水利水电闸门迎水面防冰冻装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水利水电闸门迎水面防冰冻装置，包括设于水利水电闸门的迎水面上的电热层，电热层在迎水面上被划分为若干个能够独立发热融冰的子电热层，各子电热层分别设置有压力传感器，同时还分别布设有吸水管，各吸水管上均设有电磁阀，各吸水管分别与排水管连接，排水管与排水泵连接，各子电热层分别通过电热开关与微处理器信号连接，微处理器还分别与各电磁阀、各压力传感器及排水泵信号连接；所述排水泵、各子电热层以及微处理器还分别与供电电源连接。本发明专利技术通过在设定条件下的反复融冰、排除所融化的水，最终会在闸门和冰层之间形成一道稳定的间隙，使得在严寒的冬季闸门不再受到冰层的挤压力，形成间隙后则不再反复进行耗电融冰。

【技术实现步骤摘要】
水利水电闸门迎水面防冰冻装置
本专利技术涉及水利水电设施领域，特别涉及一种水利水电闸门迎水面防冰冻装置。
技术介绍
水利水电闸门起到拦蓄库水与定流量泄放库水的作用，在北方寒冬冰冻期，绝大多数闸门静置不动，闸门迎水面会结上厚厚的冰层。冰是水的三态之一，由水凝结成冰后，比重减小，体积增大，初步估算，迎水面宽度10米的钢制闸门在气温摄氏负20度条件下所结成的冰层，可造成闸门迎水面承受冰涨压力上百吨，这是极具破坏性的静压力，因此，闸门迎水面防冰冻技术措施必不可少。目前一个重要的防冻方法即在闸门的迎水面上设置电热体，以起到对闸门迎水面上的冰层融化的作用，从而释放或缓解冰层对闸门的巨大压力。然而目前现有技术中的电加热融冰方法使得电热部件必须在寒冷的天气下持续的进行加热，从而保持与闸门相接触的迎水面不再结冰，如果停止加热后，在水、冰热传导以及环境低温的作用下很快又会在冰层和闸门之间形成新的结冰层，由于在低温环境下必须不停地进行加热以防结冰，因此会造成大量电能被消耗掉，不利于能源的节约。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种水利水电闸门迎水面防冰冻装置，能够自动检测水利水电闸门的迎水面上各部分是否受到结冰带来的压力，同时能够自动加热融冰，并将融冰所生成的水自动排除掉；通过在设定条件下的反复融冰、排除所融化的水，最终会在闸门和冰层之间形成一道稳定的间隙，使得在严寒的冬季闸门不再受到冰层的挤压力，形成间隙后则不再反复进行耗电融冰。本专利技术的技术方案是：水利水电闸门迎水面防冰冻装置，包括设于水利水电闸门的迎水面上的电热层，所述电热层在迎水面上被划分为若干个能够独立发热融冰的子电热层，各子电热层的迎水面上分别设置有压力传感器，同时各子电热层所在位置还分别布设有吸水管，各吸水管上均设有电磁阀，各吸水管还分别与排水管连接，排水管与排水泵连接，所述各子电热层分别通过一电热开关与微处理器信号连接，微处理器还分别与各电磁阀、各压力传感器以及排水泵信号连接；所述排水泵、各子电热层以及微处理器还分别与供电电源电连接；所述压力传感器用于检测其所在子电热层的迎水面所受到的来自冰层或水层的压力值，并将所检测到的压力值实时发送给所述微处理器；所述微处理器用于实时接收所述压力传感器发送来的压力值，并将所述压力值与对应该压力传感器的第一压力设置值进行比对，当所述压力值高于所述第一压力设置值时，则默认与该压力传感器所在的子电热层相接触的水体结冰产生膨胀挤压力，则所述微处理器通过电热开关控制该子电热层发热以融化与该子电热层相接触的冰层的冰面，直至所述压力值低于第二压力设置值且高于第三压力设置值时，则默认与该压力传感器所在的子电热层相接触的冰面已融化为水，则所述微处理器控制与该压力传感器处于同一子电热层上的吸水管上的电磁阀处于开启状态，同时微处理器控制所述排水泵处于开启排水的状态，直至所述压力值低于所述第三压力设置值时，则默认与该压力传感器所在的子电热层相接触的水体已被排除，则所述微处理器通过电热开关控制该子电热层关闭发热，同时控制相应吸水管上的电磁阀处于关闭状态，当所有电磁阀均处于关闭状态时，所述微处理器控制所述排水泵处于关闭状态。上述排水管外壁上包覆有防止排水管内部结冰的电热裹覆层，所述电热裹覆层通过供电开关与供电电源连接。上述第一压力设置值的大小处于对应的子电热层受到水体结冰时施加的压力范围内；所述第二压力设置值与水体不结冰时对应的子电热层受到水体施加的压力值的大小相等；所述第三压力设置值设为零或设为小于第二压力设置值的三分之一。上述各子电热层采用PTC发热体进行发热。上述排水管设于所述电热层和水利水电闸门之间。上述微处理器PLC控制器或MSP430单片机；所述电热开关是继电器开关。本专利技术提供了一种水利水电闸门迎水面防冰冻装置，能够自动检测水利水电闸门的迎水面上各部分是否受到结冰带来的压力，同时能够自动加热融冰，并将融冰所生成的水自动排除掉；通过本专利技术使得冰层9与电热层2相接触的面上的不断发热并排除由于发热而融化出的水，会逐渐在水利水电闸门1的迎水面与冰层9之间逐渐形成一道稳定的间隙8，使得冰层9与水利水电闸门1之间的压力显著减小乃至消失，同时也不需要再供给融冰电能了，等下一年冰雪融化后整个水利水电闸门1才会重新与水体10相接触。本专利技术通过在设定条件下的反复融冰、排除所融化的水，最终会在闸门和冰层之间形成一道稳定的间隙8，使得在严寒的冬季闸门不再受到冰层的挤压力，形成间隙后则不再反复进行耗电融冰。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的电系统连接框图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。参照如图1及图2，本专利技术提供了一种水利水电闸门迎水面防冰冻装置，包括设于水利水电闸门1的迎水面上的电热层2，所述电热层2在迎水面上被划分为若干个能够独立发热融冰的子电热层2-1，各子电热层2-1的迎水面上分别设置有压力传感器6，同时各子电热层2-1所在位置还分别布设有吸水管7，各吸水管7上均设有电磁阀4，各吸水管7还分别与排水管3连接，排水管3与排水泵5连接，所述各子电热层2-1分别通过一电热开关11与微处理器12信号连接，微处理器还分别与各电磁阀4、各压力传感器6以及排水泵5信号连接；所述排水泵5、各子电热层2-1以及微处理器还分别与供电电源连接；所述压力传感器6用于检测其所在子电热层2-1的迎水面所受到的来自冰层9或水层10的压力值，并将所检测到的压力值实时发送给所述微处理器；所述微处理器用于实时接收所述压力传感器6发送来的压力值，并将所述压力值与对应该压力传感器6的第一压力设置值进行比对，当所述压力值高于所述第一压力设置值时，则默认与该压力传感器6所在的子电热层2-1相接触的水体结冰产生膨胀挤压力，则所述微处理器通过电热开关控制该子电热层2-1发热以融化与该子电热层2-1相接触的冰层9的冰面，直至所述压力值低于第二压力设置值且高于第三压力设置值时，则默认与该压力传感器6所在的子电热层2-1相接触的冰面已融化为水，则所述微处理器控制与该压力传感器6处于同一子电热层2-1上的吸水管7上的电磁阀4处于开启状态，同时微处理器控制所述排水泵5处于开启排水的状态，直至所述压力值低于所述第三压力设置值时，则默认与该压力传感器6所在的子电热层2-1相接触的水体已被排除，则所述微处理器通过电热开关控制该子电热层2-1关闭发热，同时控制相应吸水管7上的电磁阀4处于关闭状态，当所有电磁阀4均处于关闭状态时，所述微处理器控制所述排水泵5处于关闭状态。由于冰层9在外界环境气温越来越低的情况下越冻越实，因此，通过本专利技术使得冰层9与电热层2相接触的面上的不断发热并排除由于发热而融化出的水，会逐渐在水利水电闸门1的迎水面与冰层9之间逐渐形成一面稳定的间隙8，使得冰层9与水利水电闸门1之间的压力消失，同时也不需要再供给融冰电能了，等来年冰雪融化后整个水利水电闸门1才会重新与水体10相接触。进一步地，所述排水管3外壁上包覆有防止排水管3内部结冰的电热裹覆层，所述电热裹覆层通过供电开关与供电电源电连接。进一步地，所述第一压力设置值的大小处于对应的子电热层2-1受到水体结冰时施加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水利水电闸门迎水面防冰冻装置，包括设于水利水电闸门(1)的迎水面上的电热层(2)，其特征在于，所述电热层(2)在迎水面上被划分为若干个能够独立发热融冰的子电热层(2‑1)，各子电热层(2‑1)的迎水面上分别设置有压力传感器(6)，同时各子电热层(2‑1)所在位置还分别布设有吸水管(7)，各吸水管(7)上均设有电磁阀(4)，各吸水管(7)还分别与排水管(3)连接，排水管(3)与排水泵(5)连接，所述各子电热层(2‑1)分别通过一电热开关(11)与微处理器(12)信号连接，微处理器还分别与各电磁阀(4)、各压力传感器(6)以及排水泵(5)信号连接；所述排水泵(5)、各子电热层(2‑1)以及微处理器还分别与供电电源电连接；所述压力传感器(6)用于检测其所在子电热层(2‑1)的迎水面所受到的来自冰层(9)或水层(10)的压力值，并将所检测到的压力值实时发送给所述微处理器；所述微处理器用于实时接收所述压力传感器(6)发送来的压力值，并将所述压力值与对应该压力传感器(6)的第一压力设置值进行比对，当所述压力值高于所述第一压力设置值时，则默认与该压力传感器(6)所在的子电热层(2‑1)相接触的水体结冰产生膨胀挤压力，则所述微处理器通过电热开关控制该子电热层(2‑1)发热以融化与该子电热层(2‑1)相接触的冰层(9)的冰面，直至所述压力值低于第二压力设置值且高于第三压力设置值时，则默认与该压力传感器(6)所在的子电热层(2‑1)相接触的冰面已融化为水，则所述微处理器控制与该压力传感器(6)处于同一子电热层(2‑1)上的吸水管(7)上的电磁阀(4)处于开启状态，同时微处理器控制所述排水泵(5)处于开启排水的状态，直至所述压力值低于所述第三压力设置值时，则默认与该压力传感器(6)所在的子电热层(2‑1)相接触的水体已被排除，则所述微处理器通过电热开关控制该子电热层(2‑1)关闭发热，同时控制相应吸水管(7)上的电磁阀(4)处于关闭状态，当所有电磁阀(4)均处于关闭状态时，所述微处理器控制所述排水泵(5)处于关闭状态。...

【技术特征摘要】
1.水利水电闸门迎水面防冰冻装置，包括设于水利水电闸门(1)的迎水面上的电热层(2)，其特征在于，所述电热层(2)在迎水面上被划分为若干个能够独立发热融冰的子电热层(2-1)，各子电热层(2-1)的迎水面上分别设置有压力传感器(6)，同时各子电热层(2-1)所在位置还分别布设有吸水管(7)，各吸水管(7)上均设有电磁阀(4)，各吸水管(7)还分别与排水管(3)连接，排水管(3)与排水泵(5)连接，所述各子电热层(2-1)分别通过一电热开关(11)与微处理器(12)信号连接，微处理器还分别与各电磁阀(4)、各压力传感器(6)以及排水泵(5)信号连接；所述排水泵(5)、各子电热层(2-1)以及微处理器还分别与供电电源电连接；所述压力传感器(6)用于检测其所在子电热层(2-1)的迎水面所受到的来自冰层(9)或水层(10)的压力值，并将所检测到的压力值实时发送给所述微处理器；所述微处理器用于实时接收所述压力传感器(6)发送来的压力值，并将所述压力值与对应该压力传感器(6)的第一压力设置值进行比对，当所述压力值高于所述第一压力设置值时，则默认与该压力传感器(6)所在的子电热层(2-1)相接触的水体结冰产生膨胀挤压力，则所述微处理器通过电热开关控制该子电热层(2-1)发热以融化与该子电热层(2-1)相接触的冰层(9)的冰面，直至所述压力值低于第二压力设置值且高于第三压力设置值时，则默认与该压力传感器(6)所在的子电热层(2-1)相接触的冰面已融化为水，则所述微处理器控制与该压力传...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建美，
申请(专利权)人：安康学院，
类型：发明
国别省市：陕西,61