NO334397B1 - Fremgangsmåte og innretning for stasjonær distribuering av et flytende tiningsmiddel - Google Patents

Abstract

For distrubuering av tinemidler på en trafikkflate anvendes et antall sprøytelegemer (1), som leverer fine sprøytestråler (2, 3) og som aktiveres over en lengere sprøytetid. På denne måten reduseres trafikkforstyrrelsene sammenlignet med vanlige anlegg, og det oppnås en konstruktiv forenkling av tinemiddel-sprøyteanlegg.

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og en tiningsmiddel-sprøyteinnretning som angitt i innledningene til de respektive selvstendige patentkrav.

Stasjonære tiningsmiddel-sprøyteanlegg er kjent, eksempelvis fra EP-A-0 458 992. Disse sprøyteanlegg sender et flytende tiningsmiddel, som regel en NaCl løsing, ut på en trafikkflate, herunder eksempelvis gater, broer, rullebaner, start/landebaner. Distribueringen skjer ved hjelp av sprøytedyser, som er anordnet eksempelvis i området ved ledeskinner på siden av trafikkflaten eller i trafikkflatens overflate, slik det eksempelvis er kjent fra CH-A- 658 411 eller EP-A- 0 461 295. Nok en stasjonær innretning er kjent fra US-A- 5 447 272.

De vanlige tiningsmiddel-sprøyteanlegg leverer kraftige, kortvarige tinemiddelstråler med en varighet fra 1 til 2 sekunder, for derved å forstyrre trafikken minst mulig. Det tilveiebringes i denne forbindelse kraftige, langtrekkende stråler (ca. 10 meter) med en leveringsmengde på 0,2 1 pr. sekund og opptil 11 pr. sekund. Denne distribueringsmåte betinger enten en stor ledningsdiameter for mating av sprøytedysene eller lokale trykkakkumulatorer, slik det eksempelvis er nevnt i EP-A-458 992. Videre er det nødvendig med styrbare, eksempelvis elektrisk styrbare ventiler for kortvarig aktivering av tiningsmiddelsprøytingen, noe som betinger tilsvarende elektriske styreledninger. Det har videre vist seg at de kortvarige, kraftige vanlige sprøytestråler - om enn bare i få tilfeller - kan føre til en skrekkreaksjon hos trafikkantene, hvilket øker faren for ulykker.

IDE-A-32 36 401 er det vist dyselegemer for levering av vannsprøytestråler for bekjempelse av støv i gruvedrift. JP-A-82 69 927 viser et anlegg for bekjempelse av tåke på veistrekninger, idet sprøytestråler sprøytes parabelformet over veien.

CH 658411 beskriver en elektromagnetisk styrbar sprøyteventil og sprøytesystem. Sprøyteventilen er ment å brukes i et system som sprayer tiningsmidler.

EP 0461295 beskriver et sprøytehode for stasjonære avisings flytende sprøyteinstallasjoner for veibaner, taksebaner og rullebaner, hvor sprøytehodet med en gulvdel og et lokk kan senkes ned i veibanen.

Hensikten med oppfinnelsen er således å tilveiebringe en fremgangsmåte for distribuering av et tiningsmiddel, med hvilken fremgangsmåte man unngår de nevnte ulemper. Videre skal det tilveiebringes en enkel og kostnadsgunstig fremgangsmåte med redusert fare for skrekkreaksjoner hos trafikkantene.

Denne hensikt oppnås med de trekk som er angitt i den kjennetegnende del av patentkrav 1.

Derved at det ved hjelp av sprøytemidlene tilveiebringes meget fine stråler med en sammenlignet med teknikkens stand merkbart redusert leveringsmengde, blir for det første tiningsmiddelstrålenes innvirkning på kjøretøyene redusert i en slik grad at faren for skrekkreaksjoner praktisk talt vil være utelukket. De tilveiebrakte fine stråler vil som regel være usynlige for trafikkantene og vil ikke gi noen merkbare lyder når de treffer et kjøretøy. Den lille leveringsmengde pr. stråle, også ved flere stråler, medfører videre ingen relevant trykksenking i tilførselsledningene for tiningsmiddelet, henholdsvis muliggjør en anvendelse av ledninger med meget liten diameter, og muliggjør derved en kostnadsgunstig løsning som følge av reduserte material- og leggekostnader. Den nye fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen muliggjør videre en utløsing og avslutting av sprøytingen ved en betjening av tiningsmiddelpumpen over et på forhånd bestembart tidsrom og muliggjør tilsvarende at man kan gi avkall på de ellers vanlige mange styrbare ventiler i de kjente anlegg.

Fortrinnsvis skjer distribueringen av tiningsmiddelet over en tidsperiode i området fra 10 sek. til 10 min. eller mer, særlig i området 30 sek. til 10 min. eller særlig i området fra 30 sek. til 5 min.

Hensikten med oppfinnelsen oppnås videre ved at det som sprøytemiddel er anordnet et antall sprøytesteder som leverer tiningsmiddelstrålene, idet det pr. 15 til 40 m<2>trafikkflate, særlig en kjørebaneflate, er anordnet et sprøytested.

Et slikt antall sprøytesteder muliggjør bruk av meget fine, praktisk talt usynlige og ikke særlig langtrekkende sprøytestråler, noe som medfører de foran nevnte fordeler og virkninger og til tross for dette muliggjør en tilfredsstillende distribusjonsfordeling av flytende tiningsmiddel over trafikkflaten.

Oppfinnelsen vedrører derfor også en tiningsmiddel-sprøyteinnretning ifølge krav 7. De fine leveringsåpninger, som fortrinnsvis dannes av dyser, vil tilveiebringe den ønskede lille leveringsmengde.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til tegningene hvor:

Fig. 1 skjematisk viser en tiningsmiddel-sprøyteinnretning for en motorvei,

fig. 2 viser en ytterligere utførelsesform av en tiningsmiddel-sprøyteinnretning, fig. 3 skjematisk viser et snitt gjennom et sprøytelegeme,

fig. 4 viser et snitt gjennom en dyse,

fig. 5a og 5b skjematisk viser tiningsmiddelsprøyteanlegg.

I fig. 1 er det skjematisk vist en tiningsmiddel-sprøyteinnretning, som kan tjene til forklaring av fremgangsmåten. Fig. 1 viser således i et skjematisk grunnriss en motorvei med 6 kjørefiler som eksempel på en trafikkflate. På kjørebaneflaten er det vist et antall sprøytesteder 1, som i dette tilfellet er i kjørebanebelegget innlagte sprøyte legemer, eksempelvis som i fig. 3, slik at de kan overkjøres av kjøretøy. Hvert sprøytelegeme avgir i eksempelet 2 tiningsmiddelsprøytestråler 2, 3 eller som ytterligere eksempel sprøytestråler 2, 3', skrått relativt den respektive kjørefils lengderetning. Tilføringen av tiningsmiddel til sprøytelegemene skjer gjennom ledninger 4 og 5, som går ved siden av kjørebanen henholdsvis er lagt i kjørebanebelegget. For tiningsmiddelet er det anordnet en tiningsmiddeltank 6 hvorfra en pumpe 7 leverer tiningsmiddel til ledningene 4 og 5, som går til de enkelte sprøytelegemer 1. I det viste eksempel har kjørefilen en bredde på 3,75 m og avstandene a mellom de enkelte sprøytelegemer er det ca. 6 m til 10 m. Tar man utgangspunkt i en avstand a på 6 m, så betjenes en trafikkflate på 607,5 m<2>av 27 sprøytelegemer 1, noe som svarer til et sprøytelegeme pr. 22,5 m<2>. Benytter man en avstand a på 10 m, så vil det benyttes et sprøytelegeme pr. 37,5 m<2>. Som regel velger man et forholdstall på 15, særlig 20, men opptil 40 kan gi gode resultater. Dette antall sprøytelegemer adskiller seg klart fra det antall som benyttes ifølge kjent teknikk, hvor hvert sprøytelegeme tilveiebringer meget langtrekkende og kraftige sprøytestråler. Ifølge teknikkens stand vil man bare benytte 14 vanlige sprøytelegemer isteden for de ovenfor nevnte 27 sprøytelegemer.

I det viste eksempel ligger kastelengden til hver sprøytestråle 2,3 i området fra 1 til 4 m, særlig 1,5 til 2,5 m, og eksempelvis ved ca. 2 m. Strålene er meget fine og praktisk talt usynlige, og de tilveiebringes med et høyt trykk. Leveringsmengden pr. stråle ligger i området fra bare 0,1 1 pr. min. til 1 1 pr. min. særlig 0,1 1 pr. min. til 0,8 1 pr. min., fortrinnsvis i området fra 0,1 1 pr. min. til 0,5 1 pr. min. Slike mengdebegrensede stråler tilveiebringes ved at det benyttes en meget fin leveringsåpning i hvert sprøytelegeme, fortrinnsvis en dyse med en diameter i området fra 0,1 mm til 1 mm, særlig 0,3 til 0,6 mm diameter. Disse fine stråler tilveiebringes ved hjelp av et trykk i sprøytelegemet foran leveringsåpningen, henholdsvis dysen, på ca. 8 til 15 bar særlig 10 til 15 bar. Leveringen av trykk-tiningsmiddel til sprøytelegemene 1 skjer gjennom ledningene 4 og 5. Ledningen 4 kan som hovedledning eksempelvis ha en innerdiameter på bare 14 mm, fordi de fine leverings åpninger medfører at det bare er en liten mengde tiningsmiddel som går ut og tiningsmiddelstrømningen i ledningen bare får et ubetydelig trykkfall. Ledningene 5 til de respektive undergrupper av sprøytelegemer 1 kan sågar ha en innerdiameter på bare 4 mm. Leggingen av ledningene 4 og 5 blir tilsvarende enklere og mer kostnadsgunstig som følge av de anvendte små ledningsdiametere. Ledningen 4 kan som vist være utformet som en ringledning, hvor hos det ved endene av matestrekningen A-A kan herske det samme trykk. En ringledning muliggjør dessuten en enkel spyling av ledningen. Som følge av den lille mengde pr. tidsenhet som leveres på samtlige sprøytesteder 1 kan man dessuten greie seg med en enkel, ikke som ringledning utført ledning 4.

Start og avslutning av distribueringen av tiningsmiddel skjer ved start henholdsvis stopp av pumpen 7. Den lille distribusjonsmengde som oppnås med de fine tiningsmiddelstråler gir en vesentlig lengre distribusjonstid enn med de vanlige anlegg, hvor distribusjonstiden er ventilstyrt og bare varer 1 til 2 sek. Men den her beskrevne fremgangsmåte henholdsvis det her beskrevne anlegg oppnås det derimot en sprøytetid på 10 sek. til 10 min. eller også mer, særlig i området 30 sek. til 5 min. Sprøytetiden vil naturligvis være avhengig av sprøytetypen. Dreier det seg eksempelvis om en preventiv tiningsmiddeldistribuering, hvor det effektive tiningsmiddelbehov utgjør ca. 2 gr. pr. m<2>, så vil sprøytetiden ligge i området 30 sek., for distribuering av en tilsvarende mengde flytende tiningsmiddelløsning, eksempelvis en 20% - NaCl løsing. Skal man imidlertid bekjempe en akutt isdannelse, hvor det effektive tiningsmiddelbehov er 15 til 20 gr. pr. m<2>, så vil sprøytingen vare i flere minutter. Den lange distribusjonstid er videre gunstig med hensyn til fordelingen av tinemiddelet, fordi vekslende vindforhold i løpet av tidsperioden vil ha en positiv innflytelse på fordelingen. Videre vil man også kunne trekke nytte av luftvirvler som skylles trafikken.

I det viste anlegg anvendes det ingen styrte ventiler i ledningsstrengen, slik at samtlige sprøytelegemer vil levere tiningsmiddel når pumpen går.

Isteden for den viste utførelsesform uten ventiler, kan det naturligvis anordnes styrbare ventiler i de ledninger 5 som grener av fra hovedledningen 4, slik at det kan foretas en styrt sprøyting av enkelte strekningsavsnitt. Slike er eksempelvis vist i fig. 2, hvor det er vist en kjørebane med to filer, med en bredde på 3,75 m i hver fil. Også her er de enkelte sprøytelegemer 1 vist rent skjematisk, og de ved kanten av kjørebanen anordnede sprøytelegemer 1 leverer hver bare en sprøytestråle 2 mens de midt i den enkelte kjørefil anordnede sprøytelegemer hver leverer to sprøyteståler 2, 3. Også her tilveiebringes sprøytingen ved hjelp av den med en væsketank 6 forbundne pumpe 7. I ledningen kan det befinne seg en væskemåler 8. Ledningen 4 går langs hele kjørebanen frem til de enkelte sprøytestrekninger, som betjenes med ledningene 5. Disse er tilsluttet hovedledningen 4 via styrbare ventiler 9. På denne måten deles kjørebanen opp i flere sprøytestrekninger, som kan aktiveres og deaktiveres ved tilsvarende betjening av ventilene 9. Isteden for en ledning 4 kan det i de to eksempler også anvendes flere parallelle ledninger, som kan ha ulike diametre.

I ledningen 4 kan det være anordnet tilbakeslagsventiler. Disse vil i stigninger hindre at væske renner tilbake til pumpen 7 når denne ikke er i drift. Det kan selvsagt gis avkall på tilbakeslagsventilene dersom man ønsker en tilbakestrømming av væsken. Som regel foretrekkes det at ledningene 5 er tiningsmiddelfrie. Dette vil lette anvendelsen av ulike typer tiningsmidler, som anvendes for ulike temperaturområder og som ikke er kompatible med hverandre. Også i et anlegg som i fig. 1 kan det benyttes styrte ventiler og/eller tilbakeslagsventiler, dersom dette er ønskelig ved anvendelse av en styrt sprøyting.

Fig. 3 viser skjematisk et snitt gjennom et sprøytelegeme 1. Dette sprøytelegemet tilveiebringer to tiningsmiddelstråler 2 og 3. Det foretrukne sprøytelegemet har en første del 10 som danner en kobling for sprøytelegemet til ledningen 5 og har utleveringsåpninger for tinemiddelstrålene 2 og 3. Utleverings åpningene kan være forsynt med dyser 11 og 12, og utleveringsåpningene eller dyseåpningene ligger i området 0,1 mm til 1 mm i innerdiameter, fortrinnsvis i området 0,3 mm til 0,6 mm eller 0,8 mm, for tilveiebringelse av de ønskede fine stråler. Videre er sprøytelegemet 1 forsynt med en del 14 som danner en respektiv utsparing 15 og 16 for den enkelte sprøytestråle og som virker som anleggstallerken for innlegging av sprøytelegemet i belegget på transportfiaten. Delen 10 og tallerkenen 14 kan som vist bestå av to deler, eller kan være fremstilt som en enhetlig del. Delen 10 kan eksempelvis være av metall eller plast mens tallerkenen 14 fortrinnsvis er av plast. Som plast kan her eksempelvis benyttes POM. Den viste utførelsesform av sprøytelegemet 1 muliggjør en kostnadskunstig fremstilling og muliggjør også en liten byggehøyde h, eksempelvis en byggehøyde på bare ca. 30 mm eller mindre. Dette muliggjør en problemfri innlegging også i kjørebanebelegg på broer, uten fare for en ødeleggelse av isolasjonssjiktet, og muliggjør også en problemfri plassering i en dreningsasfalt. Sprøytelegemene er bare her vist som eksempler på hvordan man kan tilveiebringe flere sprøytesteder. Sprøytestedene kan eksempelvis også tilveiebringes som åpninger henholdsvis dyser i en ledning som legges ved, på, eller i kjørebanen, slik at det i praksis anvendes et langstrakt sprøytelegeme med et større antall dyser.

Fig. 4 viser skjematisk et snitt gjennom en av de fortrinnsvis anvendte dyser 11, 12. Det trangeste parti har en diameter b på 0,1 til 1 mm, fortrinnsvis 0,1 til 0,6 mm, eller 0,3 til 0,6 mm. Til dysen leveres det et tiningsmiddel under et trykk på 8 til 15 bar, hvorved dysen vil tilveiebringe de ønskede fine og praktisk talt usynlige dysemiddelstråler. Også et større antall slike dyser vil bare gi et lite utgangstverrsnitt. Eksempelvis vil 100 dyser som hver har en diameter på 0,6 mm gi en total tverrsnittsflate på ca. 28 mm<2>. En ledning med en innerdiamter på 14 mm vil til sammenligning ha en tverrsnittsflate på ca. 154 mm<2>og kan derfor praktisk talt uten nevneverdig trykkfall betjene et antall langs ledningslengden anordnede sprøytesteder.

Unngåelsen av et større trykkfall muliggjøres ved at den av pumpen leverte tiningsmiddelmengde leveres ut kontinuerlig, slik at ledningene bare transporterer en mindre mengde. Ved en halvparten så stor mengde vil trykkfallet bare være fjerdedel. Denne virkning har man ikke utnyttet i de vanlige, kjente anlegg.

Fig. 5a og 5b viser i grov skjematisk form tiningsmiddel-sprøyteanlegg med en pumpe 7, som er forbundet med den her ikke viste tiningsmiddeltank, og med et antall sprøytesteder 1 som mates gjennom de allerede nevnte tynne ledninger 5. I tillegg til fordelingsledningen 4, som vist i fig. 1 og 2, er det her anordnet ytterligere ledninger, nemlig en mateledning 17 og en forbiløpsledning 18 (fig. 5a). Videre er det anordnet tilbakeslagsventiler 19. I fig. 5a er pumpen anordnet på det høyeste sted på strekningen, og i fig. 5b er pumpen 7 anordnet på det laveste sted.

Mateledningene er dimensjonert slik at det kan anvendes anvendes minst mulige tverrsnitt og slik at mateledningen og/eller forbiløpsledningen forblir fylt etter at pumpen har stoppet, slik at sprøytesystemet ved ny aktivering av pumpen raskt kan sprøyte ut over hele lengden. Dette muliggjøres av tilbakeslagsventilene og forbindelsesledningene. Selv ved tomme ledninger 5 kan som følge av de med tilbakeslagsventiler forsynte, fylte ledninger 4, 17, 18 raskt oppnå en sprøyting etter aktivering av pumpen. Isteden for tilbakeslagsventiler kan det også anvendes elektrisk styrte ventiler for holding av et væskeforråd i ledningene 4,17, 18 ved deaktivert pumpe.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for distribuering av et flytende tiningsmiddel på en trafikkflate ved hjelp av stasjonære sprøytelegemer (1) som leverer tiningsmiddelstråler,karakterisert vedat distribueringen skjer med tinemiddelstråler (2, 3, 3') viss leveringsmengde ligger i området mellom 0,1 1 pr. min. og 1 1 pr. min, særlig i området fra 0,11 pr. min. til 0,5 1 pr. min pr. stråle.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, særlig for distribuering av tiningsmiddel på veier, idet tiningsmiddelet leveres fra i trafikkflateområdet henholdsvis kjørebaneområdet anordnede sprøytesteder,karakterisert vedat forholdet mellom m<2>trafikkflate/kjørebaneflate og antall sprøytesteder ligger i området 15 til 40:1.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat sprøytestedene dannes av i hovedsaken i flukt med kjørebanen anordnede sprøytelegemer (1), som hver avgir en eller flere, særlig 2 tinemiddelstråler (2, 3,3').

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 3,karakterisertv e d at strålene er dannet av distribusjonsåpninger, fortrinnsvis leveringsåpning med en innerdiameter i området fra 0,1 mm til 1 mm, særlig i området 0,3 mm til 0,6 mm, fluidumtrykket foran distribusjonsåpningen, eller leveringsåpningen, omfattes mellom 5 bar til 20 bar, særlig fra 10 bar til 15 bar.

5. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående kravene,karakterisert vedat varigheten til strålefrembringelsen ligger i området 10 sek. til 10 min., særlig i området 30 sek. til 5 min.

6. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående kravene, karakteri sert ved at kastelengden til tinemiddelstrålene ligger i området 1 til 4 m, særlig i området 1,5 til 2,5 m.

7. Tinemiddel-sprøyteinnretning med en tinemiddeltank 6, minst en tinemiddelpumpe og minst en tinemiddelledning (4, 5), hvor ledningen mates av pumpen og seg selv mater stasjonære sprøytelegemer (1) som igjen avgir tinemiddelet på en kjørebanekarakterisert vedat tinemiddel-sprøyteinnretningen er utformet for distribuering av tinemiddelstråler (2, 3, 3') med en distribueringsmengde i området fra 0,1 1 pr. min. til 1 1 pr. min., særlig i området 0,1 1 pr. min. til 0,5 1 pr. min.

8. Tinemiddel-sprøyteinnretning ifølge krav 7,karakterisertv e d at sprøytelegemene omfatter sprøytehoder (1) omfattende flere, fortrinnsvis en eller to, leverings åpninger med en innerdiameter på 0,1 mm til 1 mm, særlig 0,3 til 0,6 mm.

9. Tinemiddel-sprøyteinnretning ifølge krav 8,karakterisertv e d at leveringsåpningene danner leveringsåpninger.

10. Tinemiddel-sprøyteinnretning ifølge krav 7, særlig for distribuering av tinemiddel på trafikkflater,karakterisert vedat det omfatter mange sprøytepunkter slik at forholdet mellom m<2>trafikkflate henholdsvis kjørebaneflate og antall sprøytesteder ligger i området fra 15 til 40:1

11. Tinemiddel-sprøyteinnretning ifølge krav 10,karakterisertved at en til pumpen tilsluttet ledning (4) er utført som en ringledning, hvorfra det går ut stikkledninger (5) til tinemiddel-leveringsstedene.

12. Tinemiddel-sprøyteinnretning ifølge ethvert av de foregående kravene,karakterisert vedat det i ledningene er anordnet ventiler (19), som ved deaktivert pumpe i det minste delvis sikrer en tinemiddel-fylling av ledningene.