用于水利设施门槽除冰的除冰装置以及除冰方法与流程

1.本发明属于机械设备技术领域，尤其涉及一种用于水利设施门槽除冰的除冰装置以及除冰方法。


背景技术：

2.高寒、高海拔地区的大型水利设施在冬季时，水利设施的门槽不可避免地会形成结冰。这些冰块会阻隔抓梁和闸门的连接，从而使得闸门无法被提出，进而影响水利设施的正常工作。
3.目前，冬季门槽除冰常用气泡防冻法、高压水冲冰法、电加热保温法、化学融冰法等，这些方案均不仅耗能极高，而且不够环保。


技术实现要素：

4.为了解决背景技术中提到高寒、高海拔地区水利设施冬季门槽结冰问题，本发明提出如下技术方案：
5.一种用于水利设施门槽除冰的除冰装置，所述除冰装置包括：碎冰组件、排冰筒、复合多通接头和空气压缩装置；
6.其中，所述碎冰组件与所述排冰筒相连通，所述空气压缩装置通过所述复合多通接头分别与所述碎冰组件和所述排冰筒相连通，所述碎冰组件用于对冰面进行刨切，并使刨切所产生的碎冰输送至所述排冰筒，所述排冰筒用于排出所述碎冰组件向其输送的碎冰，所述空气压缩装置用于向所述碎冰组件和所述排冰筒输送压缩气体。
7.其中，所述碎冰组件包括：导向筒、气动马达、转轴和碎冰刀盘；
8.所述导向筒包括相互连通的直筒和弯接筒，所述弯接筒的一端固定于所述直筒的筒壁内表面上，所述弯接筒的另一端穿出所述直筒的筒壁并与所述排冰筒相连通；
9.所述气动马达固定设于所述直筒的邻近所述弯接筒的一端上，所述气动马达通过所述复合多通接头与所述空气压缩装置的相连通；
10.所述转轴容置于所述直筒内，所述转轴的一端与所述气动马达连接，所述转轴的另一端穿过所述弯接筒并在所述直筒内延伸，以与所述碎冰刀盘固定连接；
11.所述碎冰刀盘包括呈圆盘状的平面部以及由平面部边缘沿平面部的轴向延伸形成的延伸壁部，平面部上设有多个沿平面部的圆周分布的呈方形的通孔，每个通孔的一侧边沿着背离延伸壁部的延伸方向的方向倾斜延伸，以形成倾斜面，每个倾斜面上均固定设有刀头。
12.进一步地，所述转轴的轴身上设有沿所述转轴的轴身螺旋分布的螺旋叶片。
13.进一步地，所述碎冰组件还包括设于所述螺旋叶片和所述碎冰刀盘之间的支撑件，所述支撑件固定在所述直筒的筒壁内表面上，所述支撑件套设于所述转轴上，且所述转轴可相对所述支撑件转动。
14.进一步地，所述除冰装置还包括用于加快所述排冰筒排冰速率的吸污泵，所述吸
污泵与所述排冰筒的排冰口相连通。
15.进一步地，所述复合多通接头的进气端和出气端处均设有调节阀门，所述调节阀门用于调节所述空气压缩装置流向所述气动马达和所述排冰筒的压缩气体的气流量。
16.本发明的另一目地在于提出一种上述除冰装置的除冰方法，所述除冰方法包括：
17.将所述除冰装置吊装至冰面上方；
18.启动所述空气压缩装置，并缓慢下放所述除冰装置至冰面；
19.使所述碎冰组件持续对冰面进行刨切，刨切产生的碎冰通过所述碎冰组件而进入所述排冰筒，以由所述排冰筒排出。
20.进一步地，所述除冰方法还包括：调节所述空气压缩装置流向所述排冰筒的压缩气体的流量，以使所述排冰筒加速排出碎冰。
21.进一步地，所述除冰方法还包括：利用与所述排冰筒的排冰口连通的吸污泵来加快所述排冰筒内碎冰的排出速率。
22.进一步地，所述除冰方法还包括：在除冰完成之后，回收并清洁所述除冰装置。
23.有益效果：本发明通过排冰筒与若干个碎冰组件相连通，在空气压缩装置驱动下，每个碎冰组件对冰面进行刨切并将碎冰组件产生的碎冰从排冰筒的排冰口排出，以此解决了高寒、高海拔地区的水利设施在冬季时门槽的结冰问题。
附图说明
24.图1是根据本发明的实施例的用于水利设施门槽除冰的除冰装置的结构立体示意图；
25.图2是图1所示的除冰装置的剖面图；
26.图3是根据本发明的实施例的单个碎冰组件的立体图；
27.图4是根据本发明的实施例的单个碎冰组件的爆炸结构示意图；
28.图5是根据本发明的实施例的碎冰刀盘的立体示意图；
29.图6是根据本发明的实施例的除冰装置结构示意图；
30.图7是根据本发明的实施例的用于水利设施门槽除冰的除冰方法的流程图。
具体实施方式
31.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步详细地描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
32.需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
33.图1是根据本发明的实施例的用于水利设施门槽除冰的除冰装置的立体图。图2是图1所示的除冰装置的剖面图。
34.一并参照图1和图2，根据本发明的实施例的用于水利设施门槽除冰的除冰装置包括：若干碎冰组件1、排冰筒2和空气压缩装置4。每个碎冰组件1用于对冰面进行刨切从而吸
入碎冰，并且每个碎冰组件1均与排冰筒2的相连通。碎冰组件1刨切产生的碎冰由碎冰组件1输送至排冰筒2内，并通过排冰筒2的排冰口21排出。空气压缩装置4通过复合多通接头3分别与排冰筒2、每个碎冰组件1相连通。在整个除冰装置运转的过程中，空气压缩装置4持续向每个碎冰组件1以及排冰筒2输送压缩气体，从而驱动每个碎冰组件1的运转以及加速排冰筒2排冰的速率。
35.图3是根据本发明的实施例的单个碎冰组件的立体图。图4是根据本发明的实施例的单个碎冰组件的爆炸结构示意图。
36.一并参照图3和图4，具体地，碎冰组件1包括导向筒11、气动马达12、转轴13和碎冰刀盘14。导向筒11包括相互连通的直筒111和弯接筒112，弯接筒112的一端套接固定于直筒111的筒壁内表面上，弯接筒112的另一端穿出直筒111的筒壁。直筒111的邻近弯接筒112的一端封闭，而另一端与外界连通。碎冰组件1产生的碎冰沿直筒111向弯接筒112输送。气动马达12固定设于直筒111的邻近弯接筒112的一端处，且气动马达12的进气口与空气压缩装置4相连。直筒111的与外界连通的另一端之外套设有碎冰刀盘14，且碎冰刀盘14可以相对于直筒111与外界连通的另一端进行转动。气动马达12与碎冰刀盘14之间通过转轴13转动连接，转轴13穿过弯接筒112并在直筒111内沿导向筒11的轴向设置，转轴13的一端与气动马达12连接，转轴13的另一端与碎冰刀盘14连接。
37.图5是根据本发明的实施例的碎冰刀盘的立体示意图。
38.参照图5，碎冰刀盘14包括呈圆盘状的平面部141以及由平面部141边缘沿平面部141的轴向延伸形成的延伸壁部142。平面部141与导向筒11同轴。其中，平面部141上设有多个沿平面部141的圆周分布的呈方形的通孔143，每个通孔143的一侧边沿着背离延伸壁部142的延伸方向的方向倾斜延伸，以形成倾斜面。每个倾斜面上均固定设有刀头144。在碎冰组件1运转时，每个刀头144转动的轨迹相重合。优选地，刀头144呈薄板状且覆盖整个倾斜面。在碎冰组件1工作时，刀头144刨切冰面并使刨切所产生的碎冰沿倾斜面而进入直筒111内。
39.《第一实施方式》
40.一并参照图1和图2，碎冰组件1设有四个，四个碎冰组件1均与排冰筒2连通。复合多通接头3可以例如是复合六通接头。在其他实施例中，碎冰组件1的数量包括但不限于一个、两个、三个、五个等，所有的碎冰组件1均与排冰筒2连通。进一步地，每个碎冰组件1的导向筒11的弯接筒112的另一端与排冰筒2连通，各个碎冰组件1之间通过杆件连接固定。空气压缩装置4与复合六通接头3相连通。每个碎冰组件1上安装的气动马达12均与复合六通接头3相连通，排冰筒2的也与复合六通接头3相连通。复合六通接头内的其中一个通道空置，在除冰完成之后复合六通接头空置的通道外接软管对整个除冰装置进行气体冲击清洗。
41.《第二实施方式》
42.参照图4，进一步地，每个碎冰组件1内的转轴13轴身设有沿转轴13轴身螺旋分布的螺旋叶片131。优选地，螺旋叶片131和碎冰刀盘14之间还设有支撑件15。支撑件15与导向筒11的直筒111同轴，转轴13通过轴承16与支撑件15套接，并且支撑件15与导向筒11的直筒111的内壁之间通过螺栓等连接件固定连接。
43.一并参照图2和图4，转轴13的螺旋叶片131在碎冰组件1运转时随转轴13的转动从而搅动并运送导向筒11内的碎冰，螺旋叶片131对导向筒11内的碎冰施加周向的作用力进
一步加速了碎冰从导向筒11的直筒111运输至排冰筒2的速率。
44.《第三实施方式》
45.图6是根据本发明的实施例的除冰装置结构示意图。
46.一并参照图3和图6，排冰筒2的排冰口21可以与吸污泵5相连通，复合多通接头3的进气端和出气端均可以设有调节阀门31。当整个除冰装置开始工时，工作人员可远程控制每个调节阀门31的开合度，从而在除冰的不同阶段选择性地控制每个碎冰组件1的刨切冰面的速率及排冰筒2的排冰速率。
47.图7是根据本发明的实施例的用于水利设施门槽除冰的除冰方法的流程图。
48.一并参照图1至图7，根据本发明的实施例的用于水利设施门槽除冰的除冰方法使用了上述的除冰装置进行除冰。具体地，所述除冰方法包括：
49.s710、将所述除冰装置吊装至冰面上方。
50.具体地，在除冰装置组装并检修完成之后，可以通过电葫芦等吊装设备将整个除冰装置悬吊至门槽结冰处的冰面上方。
51.s720、启动所述空气压缩装置4，并缓慢下放所述除冰装置至冰面。
52.具体地，在碎冰组件1开始碎冰之前，先启动空气压缩装置4，在缓慢下放整个所述除冰装置，从而使得气动马达12达到一定的转速，以方便刀头144对冰面的刨切。
53.s730、使所述碎冰组件1持续对冰面进行刨切，刨切产生的碎冰通过所述碎冰组件1而进入所述排冰筒2，以由所述排冰筒2排出。
54.具体地，碎冰组件1刨切所产生碎冰随着刀头143的转动而通过直筒111进入排冰筒2内，碎冰最终从排冰筒2排出水利设施的门槽外。随着刨切冰面的进行，需要通过电葫芦等吊装设备缓慢连续下放整个除冰装置，以此确保碎冰组件1持续对冰面进行刨切。
55.进一步地，当除冰装置运行一段时间后，增大与排冰筒2连通的复合多通接头3的调节阀门31的开合度，从而增强空气压缩装置4流入排冰筒2内的压缩气体的气流量。
56.进一步地，当排冰筒2内的碎冰转移不畅时，可以利用与排冰筒2的排冰口21相连通的吸污泵5的功率以加快所述排冰筒2内碎冰的排出速率。
57.进一步地，当整个门槽内的冰面被除冰装置处理完成之后，可以通过电葫芦等吊装设备将整个除冰装置起吊回收。回收完成之后，打开复合多通接头3空置的门阀。施工人员通过钢丝软管连接复合多通接头对整个除冰装置的外表以及导向筒11的腔体进行气体冲击清洗。
58.综上所述，本发明通过排冰筒与若干个碎冰组件相连通，在空气压缩装置驱动下，每个碎冰组件对冰面进行刨切并将碎冰组件产生的碎冰从排冰筒的排冰口排出，以此解决了高寒、高海拔地区的水利设施在冬季时门槽的结冰问题。进一步地，本发明在排冰筒的排冰口设置有吸污泵，当转移导管内的碎冰转移不畅时，施工人员可通过增大吸污泵的功率以加快所述转移导管内碎冰的排出速率。进一步地，本发明在转轴轴身设有沿转轴轴身螺旋分布的螺旋叶片，从而加快了碎冰的排出速率。
59.上述对本发明的特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。
60.在整个本说明书中使用的术语“示例性”、“示例”等意味着“用作示例、实例或例示”，并不意味着比其它实施例“优选”或“具有优势”。出于提供对所描述技术的理解的目
的，具体实施方式包括具体细节。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实施这些技术。在一些实例中，为了避免对所描述的实施例的概念造成难以理解，公知的结构和装置以框图形式示出。
61.以上结合附图详细描述了本发明的实施例的可选实施方式，但是，本发明的实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的实施例的技术构思范围内，可以对本发明的实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的实施例的保护范围。
62.本说明书内容的上述描述被提供来使得本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本说明书内容。对于本领域普通技术人员来说，对本说明书内容进行的各种修改是显而易见的，并且，也可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，将本文所定义的一般性原理应用于其它变型。因此，本说明书内容并不限于本文所描述的示例和设计，而是与符合本文公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。