一种溢洪道闸门防冻除冰装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种溢洪道闸门防冻除冰装置，包括：控制器、结冰探测器、潜水泵、自动止回阀、连接水管、喷水管、浮力装置和悬索固定装置，结冰探测器设置在浮潜装置水域表面，潜水泵设置在浮潜装置水域的水面下，潜水泵和结冰探测器分别与控制器相连，并由控制器读取当前状态信息；连接水管连接在潜水泵和喷水管之间，将潜水泵和喷水管连接到一起，喷水管利用潜水泵抽取上来的水在水面搅动水体；喷水管与浮力装置连接在一起，使喷水管跟随水位变化始终漂浮在水面，悬索固定装置将喷水管和浮力装置固定在设定区域内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水电站领域，具体而言，涉及一种新型溢洪道闸门防冻除冰装置。
技术介绍
近年来，我国的水电站建设取得了巨大成绩。然而在水电站的建设中，溢洪道闸门防冻除冰是高寒地区水电站设计的重点之一，高寒地区冬季溢洪道闸门的结冰问题，严重影响水利枢纽的正常运行。在高寒地区冰冻期，泄洪闸门前冰层厚度能达到在1～2米，冬季冰层产生的膨胀压力和水位变化时的剪切力会对闸门产生应力破坏，在极端情况下容易使闸门和闸墩产生永久破坏。目前高寒地区水电站多采用人工冰盖开槽法、压缩空气吹泡法、压力水射流法、门叶电热法来保证泄洪闸门越冬。人工冰盖开槽法是人工在冰盖开槽，需要在冰盖达到一定的厚度，可以承载人员在冰上作业，才开始对冰盖进行处理，因此在冰封初期冰层对闸门的应力影响是不能消除的，同时在解冻前期，同样也不能提供保护。另外，采取人工破冰，人员在整个冰封期每天需要大强度的重复性劳作，在极寒条件下，每日的结冰量很大，同时人工成本逐年上升，人员安全隐患较大。压缩空气吹泡法是使用空气压缩机并铺设空压管道至水面下2～5米，吹气嘴距离门叶大于3米。利用压缩空气在不同温度水层间形成对流环境，不断升起的气泡扰动水面，达到防止结冰的效果。为了适应水位的不断变化，保证喷嘴与水面的距离，管道设计复杂，所用设备较多，系统维护费用较大。压力水射流法原理是将水下温度相对较高的水通过潜水泵和管路加压喷
射在闸门前，通过水流搅动水体，会在闸门前形成一条不结冰的区域。该方法运行可靠、除冰防冻效果好，耗能较低。但是，控制器大多采用PLC，程序编写复杂，线路设置复杂，不易扩展，系统通用性差，自动化程度低，可推广难度大，系统维护复杂。门叶电热法采用电热管、电热缆或电热板，三相负载分配相等，均匀地布置在门叶结构中间，门叶下游面全部采用保温板密封，通过电加热，使得闸门前水体温度大于冰点。该方法经济性较低，耗能较大。
技术实现思路
本专利技术提供一种新型溢洪道闸门防冻除冰装置，用以克服现有技术中存在的至少一个问题。为达到上述目的，本专利技术提供了一种新型溢洪道闸门防冻除冰装置，包括：控制器、结冰探测器、潜水泵、自动止回阀、连接水管、喷水管、浮力装置和悬索固定装置，其中：所述结冰探测器和所述潜水泵设置在浮潜装置水域，所述潜水泵设置在浮潜装置水域的水面下，并由所述控制器读取当前状态信息；所述连接水管连接在所述潜水泵和所述喷水管之间，将所述潜水泵和所述喷水管连接到一起，所述喷水管利用所述潜水泵抽取上来的水在水面搅动水体；所述喷水管与所述浮力装置连接在一起，使所述喷水管跟随水位变化始终漂浮在水面，所述悬索固定装置将所述喷水管和所述浮力装置固定在设定区域内。进一步地，所述潜水泵设置有两个，两个所述潜水泵交替工作，每个所述潜水泵上设置有自动止回阀，防止当前工作的潜水泵工作时倒流的水损坏停机潜水泵的叶片。进一步地，所述控制器包括控制模块、手动/自动选择开关、显示屏和键盘、CAN总线、空气开关、启动/停止按键、潜水泵保护器和交流接触器，其
中，所述手动/自动选择开关、所述显示屏和键盘、所述CAN总线、所述交流接触器和所述潜水泵保护器分别与所述控制模块相连接，所述潜水泵保护器还分别与所述交流接触器、所述空气开关相连接。进一步地，所述结冰探测器包括处理器、电力线载波通信模块、温度传感器、偏心电机、三轴加速度传感器和电源模块，其中，所述电力线载波通信模块、所述温度传感器、所述偏心电机、所述三轴加速度传感器和所述电源模块分别与所述处理器相连接。进一步地，所述浮力装置采用管道浮桶通过螺栓固定在所述喷水管上，使所述喷水管漂浮在水面，所述喷水管上的喷嘴露出水面的长度在设定范围内。进一步地，所述悬索固定装置包括牵引缆绳和水泥墩，所述牵引缆绳一端固定在桥面上，另一端固定在水泥墩上，使用时，先将水泥墩投入水中，再把喷水管两端的D型安全销打开，将牵引缆绳套入D型安全销内，锁定安全销即可正常使用。本专利技术的有益效果是传感器部分均安装在设备内部，可以忽略掉设备表面薄冰的存在，测量准确度大大提高，而且安装简单，容易实现，成本较低。结冰探测器箱体、进出电缆端子以及电缆均采用防水等级IP68以及耐低温标准制作，可以长时间在低温和水中漂浮使用。利用电力线载波技术与控制器通信，减少了通信线路的安装，由于设备随着水位的变化而移动，线缆的减少大大降低了施工量，简化了安装过程，更易推广实现。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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为本专利技术一个实施例的新型溢洪道闸门防冻除冰装置示意图；图2为本专利技术一个实施例的新型溢洪道闸门防冻除冰装置俯视图；图3为本专利技术一个实施例的控制器模块示意图；图4为本专利技术一个实施例的结冰探测器示意图；图5为本专利技术一个实施例的喷水管剖面图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术一个实施例的新型溢洪道闸门防冻除冰装置示意图；图2为本专利技术一个实施例的新型溢洪道闸门防冻除冰装置俯视图；图中，101为控制器，102为控制电缆，103为悬索固定装置，104为连接水管，105为浮力装置，106为自动止回阀，107为潜水泵，108为桥墩，109为喷水管，110为闸门，111为桥面，112为结冰探测器；如图所示，新型溢洪道闸门防冻除冰装置是根据压力水射流法原理专门为溢洪道闸门冬季正常运行设计的一款新型防冻除冰装置。新型溢洪道闸门防冻除冰装置包括控制器、结冰探测器、潜水泵、自动止回阀、连接水管、喷水管、浮力装置、悬索固定装置。控制器完成潜水泵和结冰探测器的监控、管理以及报警，是新型溢洪道闸门防冻除冰装置的核心组成。结冰探测器的作用是探测浮潜装置附近水域是否结冰，并向控制器发送当前是否结冰的状态信息。潜水泵的作用是抽取水下温度较高的水，可以采用两个潜水泵交替工作，保证不间断运行。自动止回阀是防止当前潜水泵工作时倒流的水损坏停机潜水泵的叶片。连接水管
将潜水泵和喷水管连接到一起。喷水管将潜水泵抽取上来的水在水面搅动水体。浮力装置使喷水管跟随水位变化始终漂浮在水面。悬索固定装置使喷水管和浮力装置始终工作在一定区域内。以下对新型溢洪道闸门防冻除冰装置的各组成部分分别进行介绍。(1)控制器控制器是新型溢洪道闸门防冻除冰装置的核心组成，完成潜水泵和结冰探测器的监控、管理以及报警，并与远程终端的组网通信。控制器操作两台潜水泵交替工作，以保证潜水泵的不间断工作，并监测潜水泵运行状态以及水面结冰状态，以便在出现故障时发出报警信息，并与远程终端相互通信。图3为一个实施例的控制器模块示意图；图中，201为控制模块，202为手动/自动选择开关，203为总线接口，204为空气开关，205为潜水泵保护器，206为启动/停止按键，207为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型溢洪道闸门防冻除冰装置，其特征在于，包括：控制器、结冰探测器、潜水泵、自动止回阀、连接水管、喷水管、浮力装置和悬索固定装置，其中：所述结冰探测器和所述潜水泵设置在浮潜装置水域，所述潜水泵设置在浮潜装置水域的水面下，并由所述控制器读取当前状态信息；所述连接水管连接在所述潜水泵和所述喷水管之间，将所述潜水泵和所述喷水管连接到一起，所述喷水管利用所述潜水泵抽取上来的水在水面搅动水体；所述喷水管与所述浮力装置连接在一起，使所述喷水管跟随水位变化始终漂浮在水面，所述悬索固定装置将所述喷水管和所述浮力装置固定在设定区域内。

【技术特征摘要】
1.一种新型溢洪道闸门防冻除冰装置，其特征在于，包括：控制器、结冰探测器、潜水泵、自动止回阀、连接水管、喷水管、浮力装置和悬索固定装置，其中：所述结冰探测器和所述潜水泵设置在浮潜装置水域，所述潜水泵设置在浮潜装置水域的水面下，并由所述控制器读取当前状态信息；所述连接水管连接在所述潜水泵和所述喷水管之间，将所述潜水泵和所述喷水管连接到一起，所述喷水管利用所述潜水泵抽取上来的水在水面搅动水体；所述喷水管与所述浮力装置连接在一起，使所述喷水管跟随水位变化始终漂浮在水面，所述悬索固定装置将所述喷水管和所述浮力装置固定在设定区域内。2.根据权利要求1所述的新型溢洪道闸门防冻除冰装置，其特征在于，所述潜水泵设置有两个，两个所述潜水泵交替工作，每个所述潜水泵上设置有自动止回阀，防止当前工作的潜水泵工作时倒流的水损坏停机潜水泵的叶片。3.根据权利要求1所述的新型溢洪道闸门防冻除冰装置，其特征在于，所述控制器包括控制模块、手动/自动选择开关、显示屏和键盘、CAN总线、空气开关、启动/停止按键、潜水泵保护器和交流接触器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志洪，唐润庚，李振波，吴宝金，杜成文，
申请(专利权)人：哈尔滨今星微电子科技有限公司，黑龙江省电力有限公司牡丹江水力发电总厂，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23