施加、回收和再利用机场除剂的方法和系统

申请号 CN201880072748.9 申请日 2018-11-09 公开(公告)号 CN111448352A 公开(公告)日 2020-07-24
申请人 伊戈尔航空有限公司; 发明人 斯蒂芬·莱尔·麦基翁; 塞缪尔·麦基翁; 保罗·爱德华·库德摩尔; 泰·沙特克; 丹尼尔·托马斯·萨弗里;
摘要 一种施加和从一表面回收除 冰 剂的系统。该系统包括一用于将 除冰 剂施加到一表面的喷雾系统。一 真空 系统从所述表面 抽取 所述除冰剂和污染物,然后将所述除冰剂和污染物输送到一储存罐中以形成一组合溶液。一回收系统包括一用于从所述组合溶液中去除固体的过滤装置,至少一个用于测量所述组合溶液的一性质的 传感器 以及添加化学品的源。一 控制器 设置为基于由所述至少一个传感器提供的 信号 来确定所述组合溶液的一性质,如果该性质小于以预定最小值,则将 阀 移动到一打开 位置 以使添加化学品与所述组合溶液混合。如果该性质大于所述预定最小值,则将阀移至一关闭位置。一感测和监测系统用于在所述喷雾系统施加除冰剂之前以及所述真空系统从所述表面抽取所述除冰剂和污染物之后,测量污染物的存在和/或不存在以及所述表面的一状况。
权利要求

1.一种施加和从一表面回收除剂的系统,该系统包括:
一喷雾系统,用于将除冰剂施加到一表面;
真空系统,用于从所述表面抽取所述除冰剂和污染物,该真空系统将所述除冰剂和污染物输送至一储存器以形成一组合溶液;
一用于处理所述组合溶液的回收系统,该回收系统包括:
一用于从所述组合溶液中去除固体的过滤装置,
至少一个传感器,用于测量所述组合溶液的一性质,
一除冰剂源,以及
控制器,其设置为:
基于所述至少一个传感器提供的信号,确定所述组合溶液的一性质,
如果该性质小于一预定最小值,则将供应移至一打开位置,以使添加化学品与所述组合溶液混合,并且
如果所述性质性大于所述预定最小值,则将供应阀移动到一关闭位置;和一感测和监测系统,用于在所述喷雾系统施加所述除冰剂之前和所述真空系统从所述表面抽取除冰剂和污染物之后,测量污染物的存在和/或不存在以及所述表面的一状况。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述至少一个传感器测量的性质是所述组合溶液中除冰剂的浓度、组成或酸度/度中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述污染物是、冰、异物碎片、除冰剂或中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:
一鼓机,用于提供加压空气以将所述除冰剂和污染物吹入所述真空系统。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述感测和监测系统包括:
一第一传感器,设置为在通过所述喷雾系统施加除冰剂之前确定所述表面上是否存在污染物;
一第二传感器,设置为在所述真空系统从所述表面抽取所述除冰剂和污染物之后,确定所述表面上是否存在污染物;
一第一摩擦装置,设置为在所述喷雾系统施加所述除冰剂之前确定所述表面的一第一摩擦值;和
一第二摩擦装置,设置为在所述真空系统从所述表面抽取除冰剂和污染物之后确定所述表面的一第二摩擦值。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述控制器设置为基于由所述第一传感器、所述第二传感器、所述第一摩擦装置和所述第二摩擦装置提供的信号来控制所述喷雾系统、所述真空系统和所述回收系统。
7.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述第一传感器和所述第二传感器是冰检测传感器,并且所述第一摩擦装置和所述第二摩擦装置是摩擦测试装置。
8.一种施加和从一表面回收除冰剂的方法,该方法包括以下步骤:
将除冰剂施加在一表面上;
从所述表面抽取所述除冰剂和污染物,并将所述除冰剂和污染物输送到一储存器中以形成一组合溶液;
处理所述组合溶液,处理步骤包括:
从所述组合溶液中去除固体,
测量所述组合溶液的一性质,
确定所述组合溶液的一性质,以及
当所述性质小于一预定最小值时,向所述组合溶液中添加添加化学品;
在将所述除冰剂和污染物从所述表面抽取之后和在将所述除冰剂施加到所述表面之前,确定污染物的存在和/或不存在以及所述表面的一状况;和
根据所述确定污染物的存在和/或不存在以及所述表面一状况的步骤,调整如下步骤:
将除冰剂施加到表面上,从所述表面抽取除冰剂,和处理所述组合溶液。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述测量性质的步骤包括测量所述组合溶液中除冰剂的浓度、组成或酸度/碱度中的至少一种。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述污染物是雪、冰、异物碎片、除冰剂或水中的至少一种。
11.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,向所述表面施加除冰剂的步骤包括提供加压空气以将所述除冰剂和污染物吹入所述真空系统。
12.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述确定污染物的存在和/或不存在以及所述表面一状况的步骤包括:
在施加除冰剂的步骤之前,确定所述表面上是否存在污染物;
在抽取所述除冰剂和污染物的步骤之后,确定所述表面上是否存在污染物;
在施加所述除冰剂的步骤之前确定所述表面的一第一摩擦值;和
在抽取所述除冰剂和污染物的步骤之后,确定所述表面的一第二摩擦值。

说明书全文

施加、回收和再利用机场除剂的方法和系统

技术领域

[0001] 本申请涉及一种用于清洁表面的装置,尤其是一种用于监视路面状况并从路面表面清除包括融化的、化学品和异物的材料的车辆。

背景技术

[0002] 传统上,已经证明在冬季暴期间获得并保持地面最佳条件非常困难。特别是,很难维持路面的最佳状况,即允许车辆在地面上行驶以获得最佳加速度、制动和方向稳定性。冬季污染物(例如雪、雪泥、冰、冻雨和水)可能会发生状态变化和/或物理变化(即不同地面本身或彼此之间的粘结或解粘,或例如像较湿的雪变为车辆或飞机沿道路移动等事件引起的压实的雪)。考虑到上述变化,通常难以将表面保持在最佳条件。
[0003] 至关重要的是,机场应当能够快速有效地清除冬季污染物。飞机或车辆制动或牵引控制的任何损失都可能迅速导致飞机或飞行器上的乘客以及地面工作人员的不安全状况。
[0004] 减轻可用的牵引或制动性的损失的一种常规方法是施加除冰剂。除冰剂将冬季污染物的凝固点降低到低于环境温度的温度。结果,污染物熔化液化,从而导致湿的表面。这些湿的表面倾向于为车辆和飞行器提供更好的牵引力控制。
[0005] 当前在机场使用的大多数除冰剂都是基的。但是,这些刺激性化学物品与飞机的起落架制动系统接触时,通常会造成数十亿美元的损失。尤其是,这些化学物品会加速起落架系统中制动器的催化化。
[0006] 本发明提供了一种用于监测路面状况并从路面去除材料的方法和系统,所述材料包括融化的水、化学品和异物。

发明内容

[0007] 根据本发明的一个方面,提供了一种用于施加和从一表面回收除冰剂的系统。该系统包括一用于将除冰剂施加到一表面上的喷雾系统。一真空系统从所述表面抽取取所述除冰剂和污染物,并将所述除冰剂和所述污染物输送到一储存器中以形成一组合溶液。一回收系统处理所述组合溶液。该回收系统包括一用于从所述组合溶液中去除固体的过滤器装置,至少一个用于测量所述组合溶液的一性质的传感器以及一除冰剂源。一控制器设置为基于由所述至少一个传感器提供的信号来确定所述组合溶液的一性质,如果该性质小于一预定最小值,则将移动到一打开位置以使添加化学品与所述组合溶液混合。如果该性质大于所述预定最小值,则将阀移至一关闭位置。提供了一种感测和监测系统,用于在所述喷雾系统施加除冰剂之前以及所述真空系统从所述抽取除冰剂和污染物之后,测量污染物的存在和/或不存在以及所述表面的一状况。
[0008] 可以预期,所述系统可以设置为使得由所述至少一个传感器测量的性质是所述组合溶液中除冰剂的浓度、组成或酸度/碱度度中的至少一项。
[0009] 该系统还可以设置为使得所述污染物是雪、冰、异物碎片、除冰剂或水中的至少一种。
[0010] 可以预期,该系统可以包括一鼓风机,该鼓风机用于供应加压空气以将所述除冰剂和污染物吹入所述真空系统。
[0011] 可以预期的是,上述感测和监视系统可以包括:一第一传感器,设置为在通过所述喷雾系统施加所述除冰剂之前确定所述表面上污染物的存在和/或不存在;一第二传感器,设置为在所述真空系统从所述表面抽取除冰剂和污染物之后,确定所述表面上的污染物的存在和/或不存在;一第一摩擦装置,设置为在由所述喷雾系统施加除冰剂之前确定所述表面的一第一摩擦值;一第二摩擦装置,设置为在所述真空系统从所述表面抽取除冰剂和污染物之后确定所述表面的一第二摩擦值。
[0012] 可以预期,前述系统中的控制器可以设置为基于来自所述第一传感器、所述第二传感器、所述第一摩擦装置和所述第二摩擦装置提供的信号来控制所述喷雾系统、真空系统和回收系统。
[0013] 可以进一步预期的是,所述第一传感器和所述第二传感器可以是冰检测传感器,并且所述第一摩擦装置和所述第二摩擦装置可以是摩擦测试装置。
[0014] 可以预期,可以配置上述系统,使得所施加的化学品的一些会在该过程期间将被地面吸收,并且在防止任何新的或持续的冬季降水初步牢固结合到地面上的过程中会保持并执行防冰
[0015] 根据本发明的另一方面,提供了一种从施加和一表面回收除冰剂的方法,该方法包括以下步骤:将除冰剂施加于一表面;从所述表面抽取所述除冰剂和污染物,并将所述除冰剂和污染物输送到一储存器中以形成一组合溶液;并处理所述组合溶液。所述处理步骤包括:从所述组合溶液中去除固体,测量所述组合溶液的一性质,确定所述组合溶液的一性质,并且当该性质小于一预定最小值时向所述组合溶液中添加一添加化学品;在将所除冰剂和污染物从所述表面抽出之后和在将所述除冰剂施加到所述表面之前,确定污染物的存在和/或不存在以及所述表面的一状况。该方法包括以下步骤:基于确定所述污染物的存在和/或不存在和所述表面的一状况的步骤,调整以下步骤:将除冰剂施加到一表面上;从所述表面抽取除冰剂;以及处理所述组合溶液。
[0016] 可以预期,在前述方法中测量性质的步骤可以包括测量所述组合溶液中除冰剂的浓度、组成或酸度/碱度中的至少一项。
[0017] 在前述方法中,所述污染物可以是雪、冰、异物碎片或水中的至少一种。
[0018] 在前述方法中,向所述表面施加除冰剂的步骤可以包括供应加压空气以将所述除冰剂和污染物吹入一真空系统。
[0019] 可以预期,在前述方法中,确定污染物的存在和/或不存在以及所述表面的一状况的步骤可以包括:在施加除冰剂的步骤之前确定所述表面上污染物的存在和/或不存在;在从所述表面抽取除冰剂和污染物的步骤之后,确定在所述表面上污染物是否存在和/或不存在;在施加所述除冰剂的步骤之前确定所述表面的一第一摩擦值;在抽取所述除冰剂和污染物的步骤之后,确定所述表面的一第二摩擦值。附图说明
[0020] 附图示出了根据本发明的一个实施例的、用于对路面表面添加和去除材料的一车辆的实施例。

具体实施方式

[0021] 可以预期的是,本文详细描述的设备可以减少飞机的部件(即飞机齿轮)对除冰剂的暴露量。通过减少施加到表面上的化学品的量,本设备可以帮助减少催化氧化对敏感飞机齿轮的影响。迄今已知的设备将除冰化学剂被动地施加到表面上,然后使化学剂和融化水都保留在地面上,仅被飞溅或吸入飞机的齿轮中和从所述地面排放到未铺砌的地面边缘。相比之下,本设备可以将除冰剂的高能量(较高的压力和/或较高的速度和/或较高的体积)引入所述表面上的污染物(例如雪、冰等),以打碎并迅速融化压实的雪/冰。同时,本设备可以高效地回收稀释的除冰剂、任何污染物和融化的冬季污染物。
[0022] 参照附图,示出了根据本发明的回收设备10。回收设备10通常包括一壳体20、一鼓风机30、一高压除冰喷雾系统50、一真空系统70、一废物回收系统90和一控制器110。在所示实施例中,所述壳体20是车辆的一部分,其由一操作员12控制以清洁一表面14,例如飞机场的跑道,其中所述鼓风机30、所述高压除冰喷雾系统50和所述真空系统70真空系设置在所述壳体20内。所述真空系统70可以是独立的,也可以是所述鼓风机30的负压入口。换句话说,在所示的实施例中,所述鼓风机30和所述真空系统70被示为分开的系统。可以预期的是,所述鼓风机30和所述真空系统70可以集成到一单个系统中(未示出),例如,所述鼓风机30可以由风扇或鼓风机的一出口限定,而所述真空系统70可以由同一风扇或鼓风机的入口限定。
[0023] 所述鼓风机30可以设置为沿一预定方向并且以一预定力将空气吹向所述回收装置10在其上移动的表面14。可以预期,可以基于以下一个或多个来改变空气吹向所述表面14的力:所述控制器110的用户输入、所述表面14的状况、所述回收装置10的速度。在所示的实施例中,所述鼓风机30朝向所述回收设备10的一前部10a定位。可以预期的是,所述鼓风机30可以是一风扇或正排量鼓风机,其被构造和设计为将空气输送到所述表面14上。
[0024] 在所示的实施例中,所述鼓风机30的一出口连接到延伸到一腔室34中的一管道32。所述腔室34包括面向所述表面14的一敞开的底部。离开管道32的所述出口的空气被输送到所述腔室34中并朝向所述表面14。
[0025] 所述高压除冰喷雾系统50通常包括一52和一用于容纳除冰剂的贮存器54。所述储存器54设置为存储预定量的除冰剂。一导管56将储存器54流体连接至所述泵52和所述腔室34。所述导管56的一出口位于所述腔室34中,用于将所述除冰剂输送至所述表面14。
[0026] 可以预期,所述储存器54可以包括一个或多个隔室,在其中存储了各种除冰剂。在所示的实施例中,用于所述高压除冰喷雾系统50的所述导管56的出口位于与用于所述鼓风机30的所述导管32的出口的临近处。可以预期的是,来自所述贮存器54的除冰剂和来自所述鼓风机30的空气一起或分别沿着表面14输送。还可以预期,基于路面的检测状况,所述除冰剂与空气的比例可以连续变化(下面会详细讨论)。
[0027] 在所示的实施例中,所述真空系统70位于用于所述鼓风机30的管道32和所述除冰喷雾系统50的导管56的出口的前方(即,相对更靠前)。通常,所述真空系统70包括一导管或回路72,该导管或回路与所述回收系统90的废物储存箱/隔室92流体连通。真空74通过所述管道72抽吸空气并将其排放到废物储存箱/隔室92中。
[0028] 通常,所述回收系统90包括废物储存箱/隔室92、一泵94、一过滤器96、一分析仪98和一固体废物储存箱102。所述废物储存箱/隔室92的构造和尺寸设计为可容纳由除冰剂、融雪和/或雨以及所述表面14上的污染物组成的组合溶液。
[0029] 所述泵94通过管线91从所述废物箱92中抽出所述组合溶液,并通过一过滤器96输送所述组合溶液,该过滤器将所述组合溶液分为固体废物和液体废物。固体废物被输送到固体废物存储箱102,在其中被存储以用于以后的处置。
[0030] 废液在管线93中继续从过滤器中出来并被输送到分析仪98。在所述分析仪98中以及储存器54中的传感器可以设置为监视废液和除冰剂的多种性质中的任何一种,包括但不限于除冰剂的浓度、组合溶液的酸度和组合溶液的组成。
[0031] 在液体溶液离开所述分析仪98之后,其通过管线112和阀114输送。基于由分析仪98和储存器54中的传感器感测到的一种或多种前述性质,所述控制器120选择阀114的位置,使得液体废物要么留在所述分析仪98中,要么传递到所述储存器54中。在阀114允许液体废物流过管线112的情况下,所述控制器110使泵或输送系统116进行操作,以从一储罐
118中抽取添加化学品。如果分析仪98和储罐54中的传感器的性质测量值不在预定范围内,则所述控制器110设置为使废液留在废物储存箱/隔间92一适当的时间。
[0032] 还可以预期的是,在使用一种以上除冰剂的情况下,分析仪98和储存器54中的传感器可以设置为分析液体废物的各种其他性质。在该实施例中,控制器110可以设置为使泵116以适当的量从罐118中抽出适当的添加化学品,以使所测得的特性处于期望的范围内。
[0033] 还可以预期,本设备10可以向操作员提供指示所述表面14的状况的信号。特别地,所述设备10可以包括摩擦测试设备122、124,其沿着所述设备10的整个宽度延伸。一第一摩擦测试设备122可以设置在所述真空系统70的前面,以便在设备10进行处理之前确定所述表面14的状况。一第二摩擦测试设备124可以设置在所述设备10的后面,以便在设备10进行处理之后确定所述表面14的状况。摩擦测试设备122、124可以通过天线126与设备10的操作者12和/或航空界的授权方直接通信,以提供指示由设备10处理之前的表面的路面状况和由设备10处理之后的表面的的路面状况的信号。尽管清除了物品的表面14通常是铺砌路面,例如机场的跑道、道路或人行道,但是设备10在未铺砌或自然的表面上使用时也可能适用。
[0034] 还可以预期的是,本装置10可以设置为利用所述鼓风机30通过空气输送来拾取异物碎片(FOD),并且通过使用磁性装置138通过空气输送和磁性来拾取黑色金属。尽管图中仅示出一个磁体,可以预期的是,可以在设备10上的多个位置处设置多个磁性设备138。
[0035] 还可以预期,本装置10可以使用摩擦测试装置122、124和/或冰检测装置134、136来确定装置10的要求和装置10的操作效率。摩擦测试设备122、124和冰检测装置134、136可以是与控制器110通信的感测和监视系统的一部分,用于提供指示装置10经过表面14之前和之后的表面14的状况(例如,不存在和/或存在污染物,表面14的摩擦值等)的信号。
[0036] 还可以预期,本装置10可以提供关于用于在机场跑道上的表面14的状况信息。可以将该信息报告给路面状况报告小组,以最终考虑形成NOTAM(给飞行员的通知)和机场运营现场状况报告。例如,设备10可以设置为经由各种传感器来监视各种外部和内部条件和/或性能,并且报告其在完成这项工作中的有效性。监视数据可以数字方式存储,并且报告同样可以数字方式存储。优选地,经由诸如无线电、Wifi(无线网络)、蓝牙、蜂窝或其他这样的系统的适当的无线数据传输系统来报告数据。
[0037] 如图所示,装置10可以是由发动机电动机等驱动的车辆,例如卡车拖拉机推土机、货车等,或者可以是不具有自驱动功能的车辆装置,例如拖车,其需要另外的动力来移动。可替代地,设备10可以通过改装而成为车辆的一部分。示例性车辆可以通过联接至一动力源(例如驱动发动机)的车轮来移动。所述车辆还可以包括一个或多个辅助引擎,或操作车辆的各种元件(泵、喷雾器、鼓风机等)的其他发动机(电动、液压、气动)。
[0038] 以上已经参考示例性实施例描述了本发明。在阅读并理解了本说明书之后,可以进行多种修改和变化。结合本发明的一个或多个方面的示例性实施例旨在包括所有这样的修改和改变,只要它们落入所附权利要求及其等同的范围内即可。
QQ群二维码
意见反馈