一种带有自动除冰功能的水利工程闸门
阅读说明：本技术 一种带有自动除冰功能的水利工程闸门 (Hydraulic engineering gate with automatic deicing function ) 是由 易甲贵 于 2021-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明属于水利工程器械领域,尤其是涉及一种带有自动除冰功能的水利工程闸门,包括闸门本体,所述闸门本体的底部设有导流筒,所述导流筒通过支撑台和闸门本体转动连接,所述导流筒的外侧设有闸板,所述闸板通过电机对导流筒进行启闭动作,所述闸门本体的迎水面设有多组除冰组件。本发明通过在闸门的底部设置出水孔,通过电机进行控制启闭,水流在底部进行流出避开水面的结冰层对闸门迎水端的除冰组件提供驱动力,再利用机械传动的方式,将水流的冲击力转化为除冰组件的振动动作,进而对水面的结冰层进行振动破冰工作,代替了常见的电加热的融冰方式,提高闸门的破冰效果,节省闸门的破冰成本。(The invention belongs to the field of hydraulic engineering instruments, and particularly relates to a hydraulic engineering gate with an automatic deicing function. According to the invention, the water outlet hole is formed in the bottom of the gate, the opening and closing are controlled by the motor, water flows out from the bottom to avoid an ice layer on the water surface, and the ice layer provides a driving force for the ice removing component at the water inlet end of the gate, and then the impact force of the water flow is converted into the vibration action of the ice removing component in a mechanical transmission mode, so that the ice layer on the water surface is vibrated and iced, the common electric heating ice melting mode is replaced, the ice breaking effect of the gate is improved, and the ice breaking cost of the gate is saved.)
技术领域
本发明属于水利工程器械领域，尤其是涉及一种带有自动除冰功能的水利工程闸门。
背景技术
闸门是修建在河道和渠道上控制流量和调节水位的低水头水工建筑物。关闭闸门可以拦洪、挡潮或抬高上游水位，以满足灌溉、发电、航运、水产、环保、工业和生活用水等需要；开启闸门，可以宣泄洪水、涝水、弃水或废水，也可对下游河道或渠道供水。在水利工程中，水闸作为挡水、泄水或取水的建筑物，应用广泛。
现有技术中，公告号为CN201811548811.X的中国发明专利水利水电闸门迎水面防冰冻装置，包括设于水利水电闸门的迎水面上的电热层，所述电热层在迎水面上被划分为若干个能够独立发热融冰的子电热层，各子电热层的迎水面上分别设置有压力传感器。
针对上述中的相关技术，发明人认为该装置在闸门上设置电热层进行融冰操作的实际效果较差，由于一般闸门的材质为合金或合金与混凝土复合结构，当受冷之后采用电热层进行加热的时候，会对闸门表面的合金材料应力分布产生影响，容易造成闸门本体的局部龟裂等状况，同时电热层在实际融冰的过程中不仅耗时较长，同时热量导入水流中会造成大量电能的耗费，提高闸门的破冰成本。
为此，我们提出一种带有自动除冰功能的水利工程闸门来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种带有可控制的机械式高效、节能自动除冰功能的水利工程闸门。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种带有自动除冰功能的水利工程闸门，包括闸门本体，所述闸门本体的底部设有导流筒，所述导流筒通过支撑台和闸门本体转动连接，所述导流筒的外侧设有闸板，所述闸板通过电机对导流筒进行启闭动作，所述闸门本体的迎水面设有多组除冰组件，所述除冰组件通过活动板和闸门本体滑动连接，所述活动板通过蓄力组件和闸门本体往复滑动，所述蓄力组件远离活动板的一端和导流筒啮合连接，使得导流筒在转动过程中通过蓄力组件带动活动板进行往复滑动，进而带动除冰组件进行往复振动除冰动作。
在上述的一种带有自动除冰功能的水利工程闸门中，所述闸门本体的底部设有出水孔，所述支撑台位于出水孔的中间位置，所述导流筒的外侧设有环形槽，所述支撑台通过滚珠和环形槽滑动连接。
在上述的一种带有自动除冰功能的水利工程闸门中，所述闸门本体靠近出水孔的一端设有升降槽，所述闸板和升降槽滑动连接，所述闸板的最小直径尺寸大于出水孔的最大直径尺寸。
在上述的一种带有自动除冰功能的水利工程闸门中，所述闸板采用U形结构，所述闸板的底部设有橡胶垫，所述闸板远离迎水面的一端设有多组漏水孔。
在上述的一种带有自动除冰功能的水利工程闸门中，所述除冰组件包括破冰杆、工形板和滑杆，所述工形板的一端和破冰杆可拆卸连接，所述工形板的另一端通过滑杆和活动板滑动连接。
在上述的一种带有自动除冰功能的水利工程闸门中，所述闸门本体设有多组竖槽，所述破冰杆和竖槽滑动连接，相邻所述破冰杆的高度不同，所述破冰杆的两端均采用楔形结构。
在上述的一种带有自动除冰功能的水利工程闸门中，所述活动板靠近竖槽的一侧设有折线型的活动槽，所述滑杆通过球形的滑块和活动槽滑动连接，所述滑块的最大直径尺寸大于活动槽的开口直径尺寸。
在上述的一种带有自动除冰功能的水利工程闸门中，所述闸门本体靠近竖槽的内侧设有横槽，所述活动板通过复位弹簧和横槽滑动连接。
在上述的一种带有自动除冰功能的水利工程闸门中，所述蓄力组件包括不完全齿轮和从动锥齿轮，所述不完全齿轮的一端通过导杆和从动锥齿轮同轴固定连接，所述不完全齿轮的另一端通过齿条和活动板啮合连接，所述从动锥齿轮通过主动锥齿环和导流筒啮合连接。
在上述的一种带有自动除冰功能的水利工程闸门中，所述电机的输出轴固定连接有螺杆，所述闸板的一端和螺杆螺纹连接，所述闸板的另一端和导杆滑动连接。
本发明的有益效果在于：通过在闸门的底部设置出水孔，通过电机进行控制启闭，水流在底部进行流出避开水面的结冰层对闸门迎水端的除冰组件提供驱动力，再利用机械传动的方式，将水流的冲击力转化为除冰组件的振动动作，进而对水面的结冰层进行振动破冰工作，代替了常见的电加热的融冰方式，提高闸门的破冰效果，节省闸门的破冰成本。
附图说明
图1是本发明提供的一种带有自动除冰功能的水利工程闸门的结构示意图；
图2是图1的侧面局部剖视结构示意图；
图3是本发明提供的一种带有自动除冰功能的水利工程闸门中导流筒和除冰组件的传动结构示意图；
图4是本发明提供的一种带有自动除冰功能的水利工程闸门中闸板的结构示意；
图5图是本发明提供的一种带有自动除冰功能的水利工程闸门中活动板和除冰组件的传动结构示意图。
图中：1闸门本体、11出水孔、12升降槽、13竖槽、14横槽、2导流筒、21环形槽、3支撑台、4闸板、41橡胶垫、42漏水孔、5电机、51螺杆、6除冰组件、61破冰杆、62工形板、63滑杆、631滑块、7活动板、71活动槽、72复位弹簧、73齿条、8蓄力组件、81不完全齿轮、82从动锥齿轮、83导杆、84主动锥齿环。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
如图1-5所示，一种带有自动除冰功能的水利工程闸门，包括闸门本体1，闸门本体1的底部设有导流筒2，导流筒2通过支撑台3和闸门本体1转动连接，需要说明的是，闸门本体1采用常规矩形结构体，针对小型闸门进行设计，闸门本体1的底部设有出水孔11，支撑台3位于出水孔11的中间位置，导流筒2的外侧设有环形槽21，支撑台3通过滚珠和环形槽21滑动连接，导流筒2的内部设有导流扇叶，使得导流筒2能够可利用水流的冲击力，进行自动旋转动作，导流筒2通过支撑台3转动连接在出水孔11中，滚珠用来降低导流筒2和支撑台3转动之间的摩擦系数。
导流筒2的外侧设有闸板4，闸板4通过电机5对导流筒2进行启闭动作，需要注意的是，闸门本体1靠近出水孔11的一端设有升降槽12，闸板4和升降槽12滑动连接，闸板4的最小直径尺寸大于出水孔11的最大直径尺寸，使得闸板4在闭合时对出水孔11进行密封处理，避免迎水端的水流渗漏出去。
具体的，闸板4采用U形结构，闸板4的底部设有橡胶垫41，避免闸板4在和闸门本体1进行闭合时产生刚性接触，提高闸板4的使用寿命，同时提高闸板4对出水孔11的密封性，闸板4远离迎水面的一端设有多组漏水孔42，便于闸板4在密封后出水孔11内部的水流能够正常导出。
更具体的，电机5采用型号为CH22-400-20S减速电机，电机5带有抱闸功能，配合控制系统控制闸板4进行精准启动和闭合，值得一提的是，电机5的输出轴固定连接有螺杆51，闸板4的一端通过螺孔和螺杆51螺纹连接，闸板4的另一端通过滑孔和导杆83滑动连接，有效保持闸板动作的稳定性。
闸门使用时，当需要启动闸门本体1的破冰功能时，通过启动电机5使得电机5的输出轴带动螺杆51进行转动，螺杆51通过螺孔带动闸板4进行升降动作，此时闸板4和闸门本体1的升降槽12进行滑动，逐渐打开闸门本体1的出水孔11，闸板4远离螺孔的一端通过滑孔和导杆83进行滑动，保持闸板4动作的稳定性。当出水孔11打开后，闸门迎水端的部分水流通过底部的出水孔11进行渗漏，此时导流筒2通过内部的导流扇叶，使得导流筒2能够可利用水流的冲击力，进行自动旋转动作，导流筒2在转动过程中通过滚珠和支撑台3进行转动，实现除冰组件6的驱动工作。
闸门本体1的迎水面设有多组除冰组件6，除冰组件6通过活动板7和闸门本体1滑动连接，活动板7通过蓄力组件8和闸门本体1往复滑动，需要说明的是，除冰组件6包括破冰杆61、工形板62和滑杆63，工形板62的一端和破冰杆61通过螺栓可拆卸连接，便于破冰杆61的定期拆卸修护，保证闸门在冬季的除冰效果，工形板62的另一端通过滑杆63和活动板7滑动连接。
具体的，闸门本体1设有多组竖槽13，破冰杆61和竖槽13滑动连接，相邻破冰杆61的高度不同，破冰杆61的两端均采用楔形结构，提高破冰杆61的除冰效果，闸门本体1靠近竖槽13的内侧设有横槽14，横槽14和竖槽13之间设有专门为滑杆63动作的空槽，活动板7通过复位弹簧72和横槽14滑动连接，复位弹簧72用于活动板7的复位动作，使得活动板7能够带动破冰杆61进行往复振动除冰工作。
更具体的，活动板7靠近竖槽13的一侧设有折线型的活动槽71，滑杆63通过球形的滑块631和活动槽71滑动连接，滑块631的最大直径尺寸大于活动槽71的开口直径尺寸，使得活动板7在往复滑动的过程中通过折线型的活动槽71带动工形板62进行上下动作，进而带动破冰杆61进行破冰工作。
蓄力组件8远离活动板7的一端和导流筒2啮合连接，使得导流筒2在转动过程中通过蓄力组件8带动活动板7进行往复滑动，进而带动除冰组件6进行往复振动除冰动作。
具体的，蓄力组件8包括不完全齿轮81和从动锥齿轮82，不完全齿轮81的一端通过导杆83和从动锥齿轮82同轴固定连接，不完全齿轮81的另一端通过齿条73和活动板7啮合连接，从动锥齿轮82通过主动锥齿环84和导流筒2啮合连接。
更具体的，主动锥齿环84固定连接在导流筒2靠近闸门本体1迎水端一侧，通过啮合连接的从动锥齿轮82带动导杆83进行转动，导杆83通过轴承和闸门本体1转动连接，导杆83通过不完全齿轮81带动齿条73进行啮合，使得活动板7和横槽14进行蓄力滑动，当活动板7蓄力到一定程度后齿条73和不完全齿轮81脱离啮合，活动板7在复位弹簧72的作用下进行回拉，进而使得活动板7在水流的作用下实现往复滑动，活动板7在动作过程中通过折线型的活动槽71带动滑杆63进行上下滑动，进而带动破冰杆61进行振动破冰工作。
除冰组件6动作时，通过水流带动导流筒2进行转动，导流筒2通过迎水端一侧的主动锥齿环84带动啮合连接的从动锥齿轮82进行转动，从动锥齿轮82通过导杆83带动不完全齿轮81进行转动，不完全齿轮81通过齿条73带动活动板7和闸门本体1的横槽14进行蓄力滑动，当活动板7蓄力到一定程度后齿条73和不完全齿轮81脱离啮合，活动板7在复位弹簧72的作用下进行回拉，进而使得活动板7在水流的作用下实现往复滑动，活动板7在动作过程中滑杆63上的滑块631在折线型活动槽71的带动下进行上下滑动，进而带动工形板62上多组破冰杆61对水面的结冰进行振动破冰工作。
现对本发明的操作原理做如下描述：
闸门使用时，当需要启动闸门本体1的破冰功能时，通过启动电机5使得电机5的输出轴带动螺杆51进行转动，螺杆51通过螺孔带动闸板4进行升降动作，此时闸板4和闸门本体1的升降槽12进行滑动，逐渐打开闸门本体1的出水孔11，闸板4远离螺孔的一端通过滑孔和导杆83进行滑动，保持闸板4动作的稳定性。当出水孔11打开后，闸门迎水端的部分水流通过底部的出水孔11进行渗漏，此时导流筒2通过内部的导流扇叶，使得导流筒2能够可利用水流的冲击力，进行自动旋转动作，导流筒2在转动过程中通过滚珠和支撑台3进行转动，实现除冰组件6的驱动工作。
水流在持续进行渗漏过程中，通过导流筒2带动主动锥齿环84进行转动，主动锥齿环84带动啮合连接的从动锥齿轮82进行转动，从动锥齿轮82通过导杆83带动不完全齿轮81进行转动，不完全齿轮81通过齿条73带动活动板7和闸门本体1的横槽14进行蓄力滑动，当活动板7蓄力到一定程度后齿条73和不完全齿轮81脱离啮合，活动板7在复位弹簧72的作用下进行回拉，进而使得活动板7在水流的作用下实现往复滑动，活动板7在动作过程中滑杆63上的滑块631在折线型活动槽71的带动下进行上下滑动，进而带动工形板62上多组破冰杆61对水面的结冰进行振动破冰工作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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