[0001] 本申请涉及极地冰雪机场建设的技术领域，尤其是涉及一种用于极地冰雪机场建设的暖雪装置及方法。

[0002] 极地地区因其特殊的地理位置和恶劣的天候条件使得传统的交通运输方式如航空、航海和陆路运输很难顺利抵达。然而，极地地区的资源开发、科学研究和旅游等活动对极地地区有效的交通运输系统提出了迫切需求。极地冰雪机场的建设能使极地地区的交通运输更加便捷和可靠，能够为科学家、研究人员和探险家提供前往极地进行科学考察和研究的便利，进而能够促进极地科学研究的发展。

[0003] 目前，对于极地冰雪机场的路面建设，通常是通过压实极地地区的雪层来实现的。雪层中通常包括比较松软的粉雪以及密度和硬度都较大的结冰雪。在压实雪层来建设路面时，通过将雪地表层的松软的粉雪进行初步融化，使得雪层中留存一些密度以及颗粒较大的结冰雪，也就是进行暖雪步骤。接着压实结冰雪挤出结冰雪之间的空隙，加强结冰雪之间密度、粘结性以及稳定性，从而可以很好的提高雪层的承载能力，进而可以形成刚度和强度都满足工程要求的冰雪路面。

[0004] 针对上述中的相关技术，现有技术中通常采用原地喷溅热水的方式暖雪，但原地喷溅热水的方式只能使得雪地表层的松软的粉雪融化，而雪地下层的粉雪依旧存在，存在有雪层暖雪不够均匀而导致雪地路面压实强度不够的问题。

[0031] 以下结合附图1‑3对本申请作进一步详细说明。

[0032] 本申请实施例公开一种用于极地冰雪机场建设的暖雪装置及方法。

[0033] 第一方面本申请实施例公开一种用于极地冰雪机场建设的暖雪装置。

[0034] 参照图1，一种用于极地冰雪机场建设的暖雪装置，包括车体1、吸雪机构2、预热机构3、喷雪机构4、融雪机构5以及压雪机构6。吸雪机构2和喷雪机构4均安装在车体1上，预热机构3连接吸雪机构2和喷雪机构4，融雪机构5（参照图3）与压雪机构6配合完成机场建设路面的压制。

[0035] 参照图2，吸雪机构2包括第一储雪箱21、吸雪机22、减速件23、搅拌件24、吸雪管道25以及吸盘26，第一储雪箱21固定安装在车体1上，吸雪机22安装在第一储雪箱21内且远离车体1的一侧，吸雪机22可以通过风扇抽风来使得第一储雪箱21内形成负压的环境进行吸雪。吸雪机22的输出端与减速件23固定连接，减速件23可以通过大小齿轮的相互组合来利用吸雪机22的旋转运动并将高速旋转转换为低速旋转。搅拌件24包括搅拌轴241和搅拌杆
242，减速件23的输出端与搅拌轴241固定连接，搅拌杆242固定安装在搅拌轴241的周壁。吸雪管道25安装在搅拌轴241和搅拌杆242内，吸雪管道25的进雪口设置在搅拌轴241靠近雪地的一侧且与吸盘26连通，吸雪管道25的出雪口设置在搅拌杆242处且与第一储雪箱21的内腔连通，吸盘26通过吸雪管道25与第一储雪箱21连通，吸盘26底部设置有伸出齿261，伸出齿261设置有多组固定在吸盘26靠近雪地的一面。

[0036] 具体的，吸雪机构2在运行时，首先启动吸雪机22使得第一储雪箱21内部形成负压环境，接着吸雪机22的输出端带动减速件23旋转，并将吸雪机22输出端的高速转动转化为低速转动，接着减速件23带动搅拌件24转动搅拌。同时雪从吸盘26处从搅拌轴241内的吸雪管道25的进雪口进入，接着从搅拌杆242处的吸雪管道25的出雪口出。在搅拌件24转动的过程中，首先，吸盘26的伸出齿261可以不断的搅拌地面的雪，使得雪初步被打散从而更加方便通过吸雪管道25进入到第一储雪箱21内；其次，搅拌件24转动搅拌第一储雪箱21内的雪，可以预防雪在第一储雪箱21内堆积而无法传输到喷雪机构4中；再次，通过不断的搅拌第一储雪箱21内的雪可以初步的搅碎一些粘接在一起的雪块，从而更加方便后续的输送以及预热融化；最后，由于搅拌杆242不断的旋转搅拌，从而使得吸雪管道25的出雪口的位置也在不断的移动，因此也可以在一定程度上减少吸雪管道25的出雪口可能被雪堵塞的风险。减速件23可以将吸雪机22输出端的转动进行合理的利用，吸盘26可以增大吸雪管道25的吸雪效率。

[0037] 参照图2和图3，预热机构3包括输送组件31和预热组件32。喷雪机构4包括第二储雪箱41和吹雪机42。输送组件31连通第一储雪箱21和第二储雪箱41，预热组件32固定安装在输送管道311外周壁上对输送管道311内的雪进行初步暖雪融化。

[0038] 参照图2和图3，输送组件31包括输送管道311、输送驱动件312、输送转轴313以及螺旋叶片314。输送管道311一端与第一储雪箱21连通，一端与第二储雪箱41连通，本实施例中输送管道311设置有两个。输送驱动件312安装在第二储雪箱41的外壁，输送驱动件312可以选用旋转电机。输送转轴313包括第一输送转轴3131和第二输送转轴3132，输送驱动件312的输出端与第一输送转轴3131固定连接，第一输送转轴3131与第二输送转轴3132通过万向结连接，第二输送转轴3132位于输送管道311内。螺旋叶片314固定安装在第二输送转轴3132的外周壁上，螺旋叶片314与输送管道311的内壁存在一定的间隙，第一输送转轴
3131外壁可以设置搅雪柱315，通过搅雪柱315搅拌进入第二储雪箱41内的雪。预热组件32包括电热丝321（图中未示出）和隔热套筒322，电热丝321固定缠绕在输送管道311的外周壁上。隔热套筒322套设在输送管道311外，电热丝321的外周壁与隔热套筒322的内壁抵接。隔热套筒322壁上设置有保温层3221和真空层3222，保温层3221与电热丝321抵接，真空层
3222位于保温层3221外。

[0039] 具体的，启动输送驱动件312驱动第一输送转轴3131和第二输送转轴3132转动，第二输送转轴3132转动带动输送管道311内的螺旋叶片314转动，从而可以通过螺旋叶片314的转动将位于第一储雪箱21内的雪输送到第二储雪箱41内。在输送过程中，电热丝321与外部电源连接，并不断通过电热丝321给输送管道311内的雪进行加热，输送管道311内有少部分雪可以融化，最终输送到第二储雪箱41内的为少部分水与大部分雪的雪水混合物。通过预热机构3可以对雪层完成初步的暖雪，使得喷出的雪水混合物能够更好实现后续的压雪工作。输送组件31通过输送管道311、输送驱动件312、输送转轴313以及螺旋叶片314的方式进行输送可以使得输送更加的稳定。隔热套筒322可以对输送管道311内的热量进行高效的保持，一方面可以使得预热组件32的加热效果更好，另一方面可以减少输送管道311内热量的损失，使得电热丝321产生的热量能够最大程度上被利用。

[0040] 参照图2和图3，喷雪机构4的第二储雪箱41固定安装在车体1上，第一储雪箱21和第二储雪箱41的上部设置有连接管道7，连接管道7连通第一储雪箱21和第二储雪箱41，吹雪机42安装在连接管道7内，吹雪机42可以选用大功率风扇，吹雪机42的吸风端靠近第一储雪箱21的上部，吹雪机42的吹风端位于第二储雪箱41的上部以使得第二储雪箱41内的雪被吹出。第二储雪箱41远离连接管道7的一端设置有喷雪头，雪通过喷雪头喷出。连接管道7连通第一储雪箱21和第二储雪箱41可以充分的利用吹雪机42的吸风端与吸雪机22进行联合，使得第一储雪箱21内部能够快速且连续形成负压环境进行吸雪，从而可以提高整个吸雪机构2的吸雪效率。

[0041] 另外，预热机构3与喷雪机构4联合可以很好的喷出大部分雪和少部分水的雪水混合物。在喷雪机构4喷出雪水混合物的过程中，由于极地地区的气温较低，喷溅出的水迅速结冰形成硬度较大的冰晶并落入到地面。由于冰晶具有较高的承载能力和抗压强度，通过行分层喷雪可以冰雪机场增加压实路面的稳定性和强度。

[0042] 参照图3，融雪机构5包括融雪组件51和储水箱52。融雪组件51和储水箱52均安装在第二储雪箱41内，储水箱52安装在第二储雪箱41靠近车体1的一侧，融雪组件51安装在储水箱52远离车体1的一侧。融雪组件51包括融雪管道511、融雪件512以及过滤网513。融雪管道511设置有多组，单个融雪管道511相互抵接，本实施例中，融雪管道511填满第二储雪箱41的中部。融雪件512套设安装在融雪管道511的外壁，融雪件512与也可以选用电热丝对融雪感到内的雪进行加热融化并升温成热水，为了防止融雪件512与水接触触电的情况产生，可以在融雪件512外层安装绝缘套壳。融雪管道511的进雪口与第二储雪箱41的上部连通，融雪管道511的出雪口与储水箱52连通，过滤网513安装在融雪管道511的出雪口处。预热机构3中的第一输送转轴3131可以设置在融雪管道511的上方，并通过其上的搅雪柱315不断的搅拌使得位于第二储雪箱41内的部分雪可以顺利的进入到融雪管道511中进行加热融化升温。

[0043] 具体的，融雪机构5运行时，首先启动融雪件512给融雪管道511加热，雪从第二储雪箱41的上部进入到融雪管道511中融化加热。为了避免雪直接落入到储水箱52中，过滤网513可以挡住雪快速离开融雪管道511而没有被融化的现象产生。融雪组件51可以将位于第二储雪箱41内的雪深度的融化，使得进入到融雪组件51内的雪全部加热融化并加热成热水，融化后的水进入到储水箱52中。同时，融化后的雪水由于具有较高的温度以及升起的水蒸气具有的温度，可以使得位于第二储雪箱41内的雪也能够完成部分融化而使得喷出的雪水混合物中的含水量更高，喷出后可以在空气中形成更多冰晶，从而可以进一步提高极地冰雪机场路面的强度。融雪管道511紧密排列在一起可以使得温度集中，从而增强融雪效果。

[0044] 参照图1和3，压雪机构6包括压雪筒61、压雪柱62、压雪管道63以及导流件64，压雪筒61与车体1靠近第二储雪箱41的一侧转动连接。压雪柱62设置有多个，且多个压雪柱62呈环形固定安装在压雪筒61外周壁上。压雪管道63安装在压雪柱62内，压雪管道63的进水口与储水箱52的出水口连通，压雪管道63的出水口与储水箱52的进水口连通，导流件64连通压雪管道63与储水箱52，导流件64可以选用小型水泵。

[0045] 具体的，压雪机构6运行时，首先启动导流件64，通过导流件64将储水箱52中的热水导引进入到压雪柱62的压雪管道63内。接着压雪筒61在车体1移动下进行转动压制雪层，在压制喷雪机构4喷出的雪面的过程中，压雪管道63内的热水与雪层中的雪进行热交换，从而使得部分雪层进一步融化，达到暖雪的效果。压雪柱62增大了压雪机构6与雪层之间的接触面积，压雪柱62与雪层接触的区域较大且均匀分布，使得压力能够更加均衡地传递到整个雪层，减少了局部集中压力所带来的不均匀性和可能的破坏。另外，由于压雪柱62设置在压雪筒61的外层，可以使得压制的路面具有一定凹槽和凸起，而不是光滑平整的路面，可以使得更加方便车体1在路面上运行。因此，压雪柱62还可以提高路面的摩擦系数，方便车辆的移动。

[0046] 另外，由于储水箱52给压雪机构6供水时水不断循环，因此，水箱中的热水会不断的增多，最终水不断蔓延到第二储雪箱41的上部，此时可以使得第二储雪箱41上部的雪更容易融化成雪水，使得上部雪水混合物中雪的占比不断减少，水的占比不断增多，最终喷出时有更多的水形成冰晶，使得机场冰雪路面压制效果更好。

[0047] 本实施例的实施原理为：在冰雪机场建设中，对雪地的雪层进行暖雪时，先通过吸雪机构2将处于待施工区域的部分处于上层的粉雪吸入到第一储雪箱21中，接着通过预热机构3将粉雪进行初步的融化并将含有少量水的粉雪的雪水混合物输送到第二储雪箱41中，接着通过喷雪机构4将处于第二储雪箱41中的雪水混合物分批次分层次喷出到施工区域的地面，每一层雪水混合物单独通过压雪机构6进行压实。压实过程中，通过融雪机构5不断的给雪进行加热，并给压雪机构6内的压雪管道63供热，使得雪层被进一步融化。通过分层喷雪、分层压雪以及多次融化雪的步骤可以使得暖雪更加的均匀，暖雪效果更好，使得冰雪机场路面强度和刚度更高。

[0048] 第二方面本申请实施例公开一种用于极地冰雪机场建设的暖雪方法。

[0049] 一种用于极地冰雪机场建设的暖雪方法，利用上述用于极地冰雪机场建设的暖雪装置，包括以下步骤：S1、抽吸粉雪：启动吸雪机22使得第一储雪箱21内腔形成负压环境，通过吸雪管道
25将雪地表层的粉雪吸入到第一储雪箱21中；
S2、预热粉雪：通过输送组件31输送粉雪进入到喷雪机构4中，同时输送过程中开启预热组件32初步融化部分粉雪；
S3、分层喷雪：启动吹雪机42将位于第二储雪箱41中的粉雪分阶段分层吹出，落到地面；
S4、压实雪层：与分层喷雪步骤组合，将喷出的每层雪通过压雪筒61分层进行压
实。

[0050] 通过上述步骤，一方面将表层的粉雪进行初步预热融化可以实现一定的暖雪，通过分层喷雪和分层压实雪层的步骤可以使得暖雪效果更好，且能够增强雪层压制后的雪面强度，提高雪层路面的整体性和承载力。

[0051] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。