CN111749206A - 水工钢结构防冰系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水工钢结构防冰系统，包括闸门前的水体防冰装置、钢闸门防冰装置和钢轨道防冰装置，其中闸门前的水体防冰装置采用潜水泵防冰装置实现，钢闸门防冰装置和钢轨道防冰装置均通过电热管或电热带防冰装置实现；通过采用联合防冰方案，即潜水泵防冰、电热防冰，并且对防冰方案采取自动化控制，达到对钢闸门前的水体、钢闸门、钢轨道、钢胸墙的防冰目的。本防冰系统经济、节能，投资小，防冰效果佳，运行简单可靠，便于运行管理，是寒冷地区水利工程钢闸门冬季防冰措施的发展方向，工程应用前景非常广阔。

Description

水工钢结构防冰系统

技术领域

本发明涉及引水工程中的破冰方法，具体说是一种水工钢结构防冰系统。

背景技术

在我国的东北、华北、西北等寒冷地区的水利工程中的闸门，在冬季冰冻期间必须采取有效的防冰措施，使这些闸门不直接承受冰压力，否则强大的冰压力将威胁钢闸门的安全，给工程的运行带来隐患，对此采取有效的防冰措施至关重要。近几年，引水工程方兴未艾，有冬季供水要求，且供水保证率极高，这样对闸门的运行提出了克刻的要求，对此必须对钢闸门及门槽钢埋件进行防冰，才能保证钢闸门在冬季正常开启和关闭，确保供水保证率。

现有工程中采用的防冰方法有人工破冰法、潜水泵法。在早期修建的工程中大多数采用人工破冰法，其法比较经济，值班人员采用劳动工具进行操作。之后，随着技术水平的增强、人们认识水平的提高及工程管理单位提出更高的管理要求，产生了潜水泵法，而且这种方法只限于闸门前的水体防冰。

人工破冰法不能第一时间对闸门进行防冰冻保护，因冰已经形成，冰对闸门已产生强大的冰压力，对闸门非常危险，极易发生事故，对工程的运行产生不安全的隐患；值班人员劳动强度大，工作条件恶劣，人员安全无法保障；每年都要重复投入人力、物力，不经济。

发明内容

本发明的目的是提供一种水工钢结构防冰系统，采用联合防冰方案，即潜水泵防冰、电热防冰，并且对防冰方案采取自动化控制，达到对钢闸门前的水体、钢闸门、钢轨道、钢胸墙的防冰目的。

为达到上述方案，本发明采用的技术方案为：一种水工钢结构防冰系统，包括钢闸门和钢轨道，其技术要点是：所述的水工钢结构防冰系统包括闸门前的水体防冰装置、钢闸门防冰装置和钢轨道防冰装置，其中闸门前的水体防冰装置采用潜水泵防冰装置实现，钢闸门防冰装置和钢轨道防冰装置均通过电热管或电热带防冰装置实现；潜水泵防冰装置包括潜水泵，潜水泵通过胶管与钢管连接，钢管上设置有喷水孔；钢闸门防冰装置中电热管或电热带由W型电热管或电热带构成，钢轨道防冰装置中电热管或电热带由U型电热管或电热带构成。

本发明的优点及有益效果是：本水工钢结构防冰系统对钢闸门进行全方位防冰，即对钢闸门前的水体、钢闸门、门槽正、反、侧向钢轨道、钢胸墙等部位均进行防冰，保证钢闸门在冬季能够正常运行，确保供水保证率。本防冰系统采用自动化控制，方便灵活，易于控制，值班人员劳动强度极小，工作环境优越。

本防冰系统经济、节能，投资小，防冰效果佳，运行简单可靠，便于运行管理，是寒冷地区水利工程钢闸门冬季防冰措施的发展方向，工程应用前景非常广阔。

附图说明

图1是潜水泵防冰装置整体结构示意图；

图2是潜水泵防冰装置立体结构布置图；

图3是图2中A-A方向剖视图；

图4是钢闸门防冰装置结构示意图；

图5是图4的侧视图；

图6是钢轨道防冰装置结构示意图；

附图标记如下：1潜水泵 2胶管 3钢管 4喷水孔 5钢管端帽 6启吊环 7启吊绳8电缆 9钢胸墙及梁格 10钢闸门及梁格 11钢闸门的正、反、侧向支承 12钢闸门的封水装置 13门槽正、反、侧向轨道空腔 14 W型电热管或电热带 15石棉 16 U型电热管或电热带 17 钢轨道空腔 18 盖板。

具体实施方式

如图1-6所示，本发明涉及一种水工钢结构防冰系统，包括钢闸门和钢轨道，其中：所述的水工钢结构防冰系统包括闸门前的水体防冰装置、钢闸门防冰装置和钢轨道防冰装置，其中闸门前的水体防冰装置采用潜水泵防冰装置实现，钢闸门防冰装置和钢轨道防冰装置均通过电热管或电热带防冰装置实现；潜水泵防冰装置包括潜水泵1，潜水泵通过胶管2与钢管3连接，钢管上设置有喷水孔4；钢闸门防冰装置中电热管或电热带由W型电热管或电热带14构成，钢轨道防冰装置中电热管或电热带由U型电热管或电热带17构成。

进一步地，潜水泵防冰装置中还包括有启吊环6，启吊环焊接在钢管3上，启吊环上端连接有启吊绳7。

进一步地，潜水泵防冰装置中钢管一端连接潜水泵，另一端通过钢管端帽进行封堵；潜水泵的一端连接有电缆8，用于给潜水泵供电。

进一步地，钢闸门防冰装置包括有钢闸门梁格或钢胸墙梁格9、10和W型电热管或电热带，W型电热管或电热带位于钢闸门梁格或钢胸墙梁格内部，W型电热管或电热带的两端均连接有电缆。

进一步地，钢轨道防冰装置包括有钢轨道空腔17和U型电热管或电热带，U型电热管或电热带位于钢轨道空腔颞部，U型电热管或电热带的两端均连接有电缆，钢轨道空腔的顶端设置有盖板18。

进一步地，所述的钢闸门防冰装置是位于钢闸门梁格或钢胸墙梁格处的防冰装置。所述的钢轨道防冰装置是位于钢闸门的正、反、侧向轨道空腔处的防冰装置。

进一步地，钢闸门防冰装置和钢轨道防冰装置内部顶端均设置有石棉。

本发明是针对水利工程中钢闸门前的水体防冰；钢闸门的防冰；门槽正、反、侧向钢轨道的防冰；钢胸墙的防冰及上述部位的联合防冰系统。闸门前的水体采用潜水泵防冰；采用潜水泵进行防冰，防止闸门前的水体结冰，防止对闸门产生冰压力。其防冰装置布置于闸门前。钢闸门采用在其梁格内布置W型电热管防冰；采用电热防冰，电热设备采用W型电热管或电热带，防止钢闸门结冰。其防冰装置布置在闸门的梁格内。门槽正、反、侧向钢轨道采用在其空腔内布置U 型电热管防冰；采用电热防冰，电热设备采用电热管或电热带，防止钢轨道表面结冰。其防冰装置布置在轨道空腔内。钢胸墙采用在其梁格内布置W型电热管防冰。

水工钢结构防冰系统针对不同的防冰措施和方案，其控制对象主要有潜水泵、电热管或电热带。采用自动控制系统实现无人值班全自动化运行。可按运行环境条件，结合工程实际灵活调整控制参数，实现防冰控制对象按环境温度、按分组、按一定时间间隔自动运行，达到既保证防冰效果又节约能源。并且无需人为干预，无人值班。

附图1—3中，潜水泵1使用时潜入水中，是把地下水提取到地表的提水设备，胶管2用于潜水泵与钢管间的软连接；钢管3其上布置喷水孔，产生喷射水流；喷水孔4布置在钢管上的喷水孔洞；钢管端帽5用于钢管一端的封堵；启吊环6焊接在钢管上，用于拴启吊绳的装置；启吊绳7是用于启吊钢管及潜水泵的绳索；电缆8用于给潜水泵供电；钢胸墙及梁格9是闸门顶封水装置对应的钢埋件，其梁格内的空腔可放置电热管或电热带；钢闸门及梁格10是设置在水工建筑物的过流孔口并可操作移动的挡水钢结构，其梁格内可放置电热管或电热带进行防冰；钢闸门的正、反、侧向支承11用于传递水压力、导向作用的支承；钢闸门的封水装置12是布置在闸门四周的防止闸门漏水的密闭装置；门槽正、反、侧向钢轨道空腔13是把闸门承受的水压力传递给基础的埋件，其空腔内可放置防冰设备。

附图4-5中，W型电热管或电热带14用于产生电热能的装置；电缆8用于给电热管或电热带供电；钢闸门梁格或钢胸墙梁格9、10用于放置电热管或电热带；钢闸门梁格或钢胸墙梁格上端的石棉用于封堵孔洞防止热能散失的材料。

附图6中，U型电热管或电热带16是产生电热能的装置；电缆8用于给电热管或电热带供电；钢轨道空腔17是把闸门承受的水压力传递给基础的埋件，其空腔内可放置电热管或电热带；钢轨道空腔顶端设置有石棉，石棉用来封堵孔洞防止热能散失的材料；石棉上方设置有盖板18，用于封堵并压住孔洞防止热能散失的结构物。

潜水泵防冰工作原理如下：把潜水泵潜入水中，把水面以下较低层的温水不断地排到水面上来，形成温水流，这些温水流即能防止水面上结新冰又能融化浮冰。

其工作过程如下：首先打开电源，给潜水泵供电，潜水泵把低层的温水经胶管传送到钢闸门前水下的钢管内，再经喷水孔把温水喷出，这些温水流起到防止水面结冰及化冰的作用。

电热管或电热带防冰工作原理如下：利用电热设备，如电热管、电热带，布置在钢闸门梁格或钢胸墙梁格内，产生的热能给钢闸门或钢胸墙的梁格加热，而防止钢闸门或钢胸墙结冰。

其工作过程如下：首先打开电源，给电热管或电热带供电，电热装置产生热量，储存在钢闸门梁格、钢胸墙梁格或钢轨道空腔内，再把热量传导给钢闸门、钢胸墙或钢轨道，起到防止结冰及化冰的作用。

Claims (7)

1.一种水工钢结构防冰系统，包括钢闸门和钢轨道，其特征在于：所述的水工钢结构防冰系统包括闸门前的水体防冰装置、钢闸门防冰装置和钢轨道防冰装置，其中闸门前的水体防冰装置采用潜水泵防冰装置实现，钢闸门防冰装置和钢轨道防冰装置均通过电热管或电热带防冰装置实现；潜水泵防冰装置包括潜水泵，潜水泵通过胶管与钢管连接，钢管上设置有喷水孔；钢闸门防冰装置中电热管或电热带由W型电热管或电热带构成，钢轨道防冰装置中电热管或电热带由U型电热管或电热带构成。

2.根据权利要求1所述的一种水工钢结构防冰系统，其特征在于：潜水泵防冰装置中还包括有启吊环，启吊环焊接在钢管上，启吊环上端连接有启吊绳。

3.根据权利要求2所述的一种水工钢结构防冰系统，其特征在于：潜水泵防冰装置中钢管一端连接潜水泵，另一端通过钢管端帽进行封堵；潜水泵的一端连接有电缆，用于给潜水泵供电。

4.根据权利要求1所述的一种水工钢结构防冰系统，其特征在于：钢闸门防冰装置包括有钢闸门梁格或钢胸墙梁格和W型电热管或电热带，W型电热管或电热带位于钢闸门梁格或钢胸墙梁格内部，W型电热管或电热带的两端均连接有电缆。

5.根据权利要求1所述的一种水工钢结构防冰系统，其特征在于：钢轨道防冰装置包括有钢轨道空腔和U型电热管或电热带，U型电热管或电热带位于钢轨道空腔颞部，U型电热管或电热带的两端均连接有电缆，钢轨道空腔的顶端设置有盖板。

6.根据权利要求4所述的一种水工钢结构防冰系统，其特征在于：所述的钢闸门防冰装置是位于钢闸门梁格或钢胸墙梁格处的防冰装置。

7.根据权利要求5所述的一种水工钢结构防冰系统，其特征在于：所述的钢轨道防冰装置是位于钢闸门的正、反、侧向轨道空腔处的防冰装置。

Images