一种水利设施用防冰装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水利设施用防冰装置及方法，属于水利水电设施保护技术领域。所述的防冰装置是设置于水下的微气泡法防冰害装置，防止冰盖静压力、流冰对水工设施及建筑物的危害，特别是水坝(闸)、水库、河道、水电站等水利枢纽工程。所述的防冰装置包括气体扩散器，其设有蘑菇型曝气头及底座连接件；手动控制输送系统，由管道、球阀门和汇流排组成；自动控制系统，设有温度传感器、压力传感器、喷气周期流量传感器、水位传感器、比例阀门、视频监控器构成；远程监控系统；供气系统，由鼓风机、螺杆压缩机、储气罐、过滤器和冷干机构成。本发明专利技术改变了防冰装置及方法，实时性好、故障率低、实用性强，防冰害效果好；其生产工艺及安装简便。其生产工艺及安装简便。

【技术实现步骤摘要】
一种水利设施用防冰装置及方法


[0001]本专利技术属于水利水电设施保护
涉及一种水利设施用防冰装置，具体是一种微气泡防冰除冰的防冰装置。

技术介绍

[0002]防冰装置设置于水下，防止寒冷季节时，冰盖静压力、流冰对水工设施及建筑物的危害，特别是水坝(闸)、水库、河道、水电站、引调水等水利枢纽工程。
[0003]现有的防冰技术方法较多，其中压力空气吹泡法更得到人们的关注及普遍应用。其利用空气压缩机将空气送至水工结构前水面以下，在水工结构前造成水体扰动以防止结冰。其方法原理简单，操作易行。
[0004]公开号CN 108166469 A的专利技术专利，其具体公开了“水利水电工程防冰系统”，包括“压缩供气部、分流处理部和置于水下的至少一个防冰装置。”[0005]公开号为CN 108104051 A的专利技术专利，其具体公开了“一种吹气组件及具有吹气组件的防冰装置”，“提供的一种吹气组件，在吹气装置的外圈设计了气泡二次整定罩，能够将气泡生成组件产生输出的气体进一步打碎成更加细小、分布更加均匀的气泡。”[0006]公开号为CN 210420996 U的技术专利，其具体公开了“一种水下用防冰装置”，“包括多组吹气机构以及连接在吹气机构间的连接管道，所述吹气机构包括支撑气管、活动安装在支撑气管上的吹气管、固定连接在吹气管内壁上的旋转扇叶、固定连接在旋转扇叶上端的连接杆、固定连接在连接杆上端的气泡二次整定罩。”[0007]公开号为CN 210946667 U的技术专利，其具体公开了“水工金属结构及水工建筑物水下防冰冻装置”，“其技术要点是：空压机的数量为两个，且两个空压机的出口管路均与低压储气罐的入口相连，低压储气罐的出口与通气主管道一端连接，通气主管道另一端设有排污阀，通气主管道沿其长度方向连接有多路用于插入水面以下的分支管路，各路分支管路的末端下方分别绑定有配重锤，分支管路的末端外周均匀设有多个出气孔。”[0008]上述压力空气吹泡法防冰装置能够起到一定的防冰效果，但通过实际应用发现存在以下不足：
[0009]1、尽管采用了“气泡二次整定罩”，也难克服提供“更加细小、分布更加均匀的气泡”目的；且因为采用了“气泡二次整定罩”大大降低了气泡上升的动能及速度，不能满足较深水下应用；同时也提高了供气源所需的功率，运行成本高。
[0010]2、在不使用防冰装置不可避免的产生水倒灌及杂物进入防冰装置中，其故障频繁，可靠性差。
[0011]3、吹气泡头凸出水底面，不可避免拦挂杂物，易被水流携带物损坏。
[0012]4、喷气所用的弹性膜片强度不足，易撕裂、不耐老化。
[0013]5、防冰装置的可控制性不足，并无实时性。
[0014]6、供气系统的压力不足，要不是就运行成本高。
[0015]7、防冰效果欠佳等。

技术实现思路

[0016]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种水利设施用防冰装置，其实时性好、故障率低、实用性强，防冰害效果好；其生产工艺及安装简便。
[0017]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种水利设施用防冰装置，所述的防冰装置是设置于水下的微气泡法防冰害装置，防止寒冷季节时，冰盖静压力、流冰对水工设施及建筑物的危害，特别是水坝(闸)、水库、河道、水电站等水利枢纽工程；
[0018]所述水利设施用防冰装置包括气体扩散器1，其设有蘑菇型曝气头11及底座连接件12；手动控制输送系统2，由主管道21、球阀门22和汇流排23 构成；自动控制系统3，由温度传感器31、压力传感器32、喷气周期流量传感器33、水位传感器34、比例阀门35、视频监控器36构成；远程监控系统 4；供气系统5，由螺杆压缩机51、鼓风机52、储气罐53、过滤器54和冷干机(55)构成；
[0019]所述一种水利设施用防冰装置，蘑菇型曝气头11由微弧形胶膜片11a、喷气微孔11b、半工字形底边11c一体构成；
[0020]所述一种水利设施用防冰装置，底座连接件12包括微弧形供气盘12a，其上设有供气孔12b、空气导流槽12c、定位密封外螺纹盘12d、单向阀杆12e、单向阀上胶圈12f、管道连接密封圈12h、定位密封内螺纹盘12i、管道连接螺纹管12j、供气盘加强筋12k；
[0021]所述一种水利设施用防冰装置，蘑菇型曝气头11的微弧形胶膜片11a套在底座连接件12的微弧形供气盘12a上；
[0022]所述一种水利设施用防冰装置，蘑菇型曝气头11的半工字形底边11c嵌入底座连接件12的上端，卡夹在定位密封外螺纹盘12d和定位密封内螺纹盘 12i之间；
[0023]所述一种水利设施用防冰装置，蘑菇型曝气头11的顶端中心处有个圆形区域没有喷气微孔11b，其对应着底座连接件12的供气孔12b；
[0024]所述一种水利设施用防冰装置，手动控制输送系统2的汇流排23连接在主管道21上，由支管道23a、球阀门23b、压力传感器32、喷气周期流量传感器33、比例阀35构成；
[0025]所述一种水利设施用防冰装置，手动控制输送系统2的汇流排23上的压力传感器32、喷气周期流量传感器33、比例阀35属于自动控制系统3；
[0026]所述一种水利设施用防冰装置，自动控制系统3由PLC、HMI和屏蔽信号线实现连接及监控温度传感器31、压力传感器32、喷气周期流量传感器33、水位传感器34、比例阀门35、视频监控器36，所述的温度传感器31为户外温度传感器T1和水下温度传感器T2；
[0027]所述一种水利设施用防冰装置，远程监控系统4与自动控制系统3的PLC 连接相互反馈实现远程监控防冰装置；
[0028]所述一种水利设施用防冰装置，水位传感器3d为雷达水位传感器，设置在水面上。
[0029]进一步地，所述蘑菇型曝气头11的微弧形胶膜片11a，采用纤维增强氟橡胶片或三元乙丙橡胶片制成；微弧形胶膜片11a的纤维增强橡胶片上面布满了微米级喷气微孔11b；当需要供微气泡防冰或除冰时，在供气系统5所提供的压缩空气作用下，喷气微孔11b打开喷出微气泡；不需要供气时，喷气微孔11b自行关闭。
[0030]进一步地，所述喷气微孔11b与微弧形胶膜片11a成45度角；且喷气微孔11b 从上向下呈
△
。
[0031]进一步地，所述的喷气微孔11b是用微孔直径60～100微米的上粗下细的钢针，在
微弧形面11a从里向外穿孔，制成微米级喷气微孔11b。
[0032]进一步地，所述底座连接件12采用塑料一体注塑制成；其微弧形面12a的厘米级圆孔12b远大于蘑菇型曝气头11微弧形胶膜片11a的微米级喷气微孔 11b。
[0033]进一步地，所述底座连接件12的单向阀杆12e和单向阀上胶圈12f构成单向阀，在不需要开启水利设施用防冰装置时，起到二级关闭防冰装置通道作用。
[0034]进一步地，所述汇流排23采用焊接304不锈钢管制成；根据气体扩散器1 的单元数，设置对应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水利设施用防冰装置，其特征在于，所述设置于水下的微气泡法防冰害装置，防止寒冷季节时，冰盖静压力、流冰对水工设施及建筑物的危害，特别是水坝(闸)、水库、河道、水电站等水利枢纽工程；所述的水利设施用防冰装置包括气体扩散器(1)，其设有蘑菇型曝气头(11)及底座连接件(12)；手动控制输送系统(2)，由主管道(21)、球阀门(22)和汇流排(23)构成；自动控制系统(3)，由温度传感器(31)、压力传感器(32)、喷气周期流量传感器(33)、水位传感器(34)、比例阀门(35)、视频监控器(36)构成；远程监控系统(4)；供气系统(5)，由鼓风机(51)、螺杆压缩机(52)、储气罐(53)、过滤器(54)和冷干机构成(55)；所述一种水利设施用防冰装置，蘑菇型曝气头(11)由微弧形胶膜片(11a)、喷气微孔(11b)、半工字形底边(11c)一体构成；所述一种水利设施用防冰装置，底座连接件(12)包括微弧形供气盘(12a)，其上设有供气孔(12b)、空气导流槽(12c)、定位密封外螺纹盘(12d)、单向阀杆(12e)、单向阀上胶圈(12f)、管道连接密封圈(12h)、定位密封内螺纹盘(12i)、管道连接螺纹管(12j)、供气盘加强筋(12k)；所述一种水利设施用防冰装置，蘑菇型曝气头(11)的微弧形胶膜片(11a)套在底座连接件(12)的微弧形供气盘(12a)上；所述一种水利设施用防冰装置，蘑菇型曝气头(11)的半工字形底边(11c)嵌入底座连接件(12)的上端，卡夹在定位密封外螺纹盘(12d)和定位密封内螺纹盘(12i)之间；所述一种水利设施用防冰装置，蘑菇型曝气头(11)的顶端中心处有个圆形区域没有喷气微孔(11b)，其对应着底座连接件(12)的供气孔(12b)；所述一种水利设施用防冰装置，手动控制输送系统(2)的汇流排(23)连接在主管道(21)上，由支管道(23a)、球阀门(23b)、压力传感器(32)、喷气周期流量传感器(33)、比例阀(35)构成；所述一种水利设施用防冰装置，手动控制输送系统(2)的汇流排(23)上的压力传感器(32)、喷气周期流量传感器(33)、比例阀(35)属于自动控制系统(3)；所述一种水利设施用防冰装置，自动控制系统(3)由PLC、HMI和屏蔽信号线实现连接及监控温度传感器(31)、压力传感器(32)、喷气周期流量传感器(33)、水位传感器(34)、比例阀门(35)、视频监控器(36)，所述的温度传感器(31)为户外温度传感器(T1)和水下温度传感器(T2)；所述一种水利设施用防冰装置，远程监控系统(4)与自动控制系统(3)的PLC连接相互反馈实现远程监控防冰装置；所述一种水利设施用防冰装置，水位传感器(3d)为雷达水位传感器，设置在水面上。2.根据权利要求1所述的一种水利设施用防冰装置，其特征在于，所述的蘑菇型曝气头(11)的微弧形胶膜片(11a)，采用纤维增强氟橡胶片或三元乙丙橡胶片制成；微弧形胶膜片(11a)的纤维增强橡胶片上面布满了微米级喷气微孔(11b)，当需要供微气泡防冰或除冰时，在供气系统(5)所提供的压缩空气作用下，喷气微孔(11b)打开喷出微气泡；不需要供气时，喷气微孔(11b)自行关闭。3.根据权利要求1所述的一种水利设施用防冰装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曦，付耕瑜，陈尔凡，
申请(专利权)人：辽宁河伴气盾坝装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：