本发明专利技术公开了一种应用于渠道的高效节能防冰闸门，在闸门的迎水面一侧设置提升斗，在闸门顶部设置有驱动提升斗升降的提升机构，在闸门的上部设置有加热区，在闸门底部设置有用于监测水体温度的温度传感器，温度传感器提供给控制器启动信号使控制器控制提升机构和加热机构工作，在提升斗内设置有重力感应机构，重力感应机构提供给控制器停止信号或返程信号使提升机构和加热机构停止或循环工作，本发明专利技术所采用通过对已结冰的冰层进行破碎和抬升分离再热融，采用该原理的防冰闸门结构和自动控制系统，至少能够使位于闸门前方一定宽度范围的冰体被破碎并融化，防止冰体对闸门造成额外负荷而影响闸门安全。
An efficient energy-saving anti ice gate applied to canal
【技术实现步骤摘要】
一种应用于渠道的高效节能防冰闸门
本专利技术属于闸门防冰
，具体涉及一种应用于渠道的高效节能破冰除冰闸门。
技术介绍
在水利工程中，闸门一般由单个或多个并排设置，同时或分别动作，从而实现水流的控制。但是，在低温区域的低温环境下，闸门上部会结冰，大大增加了闸门的负重，严重的影响了闸门的上下移动或启闭，尤其是位于高纬度或高海拔严寒地区的水库、江河湖泊，结冰期长，最大冰层厚度达1.5m以上，如不及时除冰并作防冻措施，会产生闸门结冰现象，从而导致闸门水封变形，导致闸门或弧门漏水，当冰层的巨大推力传递到铰支座上，导致铰支座裂损。同时，冰层的巨大上抬力，导致弧门开启事故，导致需要放水时闸门或弧门不能正常开启。现有关于热融防冰闸门的专利公开文献中公开号为CN105951684A的一种溢洪道闸门防冻除冰装置和公开号为CN206368345U的一种除冰效果好的闸门，都是在闸门内侧分布有热融管路，通过加热和热传递的方式实现对闸门表面附近的除冰功能。由于闸门位于水体内，而冰层与水层混合，上述方案并没有实现冰体与水体分离的加热方式，存在除冰效率低和能耗高的问题。
技术实现思路
本专利技术针对普通闸门容易因结冰造成闸门事故和异常情况的发生，以及现有热融防冰闸门结构设计不合理造成能源浪费和融冰效率低的问题，本专利技术提供了一种利用水循环原理和传热原理的新型防冰闸门，以达到防冰从而保证闸门正常启闭的目的。实现上述目的的技术方案是采用一种应用于渠道的高效节能防冰闸门，在闸门的迎水面一侧设置提升斗，提升斗与闸门接触的内壁有镂空结构或者提升斗不设置内壁，在闸门顶部设置有驱动提升斗升降的提升机构，在闸门的上部设置有加热区，加热机构为加热区提供热能，提升斗被提升至加热区后，提升斗内冰体能接触加热区被加热融化，在闸门底部设置有用于监测水体温度的温度传感器，温度传感器提供给控制器启动信号使控制器控制提升机构和加热机构工作，在提升斗内设置有重力感应机构，重力感应机构提供给控制器停止信号或返程信号使提升机构和加热机构停止或循环工作。其中的提升机构，可以是在闸门的两侧上部分别固定有上固定座和下固定座，上固定座安装有驱动机构，驱动机构的输出轴连接有竖向的提升螺杆，驱动机构转动能够使提升螺杆转动，在提升斗的两侧分别固定有活动座，活动座内竖向固定有螺母套，所述提升螺杆与螺母套匹配螺纹连接，从而当提升螺杆转动时能够带动提升斗升降运动。其中的提升机构，还可以是在闸门的顶部中心位置安装有提升电机，提升电机的转轴上安装有绳轮，绳轮上缠绕的牵引绳末端固定在提升斗上部中心的吊耳上。所采用的重力感应机构，可以是在提升斗内安装压力传感器，在提升斗前侧壁或底板安装有转轴，转轴上铰接有镂空压板，并设置有保持镂空压板向上抬起的扭簧或弹簧，提升斗侧壁设置有防止镂空压板过度抬起的挡台，在位于镂空压板下方的提升斗内侧壁或底板上安装所述压力传感器。所采用的重力感应机构，还可以是在提升斗上部中心的吊耳与牵引绳之间安装拉力传感器。加热机构的加热方式多样，加热方式一是在加热区闸门内腔中布置电热装置一，在加热区闸门侧壁上设置通孔并套装外露导热柱，外露导热柱与闸门之间通过隔热套隔离，电热装置一的发热部位与各外露导热柱热传递。加热机构的加热方式二是在加热区闸门内腔中布置热水盘管，在相邻盘管之间套装导热板，在加热区闸门侧壁上设置通孔并套装外露导热柱，外露导热柱与闸门之间通过隔热套隔离，各导热板分别与各外露导热柱热传递；又在闸门内部或外部设置有热水箱加热机构，通过水泵驱动热水箱内热水向加热盘管供热实现热水循环。热水箱加热机构是在热水箱内布置电热装置二。所采用的提升斗可以进一步为锥形，其外侧壁为斜面板，在斜面板上分别有漏水孔，在斜面板的外侧向下分布有一系列切冰齿。以及还可以在提升斗与闸门侧壁接触的部位安装有滑轮。另外，还可以在所述热水箱内设置电磁铁，将N极和S极分别设置在热水箱两端，中部设搅拌轴并连接搅拌电机，同时通过在N极和S极外部设置有铜合金网。与现有闸板热融防冰技术相比，本专利技术的有益效果：现有闸门热融防冰技术是在闸门附近结冰初期就对冰和水加热，防止结冰发生，从而因水量较大而造成耗能高的问题，相对于现有闸门热融防冰技术，本专利技术所采用的方案允许闸门附近有少量结冰，甚至可以设置结冰时间范围内，通过对已结冰的冰层进行破碎和抬升分离再热融，采用该原理的防冰闸门结构和自动控制系统，至少能够使位于闸门前方一定宽度范围的冰体被破碎并融化，防止冰体对闸门造成额外负荷而影响闸门安全。在本专利技术方案中的加热区的和热水箱的外侧都各设置有隔热层能够防止热量与闸门传递进而与水体传递。外露导热柱又分别通过隔热套与闸门隔离，所以整个加热机构能够完全与闸门和水体隔离。由于冰体是被提升后加热融化，即冰体是在脱离水体后被融化，所以加热机构只对冰体加热而不会对水体加热，实现高效和节能效果。保证闸门或弧门的安全稳定运行，必须在严寒地区闸门前设置并运行防冻除冰装置，保持门前具有永久的不冻区域，避免闸门结冰事故和异常情况的发生。附图说明图1是本专利技术的立体结构示意图。图2是图1的剖面结构示意图。图3是图1的正面结构示意图。图4是另一种提升斗的结构示意图之一。图5是另一种提升斗的结构示意图之二。图中标号：1为上固定座，2为升降电机，3为变速器，4为导向杆，5为提升螺杆，6为锥形提升斗，61为斜面板，62为侧壁，63为漏水孔，64为横梁，65为滑轮，66为切冰齿，7为活动座，8为滑套，9为螺母套，10为下固定座，11为导热板，12为外露导热柱，13为隔热套，14为热水盘管，15为内置水箱，16为水泵，17为抽水管，18为回水管，19为隔热层，20为密封罩，21为加热区，22为连接套，23为输出轴，24为联轴器，25为电热装置，26为转轴，27为镂空压板，28为侧壁挡台，29为压力传感器，30为线缆，31为吊耳，32为牵引绳，33为拉力传感器，34为温度传感器，35为闸门主体。具体实施方式实施例1：一种如图1所示的防冰闸门，主要应用于渠道闸门改造，能够高效节能地消除闸门前方冰体，保护闸门安全。从图1可以看出，在闸门主体35的迎水面一侧设置有提升斗，优选采用图中的锥形提升斗6，也可以采用其他形状例如矩形或体型提升斗结构。该锥形提升斗6的外侧壁为斜面板61，两侧壁62与斜面板61垂直连接，两侧壁62的内侧通过横梁64固定连接，横梁不与闸板表面接触而是存在配合间隙，从而提升斗两侧壁62能够与闸板接触而横梁不予闸板接触。两侧壁62直接支撑在闸板表面能够提供给提升斗支撑力，防止较大冰体因水压波动而晃动或对提升机构造成不利破坏。在斜面板61上分别有漏水孔63，以便融化的冰水向下倾泻。在斜面板61的外侧向下分布有一系列切冰齿66，具有破冰作用，防止大块冰体无法被提升的问题。可见，本发是对具有一定结冰厚度（安全范围内）的冰层进行破冰和融冰，而非是在结冰初期就对水体进行加热。其中，提升斗与闸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用于渠道的高效节能防冰闸门，其特征在于，在闸门的迎水面一侧设置提升斗，提升斗与闸门接触的内壁有镂空结构或者提升斗不设置内壁，在闸门顶部设置有驱动提升斗升降的提升机构，在闸门的上部设置有加热区，加热机构为加热区提供热能，提升斗被提升至加热区后，提升斗内冰体能接触加热区被加热融化，在闸门底部设置有用于监测水体温度的温度传感器，温度传感器提供给控制器启动信号使控制器控制提升机构和加热机构工作，在提升斗内设置有重力感应机构，重力感应机构提供给控制器停止信号或返程信号使提升机构和加热机构停止或循环工作。/n
【技术特征摘要】
1.一种应用于渠道的高效节能防冰闸门，其特征在于，在闸门的迎水面一侧设置提升斗，提升斗与闸门接触的内壁有镂空结构或者提升斗不设置内壁，在闸门顶部设置有驱动提升斗升降的提升机构，在闸门的上部设置有加热区，加热机构为加热区提供热能，提升斗被提升至加热区后，提升斗内冰体能接触加热区被加热融化，在闸门底部设置有用于监测水体温度的温度传感器，温度传感器提供给控制器启动信号使控制器控制提升机构和加热机构工作，在提升斗内设置有重力感应机构，重力感应机构提供给控制器停止信号或返程信号使提升机构和加热机构停止或循环工作。
2.根据权利要求1所示的应用于渠道的高效节能防冰闸门，其特征在于，提升机构是在闸门的两侧上部分别固定有上固定座和下固定座，上固定座安装有驱动机构，驱动机构的输出轴连接有竖向的提升螺杆，驱动机构转动能够使提升螺杆转动，在提升斗的两侧分别固定有活动座，活动座内竖向固定有螺母套，所述提升螺杆与螺母套匹配螺纹连接，从而当提升螺杆转动时能够带动提升斗升降运动。
3.根据权利要求1所示的应用于渠道的高效节能防冰闸门，其特征在于，提升机构是在闸门的顶部中心位置安装有提升电机，提升电机的转轴上安装有绳轮，绳轮上缠绕的牵引绳末端固定在提升斗上部中心的吊耳上。
4.根据权利要求1或2所示的应用于渠道的高效节能防冰闸门，其特征在于，所述重力感应机构是在提升斗内安装压力传感器，在提升斗前侧壁或底板安装有转轴，转轴上铰接有镂空压板，并设置有保持镂空压板向上抬起的扭簧或弹簧，提升斗侧壁设置有防止镂空压板过度抬起的挡台，在位于镂空压板下方的...
【专利技术属性】
技术研发人员：许新勇，齐静，许文杰，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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