[发明专利]一种重心位移式风门自动控制系统

说明书

本发明涉及一种重心位移式风门自动控制系统，包括：设在风门（1）外壁上的温度感应机构（3），设在风门（1）内壁上的控制机构（5）以及限位器（6）；温度感应机构（3）外层包裹层为胀缩介质，中心为移动工质；控制机构（5）通过导管（4）与温度感应机构（3）相连通，其内部具有容纳移动工质的空间。工作时，胀缩介质感应外界环境温度的变化并做出相应的冻结或者融化反应，进而将工质向外排出或者从外吸回，控制机构则通过工质的流进和流走改变整个系统的重心，进而控制实现风门的打开和关闭。本发明温度感应灵敏、控制精度高，自成一体、自给自足，系统稳定性高、维护简便，合适在青藏高原高寒地区等野外恶劣环境使用。

技术领域

本发明涉及冻土工程技术领域，尤其涉及一种重心位移式风门自动控制系统。

背景技术

冻土是一种温度低于0℃且含有冰的土岩，冻土的力学强度会随着温度的变化而发生巨大的改变：温度越低其强度越大，温度低于-1.5℃时，其瞬时抗压强度与一般岩石相当；而温度高于-0.5℃至0℃时，其抗压强度相当于一般土块、甚至基本丧失。我国建设的青藏铁路、青藏公路，以及将要进行的青藏高速公路、新藏公路、新藏铁路、南水北调西线工程都面临高温（即温度接近0℃的多年冻土）、高含冰量冻土（即体积含冰量基本超过30%的多年冻土）、气候转暖和多年冻土不断退化等诸多难题。

在保护冻土工程的措施中，通过调控冻土工程的对流换热过程，主动冷却冻土基础，是保护冻土基础重要的工程措施的一个类型。该类措施通过有效促进冬季或夜晚低温环境条件下基础与外界环境的换热过程，有效抑制暖季或白天高温环境条件下基础的换热过程，由此达到冷能在路基内部的不断存储、冻土地温的不断降低、基础稳定性不断增强的目的。

为有效调控冻土工程的对流换热过程，申请人之前提出的通风管通风路基是一种重要、典型调控路基温度的工程措施，通过在通风管一端、或两端安装自控风门，风门根据环境温度高温自动关闭、低温自动打开，由此规避暖季热量对路基的加热作用，可以将自然界的冷能最大程度的存储到路基的内部，青藏铁路研究结果显示，该种措施可以将通风路基的降温效能提高一倍以上。因此，其中的风门就成为该项技术的焦点和核心。

现有的风门自动控制系统中，温度感应单元主要采用温度传感器，为感应阳光照射，整个温度感应单元安装在通风管外；控制单元与温度感应单元之间电连接，与风门之间通过杆件等联动部件连接，工作时，控制单元接收来自温度传感器的温度值（电信号），根据该温度值与预设启闭温度阈值的大小关系决定是否驱动联动部件动作，进而实现对风门的开启/关闭。

但是，青藏高原高寒极端的自然环境和特殊工程条件都对通风管调控风门的稳定性、风门的敏感性、风门安装和运维过程的便利性等都提出了更高的要求，现有技术难以完全满足工程实际需要。比如：整个温度感应单元安装在通风管外，控制单元与风门之间需要众多联动部件连接，而且整个风门自动控制系统的正常持续运行需要电源提供源源不断的电能。这样的话，在极端恶劣环境下，感应单元、控制单元容易遭受破坏，连接杆件容易失效，各部件之间的电连接容易被切断或者是不能及时提供新的电源，这些因素都会导致整个风门自动控制系统的失效。

因此，面对青藏高原多年冻土区青藏高速公路的建设、青藏铁路后期维护等迫切需要，有针对性开展新型风门的研究，就成为解决问题的关键，而本申请正是针对这种工程实际迫切需要而进行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、稳定性高的重心位移式风门自动控制系统，以适应野外恶劣环境。

为解决上述问题，本发明所述的一种重心位移式风门自动控制系统，包括：

设在风门（1）外壁上的温度感应机构（3）；其中，所述风门（1）能够绕中心转轴（2）自由转动；

一端设在所述风门（1）内壁中心位置处、另一端远离内壁并向上倾斜的控制机构（5）；

以及位于所述风门（1）下部外侧的限位器（6）；