CN108104051B - 一种吹气组件及具有吹气组件的防冰装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结构新颖、气泡排放均匀、提高防冰效果的吹气组件及具有吹气组件的防冰装置，吹气组件包括气泡生成组件，气泡生成组件与外部风机通过管路连通，该气泡生成组件上具有多个间隔分布的吹气孔组；气泡二次整定罩，气泡二次整定罩套设于所述气泡生成组件的外部；本发明提供的一种吹气组件，在吹气装置的外圈设计了气泡二次整定罩，能够将气泡生成组件产生输出的气体进一步打碎成更加细小、分布更加均匀的气泡；并将该吹气组件置于容易结冰的位置的水下，这样不断产生的气泡可以不断扰动该处的水面，形成局部流场，破坏了流畅内的冰核形成过冷水，没有冰核的过冷水在0℃以下也不会结冰，这样就避免水面结冰、或减少水面结冰面积。

Description

一种吹气组件及具有吹气组件的防冰装置

技术领域

本发明涉及水利水电工程建筑物及闸门、景观工程水闸、水运码头、交通桥梁技术领域，尤其涉及一种用于高纬度寒冷地区水利水电工程闸门以及水工建筑物的防冰冻吹气组件、以及集成有该吹气组件的防冰装置。

背景技术

现有技术中，高纬度寒冷地区的水利水电工程闸门及水工建筑物容易出现结冰现象，如果没有及时处理，静冰压力、冰拔力、冰爬力会对闸门及水工建筑物带来结构的破坏，同时，防冰工程是闸门冬季泄流开启的关键；

现今，大多数工程采用人工破冰，其劳动强度较大、除冰并不彻底、人身安全得不到保障；还有的工程尝试过使用潜水泵喷射压力水流法，其工作原理是潜水泵将水面以下一定深度、温度较高的水喷射至水面上，连续运行以此防止水面结冰。

以上几种防冰均存在除冰不彻底、设备可靠性差、存在人身安全隐患工艺复杂、浪费人力物力等情况，并不适合现今水利水电工程、城市景观工程大跨度景观闸等使用，而且上述几种破冰方案破冰效果并不明显。

授权公告号CN204715311U，申请日为2015年06月14日公开的一篇名为《吹泡式闸门及水工建筑物防冰装置》的中国实用新型专利介绍了一种原理简单、操作方便、破冰效果好的防冰装置；其主要通过风机不断向管路中吹气，最终将气体由吹气装置的外壁排出，形成若干气泡，气泡不断向水面移动，带动易结冰的位置的水面不断活动以破坏冰核，防止该处结冰，其破冰效果好，从根本上杜绝了结冰。

但是，通过研究发现，该装置的吹气装置排出的气泡并不均匀，而且部分气泡会在上浮的过程中破裂，因此，没有达到充分利用气泡的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构新颖、气泡排放均匀、进一步提高防冰效果的吹气组件及具有吹气组件的防冰装置。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开的一种吹气组件，其特征在于，该吹气组件置于水面以下，包括：

气泡生成组件，所述气泡生成组件与外部风机通过管路连通，且该气泡生成组件上具有多个间隔分布的吹气孔组，所述气泡生成组件通过该吹气孔组将风机输送来的气体以气泡的形式排放；

气泡二次整定罩，所述气泡二次整定罩套设于所述气泡生成组件的外部，且所述气泡二次整定罩与所述气泡生成组件之间预留有空隙，所述气泡生成组件输出的气泡通过所述气泡二次整定罩向水中均匀布气；

所述气泡二次整定罩的外表面形成有布满所述气泡二次整定罩表面的布气孔。

进一步的，所述气泡生成组件包括与外部的所述风机通过管路连通的吹气管，所述吹气管上间隔开设有多个吹气孔，所述吹气管的外圈通过紧固件固定有弹性膜片，该弹性膜片上间隔开设有多个吹气微孔；

所述吹气孔的直径大于所述吹气微孔的直径。

进一步的，所述气泡二次整定罩包括套设于所述气泡生成组件外部的罩筒，该罩筒上开设有所述布气孔，所述罩筒的两端形成有挡板，所述气泡生成组件穿过所述挡板，且所述罩筒通过该挡板封堵其两端。

进一步的，所述弹性膜片为橡胶膜片。

进一步的，所述紧固件为卡箍。

本发明公开的一种防冰装置，该防冰装置布设于闸门的上游有水一侧或上、下游两侧，并置于水面以下，所述防冰装置上安装有多个如上所述的吹气组件。

进一步的，所述防冰装置包括与所述吹气组件通过管件连通的供气支管路，所述供气支管路的输入端通过供气主管路连通外部风机。

进一步的，所述防冰装置还设置有气体分配控制组件，该气体分配控制组件包括一集控阀组箱，该集控阀组箱上设置了控制所述供气主管路开关以及控制气体流量、压力的控制阀；

所述供气支管路通过吹气端连通所述吹气组件。

在上述技术方案中，本发明提供的一种吹气组件，在现有的吹气装置的外圈设计了气泡二次整定罩，能够将气泡生成组件产生输出的气体进一步打碎成更加细小、分布更加均匀的气泡；并将该吹气组件置于容易结冰的位置的下方，这样不断产生的气泡可以不断扰动该处的水面，形成水泡，破坏了冰核，这样就避免了结冰、或减少了结冰的面积；

本发明还公开了一种具有上述吹气组件的防冰装置，该防冰装置布设安装于闸门的上游有水一侧或上、下游两侧，同时，根据闸门的长度、以及容易结冰的位置情况，设计连通了多个上述的吹气组件，每个吹气组件解决一处水面的结冰问题，这样可以根据实际需要，安装一定数量的吹气组件，让防冰效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明公开的一种具有吹气组件的防冰装置的结构示意图；

图2是本发明公开的一种吹气组件的连接结构的结构示意图；

图3是本发明公开的一种吹气组件的布气管的结构示意图；

图4是本发明公开的一种吹气组件的气泡生成组件的结构示意图。

附图标记说明：

1、吹气组件；2、供气支管路；3、供气主管路；4、管件；51、吹气管；52、吹气孔；61、弹性膜片；62、吹气微孔；7、卡箍；101、罩筒；102、布气孔；103、挡板；8、吹气端。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

参见图2-4所示；

本发明的一种吹气组件1，该吹气组件1置于水面以下，包括：

气泡生成组件，气泡生成组件与外部风机通过管路连通，且该气泡生成组件上具有多个间隔分布的吹气孔组(具体为吹气孔52和吹气微孔62的组合)，气泡生成组件通过该吹气孔组将风机输送来的气体以气泡的形式排放；

气泡二次整定罩，气泡二次整定罩套设于气泡生成组件的外部，且气泡二次整定罩与气泡生成组件之间预留有空隙，气泡生成组件输出的气泡通过气泡二次整定罩向水中均匀布气；

气泡二次整定罩的外表面形成有布满气泡二次整定罩表面的布气孔102。

具体的，本发明首先公开了一种具有吹气功能、不断破坏指定区域内冰核的吹气组件1，该吹气组件1包括气泡生成组件，该气泡生成组件与外部风机通过管路连通，风机开启时，不断向管路中输送气体，由于本发明的吹气组件1是设置于水面以下的，因此，在气体输送至气泡生成组件时，吹气孔52将管路中的气体不断向弹性膜片61和吹气管51之间输送，当压力达到一定时，气体会将弹性膜片61撑起，呈供状，这时，弹性膜片61上的预留的呈缝隙状的吹气微孔62会逐渐撑大，变成圆孔状，此时，气体由吹气微孔62以气泡的形式排出，这就是整个气泡产生的过程；气泡在浮力的作用下向上运动，形成局部流场，这样就破坏了冰核，而水能结冰的一个主要因素就是存在冰核，利用本发明的装置能够采用气泡扰动水体形成局部流畅的方式破坏冰核，这样就杜绝了结冰，从根本上消除了水工结构、闸门、景观工程等构筑物的静冰压力、冰拔力以及冰爬力的危害。

另外，为了产生更加均匀、细小、覆盖面积更大的气泡，本实施例采用了与现有技术不同的吹气组件1结构，其在气泡生成组件的外部套设了气泡二次整定罩，该气泡二次整定罩与气泡生成组件之间的空气为气体的流通通道，同时，在气泡二次整定罩的周向布设了多个布气孔102，该布气孔102网络覆盖面积大、并将布气孔102设计的更细小一些，这样产生的气泡也更多，更稳定、覆盖面积更大；

作为本实施例优选的技术方案：本发明的布气孔102在气泡二次整定罩上呈正三角形分布，开设的布气孔102孔径范围为φ4-φ6mm为最佳。

优选的，本实施例中气泡生成组件包括与外部的风机通过管路连通的吹气管51，吹气管51上间隔开设有多个吹气孔52，吹气管51的外圈通过紧固件固定有弹性膜片61，该弹性膜片61上间隔开设有多个吹气微孔62；吹气孔52和吹气微孔62可以交错设置、也可以重叠地设置；吹气孔52的直径大于吹气微孔62的直径。作为本实施例更优选的实施方式：上述方案中气泡二次整定罩包括套设于气泡生成组件外部的罩筒101，该罩筒101上开设有布气孔102，罩筒101的两端固连有挡板103，气泡生成组件穿过挡板103，且罩筒101通过该挡板103封堵其两端。上述的弹性膜片62为橡胶膜片。上述的紧固件为卡箍7。本实施例中的气泡二次整定罩包括了上述的罩筒101和挡板103，挡板103一方面用以封堵罩筒101的两端，另一方面本实施例的气泡二次整定罩与气泡生成组件通过该挡板103固连，连接的方式采用焊接固定，而挡板103与罩筒101也采用焊接固定的方式固连，这样，气泡二次整定罩就将整个气泡生成组件包裹在其内，当有气体由气泡生成组件排出后，这部分气体就会由罩筒101上的布气孔102以气泡的形式排出，并继续后续防冰作业。

参见图1所示，本发明公开的一种防冰装置，该防冰装置布设于闸门的上游或上、下游，并置于水面以下，防冰装置上安装有多个如上所述的吹气组件1。其中，所述防冰装置包括与吹气组件1通过管件4连通的供气支管路2，供气支管路2的输入端通过供气主管路3连通外部风机。防冰装置还设置有气体分配控制组件，该气体分配控制组件包括一集控阀组箱，该集控阀组箱上设置了控制供气主管路3开关以及控制气体流量、压力的控制阀；供气支管路2通过吹气端8连通吹气组件1。本发明的目的是为了防止冬季构筑物承受冰压力，因此，本实施例公开的吹气组件1需要布设与构筑物的指定位置，所以，本发明还公开了该实施例的防冰装置，该防冰装置具有用以产生气体的气体源，该气体源一般采用罗茨风机或空气压缩机，罗茨风机或空气压缩机不断向管路内、具体地不断向供气主管路3内输送气体，然后供气主管路3向与其连通的供气支管路2输送气体，最终该气体由吹气组件1排出。

吹气组件1的布气位置需要根据构筑物容易结冰的位置而定，同时，为了提高吹气组件1的利用率，不宜在一个结冰区域位置设置过多的吹气组件1，本实施例中的吹气组件1的覆盖范围较大，因此，根据实际环境温度，可以确定具体吹气组件1的位置、数量等。

本实施例公开的防冰装置为了防止回流，需要在相应的管路上安装截止阀和止回阀，而截止阀和止回阀可以采用电动、也可以采用手动的形式，并且阀门的数量可以根据实际情况适当变化，而且阀门的类别也并不局限于上述几种，任何简单的变形都属于本实施例的保护范围。

安装该防冰装置时，需要将该装置部分预埋入闸门下部的构筑物内，然后将部分管路漏出，最终利用吹气组件1不断排放气泡，破坏水中的冰核，防止结冰。

在上述技术方案中，本发明提供的一种吹气组件1，在现有的吹气装置的外圈设计了布气管51，能够将气泡生成组件产生输出的气体进一步打碎成更加细小、分布更加均匀的气泡；并将该吹气组件1置于容易结冰的位置的下方，这样不断产生的气泡可以不断扰动该处的水面，形成水泡，破坏了冰核，这样就杜绝了结冰；

本发明还公开了一种具有上述吹气组件的防冰装置，该防冰装置布设安装于闸门的上游有水一侧或上、下游两侧，同时，根据闸门的长度、以及容易结冰的位置情况，设计连通了多个上述的吹气组件1，每个吹气组件1解决一处水面的结冰问题，这样可以根据实际需要，安装一定数量的吹气组件1，让防冰效果更好。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (4)

1.一种吹气组件（1），其特征在于，该吹气组件（1）置于水面以下，包括：

气泡生成组件，所述气泡生成组件与外部风机通过管路连通，且该气泡生成组件上具有多个间隔分布的吹气孔组，所述气泡生成组件通过该吹气孔组将风机输送来的气体以气泡的形式排放；

气泡二次整定罩，所述气泡二次整定罩套设于所述气泡生成组件的外部，且所述气泡二次整定罩与所述气泡生成组件之间预留有空隙，所述气泡生成组件输出的气泡通过所述气泡二次整定罩向水中均匀布气；

所述气泡二次整定罩的外表面形成有布满所述气泡二次整定罩表面的布气孔（102）；

所述气泡生成组件包括与外部的所述风机通过管路连通的吹气管（51），所述吹气管（51）上间隔开设有多个吹气孔（52），所述吹气管（51）的外圈通过紧固件固定有弹性膜片（61），该弹性膜片（61）上间隔开设有多个吹气微孔（62）；

所述吹气孔（52）的直径大于所述吹气微孔（62）的直径；

所述气泡二次整定罩包括套设于所述气泡生成组件外部的罩筒（101），该罩筒（101）上开设有所述布气孔（102），所述罩筒（101）的两端形成有挡板（103），所述气泡生成组件穿过所述挡板（103），且所述罩筒（101）通过该挡板（103）封堵其两端；

所述弹性膜片（61）为橡胶膜片；

所述紧固件为卡箍（7）。

2.一种防冰装置，该防冰装置布设于闸门的上游有水一侧或上、下游两侧，并置于水面以下，其特征在于，所述防冰装置上安装有多个如权利要求1所述的吹气组件（1）。

3.根据权利要求2所述的一种防冰装置，其特征在于，所述防冰装置包括与所述吹气组件（1）通过管件（4）连通的供气支管路（2），所述供气支管路（2）的输入端通过供气主管路（3）连通外部风机。

4.根据权利要求3所述的一种防冰装置，其特征在于，所述防冰装置还设置有气体分配控制组件，该气体分配控制组件包括一集控阀组箱，该集控阀组箱上设置了控制所述供气主管路（3）开关以及控制气体流量、压力的控制阀；

所述供气支管路（2）通过吹气端（8）连通所述吹气组件（1）。