水利水電閘門迎水面防冰凍裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水利水電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種水利水電閘門迎水面防冰凍裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水利水電閘門絕大多數(shù)為鋼制閘門，閘門起到攔蓄庫水與定流量泄放庫水的作用。寒冬冰凍期，絕大多數(shù)閘門靜置不動，閘門迎水面會結(jié)上厚厚的冰蓋。冰是水的三態(tài)之一，由水凝結(jié)成冰后，比重減小，體積增大，初步估算，迎水面寬度10米的鋼制閘門在氣溫攝氏負(fù)20度條件下所結(jié)成的冰蓋，可造成閘門迎水面承受冰漲壓力上百噸！這是極具破壞性的靜壓力，因此，閘門迎水面防冰凍技術(shù)措施必不可少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種水利水電閘門迎水面防冰凍裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、防冰凍效果好、成本低廉的特點。
[0004]本發(fā)明提供的一種水利水電閘門迎水面防冰凍裝置，包括設(shè)于閘門附近水體中的浮筒，所述浮筒中設(shè)有發(fā)熱元件，所述防冰凍裝置還包括溫度傳感器、中央控制單元和電力電源，所述溫度傳感器通過信號傳輸電纜與中央控制單元的信號輸入端相連，所述中央控制單元的信號輸出端通過信號傳輸電纜與電力電源的信號輸入端相連，所述電力電源的動力輸出端通過電能傳輸電纜與發(fā)熱元件相連。
[0005]在上述技術(shù)方案中，所述發(fā)熱元件為PTC(Positive Temperature Coefficient，正溫度系數(shù))發(fā)熱體。
[0006]在上述技術(shù)方案中，所述閘門頂部設(shè)有手動提升裝置，所述手動提升裝置通過扁平電纜與浮筒相連。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述電力電源為安全電壓隔離變壓器。
[0008]本發(fā)明水利水電閘門迎水面防冰凍裝置，具有以下有益效果:PTC發(fā)熱體是節(jié)能高效新型半導(dǎo)體加熱器件，它可以在十分寬泛的工作電壓下運行，它具有自動控溫特性，它具有數(shù)十萬小時以上的安全運行壽命，它具有十分低廉的構(gòu)建成本。水面是強冷空氣與水體熱交換的主要界面，在旁近閘門迎水面的水域設(shè)置不銹鋼發(fā)熱體浮筒有效阻斷旁近區(qū)域水體熱交換，對小范圍水體適度加溫，所耗能源被限定在極低的合理水平。假設(shè)高效防冰凍PTC發(fā)熱體滿功率為2KW，每分鐘釋放熱能約14千卡，可令14千克水體溫度上升I攝氏度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、防冰凍效果好、操作安全、節(jié)能高效、成本低廉的特點。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明水利水電閘門迎水面防冰凍裝置與閘門的右視結(jié)構(gòu)圖；
[0010]圖2為本發(fā)明水利水電閘門迎水面防冰凍裝置與閘門的主視結(jié)構(gòu)圖；
[0011]圖3為本發(fā)明水利水電閘門迎水面防冰凍裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)描述，但該實施例不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
[0013]參見圖1至圖3，本發(fā)明水利水電閘門迎水面防冰凍裝置，包括設(shè)于閘門10附近水體11中的浮筒1，所述浮筒I中設(shè)有發(fā)熱元件2，所述防冰凍裝置還包括溫度傳感器4、中央控制單元5和電力電源，所述溫度傳感器4通過信號傳輸電纜7與中央控制單元5的信號輸入端相連，所述中央控制單元5的信號輸出端通過信號傳輸電纜7與電力電源的信號輸入端相連，所述電力電源的動力輸出端通過電能傳輸電纜8與發(fā)熱元件2相連。
[0014]所述發(fā)熱元件2為PTC發(fā)熱體。
[0015]所述閘門10頂部設(shè)有手動提升裝置9，所述手動提升裝置9通過扁平電纜3與浮筒I相連。
[0016]所述電力電源為安全電壓隔離變壓器6。
[0017]中央控制單元5由嵌入式計算機系統(tǒng)構(gòu)成，該系統(tǒng)通過溫度傳感器4感受氣溫變化。當(dāng)氣溫處于冰點以上溫度時，發(fā)熱元件2處于休眠狀態(tài)，僅由中央控制單元5實施監(jiān)控；當(dāng)氣溫低于冰點溫度時，中央控制單元5接通安全電壓隔離變壓器6，通過電能傳輸電纜8啟動由PTC發(fā)熱體構(gòu)成的發(fā)熱元件2進行防冰凍加熱。防冰凍加熱操作實施全功率間歇加熱，間歇啟停操作由中央控制單元5自動控制。當(dāng)氣溫較高時，間歇時間長，加熱時間短；當(dāng)氣溫較低時，間歇時間短，加熱時間長。中央控制單元5面板上設(shè)置對應(yīng)于不同氣溫的時間設(shè)定按鈕，方便用戶從節(jié)能與防冰凍效果兩方面考慮進行設(shè)定。
[0018]本專利有三項新亮點:其一，使用了 PTC發(fā)熱體；其二，配置了不銹鋼發(fā)熱體浮筒
I;其三，發(fā)熱元件2使用36V安全工作電壓。三亮點結(jié)合在一起，使得整個裝置設(shè)計合理、安裝方便、操作安全、自動化程度高、經(jīng)濟適用。
[0019]PTC發(fā)熱體是節(jié)能高效新型半導(dǎo)體加熱器件，它可以在十分寬泛的工作電壓下運行，它具有自動控溫特性，它具有數(shù)十萬小時以上的安全運行壽命，成本十分低廉。
[0020]由于水結(jié)成冰是水的相變過程，在這個過程中，水會放出大量熱能。I千克質(zhì)量的水轉(zhuǎn)變成同溫度的冰，要釋放出79.6千卡的熱能而I千克質(zhì)量的冰轉(zhuǎn)變成同溫度的水，要吸收79.6千卡的熱能；1千卡質(zhì)量的水下降I攝氏度僅能釋放出I千卡的熱能而I千卡質(zhì)量的水上升I攝氏度僅需吸收I千卡的熱能。兩者相差近80倍。
[0021]該物理法則提醒我們:水已經(jīng)結(jié)成冰后要想化解，需使用較多的能源，最好是采取技術(shù)措施防止水凍結(jié)。
[0022]另外，防止閘門10迎水面冰凍僅需在旁近閘門10迎水面的非常小的水域內(nèi)進行，
這些都是本專利設(shè)計思想的重要基礎(chǔ)。
[0023]水面是強冷空氣與水體熱交換的主要界面，在閘門10迎水面附近的水域設(shè)置不銹鋼發(fā)熱體浮筒I有效阻斷旁近區(qū)域水體熱交換，對小范圍水體適度加溫，所耗能源被限定在極低的合理水平。假設(shè)高效防冰凍PTC發(fā)熱體滿功率為2KW，每分鐘釋放熱能約14千卡，可令14千克水體溫度上升I攝氏度。
[0024]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
[0025]本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種水利水電閘門迎水面防冰凍裝置，其特征在于:包括設(shè)于閘門(10)附近水體(11)中的浮筒(I)，所述浮筒(I)中設(shè)有發(fā)熱元件(2)，所述防冰凍裝置還包括溫度傳感器(4)、中央控制單元(5)和電力電源，所述溫度傳感器(4)通過信號傳輸電纜(7)與中央控制單元(5)的信號輸入端相連，所述中央控制單元(5)的信號輸出端通過信號傳輸電纜(7)與電力電源的信號輸入端相連，所述電力電源的動力輸出端通過電能傳輸電纜⑶與發(fā)熱元件⑵相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水利水電閘門迎水面防冰凍裝置，其特征在于:所述發(fā)熱元件⑵為PTC發(fā)熱體。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水利水電閘門迎水面防冰凍裝置，其特征在于:所述閘門(10)頂部設(shè)有手動提升裝置(9)，所述手動提升裝置(9)通過扁平電纜(3)與浮筒(I)相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水利水電閘門迎水面防冰凍裝置，其特征在于:所述電力電源為安全電壓隔離變壓器(6)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種水利水電閘門迎水面防冰凍裝置，包括設(shè)于閘門附近水體中的浮筒，所述浮筒中設(shè)有發(fā)熱元件，所述防冰凍裝置還包括溫度傳感器、中央控制單元和電力電源，所述溫度傳感器通過信號傳輸電纜與中央控制單元的信號輸入端相連，所述中央控制單元的信號輸出端通過信號傳輸電纜與電力電源的信號輸入端相連，所述電力電源的動力輸出端通過電能傳輸電纜與發(fā)熱元件相連。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、防冰凍效果好、操作安全、成本低廉的特點，可以廣泛應(yīng)用于水利水電技術(shù)領(lǐng)域。
【IPC分類】E02B15/02
【公開號】CN204676509
【申請?zhí)枴緾N201520348090
【發(fā)明人】徐傳仁, 史兵, 陳智海
【申請人】武漢靜磁柵機電制造有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月26日