專利名稱：一種風(fēng)能橋梁鋼結(jié)構(gòu)保護器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風(fēng)能橋梁鋼結(jié)構(gòu)保護器，屬于電化學(xué)保護技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
調(diào)查發(fā)現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)或者鋼筋混凝土橋梁最常見、最具破壞性和損失最大的問題之一是各種鋼結(jié)構(gòu)過早腐蝕破壞，主要原因是鋼結(jié)構(gòu)受到大氣，水，土壤的電化學(xué)腐蝕。鋼鐵 材料的腐蝕老化，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能劣化、承載力下降、耐久性能降低，嚴(yán)重影響橋梁正常功能 的發(fā)揮，縮短橋梁的使用壽命，甚至危及橋梁的安全，維修重建費用巨大。陰極保護在土壤 和水中應(yīng)用，至今已超過150年，防腐蝕效果早已為大量的工程實踐所充分驗證。對混凝土 中的鋼筋實施陰極保護，至今約50年。1973年，美國加利福尼亞州圣克拉蒙市以東的內(nèi)華 搭山區(qū)50號公路的Sly橋的橋面板首次應(yīng)用陰極保護，獲得成功。之后，發(fā)達(dá)國家開展了 大量的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)陰極保護研究和應(yīng)用。南京水利科學(xué)研究院在2007年全國大型橋梁和水工結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)研討會的文 章《國外橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的陰極保護》介紹和分析了國外鋼筋混凝土大橋的陰極保護 情況。金屬的腐蝕是因為表面失去電子，為防止金屬腐蝕，可實施陰極保護。陰極保護是 在金屬表面施加持續(xù)足夠的陰極電流，使其陰極極化以減小或防止腐蝕的一種電化學(xué)保護 技術(shù)。陰極保護有兩種方式。一是犧牲陽極陰極保護，是在被保護的金屬上連接一種電 極電位更負(fù)的金屬或合金(稱為犧牲陽極)，通過犧牲陽極的自我溶解和消耗，使被保護金 屬得到陰極電流。二是外加電流陰極保護的方法，大多利用了工業(yè)電網(wǎng)電源，經(jīng)過整流提供 電流實施陰極保護。
發(fā)明內(nèi)容為了克服利用工業(yè)電網(wǎng)電源經(jīng)過整流供給直流電實施陰極保護的缺點，本實用新 型提供一種風(fēng)能橋梁鋼結(jié)構(gòu)保護器。該保護器利用自然風(fēng)能量發(fā)電供給橋梁鋼結(jié)構(gòu)陰極保 護，實現(xiàn)橋梁鋼結(jié)構(gòu)減小腐蝕，達(dá)到延長橋梁使用壽命的目的。本實用新型采用的技術(shù)方案是一種風(fēng)能橋梁鋼結(jié)構(gòu)保護器，它主要包括一個電 源控制器、一個蓄電池和一個恒電位控制器組成，并互相成電氣連接。它還包括至少一個風(fēng) 能發(fā)電機，該風(fēng)能發(fā)電機與所述電源控制器互相成電氣連接；所述恒電位控制器電氣連接 參考電極、陽極和陰極。所述恒電位控制器采用參考電極電纜電氣連接參考電極，恒電位控制器的正極采 用陽極電纜電氣連接陽極，恒電位控制器的負(fù)極采用陰極電纜電氣連接陰極。所述陰極采用橋梁鋼結(jié)構(gòu)，陽極采用高硅鑄鐵，參考電極采用飽和銅/硫酸銅。上述的風(fēng)能橋梁鋼結(jié)構(gòu)保護器在被保護的橋梁附近設(shè)有風(fēng)能發(fā)電機，并且配有電 源控制器、儲存電能的蓄電池和使用風(fēng)能發(fā)電機電源供給陰極保護系統(tǒng)工作的恒電位控制器。(一 )風(fēng)能發(fā)電機風(fēng)能發(fā)電機是能橋梁鋼結(jié)構(gòu)保護器系統(tǒng)中的核心和價值最高 部分。其作用是將自然界的風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能，推動負(fù)載工作或送往蓄電池中存儲起來。(二)電源控制器電源控制器的作用是控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對蓄電池起 到過充電保護、過放電保護的作用。(三)蓄電池蓄電池為鉛酸電池。其作用是在有風(fēng)能時候，將風(fēng)能發(fā)電機所發(fā)出 的電能儲存起來，到無風(fēng)能的時候?qū)Υ娴碾娔茚尫懦鰜恚沟梅栏g的功能不間斷。本實用新型的有益效果是這種風(fēng)能橋梁鋼結(jié)構(gòu)保護器主要包括風(fēng)能發(fā)電機、電 源控制器、蓄電池和恒電位控制器，并互相成電氣連接；恒電位控制器電氣連接參考電極、 陽極和陰極。該保護器按照外加電流陰極保護原理，保留了外加電流保護中金屬結(jié)構(gòu)的結(jié) 構(gòu)特征，在橋梁所在地利用風(fēng)能發(fā)電給蓄電池充電來提供不間斷電源，從而解決了外加電 流陰極保護系統(tǒng)中的電源問題。該保護器利用風(fēng)能發(fā)電使用成本低兼，維護簡單，便于偏遠(yuǎn) 地區(qū)推廣應(yīng)用。

圖1是一種風(fēng)能橋梁鋼結(jié)構(gòu)保護器的工作原理框圖。圖2是一種風(fēng)能橋梁鋼結(jié)構(gòu)保護器的應(yīng)用示意圖。圖中1、風(fēng)能發(fā)電機，2、電源控制器，3、蓄電池，4、恒電位控制器，5、參考電極，6、 陽極，7、陰極，8、參考電極電纜，9、陽極電纜，10、陰極電纜，11橋面，11a、橋柱，12、河道。
具體實施方式
圖1示出了一種風(fēng)能橋梁鋼結(jié)構(gòu)保護器的工作原理框圖。風(fēng)力驅(qū)動風(fēng)能發(fā)電機1， 風(fēng)能發(fā)電機1發(fā)出電能經(jīng)電源控制器2處理后向恒電位控制器4供電并對蓄電池3充電。 電源控制器2電氣連接蓄電池3，恒電位控制器4電氣連接參考電極5、陽極6和陰極7。恒 電位控制器4通過參考電極電纜8接收參考電極5的電信號，恒電位控制器4的正極通過 陽極電纜9電氣連接陽極6，恒電位控制器4的負(fù)極通過陰極電纜10電氣連接陰極7。圖2示出了一種風(fēng)能橋梁鋼結(jié)構(gòu)保護器的應(yīng)用示意圖。在河道12上橫跨有橋面 11，橋面11下設(shè)有三個橋柱11a，此橋采用鋼筋水泥結(jié)構(gòu)。把橋梁鋼結(jié)構(gòu)作為陰極7，通過 陰極電纜10電氣連接恒電位控制器4的負(fù)極。陽極6采用高硅鑄鐵，埋設(shè)在橋柱11a附近 的地下，通過陽極電纜9電氣連接恒電位控制器4的正極。參考電極5采用過飽和銅/硫 酸銅，也埋設(shè)在橋柱11a附近的地下，通過參考電極電纜8電氣連接恒電位控制器4。風(fēng)能 發(fā)電機1、電源變換器2、蓄電池3和恒電位控制器4設(shè)置在橋的合適位置。某市南部風(fēng)景區(qū)的北大橋1987年竣工，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，由于海邊海水和大氣腐蝕嚴(yán) 重，部分鋼結(jié)構(gòu)腐蝕嚴(yán)重，影響大橋的使用壽命。新建大橋所需資金不足，所以要求采用防 止鋼結(jié)構(gòu)腐蝕方法，延長使用壽命。安裝橋梁保護器方案，使用上述的風(fēng)能橋梁鋼結(jié)構(gòu)保護器組成陰極保護系統(tǒng)；在 大橋上或附近空地，架設(shè)一座風(fēng)能發(fā)電機，在每根橋樁兩側(cè)安裝2組高硅鑄鐵極，在橋面和 土壤結(jié)合部分安裝4組高硅鑄鐵陽極，電纜連接。但是對于橋面暴露大氣的鋼結(jié)構(gòu)部分，還 要進行涂料覆蓋處理。[0022] 通電后，通過飽和銅/硫酸銅電極測量，達(dá)到-980毫伏特(國家標(biāo)準(zhǔn)是比-850毫伏特更負(fù))，通過控制器的調(diào)整，保護電流維持在8安培左右。多余電能向蓄電池充電，供給 橋梁晚間照明及交通警示牌燈光使用。本方案不需要鋪設(shè)電力電纜，沒有污染，節(jié)省能源。
權(quán)利要求一種風(fēng)能橋梁鋼結(jié)構(gòu)保護器，它主要包括一個電源控制器(2)、一個蓄電池(3)和一個恒電位控制器(4)組成，并互相成電氣連接；其特征在于它還包括至少一個風(fēng)能發(fā)電機(1)，該風(fēng)能發(fā)電機(1)與所述電源控制器(2)互相成電氣連接；所述恒電位控制器(4)電氣連接參考電極(5)、陽極(6)和陰極(7)。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)能橋梁鋼結(jié)構(gòu)保護器；其特征在于所述恒電位控制器 ⑷采用參考電極電纜⑶電氣連接參考電極(5)，恒電位控制器⑷的正極采用陽極電纜 (9)電氣連接陽極(6)，恒電位控制器(4)的負(fù)極采用陰極電纜(10)電氣連接陰極(7)。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)能橋梁鋼結(jié)構(gòu)保護器；其特征在于所述陰極(7)采用 橋梁鋼結(jié)構(gòu)，陽極(6)采用高硅鑄鐵，參考電極(5)采用飽和銅/硫酸銅。
專利摘要一種風(fēng)能橋梁鋼結(jié)構(gòu)保護器，屬于電化學(xué)保護技術(shù)領(lǐng)域。這種風(fēng)能橋梁鋼結(jié)構(gòu)保護器主要包括風(fēng)能發(fā)電機、電源控制器、蓄電池和恒電位控制器，并互相成電氣連接；恒電位控制器電氣連接參考電極、陽極和陰極。該保護器按照外加電流陰極保護原理，保留了外加電流保護中金屬結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征，在橋梁所在地利用風(fēng)能發(fā)電給蓄電池充電來提供不間斷電源，從而解決了外加電流陰極保護系統(tǒng)中的電源問題。該保護器利用風(fēng)能發(fā)電使用成本低兼，維護簡單，便于偏遠(yuǎn)地區(qū)推廣應(yīng)用。
文檔編號C23F13/06GK201587983SQ20102030079
公開日2010年9月22日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者姚建軍 申請人:姚建軍