CN102650122B - 一种闸门或弧门防冻除冰机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及防冻除冰领域，是一种闸门或弧门防冻除冰机构。它是由自动升降部分、防冻除冰部分、线缆限位部分以及可视化监控和报警部分组成，采用重锤牵引导向钢丝绳为闸门或弧门防冻除冰装置自动升降的导向；采用单浮筒升降系统，以便于调试和安装；采用两台潜水泵和主干管采用三通连接方式和线缆限位悬垂滑动方式使线缆满足装置升降要求；主干管采用法兰分段连接，便于运输和防止弯曲变形；采用现有起重机通过设置在浮筒上的吊沟进行起吊；采用喷水管出口同水平主干管成45°斜向上角度使水流流态更有利于防冻除冰，采用可视化远方监控和报警功能，闸门或弧门的安全稳定和经济运行提供了有效保障。
Description
技术领域
本发明涉及防冻除冰领域，是一种闸门或弧门防冻除冰机构。
背景技术
位于高纬度或高海拔严寒地区的水库、江河湖泊，结冰期长，最大冰层厚度达1.5m以上，如不及时除冰并作防冻措施，会产生闸门和弧门结冰现象，从而导致以下严重后果：
1、闸门或弧门水封变形，导致闸门或弧门漏水；
2、冰层的巨大推力传递到铰支座上，导致铰支座裂损；
3、冰层的巨大上抬力，导致弧门开启事故；
4、闸门或弧门结冰，导致需要放水时闸门或弧门不能正常开启。
因此，为避免以上事故和异常情况的发生，保证闸门或弧门的安全稳定运行，必须在严寒地区闸门或弧门前设置并运行防冻除冰装置，保持门前具有永久的不冻区域。
经长期研究和实践，采用潜水泵水扰动方法对闸门或弧门进行防冻和除冰是一种较为理想的方法。但是，如下问题还没有得到有效的解决：
1、有效实现防冻除冰装置随水库水位的变化而自动升降；
2、有效保证装置主干管保持水平，喷水管出口距水面距离均等；
3、潜水泵电缆及信号控制等线缆自然悬垂导致线缆同潜水泵及管路缠绕；
4、气温低线缆僵硬导致线缆卷筒无法正常工作；
5、由于主干管较长，产生较大变形，并且运输不方便；
6、闸门或弧门远离中央控制室，防冻除冰装置布置在室外，并且无人值守，防止发生防冻除冰装置失设备窃事件；
7、实现防冻除冰装置的远方视频监控和操作功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种闸门或弧门防冻除冰机构，实现了防冻除冰装置随水库江河湖泊等水位变化而自动升降，保证了喷水管出口到水面距离相等，并利用可视化和远程控制为其提供可靠的保障。
本发明的技术方案是一种闸门或弧门防冻除冰机构，它是由自动升降部分、防冻除冰部分、线缆限位部分以及可视化监控和报警部分组成，其特征是：自动升降部分是通过重锤与导向钢丝绳的前端连接，导向钢丝绳的后端通过导向钢丝绳支架与砼基础固定连接，导向钢丝绳上套有导向环，并与不锈钢管连接，不锈钢管通过连接支架与浮筒连接；
防冻除冰部分是由两台潜水泵分贝通过逆止阀后，再通过三通与不锈钢管联通，不锈钢管呈“T”形结构，水平方向上的不锈钢管上有4对与其在同一平面内且形成上偏移45度的喷水管；
线缆限位部分是两台潜水泵的电源及信号线通过电缆限位环与电缆固定支架连接；
吊起部分是由固定在连接支架上的吊钩、起吊时应用的带绳套钢丝绳以及起重设备构成；
可视化监控和报警部分是在闸门或弧门两侧砼的云台上设置摄像头，摄像头的信号线与潜水泵的电缆及信号线分别接入现地控制盘柜与视频报警盘柜，然后通过光缆与远方控制系统导通。
所述的不锈钢管采用法兰分段连接的方式构成。
所述的防冻除冰部分，其中两台潜水泵与不锈钢管的水平部分垂直，并保持在同一平面内。
所述的电缆限位环始终处于水面以下，并保持深度为0.5米至0.6米。
所述的电缆线与电缆限位环和电缆固定支架连接，并保持3米至4米跨度的自然悬垂空间。
本发明的特点是：1、采用重锤牵引导向钢丝绳为闸门或弧门防冻除冰装置自动升降的导向；
2、采用单浮筒升降系统，以便于调试和安装；
3、采用两台潜水泵和主干管采用三通连接方式，并对称的布置在与主干管垂直的平面内；
4、采用线缆限位悬垂滑动方式使线缆满足装置升降要求；
5、采用现有起重机通过设置在浮筒上的吊沟进行起吊；
6、采用喷水管出口同水平主干管成45°斜向上角度使水流流态更有利于防冻除冰，消除潜水泵电缆及监控线缆的结冰僵硬或线缆与水泵及管路的缠绕问题；
7、水平主干管采用法兰分段连接，解决了主干管较长易变形且运输不方便的问题；
8、采用可视化远方监控和报警功能，能及时发现设备存在的故障，避免了人员经常到现场操作的困难，具有一定的防盗功能，节省了人力和物力，为严寒地区水库闸门或弧门的安全稳定和经济运行提供了有效保障。
附图说明
下面将结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是一种闸门或弧门防冻除冰机构的主视图；
图2是一种闸门或弧门防冻除冰机构的侧视图；
图3是一种闸门或弧门防冻除冰机构的监控系统示意图。
图中：1、闸门或弧门底坎；2、闸门或弧门两侧砼；3、重锤；4、导向钢丝绳；5、导向环；6、导向钢丝绳支架；7、潜水泵；8、逆止阀；9、不锈钢管；10、三通；11、喷水管；12、法兰；13、连接支架；14、吊钩；15、连接限位螺栓；16、浮筒；17、电缆限位环；18、电缆及信号线；19、电缆固定支架；20、云台；21、信号线；22、摄像头；23、现地控制盘柜；24、视频报警盘柜；25、远方监控系统；26、闸门或弧门。
具体实施方式
如图1和2所示，一种闸门或弧门防冻除冰机构是由以下四个部分组成，分别是：自动升降部分、防冻除冰部分、线缆限位部分以及可视化监控和报警部分。这四个部分都在闸门或弧门底坎1和闸门或弧门两侧砼2形成的空腔内, 闸门或弧门26可以自由的打开或关闭。
自动升降部分应用原理是阿基米德原理：浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力大小等于物体排开液体所受重力，即F 1 =G=ρgV ，，其中F 1 是物体于气体或液体浮力，G是排开液体或气体的重力，V是物体排开液体或气体的体积 。
重锤3与导向钢丝绳4连接，导向钢丝绳4通过导向钢丝绳支架6与砼基础连接并固定；导向环5与不锈钢管9连接，不锈钢管9通过连接支架13与浮筒16相连；浮筒16始终漂浮在水面上随水位变化自由升降，从而实现了闸门或弧门防冻除冰装置同水位的随动，保证了喷水管出口始终处于最佳的水深位置，实现了最佳防冻效果。
防冻除冰部分应用原理是应用强制对流热传递及水流反作用原理：通过潜水泵以及管路强制水流动使温度高的水有水下2米左右的深度不断的输送到水面并形成循环流动，外侧喷水管喷出的水流射到砼表面上后反弹形成环流。
两台潜水泵7分别通过逆止阀8后通过三通10同主干不锈钢管9连通，水平不锈钢管9通过法兰12连接，2台潜水泵布置在与水平不锈钢管9垂直的平面内，保证了1台潜水泵工作时主干不锈钢管的水平度；水平方向上的不锈钢管9上装有4对喷水管11，喷水管11同水平不锈钢管9在同一平面内且与其形成向上偏移的45°角；由潜水泵7将水面以下2m左右深的温水通过逆止阀8和三通10涌入不锈钢管9，然后通过喷水管11将温水不断的输送到水面并形成循环流动，外侧喷水管喷出的水流射到砼表面上后反弹形成环流。
线缆限位部分应用重心原理：两端固定的水平方向处于一定距离的柔性物重心处于两个固定点所属竖直平面内且自然悬垂。
电缆及信号线18一端同潜水泵7相连接，穿过设置在水平不锈钢管9上的电缆限位滑环17后同电缆固定支架19相连接；安装时线缆长度达到潜水泵最深位置时在电缆固定支架19上固定电缆及信号线18；电缆限位滑环17始终处于水面以下0.5~0.6m，保证了闸门或弧门防冻除冰装置自由升降时电缆及信号线18在电缆限位滑环17内自由滑动；电缆限位滑环17同潜水泵7水平距离为3~4m，保证了电缆及信号线18不会同潜水泵7及不锈钢管9缠绕，同时消除了因线缆受冻僵硬电缆卷筒不能正常工作的故障。
起吊部分是采用人工的方法将起吊钢丝绳绳套挂到本发明中吊钩14上，用原有起重设备进行起吊；或者用人工输送。由于，本实用新型取消了手动升降系统，正常工作时也无起吊设备，具有一定的防盗作用。
如图1、2和3所示，可视化监控和报警部分包括安装在弧/闸门两侧砼上的云台20和摄像头22；摄像头22的信号线21、潜水泵7的过载过电流等电缆及信号线18分别接入现地控制盘柜23、视频报警盘柜24，然后通过光缆同远方监控系统25相连接。解决了主干管变形与运输不方便问题；实现了远方操作及结冰情况监视功能，安全可靠、自动化程度高、节约能源、运行维护方便；并有一定的防盗功能。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (4)
1.一种闸门或弧门防冻除冰机构，它是由自动升降部分、防冻除冰部分、线缆限位部分以及可视化监控和报警部分组成，其特征是：自动升降部分是通过重锤（3）与导向钢丝绳（4）的前端连接，导向钢丝绳（4）的后端通过导向钢丝绳支架（6）与砼基础固定连接，导向钢丝绳（4）上套有导向环（5），导向环（5）与不锈钢管（9）连接，不锈钢管（9）通过连接支架（13）与浮筒（16）连接；
防冻除冰部分是由两台潜水泵（7）分别通过逆止阀（8）后，再通过三通（10）与不锈钢管（9）联通，不锈钢管（9）呈“T”形结构，水平方向上的不锈钢管（9）上有4对与其在同一平面内且形成向上偏移45度的喷水管（11）；
线缆限位部分是两台潜水泵的电缆及信号线（18）通过电缆限位环（17）后与电缆固定支架（19）连接；
吊起部分是由固定在连接支架（13）上的吊钩、起吊时应用的带绳套钢丝绳以及起重设备构成；
可视化监控和报警部分是在闸门或弧门两侧砼的云台上设置摄像头（22），摄像头（22）的信号线(21)与潜水泵（7）的电缆及信号线（18）分别接入现地控制盘柜（23）与视频报警盘柜(24)，然后通过光缆与远方控制系统(25)导通；
所述的防冻除冰部分，其中两台潜水泵（7）对称布置在与水平不锈钢管（9）垂直的平面内。
2.根据权利要求1中所述的一种闸门或弧门防冻除冰机构，其特征是：所述的不锈钢管采用法兰分段连接的方式构成。
3.根据权利要求1中所述的一种闸门或弧门防冻除冰机构，其特征是：所述的电缆限位环（17）始终处于水面以下，并保持深度为0.5米至0.6米。
4.根据权利要求1中所述的一种闸门或弧门防冻除冰机构，其特征是：所述的电缆及信号线与电缆限位环（ 17）和电缆固定支架（19）连接，并保持3米至4米跨度的自然悬垂空间。
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