CN110939112B - 一种水利设施用节能型防结冰泄水坡 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水利设施用节能型防结冰泄水坡，包括储水墙、设置在储水墙上的电动闸门及设置在电动闸门出水端一侧的泄水坡，所述泄水坡与电动闸门之间设有泄水台，所述泄水台侧壁内开设有装置腔。本发明通过设置水轮、永磁体、螺旋线圈、导热板、电阻和磁性滑塞，当寒冬季节有水流经导流管流向泄水陡坡时，水流可以驱动水轮转动，进而驱动永磁体转动，使螺旋线圈产生电流，电流从电阻流过产生较大热量，从而对导热板进行加热，防止泄水坡结冰，并且该电流可以流向蓄电池并储存，用以为动力装置供电，节省能源，同时永磁体转动可以驱动磁性滑塞往复运动，向蛇形腔内泵入热空气，对导热板进一步加热，提升泄水坡防结冰效果。

Description

一种水利设施用节能型防结冰泄水坡

技术领域

本发明涉及水利设施领域，尤其涉及一种水利设施用节能型防结冰泄水坡。

背景技术

泄水陡坡是引水式水利工程中重要的水利设施，在水利工程中对引水渠道起到良好的保护作用，承担着水利工程中的泄水、排沙、排冰等任务。

但是在北方地区，进入严冬后，环境温度可达零下十几度甚至几十度，因此寒冬季节当水流流过泄水陡坡后会造成泄水陡坡严重结冰，需要工作人员进行大劳动强度的清冰工作，不仅费时费力，还容易危及工作人员的安全。

现有技术中已出现有在泄水坡上安装加热管的防结冰方式，这种方式虽然可以解决泄水陡坡结冰的问题，但由于加热时间过长，耗费能量较多，并且影响泄水陡坡的正常使用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种水利设施用节能型防结冰泄水坡，其通过设置水轮、永磁体、螺旋线圈、导热板、电阻和磁性滑塞，当寒冬季节有水流经导流管流向泄水陡坡时，水流可以驱动水轮转动，进而驱动永磁体转动，使螺旋线圈产生电流，电流从电阻流过产生较大热量，从而对导热板进行加热，防止泄水坡结冰，并且该电流可以流向蓄电池并储存，用以为动力装置供电，节省能源，同时永磁体转动可以驱动磁性滑塞往复运动，向蛇形腔内泵入热空气，对导热板进一步加热，提升泄水坡防结冰效果。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种水利设施用节能型防结冰泄水坡，包括储水墙、设置在储水墙上的电动闸门及设置在电动闸门出水端一侧的泄水坡，所述泄水坡与电动闸门之间设有泄水台，所述泄水台侧壁内开设有装置腔，所述装置腔内固定安装有相互耦合的蓄电池和动力装置，所述动力装置控制电动闸门的开合，所述泄水台上端对应电动闸门处密封固定安装有导流管，所述导流管内壁间固定连接有网板，所述网板侧壁贯穿转动连接有第一转轴，所述第一转轴靠近电动闸门的一端同轴固定连接有水轮，所述导流管的内底部转动连接有下端延伸至装置腔内的第二转轴，所述第一转轴与第二转轴之间通过传动机构传动连接，所述第二转轴位于装置腔内的部分固定连接有永磁体，所述永磁体的外圈设有多匝呈闭合状态的螺旋线圈，所述泄水坡的表面嵌设有导热板，所述泄水坡侧壁内安装有用于加热导热板的加热机构。

优选地，所述加热机构包括嵌设在泄水坡侧壁内与导热板直接接触的加热层，所述加热层内并联有多个均布的电阻，所述螺旋线圈通过电阻与蓄电池电连接。

优选地，所述导热板侧壁内开设有蛇形腔，所述所述蛇形腔的出气端与外界连通，所述蛇形腔的进气端通过导气腔与装置腔的端部连通，所述装置腔内壁间密封滑动连接有磁性滑塞，所述磁性滑塞上开设有通孔，所述泄水台的下端开设有与装置腔连通的进气孔。

本发明具有以下有益效果：

1、通过设置导流管、水轮、永磁体、螺旋线圈和电阻，当寒冬季节有水流经导流管流向泄水陡坡时，水流可以驱动水轮转动，进而通过第一转轴、第二转轴和二者间的传动装置驱动永磁体转动，永磁体转动是的螺旋线圈切割磁感应线，螺旋线圈中产生电流，电流从电阻中流过产生较大热量，同时多个电阻并联，阻值较小，电流更大，产生的热量更充足，对导热板进行加热，既防止了泄水坡表面结冰，也无需设置加热管耗费较多能量持续加热；

2、通过设置蓄电池以及与电动闸门耦合的动力装置，流经电阻的电流最终流向蓄电池，并被蓄电池储存，需要时可以为动力装置供电，用以驱动电动闸门的开合，更为节省能源；

3、通过设置磁性滑塞和蛇形腔，永磁体转动时，其不同的磁极交替正对磁性滑塞相同的磁极，从而推动磁性滑塞水平往复运动，从而将装置腔内温度较高的空气持续地输入蛇形腔内，对导热板进行进一步加热，提升泄水坡防结冰的效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种水利设施用节能型防结冰泄水坡的结构示意图；

图2为实施例2的结构示意图；

图3为图2的A处结构放大示意图。

图中：1储水墙、2电动闸门、3泄水坡、4泄水台、5导流管、6网板、7第一转轴、8水轮、9第二转轴、10装置腔、11永磁体、12螺旋线圈、13蓄电池、14动力装置、15导热板、16加热层、17电阻、18蛇形腔、19磁性滑塞、20通孔、21进气孔、22导气腔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

参照图1，一种水利设施用节能型防结冰泄水坡，包括储水墙1、设置在储水墙1上的电动闸门2及设置在电动闸门2出水端一侧的泄水坡3，泄水坡3与电动闸门2之间设有泄水台4，泄水台4侧壁内开设有装置腔10，装置腔10内固定安装有相互耦合的蓄电池13和动力装置14，动力装置14可以驱动电动闸门2的开合动作，其电控及驱动技术为现有成熟技术，在此不做赘述。

动力装置14控制电动闸门2的开合，泄水台4上端对应电动闸门2处密封固定安装有导流管5，导流管5内壁间固定连接有网板6，网板6侧壁贯穿转动连接有第一转轴7，第一转轴7靠近电动闸门2的一端同轴固定连接有水轮8，导流管5的内底部转动连接有下端延伸至装置腔10内的第二转轴9，第一转轴7与第二转轴9之间通过传动机构传动连接。

需要说明的是，该传动机构采用传动效率较高的锥齿轮传动机构，具体为两个锥齿轮，一个锥齿轮同轴固定连接在第一转轴7末端，另一个锥齿轮同轴固定连接在第二转轴9上端，且两个锥齿轮之间相互啮合。

进一步地，该导流管5仅在寒冬季节安装在泄水台4上端，寒冬季节一般水位较低且水流较小，导流管5不会对引水工作造成阻碍，其他温度稍高的时节，水位上升，水流较大，工作人员可将该导流管5拆除，避免导流管5对引水工作造成阻碍。

第二转轴9位于装置腔10内的部分固定连接有永磁体11，永磁体11的外圈设有多匝呈闭合状态的螺旋线圈12，泄水坡3的表面嵌设有导热板15，泄水坡3侧壁内安装有用于加热导热板15的加热机构。

加热机构包括嵌设在泄水坡3侧壁内与导热板15直接接触的加热层16，加热层16内并联有多个均布的电阻17，多个电阻17以并联的方式电连接，使得多个电阻17的总阻值较小，流经电阻17的电流值较大，因此会产生更多的热量对导热板15加热，防结冰效果更好，螺旋线圈12通过电阻17与蓄电池13电连接。

本实施例中，寒冬季节，当电动闸门2开启，有水流经导流管5流向泄水坡3时，水流可以驱动水轮8转动，水轮8带动第一转轴7转动，第一转轴7通过传动机构驱动第二转轴9转动，第二转轴9驱动永磁体11转动，永磁体11转动使得其自身的磁感应线方向不断发生变化，从而使得螺旋线圈12不断切割磁感应线，螺旋线圈12中产生电流，电流从电阻17中流过产生较大热量，对导热板15进行加热，既防止了泄水坡3表面结冰，也无需设置加热管耗费较多能量持续加热。

流经电阻17的电流最终流向蓄电池13，并被蓄电池13储存，需要时可以为动力装置14供电，用以驱动电动闸门2的开合，从而达到更加节能的效果。

实施例2

参照图2-3，与实施例1不同之处在于：导热板15侧壁内开设有蛇形腔18，蛇形腔18的出气端与外界连通，蛇形腔18的进气端通过导气腔22与装置腔10的端部连通，导气腔22内安装有仅允许空气从右向流动的单向阀，装置腔10内壁间密封滑动连接有磁性滑塞19，磁性滑塞19上开设有通孔20，通孔20内安装有仅允许空气从右向左流动的单向阀，泄水台4的下端开设有与装置腔10连通的进气孔21，进气孔21内安装有仅允许空气从下向上流动的单向阀。

需要说明的是，装置腔10内顶部上位于磁性滑塞19与永磁体11之间的位置设置有挡板，挡板可以对磁性滑塞19起到限位作用，使磁性滑塞19仅在装置腔10左侧内壁与挡板之间滑动，且进气孔21处于挡板的右侧位置。

本实施例中，当永磁体11转动时，永磁体11不同的磁极交替正对磁性滑塞19右侧的磁极，当正对的两个磁极向同时，二者之间产生斥力，推动磁性滑塞19向左滑动，当正对的两个磁极相反时，二者之间产生吸力，推动磁性滑塞19向右滑动，从而实现磁性滑塞19的水平往复运动，从而将装置腔10内空气持续地输入蛇形腔18内，而由第二转轴9传递至装置腔10内的机械能，一部分转化为电能，另一部分转化为热能，并使装置腔10内空气温度上升，因此进入蛇形腔18内的空气温度较高，对导热板15进行进一步加热。

本实施例充分利用了水流的能量，最大限度的提升了泄水坡3的防结冰效果，有效的减少了能源的消耗。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种水利设施用节能型防结冰泄水坡，包括储水墙(1)、设置在储水墙(1)上的电动闸门(2)及设置在电动闸门(2)出水端一侧的泄水坡(3)，所述泄水坡(3)与电动闸门(2)之间设有泄水台(4)，其特征在于，所述泄水台(4)侧壁内开设有装置腔(10)，所述装置腔(10)内固定安装有相互耦合的蓄电池(13)和动力装置(14)，所述动力装置(14)控制电动闸门(2)的开合，所述泄水台(4)上端对应电动闸门(2)处密封固定安装有导流管(5)，所述导流管(5)内壁间固定连接有网板(6)，所述网板(6)侧壁贯穿转动连接有第一转轴(7)，所述第一转轴(7)靠近电动闸门(2)的一端同轴固定连接有水轮(8)，所述导流管(5)的内底部转动连接有下端延伸至装置腔(10)内的第二转轴(9)，所述第一转轴(7)与第二转轴(9)之间通过传动机构传动连接，所述第二转轴(9)位于装置腔(10)内的部分固定连接有永磁体(11)，所述永磁体(11)的外圈设有多匝呈闭合状态的螺旋线圈(12)，所述泄水坡(3)的表面嵌设有导热板(15)，所述泄水坡(3)侧壁内安装有用于加热导热板(15)的加热机构。

2.根据权利要求1所述的一种水利设施用节能型防结冰泄水坡，其特征在于，所述加热机构包括嵌设在泄水坡(3)侧壁内与导热板(15)直接接触的加热层(16)，所述加热层(16)内并联有多个均布的电阻(17)，所述螺旋线圈(12)通过电阻(17)与蓄电池(13)电连接。

3.根据权利要求1所述的一种水利设施用节能型防结冰泄水坡，其特征在于，所述导热板(15)侧壁内开设有蛇形腔(18)，所述蛇形腔(18)的出气端与外界连通，所述蛇形腔(18)的进气端通过导气腔(22)与装置腔(10)的端部连通，所述装置腔(10)内壁间密封滑动连接有磁性滑塞(19)，所述磁性滑塞(19)上开设有通孔(20)，所述泄水台(4)的下端开设有与装置腔(10)连通的进气孔(21)。

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