CN115030089A - 一种冰层孔洞快速成型与防冰封装置 - Google Patents

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杨兴国
董士华
薛娟
李海波
卫望汝
王文全
徐志鹏
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    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B1/00—Equipment or apparatus for, or methods of, general hydraulic engineering, e.g. protection of constructions against ice-strains
    • E02B1/003—Mechanically induced gas or liquid streams in seas, lakes or water-courses for forming weirs or breakwaters; making or keeping water surfaces free from ice, aerating or circulating water, e.g. screens of air-bubbles against sludge formation or salt water entry, pump-assisted water circulation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明公开了一种冰层孔洞快速成型与防冰封装置，包括支撑体和紧贴于支撑体外表面的防结冰层；所述防结冰层为防粘附涂层形成的单层结构或防粘附涂层与基层复合形成的多层结构；所述防粘附涂层为有机硅改性聚氨酯与硅油的复合物，所述基层为薄层或网状多孔结构；本发明可以在水体结冰环境下保证开孔位置不结冰，通过简单的拆卸或组装就可以完成开孔或封堵效果，无需使用复杂机械，大幅缩减了冰面开孔的时间，降低了人工成本，具有较高的实际意义和经济价值。

Description

一种冰层孔洞快速成型与防冰封装置
技术领域
本发明涉及水文监测技术领域，特别是涉及一种冰层孔洞快速成型与防冰封装置。
背景技术
在寒冷的冬季，河湖等水体大多会经历较长时间的冰期，整个水域形成坚固的冰层。在结冰的水体上进行水文监测作业时，需要先破冰开孔，通过对厚厚的整块冰层进行反复多次的凿击形成孔洞，以便放置测流装置进行数据采集。现有技术中，冰面开孔多采用人工凿冰的方式，同时，也有部分采用机械凿冰的方式替代人工凿冰，相比人工凿冰效率有所提升。在人工或机械凿冰的过程中，常通过加入热水或者粗盐等方式加快融冰作为开孔的辅助手段。
现有技术中，通过人工凿冰的方式开孔通常需要多人同时进行，且需要较长时间才能完成，所需人工成本较高。而机械凿冰有效地提高了凿冰效率，但机器的使用和搬运成本高、不灵活，并且需要大量准备时间，限制了整体效率的提升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冰层孔洞快速成型与防冰封装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种冰层孔洞快速成型与防冰封装置，包括支撑体和紧贴于支撑体外表面的防结冰层；所述防结冰层为防粘附涂层形成的单层结构或防粘附涂层与基层复合形成的多层复合结构；所述防粘附涂层为有机硅改性聚氨酯与硅油组成的复合物，用于防止冰粘附。
有机硅改性聚氨酯的结构式：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中，m、n为1-100；R基团与R’基团可以为烷基、氨基、苯基、羰基、酯基等中的一种或多种的组合；
硅油结构式：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
其中，m、n为1-100；R为烷基、芳基，R’为烷基、芳基、氢、碳官能基及聚醚链等；X为烷基、芳基、链烯基、氢、羟基、烷氧基、乙酰氧基、氯、碳官能基及聚醚链等。
优选的，防结冰层采用多层复合结构，有利于获得更好的力学强度和防结冰效果。
所述基层为任意材料制得的薄层或网状多孔结构。优选的，基层采用聚酰胺或聚酯材质的织物层，有助于增加涂层粘附和减小形变。
所述防结冰层为圆筒形或锥筒形等任意合适形状。
防结冰层在冰层较厚时可选用单向可开口结构，保障装置内部密封不接触水，便于支撑体的拆装；所述防结冰层在冰层较薄时可选择全封闭结构包裹在内部支撑体表面。
所述冰层孔洞快速成型与防冰封装置还包括配重组件，配重组件选用密度较高的金属或无机材料。优选的，所述配重组件采用耐腐蚀合金铸件或混凝土块，能够占据较小空间且不易腐蚀。配重组件为环形或球形或方形或条形等任意合适形状。
所述支撑体内部带有固定体积的密封空腔，保障装置在任意情况下不会沉入水中。支撑体为橡胶气囊或金属桶或泡沫、塑料浮筒等任意具有内部空腔的结构。优选的，支撑体采用不锈钢圆桶，具有一定的自重和良好的形状稳定性。支撑体上设置由用于固定和便于操作的吊环和固定把手。
在冰期到来前，将装置置于河水中，使用拉绳穿过吊环并通过绳结固定，拉绳两端分别固定在对岸两边合适位置，调节配重控制装置入水深度。需要开孔作业时，装置外表面的防粘附涂层能够有效地防止冰的粘附，可以轻松地将装置整体取出，从而在原位得到规整的孔洞。作业完成后，只需再将所述装置放回原处即可继续反复使用。
本发明的有益效果是：
相比于现有技术，本发明的优点在于可以大幅缩减冰面开孔的时间，明显降低人工成本，无需使用复杂机械就能快速地得到理想冰孔，简单高效，具有较高的实际意义和经济价值。
附图说明
图1为本发明中实施例一的整体结构示意图；
图2为本发明实施例一中支撑体的结构示意图；
图3为本发明实施例一中防结冰层的结构示意图；
图4为本发明实施例一中配重组件的俯视图。
图中: 1、防结冰层；11、防粘附涂层；12、尼龙网布；2、支撑体；21、桶身；22、桶盖；23、卡扣；24、隔板；25、固定把手；26、吊环；3、配重组件；31、混凝土圆盘；32、圆孔；33、提手。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例一：
请参阅图1，本发明实施例中提供一种冰层孔洞快速成型与防冰封装置，包括可支撑体2、紧贴于支撑体2外表面的防结冰层1和配重组件3。
参见图3，防结冰层1由基层和防粘附涂层11复合而成，防粘附涂层11采用有机硅改性聚氨酯与硅油的复合物，有效防止冰层粘附，基层采用尼龙网布12，有助于增强涂层粘附和减小形变。
参见图2，支撑体2为304不锈钢定制桶，包括圆锥筒形的桶身21、圆弧形的桶盖22和用于连接桶身21与桶盖22的连接件，连接件为环形卡扣23；桶身21中下部设置有隔板24，隔板24与桶底部形成密封空腔，用于防止装置沉入水中；桶身21靠近上沿处设有固定把手25，桶盖22顶部设置有用于固定和便于操作的吊环26。
参见图1，配重组件3由多个混凝土圆盘31构成，使水体中的装置受力均匀从而维持竖直状态，提升装置稳固性；参见图4，混凝土圆盘31中心带有圆孔32和提手33，使用时将混凝土圆盘31置于桶身21内部，通过增减其数量即可调整装置的入水深度。混凝土圆盘31单片重量约为20千克，单人可徒手或持简单抓钩工具进行拆装。
本发明的使用过程和工作原理是：在冰期到来前，将装置放入水中，利用拉绳穿过装置的吊环26并通过绳结固定，拉绳两端分别固定在对岸两边合适位置，通过调整配重控制装置入水的深度。由于装置外表面的防粘附涂层11能够有效防止冰的粘附，因此需要进行水文监测作业时，可以轻松将装置整体取出，从而在原位得到规整的孔洞，不需要人工或机械凿冰，大幅降低了水体冰面开孔的时间。作业完成后，只需再将装置放回原处即可继续反复使用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种冰层孔洞快速成型与防冰封装置，其特征在于：包括支撑体和紧贴于支撑体外表面的防结冰层；所述防结冰层为防粘附涂层形成的单层结构或防粘附涂层与基层复合形成的多层结构；所述防粘附涂层为有机硅改性聚氨酯与硅油的复合物，所述基层为薄层或网状多孔结构。
2.根据权利要求1所述的一种冰层孔洞快速成型与防冰封装置，其特征在于：所述防结冰层为圆筒形或锥筒形。
3.根据权利要求1所述的一种冰层孔洞快速成型与防冰封装置，其特征在于：所述冰层孔洞快速成型与防冰封装置还包括配重组件，配重组件为金属或无机材料，配重组件为环形或球形或方形或条形。
4.根据权利要求3所述的一种冰层孔洞快速成型与防冰封装置，其特征在于：所述配重组件包括多个混凝土圆盘，混凝土圆盘中心设置有圆孔和提手。
5.根据权利要求1所述的一种冰层孔洞快速成型与防冰封装置，其特征在于：所述支撑体内部设有防止沉水的密封空腔，支撑体为橡胶或金属或塑料材质。
6.根据权利要求5所述的一种冰层孔洞快速成型与防冰封装置，其特征在于：所述支撑体包括桶身、桶盖和用于连接桶身与桶盖的连接件；所述桶身内部设置有隔板，隔板与桶底部形成密封空腔；所述桶身上设有固定把手，桶盖顶部设置有吊环。
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