CN217651716U - 一种水工钢结构防冰装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种水工钢结构防冰装置，其包括闸门主体和设置于闸门主体上的加热组件，所述加热组件能够使所述闸门主体升温；所述闸门主体上设置有温度传感器，所述温度传感器用于对闸门主体附近的河水温度进行检测；所述温度传感器与所述加热组件通讯连接。本申请具有减小因对闸门持续加热而造成能源浪费的可能性的效果。

Description

一种水工钢结构防冰装置

技术领域

本申请涉及水利水电工程技术的领域，尤其是涉及一种水工钢结构防冰装置。

背景技术

钢闸门是水利工程中最常见的水工钢结构，我国北方地区的水利工程中的钢闸门，在冬季冰冻期间水库或河道极容易结冰，强大的冰压力不仅会威胁钢闸门的安全给工程的运行带来隐患，而且极易影响钢闸门的正常启闭使得水利工程无法正常运行。

现有技术常用的方式是在闸门表面上设置有电热部件进行不断加热。然而水库或河面在极冷的天气或夜晚时水面容易结冰，在水流不断流动或白天阳光直射时水面不易结冰，在水面未达到结冰条件时对钢闸门持续加热会造成能源的浪费。

实用新型内容

为了减小因对闸门持续加热而造成能源浪费的可能性，本申请提供一种水工钢结构防冰装置。

本申请提供的一种水工钢结构防冰装置采用如下的技术方案：

一种水工钢结构防冰装置，包括闸门主体和设置于闸门主体上的加热组件，所述加热组件能够使所述闸门主体升温；所述闸门主体上设置有温度传感器，所述温度传感器用于对闸门主体附近的河水温度进行检测；所述温度传感器与所述加热组件通讯连接。

通过采用上述技术方案，温度传感器能够对闸门主体附近的河水温度进行监测，当温度传感器检测到的温度低于指定的河水容易达到结冰状态是温度时，控制加热组件加热，加热组件用于对加热介质进行升温处理，从而加热闸门主体；使得闸门主体的温度升高，从而减少靠近闸门主体的河水冻冰的可能性；加热组件在河水温度低于指定的温度时加热，在河水温度高于指定温度时不工作；加热组件无需对闸门主体持续加热，从而减小因对闸门主体持续加热而造成能源浪费的可能性。

可选的，所述闸门主体的一侧固定设置有加热壳体，所述加热壳体的内部开设有可供所述加热组件安装的加热腔；

所述加热组件包括存储加热介质的加热箱、可向加热箱内输加热介质的入水管、连接有供电设备的加热棒和控制加热棒通断电的开关；所述加热箱固定连接于所述加热腔内侧壁，所述入水管穿设于所述加热箱的侧壁；所述入水管的远离所述加热箱的一端连通设置有吸水泵；所述吸水泵的安装座固定连接于所述加热壳体的内壁，所述吸水泵的入水端延伸至河道，所述吸水泵的出水端与所述入水管连通设置；所述加热棒设置于所述加热箱内用于对加热介质进行加热处理；所述加热箱的侧壁设置有循环组件，所述循环组件用于将加热介质循环输送至整个所述闸门主体。

通过采用上述技术方案，加热组件安装在加热壳体里的加热腔内，从而减少加热组件因暴露在外面在河水冲击下脱落或损坏的可能性。在闸门主体处于关闭状态时，吸水泵将河水经由入水管运送到加热箱中；加热棒在通电开关打开时，对加热箱内的河水进行加热；被加热后的热水通过循环组件的作用传送到整个加热腔，使得闸门主体的受热面积更大更均匀且无需对整个闸门主体加热，循环组件用于将加热介质循环输送到整个闸门主体，从而迫使整个闸门主体同步受热。

可选的，所述循环组件包括散热管，所述散热管连通设置有循环水泵，所述散热管呈波浪形排列设置于所述加热腔内，所述散热管的两端均与所述加热箱连通设置。通过采用上述技术方案，河水经过加热箱加热后被循环水泵抽取输送到散热管，散热管呈波浪形均匀地排列分布在整个加热腔内，热水流通于整个散热管从而使得闸门主体的受热面积变大；热水散热较快，散热管内的热水容易变冷；循环管与加热箱连通设置，当循环阀打开且入水阀关闭时管内的水能够往复循环，变冷的热水能够回到加热箱中被加热棒继续加热；从而减少因散热管内的热水变冷影响闸门主体升温的可能性。

可选的,所述散热管连通设置有出水管，所述出水管远离所述散热管的一端穿设于所述加热壳体的侧壁；所述出水管远离所述散热管的一端设置有出水阀，所述出水阀用于控制所述出水管的启闭。

通过采用上述技术方案，当闸门需要被打开时，工作人员远程开启出水阀，以便于将入水管、加热箱和散热管的液体从出水管排出，从而实现对闸门主体重量的减轻，进而提高开闸的效率及减少能源的浪费。

可选的，所述加热组件还包括控制器，所述控制器与所述开关通讯连接；所述温度传感器与所述所述控制器通讯连接。

通过采用上述技术方案，温度传感器检测到所在区域内的温度低于温度阈值，则触发温度传感器，即温度传感器向控制器发送温度预警指令，当控制器接收到温度传感器发出的温度预警指令时，控制开关处于打开状态，电源与加热棒连通；加热棒对加热箱内的热水进行加热处理；温度传感器检测到所在区域内的温度高于温度阈值，温度传感器停止向控制器发送温度预警指令，开关变为关闭状态，加热棒停止加热。

可选的，所述闸门主体设置有升降组件，所述升降组件能够使所述温度传感器与水面实现同步升降。

通过采用上述技术方案，通常情况下，河水的水面容易结冰，水底不结冰；升降组件使得温度传感器与水面实现同步升降，使得温度传感器始终对水面的温度进行针对性监测。

可选的，所述加热箱顶部开设有通气口。

通过采用上述技术方案，加热棒对加热箱的液体进行加热时会产生蒸汽，这些气体随着热水进入散热管中容易使散热管受到较大压力，从而影响热水在管道内的循环；通气口便于加热箱内蒸汽的排出，从而减小蒸汽随着热水进入散热管的可能性；蒸汽从通气孔排出的蒸汽扩散至加热腔中，能够对整个闸门主体进行全方位加热。

可选的，所述闸门主体靠近所述河道的一侧环绕设置有加热条。

通过采用上述技术方案，加热条对闸门主体靠近河道的一侧加热从而减少闸门主体远离水面的一侧被河道残留的河水冻住的可能性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.闸门主体关闭后，入水阀打开，吸水泵将河水抽至入水管运送到加热箱内，温度传感器被升降组件牵引，始终对闸门主体附近的河水表面的温度进行实时监测，当温度传感器检测到河水温度低于设定的温度时，向控制器发送信号；控制器控制加热棒对加热箱内的河水开始加热，加热后的热水在铺设于加热腔的散热管内循环使得使得加热组件无需对整个闸门主体加热，闸门主体的温度升高从而减少闸门主体附近的河水结冰的可能性；加热组件在河水温度低于指定的温度阈值时加热，在河水温度高于指定温度阈值时不工作；加热组件无需对闸门主体持续加热，从而减小因对闸门主体持续加热而造成能源浪费的可能性。

附图说明

图1是本申请中一种水工钢结构防冰装置结构示意图；

图2是加热组件和循环组件部分的结构示意图

图3是加热箱的剖视结构示意图；

图4是控制器通讯连接关系示意图；

图5是图1中A部分的放大示意图；

图6是闸门主体远离河水一侧的结构示意图。

附图标记说明：1、闸门主体；11、加热壳体；12、加热腔；13、加热条；2、加热组件；21、加热箱；211、液位传感器；22、入水管；23、加热棒；24、开关；25、吸水泵；26、分支水管；27、通气口；28、控制器；3、循环组件；31、散热管；32、循环水泵；33、出水管；34、出水阀；35、排气阀；4、温度传感器；5、升降组件；51、导轨；52、浮力板；521、通孔；53、卡块。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种水工钢结构防冰装置。

参照图1和图2，一种水工钢结构防冰装置包括闸门主体1和设置于闸门主体1上的加热组件2，加热组件2设置于闸门主体1靠近河道上游的一侧，用于对加热介质进行升温处理，从而加热闸门主体1；闸门主体1上设置有循环组件3，循环组件3用于将加热介质循环输送到整个闸门主体1，从而迫使整个闸门主体1同步受热，进而节约能源；闸门主体1上设置有能够检测闸门主体1附近河水温度的温度传感器4，闸门主体1上还设置有升降组件5，温度传感器4安装于升降组件5上，升降组件5能够带动温度传感器4与河面的升降同步，从而提高4对河面温度实时检测的精确度；温度传感器4与加热组件2通讯连接，当温度传感器4检测到闸门主体1附近的河水温度低于温度阈值，温度传感器4向加热组件2发送温度预警指令，加热组件2根据温度预警指令启动，从而减少闸门主体1受低温影响后冻结，从而提高闸门主体1使用时的实用性。

闸门主体1的一侧固定设置有加热壳体11，加热壳体11的内部开设有加热腔12，加热组件2和循环组件3均安装于加热腔12内，加热壳体11对加热组件2和循环组件3起到保护的作用，从而减少加热组件2和循环组件3因暴露在外面在河水冲击下脱落或损坏的可能性，从而延长加热组件2和循环组件3的使用时限。

参照图2和图3，加热组件2包括加热箱21、入水管22、连接电源的加热棒23和控制加热棒23通断电的开关24；加热箱21与加热壳体11的内侧壁固定连接；加热棒23设置于加热箱21中，入水管22穿设于加热箱21的侧壁，当开关24闭合时，加热棒23通电正常运行；反之则加热棒23停止运行。

入水管22远离加热箱21的一端连接有吸水泵25的出水端；吸水泵25的安装座螺栓连接于加热壳体11的内壁，吸水泵25的入水端设置有分支水管26，分支水管26远离吸水泵25的一端穿过加热壳体11至外部且向靠近河道底部的方向延伸，以便于将分支水管26河水导入吸水泵25。

参照图2，在加热箱21内被加热到合适温度的热水通过循环组件3运输到加热腔12各处。循环组件3包括波浪形的散热管31和安装于散热管31的循环水泵32；散热管31的两端分别为进液端和出液端，循环水泵32安装于散热管31的进液端，循环水泵32的安装座与加热壳体11的内壁固定连接，循环水泵32用于将加热箱21内的热水泵送到散热管31内。

散热管31的进液端和出液端均分别连接于加热箱21两侧，散热管31沿闸门主体1的高度方向且呈波浪形延伸分布于加热腔12内，散热管21贴合于加热腔12靠近闸门主体1的一侧；热水流通于整个散热管31。散热管31与加热箱21连通，管内的水能够往复循环流动，循环的热水能够再次回到加热箱21中二次加热，从而实现循环加热的效果，减少由于加热所消耗的电能源。

加热棒23对加热箱21的液体进行加热时会产生蒸汽，这些蒸汽随着热水进入散热管31中容易使散热管31受到较大压力，从而影响热水在管道内的循环；加热箱21开设有通气口27，通气口27可供加热箱21内的蒸汽排出，从而减小蒸汽随着热水进入散热管31的可能性；与此同时，从通气口27排出的蒸汽扩散至加热腔12中，能够对整个闸门主体1进行全方位加热。

散热管31靠近闸门主体1底部的部分连通设置有出水管33，出水管33远离散热管31的一端穿设于加热壳体11，出水管33连接有出水阀34，出水阀34能够控制出水管33的启闭；当闸门主体1需要被打开时，工作人员远程开启出水阀34，以便于将入水管22、加热箱21和散热管31的液体从出水管33排出，从而实现对闸门主体1重量的减轻，进而提高开闸的效率，减少能源的浪费。

参照图2和图4，加热组件2还包括控制器28，其中：

控制器28的第一信号输出端和开关24的信号输入端通讯连接；温度传感器4的信号输出端与控制器28的信号输入端通讯连接。

温度传感器4检测到所在区域内的温度低于温度阈值，则触发温度传感器4，即温度传感器4向控制器28发送温度预警指令，当控制器28接收到温度传感器4发出的温度预警指令时，控制开关24处于打开状态，电源与加热棒23连通；加热棒23对加热箱21内的热水进行加热处理。

温度传感器4检测到所在区域内的温度高于温度阈值，温度传感器4停止向控制器28发送温度预警指令，开关24变为关闭状态，加热棒23停止加热。

参照图3和图4，加热箱内壁固定设置有液位传感器211，液位传感器211的信号输出端与控制器28的信号输入端通讯连接，控制器28的第二信号输出端与吸水泵25的信号输入端通讯连接；

液位传感器211检测到加热箱21的液位高度高于设定的高度阈值，则触发液位传感器211，液位传感器211向控制阀28发送高度预警指令，当控制器28接收到液位传感器211发出的高度预警指令时，向吸水泵25发送关闭信号，吸水泵25停止抽水操作，入水管22停止向加热箱21内注水。

在闸门主体1附近的河水温度低于温度阈值时使用加热棒23加热，在闸门主体1附近的河水温度高于温度阈值时加热棒23无需加热，从而减小了因加热棒23持续加热导致能源浪费的可能性。

参照图1和图5，在本实施例中，升降组件5包括导轨51、浮力板52和卡块53，导轨51固定设置于加热壳体11外壁，导轨51的长度方向与闸门主体1的竖直方向平行，导轨51为T型导轨，卡块53滑移连接于导轨51内，卡块53能够沿导轨51的长度方向往复移动；卡块53的一端突出于导轨51与浮力板52固定连接，浮力板52上贯穿设置有通孔521，温度传感器4卡接于通孔521内壁。

浮力板52在河水中会根据液面高度上下移动，进而带动卡块53沿着导轨51上下运动；升降组件5可以把温度传感器4的运动控制在闸门主体1附近，使得温度传感器4能够一直对闸门主体1附近水面的温度进行检测。

参照图6，闸门主体1远离水面的一侧容易被河道上残留的河水冻住；闸门主体1靠近河道的一侧环绕设置有连接有连接有电源的加热条13，加热条13专对闸门主体1与河道的连接处加热，从而减少闸门主体1远离水面的一侧被河道上残留的河水冻住的可能性。

本申请实施例一种水工钢结构防冰装置的实施原理为：在闸门主体1处于关闭状态时，吸水泵25将河水抽至入水管22运送到加热箱21内，温度传感器4被升降组件5牵引，始终对闸门主体1附近的河水表面的温度进行实时监测；当温度传感器4检测到闸门主体1附近的河水温度低于温度阈值，温度传感器4向控制器28发送温度预警指令，加热棒23根据温度预警指令启动，从而减少闸门主体1受低温影响后冻结，从而提高闸门主体1使用时的实用性；加热后的热水经由铺设在整个加热腔12内的散热管31循环输送，使得闸门主体1的同步受热；闸门主体1的温度升高，从而减少闸门主体1附近的河水结冰的可能性；加热箱21里的加热棒23在河水温度低于指定的温度时加热，在河水温度高于指定温度时不工作，使得加热组件2无需对闸门主体1持续加热，从而减小因加热组件2对闸门主体1持续加热而造成能源浪费的可能性。

以上为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水工钢结构防冰装置，其特征在于：包括闸门主体(1)和设置于闸门主体(1)上的加热组件(2)，所述加热组件(2)能够使所述闸门主体(1)升温；所述闸门主体(1)上设置有温度传感器(4)，所述温度传感器(4)用于对闸门主体(1)附近的河水温度进行检测；所述温度传感器(4)与所述加热组件(2)通讯连接。

2.根据权利要求1所述的一种水工钢结构防冰装置，其特征在于：所述闸门主体(1)的一侧固定设置有加热壳体(11)，所述加热壳体(11)的内部开设有可供所述加热组件(2)安装的加热腔(12)；

所述加热组件(2)包括存储加热介质的加热箱(21)、可向加热箱(21)内输加热介质的入水管(22)、连接有供电设备的加热棒(23)和控制加热棒(23)通断电的开关(24)；所述加热箱(21)固定连接于所述加热腔(12)内侧壁，所述入水管(22)穿设于所述加热箱(21)的侧壁；所述入水管(22)的远离所述加热箱(21)的一端连通设置有吸水泵(25)；所述吸水泵(25)的安装座固定连接于所述加热壳体(11)的内壁，所述吸水泵(25)的入水端延伸至河道，所述吸水泵(25)的出水端与所述入水管(22)连通设置；所述加热棒(23)设置于所述加热箱(21)内用于对加热介质进行加热处理；所述加热箱(21)的侧壁设置有循环组件(3)，所述循环组件(3)用于将加热介质循环输送至整个所述闸门主体(1)。

3.根据权利要求2所述的一种水工钢结构防冰装置，其特征在于：所述循环组件(3)包括散热管(31)，所述散热管(31)连通设置有循环水泵(32)，所述散热管(31)呈波浪形排列设置于所述加热腔(12)内，所述散热管(31)的两端均与所述加热箱(21)连通设置。

4.根据权利要求3所述的一种水工钢结构防冰装置，其特征在于：所述散热管(31)连通设置有出水管(33)，所述出水管(33)远离所述散热管(31)的一端穿设于所述加热壳体(11)的侧壁；所述出水管(33)远离所述散热管(31)的一端设置有出水阀(34)，所述出水阀(34)用于控制所述出水管(33)的启闭。

5.根据权利要求4所述的一种水工钢结构防冰装置，其特征在于：所述加热组件(2)还包括控制器(28)，所述控制器(28)与所述开关(24)通讯连接；所述温度传感器(4)与所述控制器(28)通讯连接。

6.根据权利要求1所述的一种水工钢结构防冰装置，其特征在于：所述闸门主体(1)设置有升降组件(5)，所述升降组件(5)能够使所述温度传感器(4)与水面实现同步升降。

7.据权利要求2所述的一种水工钢结构防冰装置，其特征在于：所述加热箱(21)顶部开设有通气口(27)。

8.据权利要求2所述的一种水工钢结构防冰装置，其特征在于：所述闸门主体(1)靠近所述河道的一侧环绕设置有加热条(13)。

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