微波的路面冰層分離裝置可用于機動車輛，以下以用于汽車為例進行說明。如圖1～2所述的一種基于蒸汽微波的路面冰層分離裝置，主要包括高壓蒸汽源6、蒸汽切割系統(tǒng)、微波加熱系統(tǒng)、風干系統(tǒng)和碎冰系統(tǒng)。蒸汽切割系統(tǒng)包括若干組通過管道與高壓蒸汽源6連通的噴嘴組2，噴嘴組2與路面相對設置，噴嘴組2包括10～50個噴嘴(高壓蒸汽噴嘴)；汽車向前行進，噴嘴組2噴出高壓蒸汽，沿直線切割冰層，在冰層上留下切痕。微波加熱系統(tǒng)包括微波發(fā)生器4，微波發(fā)生器4的加熱面與路面相對設置；微波發(fā)生器4的四周設有不銹鋼板，防止微波向四周發(fā)散；微波發(fā)生器4的加熱面位于噴嘴組2的后方；微波發(fā)生器4微波加熱冰層表面的水分。風干系統(tǒng)包括送風管道和設置在送風管道入口的送風機1，送風管道的出風口3與路面正對設置；送風管道出風口3的截面寬度為5～20mm，截面長度為20～100mm；送風管道的出風口3位于噴嘴組2和微波發(fā)生器4加熱面之間；送風機的出風口3位于任意兩相鄰噴嘴組2中心線的后方，向路面吹風，用于風干冰層表面的水分，便于微波穿透冰層加熱路面。碎冰系統(tǒng)包括與高壓蒸汽源6連通的碎冰噴頭8，以及兩根垂直于所述路面冰層分離裝置行走方向的滑軌5，滑軌5上安設有可沿滑軌5滑動的滑塊7，碎冰噴頭8安設在滑塊7上；碎冰噴頭8與路面相對設置；碎冰噴頭8位于微波發(fā)生器加熱面的后方；碎冰噴頭8在冰層與路面分離后往復運動，利用高壓蒸汽射流切割碎冰，并將碎冰后續(xù)回收。本實施例中微波加熱系統(tǒng)、送風管道的出風口3、微波切割系統(tǒng)的噴嘴組2以及隨碎冰系統(tǒng)的碎冰噴頭8均可安裝在汽車的車架以下的外殼9內(nèi)；高壓蒸汽源6可安裝在汽車其他部位。以汽車的行走方向為基準，噴嘴組2位于行走方向的最前端，其次為送風管道的出風口3，再次為微波發(fā)生器4的加熱面，碎冰噴頭8位于行走方向的最后端。利用如上所述分離裝置分離路面冰層的方法，該方法是先通過蒸汽射流切割覆蓋在路面上的冰層，引入水分同時使冰層表面產(chǎn)生切痕，并利用切痕將水分引入路面和冰層的交界處；然后，對冰層表面送風，冰層表面的水分在低溫環(huán)境下迅速凍結(jié)，切痕中的水分保留；接著用蒸汽微波加熱表面覆蓋有冰層的路面，由于水的介電損耗遠大于路面，冰層切痕中的水分迅速升溫并向四周傳導，使冰層和路面交界處迅速融化，實現(xiàn)冰層和路面的分離；最后，對分離的冰層進行碎冰回收處理。本方法結(jié)合了蒸汽射流，采用先高壓蒸汽射流后微波加熱最后碎冰的工作方式。本實施例中，分離路面和冰層的具體步驟為：步驟一、將本裝置固定在汽車上，將汽車移動到待處理的冰面上，調(diào)節(jié)高壓蒸汽源6的輸出氣壓以及噴嘴組2、微波發(fā)生器4、送風管道的出風口3和碎冰噴頭8與冰面的距離，開啟蒸汽切割系統(tǒng)、微波加熱系統(tǒng)和風干系統(tǒng)；步驟二、汽車向前行進，噴嘴組2噴出高壓蒸汽，沿直線切割冰層；步驟三、送風管道向冰層表面送風，在低溫環(huán)境下迅速使冰層表面的水分重新凝固，而保存切痕中的水分；步驟四、微波加熱系統(tǒng)產(chǎn)生微波，加熱冰層表面和切痕中的水分，冰面和路面交界處的冰層以切痕為中心迅速融化，冰面和路面分離；步驟五、碎冰噴頭8利用高壓蒸汽射流將已與路面分離的冰層切碎便于后續(xù)回收。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。