CN218562222U - 一种自动升降扰冰装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种自动升降扰冰装置，用以解决现有闸门扰冰装置自动化程度低的技术问题。本实用新型包括支架，支架分别安装在闸门两侧，所述支架上安装有升降电机，支架上活动设有升降杆，升降杆与升降电机相连接；所述升降杆的底部设有喷头，喷头设置在水的液面下，喷头与抽水泵相连接；所述升降杆的中部设有水位检测单元和水温检测单元，升降电机、抽水泵、水位检测单元和水温检测单元均与电气控制柜相连接。本实用新型结构简单，可自动根据冰期水面结冰情况调整设备工作情况，使得冬季冰期输水期间闸门运行更加可靠。

Description

一种自动升降扰冰装置

技术领域

本实用新型涉及扰冰的技术领域，尤其涉及一种自动升降扰冰装置。

背景技术

南水北调漳河倒虹吸位于河南、河北交界处，属南水北调中线干线工程冰期输水重点关注断面，倒虹吸上下游设计有退水闸、排冰闸、进口检修闸、节制闸等水工建筑物。据工程区右岸邻近的安阳气象站1951～1995年的观测资料统计，多年平均降水599.6mm，年平均气温为13.7℃，历年最高气温为41.7℃（日期1955.7.24），历年最低气温为-21.7℃（日期1951.1.12）。历年平均风速为2.3m/s，最大风速为20m/s。历年最大冻土深度35cm，日照时数235.9h。为了冰期输水运行稳定，在各闸门的门槽及水面都设有扰冰设备，该设备具有闸前扰冰等作用，对南水北调中线干线冰期输水稳定运行发挥了积极作用。

申请号为201922164764.5的实用新型专利公开了一种闸门扰冰及润滑装置，破冰装置包括固接于闸门顶部且沿闸门长度方向布设的破冰干管；破冰干管通过破冰阀门与给水管连接；在破冰干管上间隔布设有多根破冰支管；破冰支管倾斜向下且位于闸门迎水面的一侧；破冰支管的端头设置有破冰喷头，破冰喷头高于历史最高水位。破冰装置的设置，防止了闸门迎水面处水面的结冰，使得冬天时，闸门可以正常升起。该装置存在的问题是：一是安装在闸门上边缘，会随闸门的启闭上下移动，闸门上沿始终处于水面以上，该装置只有在闸门离水面接近时才会起到扰冰作用，有局限性；二是自动化程度不高，不能自主的实现扰冰喷头的上下位置调整。

实用新型内容

针对现有闸门扰冰装置自动化程度低的技术问题，本实用新型提出一种自动升降扰冰装置，在最高点与最低点之间可任意根据实际情况进行升降，完全满足各种融冰工况需求。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种自动升降扰冰装置，包括支架，支架分别安装在闸门两侧，所述支架上安装有升降电机，支架上活动设有升降杆，升降杆与升降电机相连接；所述升降杆的底部设有喷头，喷头设置在水的液面下，喷头与抽水泵相连接；所述升降杆的中部设有水位检测单元和水温检测单元，升降电机、抽水泵、水位检测单元和水温检测单元均与电气控制柜相连接。

优选地，所述升降电机的输出轴设有开度检测单元，开度检测单元与电气控制柜相连接。

优选地，所述开度检测单元为开度编码器，开度编码器设置在升降电机的输出轴上，开度编码器与电气控制柜相连接。

优选地，所述升降电机为螺杆升降电机，升降杆为螺杆，螺杆与螺杆升降电机相匹配。

优选地，所述喷头为万向可调喷头，万向可调喷头通过软管与抽水泵的出水口相连接。

优选地，所述升降电机的输出轴上安装有涡轮，涡轮与蜗杆相啮合，蜗杆下部与升降杆固定连接。

优选地，所述水位检测单元为液位传感器，水温检测单元为温度传感器，液位传感器和温度传感器均与电气控制柜相连接。

优选地，所述电气控制柜内设有PLC控制器，PLC控制器分别与升降电机、开度检测单元的开度编码器、液位传感器、温度传感器和抽水泵相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：通过水位检测单元检测闸前水位情况，根据检测数据控制喷头的位置，通过水温检测单元获取实际水温控制抽水泵的是否投入运行，当水面附近有结冰现象时抽水泵打开，对闸门附近冰面进行喷射扰动，当实际水温已升至要求值，冰块融化后抽水泵自动停止。本实用新型结构简单，可自动根据冰期水面结冰情况调整设备工作情况，使得冬季冰期输水期间闸门运行更加可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1所示的原理框图。

图中，1为开度编码器，2为升降电机，3为支架，4为升降杆，5为软管，6为水位检测单元，7为水温检测单元，8为喷头，9为电气控制柜，10为抽水泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种自动升降扰冰装置，目的是冬季河面结冰后为了闸门上下运动过程中水面上的冰不对闸门造成损坏，将闸门附近的冰凌扰动并融化，提高冬季冰期输水期间闸门运行的可靠性。如图1所示，本实施例中包括支架3，支架3分别安装在闸门两侧，支架包括两个横截面为直角梯形的固定块，第一个固定块固定安装在闸门所在混凝土的上部，用于承载升降电机2；第二个固定块固定安装在混凝土的内侧、且其上部与第一个固定块的下部固定连接，用于保证第一个固定块的可靠性。支架3上安装有升降电机2，支架3上活动设有升降杆4，升降杆4与升降电机2相连接。通过升降电机2可以带动升降杆4上下升降移动，支架3上设有通孔，是一个导向孔，升降杆4设置在通孔内，从而保证了升降杆的整体上下移动且保证了升降杆升降的可靠性。升降杆4的底部设有喷头8，喷头8设置在水的液面下，在温度较低时喷头不结冰，喷头8与抽水泵10相连接；通过抽水泵10可以通过喷头8进行喷水，从而实现对闸门内水面上的冰进行融化。升降杆4的中部设有水位检测单元6和水温检测单元7，升降电机2、抽水泵10、水位检测单元6和水温检测单元7均与电气控制柜9相连接。水位检测单元6用于检测闸门内液面的水位高度，水温检测单元7用于检测闸门内水的温度。

优选地，升降电机2的输出轴设有开度检测单元，开度检测单元与电气控制柜9相连接。开度检测单元的作用是检测喷头在水面的实际位置，从而可以控制喷头始终在水面以下相应位置。开度检测单元为开度编码器1，开度编码器1设置在升降电机2的输出轴上，开度编码器1与电气控制柜9相连接。开度编码器1型号是绝对值编码器（欧姆龙E6CP-AG5C256P/R 2M），依据电机转动圈数，蜗杆蜗轮机构传动比计算喷头位移量，从而得到喷头的实际位置。根据开度编码器的信号检测来判定喷头实际位置，判断是否在水面以下，检测到没在相应要求的位置，升降电机2就会转动将喷头移动到对应的喷淋位置。

优选地，升降电机2为SWL5螺杆升降电机，SWL5螺杆升降电机分别固定安装在闸门两侧的支架3的上部，升降杆4为螺杆，螺杆与螺杆升降电机相匹配，从而可以带动螺杆上下移动。进一步地，升降电机2的输出轴上安装有涡轮，涡轮与蜗杆相啮合，蜗杆下部与升降杆4固定连接。升降电机2通过涡轮蜗杆带动升降杆稳定的移动。

优选地，所述喷头8为万向可调喷头，能够调整喷水方向。万向可调喷头通过软管5与抽水泵10的出水口相连接，软管5通过输水管与抽水泵10相连接，输水管穿过混凝土。喷头喷水方向可适当调整，固定后即可使用。软管5的设置可以保证升降杆4在移动过程中喷口8能正常的喷水。

优选地，所述水位检测单元6为液位传感器，水温检测单元7为温度传感器，液位传感器和温度传感器均与电气控制柜9相连接。液位传感器为超声波液位传感器（量程：5-6米；输出信号0-5V，电源DC24V），温度传感器的型号是热电阻PT100。温度传感器的数量设有一个，设置在升降杆4的下部，液位传感器设有至少两个，且液位传感器均匀分布在升降杆4的底部到中上部，两组也为信息互为备份，保证了测量水面的液位信号的可靠性。

所述电气控制柜9内设有PLC控制器，型号为西门子PLC S7-1200（1个CPU模块:CPUCR40S，两个扩展模块：热电阻输入模块EM ARD2和模拟量输入模块EMAE04），具备绝对编码器输入通道，模拟输入输出通道和开关控制量。PLC控制器分别与升降电机2、开度检测单元的开度编码器1、液位传感器、温度传感器和抽水泵10相连接。

水位检测单元6将水位信号传给电气控制柜9，电气控制柜9传递信号控制升降电机2上的涡轮蜗杆带动螺杆上升或下降，能控制喷头在水面的位置从而来确保喷头始终在水面以下相应位置。水温检测单元7将温度信号传给电气控制柜9，电气控制柜9来控制抽水泵10的启停工作状态。当温度传感器检测的水温低于-5°时，PLC控制器控制抽水泵10开启；当温度传感器检测的水温高于0°时，PLC控制器控制抽水泵10停止。

本实用新型在最高点与最低点之间可任意根据实际情况进行喷头的升降，完全满足各种融冰工况需求。每孔闸门旁的两个扰冰管出水口即喷口都可以进行出水口的出水方向和高低的调整，水位检测单元检测喷头位置，从而保证喷口的出水口始终在水下200毫米可随水位高低进行移动，同时也有效避免了喷口的喷嘴被冻结冰无法实现扰冰功能的情况。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动升降扰冰装置，包括支架（3），支架（3）分别安装在闸门两侧，其特征在于，所述支架（3）上安装有升降电机（2），支架（3）上活动设有升降杆（4），升降杆（4）与升降电机（2）相连接；所述升降杆（4）的底部设有喷头（8），喷头（8）设置在水的液面下，喷头（8）与抽水泵（10）相连接；所述升降杆（4）的中部设有水位检测单元（6）和水温检测单元（7），升降电机（2）、抽水泵（10）、水位检测单元（6）和水温检测单元（7）均与电气控制柜（9）相连接。

2.根据权利要求1所述的自动升降扰冰装置，其特征在于，所述升降电机（2）的输出轴设有开度检测单元，开度检测单元与电气控制柜（9）相连接。

3.根据权利要求2所述的自动升降扰冰装置，其特征在于，所述开度检测单元为开度编码器（1），开度编码器（1）设置在升降电机（2）的输出轴上，开度编码器（1）与电气控制柜（9）相连接。

4.根据权利要求2或3所述的自动升降扰冰装置，其特征在于，所述升降电机（2）为螺杆升降电机，升降杆（4）为螺杆，螺杆与螺杆升降电机相匹配。

5.根据权利要求4所述的自动升降扰冰装置，其特征在于，所述喷头（8）为万向可调喷头，万向可调喷头通过软管（5）与抽水泵（10）的出水口相连接。

6.根据权利要求5所述的自动升降扰冰装置，其特征在于，所述升降电机（2）的输出轴上安装有涡轮，涡轮与蜗杆相啮合，蜗杆下部与升降杆（4）固定连接。

7.根据权利要求5或6所述的自动升降扰冰装置，其特征在于，所述水位检测单元（6）为液位传感器，水温检测单元（7）为温度传感器，液位传感器和温度传感器均与电气控制柜（9）相连接。

8.根据权利要求7所述的自动升降扰冰装置，其特征在于，所述电气控制柜（9）内设有PLC控制器，PLC控制器分别与升降电机（2）、开度检测单元的开度编码器（1）、液位传感器、温度传感器和抽水泵（10）相连接。

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