水利水电闸门迎水面防冰冻装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水利水电技术领域，特别是涉及一种水利水电闸门迎水面防冰冻装置。
【背景技术】
[0002]水利水电闸门绝大多数为钢制闸门，闸门起到拦蓄库水与定流量泄放库水的作用。寒冬冰冻期，绝大多数闸门静置不动，闸门迎水面会结上厚厚的冰盖。冰是水的三态之一，由水凝结成冰后，比重减小，体积增大，初步估算，迎水面宽度10米的钢制闸门在气温摄氏负20度条件下所结成的冰盖，可造成闸门迎水面承受冰涨压力上百吨！这是极具破坏性的静压力，因此，闸门迎水面防冰冻技术措施必不可少。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了克服上述【背景技术】的不足，提供一种水利水电闸门迎水面防冰冻装置，具有结构简单、防冰冻效果好、成本低廉的特点。
[0004]本发明提供的一种水利水电闸门迎水面防冰冻装置，包括设于闸门附近水体中的浮筒，所述浮筒中设有发热元件，所述防冰冻装置还包括温度传感器、中央控制单元和电力电源，所述温度传感器通过信号传输电缆与中央控制单元的信号输入端相连，所述中央控制单元的信号输出端通过信号传输电缆与电力电源的信号输入端相连，所述电力电源的动力输出端通过电能传输电缆与发热元件相连。
[0005]在上述技术方案中，所述发热元件为PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数)发热体。
[0006]在上述技术方案中，所述闸门顶部设有手动提升装置，所述手动提升装置通过扁平电缆与浮筒相连。
[0007]在上述技术方案中，所述电力电源为安全电压隔离变压器。
[0008]本发明水利水电闸门迎水面防冰冻装置，具有以下有益效果:PTC发热体是节能高效新型半导体加热器件，它可以在十分宽泛的工作电压下运行，它具有自动控温特性，它具有数十万小时以上的安全运行寿命，它具有十分低廉的构建成本。水面是强冷空气与水体热交换的主要界面，在旁近闸门迎水面的水域设置不锈钢发热体浮筒有效阻断旁近区域水体热交换，对小范围水体适度加温，所耗能源被限定在极低的合理水平。假设高效防冰冻PTC发热体满功率为2KW，每分钟释放热能约14千卡，可令14千克水体温度上升I摄氏度。与现有技术相比，本发明具有结构简单、防冰冻效果好、操作安全、节能高效、成本低廉的特点。
【附图说明】
[0009]图1为本发明水利水电闸门迎水面防冰冻装置与闸门的右视结构图；
[0010]图2为本发明水利水电闸门迎水面防冰冻装置与闸门的主视结构图；
[0011]图3为本发明水利水电闸门迎水面防冰冻装置的电路结构图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
[0013]参见图1至图3，本发明水利水电闸门迎水面防冰冻装置，包括设于闸门10附近水体11中的浮筒1，所述浮筒I中设有发热元件2，所述防冰冻装置还包括温度传感器4、中央控制单元5和电力电源，所述温度传感器4通过信号传输电缆7与中央控制单元5的信号输入端相连，所述中央控制单元5的信号输出端通过信号传输电缆7与电力电源的信号输入端相连，所述电力电源的动力输出端通过电能传输电缆8与发热元件2相连。
[0014]所述发热元件2为PTC发热体。
[0015]所述闸门10顶部设有手动提升装置9，所述手动提升装置9通过扁平电缆3与浮筒I相连。
[0016]所述电力电源为安全电压隔离变压器6。
[0017]中央控制单元5由嵌入式计算机系统构成，该系统通过温度传感器4感受气温变化。当气温处于冰点以上温度时，发热元件2处于休眠状态，仅由中央控制单元5实施监控；当气温低于冰点温度时，中央控制单元5接通安全电压隔离变压器6，通过电能传输电缆8启动由PTC发热体构成的发热元件2进行防冰冻加热。防冰冻加热操作实施全功率间歇加热，间歇启停操作由中央控制单元5自动控制。当气温较高时，间歇时间长，加热时间短；当气温较低时，间歇时间短，加热时间长。中央控制单元5面板上设置对应于不同气温的时间设定按钮，方便用户从节能与防冰冻效果两方面考虑进行设定。
[0018]本专利有三项新亮点:其一，使用了 PTC发热体；其二，配置了不锈钢发热体浮筒
I;其三，发热元件2使用36V安全工作电压。三亮点结合在一起，使得整个装置设计合理、安装方便、操作安全、自动化程度高、经济适用。
[0019]PTC发热体是节能高效新型半导体加热器件，它可以在十分宽泛的工作电压下运行，它具有自动控温特性，它具有数十万小时以上的安全运行寿命，成本十分低廉。
[0020]由于水结成冰是水的相变过程，在这个过程中，水会放出大量热能。I千克质量的水转变成同温度的冰，要释放出79.6千卡的热能而I千克质量的冰转变成同温度的水，要吸收79.6千卡的热能；1千卡质量的水下降I摄氏度仅能释放出I千卡的热能而I千卡质量的水上升I摄氏度仅需吸收I千卡的热能。两者相差近80倍。
[0021]该物理法则提醒我们:水已经结成冰后要想化解，需使用较多的能源，最好是采取技术措施防止水冻结。
[0022]另外，防止闸门10迎水面冰冻仅需在旁近闸门10迎水面的非常小的水域内进行，
这些都是本专利设计思想的重要基础。
[0023]水面是强冷空气与水体热交换的主要界面，在闸门10迎水面附近的水域设置不锈钢发热体浮筒I有效阻断旁近区域水体热交换，对小范围水体适度加温，所耗能源被限定在极低的合理水平。假设高效防冰冻PTC发热体满功率为2KW，每分钟释放热能约14千卡，可令14千克水体温度上升I摄氏度。
[0024]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
[0025]本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1.一种水利水电闸门迎水面防冰冻装置，其特征在于:包括设于闸门(10)附近水体(11)中的浮筒(I)，所述浮筒(I)中设有发热元件(2)，所述防冰冻装置还包括温度传感器(4)、中央控制单元(5)和电力电源，所述温度传感器(4)通过信号传输电缆(7)与中央控制单元(5)的信号输入端相连，所述中央控制单元(5)的信号输出端通过信号传输电缆(7)与电力电源的信号输入端相连，所述电力电源的动力输出端通过电能传输电缆⑶与发热元件⑵相连。2.根据权利要求1所述的水利水电闸门迎水面防冰冻装置，其特征在于:所述发热元件⑵为PTC发热体。3.根据权利要求1或2所述的水利水电闸门迎水面防冰冻装置，其特征在于:所述闸门(10)顶部设有手动提升装置(9)，所述手动提升装置(9)通过扁平电缆(3)与浮筒(I)相连。4.根据权利要求1或2所述的水利水电闸门迎水面防冰冻装置，其特征在于:所述电力电源为安全电压隔离变压器(6)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种水利水电闸门迎水面防冰冻装置，包括设于闸门附近水体中的浮筒，所述浮筒中设有发热元件，所述防冰冻装置还包括温度传感器、中央控制单元和电力电源，所述温度传感器通过信号传输电缆与中央控制单元的信号输入端相连，所述中央控制单元的信号输出端通过信号传输电缆与电力电源的信号输入端相连，所述电力电源的动力输出端通过电能传输电缆与发热元件相连。本实用新型具有结构简单、防冰冻效果好、操作安全、成本低廉的特点，可以广泛应用于水利水电技术领域。
【IPC分类】E02B15/02
【公开号】CN204676509
【申请号】CN201520348090
【发明人】徐传仁, 史兵, 陈智海
【申请人】武汉静磁栅机电制造有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年5月26日