一种适用于寒冷地区闸门冬季防冰的吹气系统的制作方法

本实用新型涉及闸门防冰技术领域，尤其涉及一种适用于寒冷地区闸门冬季防冰的吹气系统。

背景技术：

在寒冷地区冰冻期，冰层因温度变化引起的膨胀力是闸门的主要作用力，而冰的膨胀力对闸门会造成严重的结构破坏，不仅减少了闸门的使用寿命，而且严重威胁闸门的冬季安全运行，修复成本巨大。

现有技术中，冬季闸门防冰措施有人工破冰法、电加热法、压力水射流法；但是这几种防冰手段可行性低、经济适用性差、管理运行复杂、智能化程度低、且除冰效果一般。

1、人工破冰法：劳动强度大、除冰不彻底、工程作业具有人身安全隐患；2、电加热法：在门叶上布置时会增加辅助结构、热传导效率低、耗电量大、安全性低、经济性差；

3、压力水射流法：需要根据水位调整潜水泵的位置，潜水泵运行能耗大、布置困难、安装检修条件差、易发生故障、防冰效果一般。

同时，现有技术中的防冰技术手段都没有从根本上解决闸门防冰的问题，很多都是在结冰后才进行对应处理，所以，研发一种能够从根本上解决闸门结冰问题的系统是本领域技术人员亟需做的事情。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种降低作业人员劳动强度、防冰效果好、节约能源、有效针对不同结构形式的闸门而进行合理布局的适用于寒冷地区闸门冬季防冰的吹气系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型的一种适用于寒冷地区闸门冬季防冰的吹气系统，该吹气系统布置于闸门附近并位于所述闸门的上游或下游侧，该系统包括：

供气管路组；

与所述供气管路组连通并靠近所述闸门的吹气单元；

冬季需要防冰时，所述吹气单元通过所述供气管路组置于水位线以下并向水中排放压缩空气；

所述供气管路组通过管路安装结构布置于所述闸门的防冰侧。

进一步的，所述闸门的防冰侧的底坎处具有预埋所述供气管路组的混凝土结构时，所述供气管路组通过所述管路安装结构预埋于所述混凝土结构内并将所述吹气单元置于所述闸门的防冰侧；

所述供气管路组包括：

一根供气主管路；以及

与所述供气主管路连通并形成为并联的多根供气支管路；

每根所述供气支管路上均连通有吹气单元；

所述吹气单元被配置为至表面具有微孔的结构，以向水内排放压缩空气，在非工作状态下，该结构具有自密封性，能够防止水流倒灌进吹气单元。

进一步的，所述闸门的防冰侧的底坎处具有预埋所述供气管路组的混凝土结构时，所述供气管路组预埋于所述混凝土结构内并将所述吹气单元置于所述闸门的防冰侧；

所述供气管路组包括：

多根并联的供气主管路；

所述供气主管路上均连通有吹气单元；

所述吹气单元被配置为表面具有微孔并向水内排放压缩空气的结构。

进一步的，所述管路安装结构包括预埋于混凝土结构内的底部安装架、以及通过螺栓与所述底部安装架装配固定的管路安装架；

所述管路安装架与所述底部安装架之间形成有中空通道，该中空通道用以穿设所述供气主管路，且相邻所述供气主管路彼此相邻布置。

进一步的，所述管路安装结构包括预埋于混凝土结构内的底部安装架、以及通过螺栓与所述底部安装架装配固定的管卡结构；

每根所述供气主管路对应一个所述管卡结构地穿设于所述管卡结构内。

进一步的，所述供气管路组通过所述管路安装结构悬挂于所述闸门的防冰侧；

所述供气管路组包括：

供气管路；以及

连通于所述供气管路的吹气单元；

所述供气管路通过管路安装结构悬挂于所述闸门一侧，且所述管路安装结构通过卷扬机调节所述吹气单元的高度；

所述供气管路为软管；

所述供气管路通过盘管器收纳；

防冰作业时，所述卷扬机驱动所述供气管路向下运动以将所述吹气单元深入水下、并通过吹气单元向水中排放压缩空气；

汛期时，所述卷扬机驱动所述供气管路向上运动以将所述吹气单元提升至水面以上。

进一步的，所述管路安装结构包括：

安装架，所述安装架内部形成有安装腔；

安装于所述安装架内的所述卷扬机；

所述卷扬机通过齿轮传动所述盘管器转动以驱动所述盘管器与所述卷扬机的转动部同步转动；

所述卷扬机通过钢丝绳吊装所述吹气单元；

所述盘管器用以缠绕所述供气管路。

在上述技术方案中，本实用新型提供的一种适用于寒冷地区闸门冬季防冰的吹气系统，具有以下有益效果：

本实用新型的吹气系统的供气管路布置方式灵活，且结构强度高，不仅适用于各种形式和结构的闸门冬季防冰需求，而且吹气组件的耗气量根据不同时期的工艺要求受控于外部控制器，节约能源，满足节能环保的理念。

本实用新型的吹气系统以向水中不断排放压缩空气的方式来阻止冰的形成条件，避免水面结冰，防冰效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种适用于寒冷地区闸门冬季防冰的吹气系统以固定式的结构布置的第一种实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种适用于寒冷地区闸门冬季防冰的吹气系统以固定式的结构布置的第一种实施方式的局部放大图；

图3为本实用新型实施例提供的一种适用于寒冷地区闸门冬季防冰的吹气系统以固定式的结构布置的第二种实施方式的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种适用于寒冷地区闸门冬季防冰的吹气系统以固定式的结构布置的第二种实施方式的局部放大图；

图5为本实用新型实施例提供的一种适用于寒冷地区闸门冬季防冰的吹气系统以悬挂式的结构布置时的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种适用于寒冷地区闸门冬季防冰的吹气系统以悬挂式的结构布置时的局部放大图；

图7为本实用新型实施例提供的一种适用于寒冷地区闸门冬季防冰的吹气系统的供气支管路并联的方式布置吹气单元的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种适用于寒冷地区闸门冬季防冰的吹气系统的供气主管路并联时的结构示意图。

附图标记说明：

1、闸门；2、供气管路组；3、吹气单元；4、管路安装结构；

201、供气主管路；202、供气支管路；203、供气管路；

401、底部安装架；402、管路安装架；403、管卡结构；404、螺栓；405、安装架；406、卷扬机；407、盘管器；408、钢丝绳。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

参见图1～图8所示；

本实用新型的一种适用于寒冷地区闸门冬季防冰的吹气系统，该吹气系统布置于闸门1附近并位于闸门1的上游或下游侧，该系统包括：

供气管路组2；

与供气管路组2连通并靠近闸门1的吹气单元3；

冬季需要防冰时，吹气单元3通过供气管路组2置于水位线以下并向水中排放压缩空气；

供气管路组2通过管路安装结构4布置于闸门1的防冰侧。

具体的，本实施例公开了一种适合寒冷地区闸门1冬季防冰的吹气系统，并结合实际施工经验得出几种较为常用的吹气系统布置形式。

具体的，本实施例相比现有技术中的防冰技术公开了一种以向水中不断排放压缩空气，利用气泡扰动水体来阻止冰的形成条件，从而达到避免水面结冰的目的，该系统根据不同的闸门结构和要求，布置方式有所不同，而唯一中心设计理念就是在适当的位置将吹气单元3布置在闸门1合理位置，并接收外部供气设备的供气，不断向水中排放压缩空气。而无论是何种形式的闸门防冰结构，需要考虑到汛期时避免水流冲击而确保供气管路组2为避免水流冲击的结构。具体的避免水流冲击的结构将以下述几个实施例进行阐述。

实施例一：

参见图1、图2、图7和图8所示，本实施例一是以固定式的方式对吹气系统进行布置，首先，吹气单元3和供气管路组2可以选用串联的方式，也可以选用并联的方式。而两者之间的连接结构也没有限制，可以选用三通，或者其他同类连接件。

优选的，本实施例一中的闸门1的防冰侧的底坎处具有预埋供气管路组2的混凝土结构时，供气管路组2通过管路安装结构4预埋于混凝土结构内并将吹气单元3置于闸门1的防冰侧；

供气管路组2包括：

一根供气主管路201；以及

与供气主管路201连通并形成为并联的多根供气支管路202；

每根供气支管路202上均连通有吹气单元3；

吹气单元3被配置为表面具有微孔的结构，以向水内排放压缩空气，在非工作状态下，该结构具有自密封性，能够防止水流倒灌进吹气单元。

实施例二：

参见图3、图4、图7和图8所示，本实施例一是以固定式的方式对吹气系统进行布置。

优选的，本实施例二中的闸门1的防冰侧的底坎处具有预埋供气管路组2的混凝土结构时，供气管路组2预埋于混凝土结构内并将吹气单元3置于闸门1的防冰侧；

供气管路组2包括：

多根并联的供气主管路201；

供气主管路201上均连通有吹气单元3；

吹气单元3被配置为表面具有微孔的结构，以向水内排放压缩空气，在非工作状态下，该结构具有自密封性，能够防止水流倒灌进吹气单元。

另外，上述两个实施例中的管路安装结构4也具有多种结构，下面以较为优选的结构做进一步说明：

参见图1和图2所示，本实施例中的管路安装结构4包括预埋于混凝土结构内的底部安装架401、以及通过螺栓404与底部安装架401装配固定的管路安装架402；

管路安装架402与底部安装架401之间形成有中空通道，该中空通道用以穿设供气主管路201，且相邻供气主管路201彼此相邻布置。

参见图3和图4所示，本实施例中的管路安装结构4包括预埋于混凝土结构内的底部安装架401、以及通过螺栓404与底部安装架401装配固定的管卡结构403；

每根供气主管路201对应一个管卡结构403地穿设于管卡结构403内。

首先，将吹气系统布置在闸门1底坎混凝土平面上，固定时可以上述的管路安装架401在水下预设安装结构；另外，需要说明的是：如果闸门1处没有底坎混凝土平面的话，可以利用钢结构支架将吹气系统固定在闸门1的门叶上，在闸门1门叶水位线以下一定深度焊接固定支架或者桁架，将其固定在门叶上，供气管路组2通过供气软管沿闸门支臂与吹气组件相连，此种固定形式的吹气组件与闸门1同步移动，在汛期泄洪时随着闸门1的提升而远离水体。

该处介绍的是供气管路组2的第一种布置形式，即由一根供气主管路201连通外部供气设备(气源)连通，将气体引流至上述供气支管路202并传输给吹气单元3，实际工作中，吹气单元3不断向水中排放压缩空气，利用气泡扰动水体阻止冰的形成条件，最终达到防冰的目的。

同时，本实施例的供气管路组2还可以是多根并联的供气主管路201连通气源和吹气单元3，该处不再赘述。

实施例三：

参见图5和图6所示，本实施例三是以悬吊式的方式对吹气系统进行布置。

优选的，本实施例三中的供气管路组2通过管路安装结构4悬挂于闸门1的防冰侧；

供气管路组2包括：

供气管路203；以及

连通于供气管路203的吹气单元3；

供气管路203通过管路安装结构4悬挂于闸门1一侧，且管路安装结构4通过卷扬机406调节吹气单元3的高度；

供气管路203为软管；

供气管路203通过盘管器407收纳；

防冰作业时，卷扬机406驱动供气管路203向下运动以将吹气单元3深入水下、并通过吹气单元3向水中排放压缩空气；

汛期时，悬吊设备驱动供气管路203向上运动以将吹气单元3提升至水面以上。

为了能够实现吹气单元3的悬挂固定，本实施例三中的管路安装结构4包括：

安装架405，安装架405内部形成有安装腔；

安装于安装架405内的卷扬机406；

卷扬机406通过齿轮传动盘管器407转动以驱动盘管器407与卷扬机406的转动部同步转动；

卷扬机406通过钢丝绳408吊装吹气单元3；

盘管器407用以缠绕供气管路203。

本实施例三中利用卷扬机406或具有升降功能的装置等悬吊设备将供气管路203和吹气单元3悬吊起来，需要防冰作业时，将吹气单元3下降至水下一下一定深度，在利用与外部供气设备连通的供气管路203为吹气单元3输送气体，最终通过吹气单元3向水中排放气泡，达到防冰的目的。而本实施例的卷扬机406或具有升降功能的装置可以作为悬吊作业主要设备，而且以悬吊的方式连接吹气单元3需要采用软连接与吹气单元3连通，即采用软管，因此，需要考虑升降时软管的收卷，这时需要在指定位置设计盘管器，以该种方式收卷软管。

本实施例的供气支管路202/供气主管路201可以选用金属材质或者非金属材质，安装时，根据闸门1孔口跨度或者防冰总跨度可设置一条或多条供气管路组2，供气管路组2的管径根据压缩空气管道管径计算表明确。在供气管路组2安装时可预留二期混凝土沟槽，利用支架、管夹等结构固定在二期混凝土沟槽内，安装完成后沟槽用混凝土回填，供气管路组2埋设进混凝土中，保证闸门1前的混凝土结构无任何因供气管路组2的铺设而产生结构改变。

另外，供气管路203采用软管时，软管的材质可以为耐低温橡胶或者其他可伸缩材质。

作为拓展性的说明：

基于本申请的申请人的在先申请(cn207714250u)和(cn207714251u)中详细介绍了吹气单元的结构和作用原理，简单概括如下：

在现有的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；并将该吹气组件置于容易结冰的位置的下方，这样不断产生的气泡可以不断扰动水体，形成局部水流场，破坏了冰的形成条件，这样就避免了结冰、或减少了结冰的面积。

而本申请主要是将该吹气单元3针对不同闸门的布置要求以不同的安装形式固定在闸门1的不同位置，因此，对于吹气单元3的具体结构和作用原理，这里不再赘述。

在上述技术方案中，本实用新型提供的一种适用于寒冷地区闸门冬季防冰的吹气系统，具有以下有益效果：

本实用新型的吹气系统的供气管路组2布置方式灵活，且结构强度高，不仅适用于各种形式和结构的闸门1冬季防冰需求，而且吹气组件的耗气量根据不同环境温度信号受控于智能控制系统，节约能源，满足节能环保的理念。

本实用新型的吹气系统以向水中不断排放压缩空气的方式来扰乱冰核，避免水面结冰，防冰效果好。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。