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申请/专利权人：天津大学

摘要：本发明公开了一种寒区河渠装配式动力导冰结构，倾斜布置于排冰渠道下游侧，与主干渠道之间具有夹角，由锚固桩、连接索、动力滚筒、辅助滚筒和传动链条组成；动力滚筒和辅助滚筒均由从上到下依次相连的滚筒浮体、滚筒主体和滚筒压重组成，动力滚筒的滚筒主体内部设置有转动电机；辅助滚筒的中部设有用于安装滚筒转轴的贯通孔，辅助滚筒以滚筒转轴为轴自由转动；动力滚筒设置有至少一个，动力滚筒和辅助滚筒之间、辅助滚筒和辅助滚筒之间通过连接杆依次相互连接，动力滚筒和辅助滚筒之间还设有传动链条，用以将动力滚筒内转动电机的动力传递给辅助滚筒；该导冰结构两侧分别通过柔性连接索和固定卡扣与位于岸边的锚固桩连接。

主权项：1.一种寒区河渠装配式动力导冰结构，倾斜布置于排冰渠道下游侧，与主干渠道之间具有夹角，其特征在于，所述导冰结构由锚固桩、连接索、动力滚筒、辅助滚筒和传动链条组成；动力滚筒和辅助滚筒均为圆柱体结构，且均由从上到下依次相连的滚筒浮体、滚筒主体和滚筒压重组成，所述动力滚筒的滚筒主体内部设置有转动电机；所述辅助滚筒的中部设有用于安装滚筒转轴的贯通孔，辅助滚筒以滚筒转轴为轴自由转动；所述动力滚筒设置有至少一个，所述动力滚筒和辅助滚筒之间、辅助滚筒和辅助滚筒之间通过连接杆依次相互连接，所述动力滚筒和辅助滚筒之间还设有传动链条，用以将动力滚筒内转动电机的动力传递给辅助滚筒；该导冰结构两侧分别通过柔性连接索和固定卡扣与位于岸边的锚固桩连接，所述动力滚筒和辅助滚筒的外表面设置为凹凸形状，所述贯通孔的孔径大于滚筒转轴的直径；贯通孔和滚动转轴之间还设有轴承，所述导冰结构与主干渠道之间的夹角为50°～70°，所述导冰结构的长度为9～15m，间隔两个辅助滚筒设置有一个主动滚筒。

全文数据：一种寒区河渠装配式动力导冰结构技术领域本发明涉及寒区河道、渠道冬季输水中的冰害防治措施领域，特别是一种寒区河渠装配式动力导冰结构。背景技术我国北方冬季气候寒冷，河流和渠道冬季大多为冰盖下输水方式运行。但是在初冬冰盖形成前以及冬末冰盖破碎后，将会形成大量冰凌随水流运动的情况。当水流流速较高时，冰凌容易在河渠断面突变、底坡突变以及涉水建筑物闸门、桥梁等位置停滞、下潜、堆积形成冰塞或冰坝灾害，堵塞过水断面，减小断面过流能力，继而可能引发河渠溢流等凌汛灾害，严重威胁人民生命、财产安全。发明内容本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种寒区河渠装配式动力导冰结构。该导冰结构与河渠水流主流向呈一定角度倾斜布置，在导冰结构两侧分别采用连接索将导冰结构与锚固桩相连。采用柔性连接索是为了增强该结构对水位变化的适应能力。随水流运动的冰凌遇到该导冰结构阻滞后，动力滚筒将在电力作用下，通过传动链条带动辅助滚筒发生转动，利用摩擦力以及排冰履带外表面凸起对冰凌的推力，促使冰凌改变运动方向，避免大量冰凌停滞、堆积形成冰塞、冰坝危害，有效减小下游干渠输冰压力，为保障河渠在冬季安全稳定输水发挥重要作用。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种寒区河渠装配式动力导冰结构，倾斜布置于排冰渠道下游侧，与主干渠道之间具有夹角，所述导冰结构由锚固桩、连接索、动力滚筒、辅助滚筒和传动链条组成；动力滚筒和辅助滚筒均为圆柱体结构，且均由从上到下依次相连的滚筒浮体、滚筒主体和滚筒压重组成，所述动力滚筒的滚筒主体内部设置有转动电机；所述辅助滚筒的中部设有用于安装滚筒转轴的贯通孔，辅助滚筒以滚筒转轴为轴自由转动；所述动力滚筒设置有至少一个，所述动力滚筒和辅助滚筒之间、辅助滚筒和辅助滚筒之间通过连接杆依次相互连接，所述动力滚筒和辅助滚筒之间还设有传动链条，用以将动力滚筒内转动电机的动力传递给辅助滚筒；该导冰结构两侧分别通过柔性连接索和固定卡扣与位于岸边的锚固桩连接。进一步的，所述动力滚筒和辅助滚筒的外表面设置为凹凸形状。进一步的，所述贯通孔的孔径大于滚筒转轴的直径；贯通孔和滚动转轴之间还设有轴承。进一步的，所述导冰结构与主干渠道之间的夹角为50°～70°。进一步的，所述导冰结构的长度为9～15m，间隔两个辅助滚筒设置有一个主动滚筒。与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：1.该导冰结构两侧分别用柔性连接索将其与两岸锚固桩通过固定卡扣连接，采用柔性连接索是为了增强该导冰结构对水位变化的适应能力。该导冰结构对水流的运动影响较小，水流可沿主流方向继续向下游流动，而随水流运动的冰凌则受该导冰结构阻拦和导向。该导冰结构既实现了对冰凌运动方向的引导，同时又能够有效避免大量冰凌的堆积，避免冰凌堵塞过水断面，对于保障冰期输水安全具有重要意义。2.动力滚筒和辅助滚筒外表面均设置为凹凸形状，增强了排冰效果。3.该导冰结构具有标准化生产，质量可靠，装配式安装的特点，采用的技术成熟且结构简单，适用范围较为广泛。该导冰结构对水流的影响较小，但随水流运动的冰凌将在该导冰结构作用下改变运动方向，在主动滚筒提供动力条件下，可以有效避免冰凌在该导冰结构前发生堆积，可以实现有效降低下游输冰压力，减小下游发生冰塞、冰坝等极端冰害的可能性，有效保障冰期输水的安全稳定。附图说明图1为本发明装配式动力导冰结构的平面布置示意图；图2为本发明装配式动力导冰结构的滚筒结构示意图；图3为本发明装配式动力导冰结构的横剖面示意图；附图标记：1-滚筒浮体；2-滚筒主体；3-滚筒压重；4-滚筒转轴；5-转动电机；6-连接杆；7-传动链条；8-连接索；9-固定卡扣；10-锚固桩。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。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。一种寒区河渠装配式动力导冰结构，如图1所示，倾斜布置于排冰渠道下游侧，与主干渠道之间具有一定的夹角。如图2和图3所示，该导冰结构由滚筒浮体1，滚筒主体2，滚筒压重3，滚筒转轴4，转动电机5，连接杆6，传动链条7，连接索8，固定卡扣9，锚固桩10组成。滚筒浮体1、滚筒主体2和滚筒压重3组成辅助滚筒和主动滚筒的基本结构。辅助滚筒中间具有贯通孔，孔径略大于滚筒转轴4的直径。滚筒转轴4通过该贯通孔套在辅助滚筒内，辅助滚筒以滚筒转轴4为轴自由转动，为了进一步减小辅助滚筒转动时的摩擦力，可在辅助滚筒和滚筒转轴4之间添加轴承。主动滚筒结构与辅助滚筒类似，区别在于主动滚筒的滚筒主体2内设置有转动电机5，转动电机5为滚筒的转动提供动力，相邻滚筒之间采用连接杆6连接，并利用转动链条7将主动滚筒内转动电机5的动力传递给辅助滚筒。该导冰结构两侧分别用两根柔性连接索8将其与两岸锚固桩10通过固定卡扣9连接。该实施例中，导冰结构与主干渠道之间的夹角为60°，导冰结构主体长度为12m，间隔两个辅助滚筒设置1个主动滚筒，如图3所示，主动滚筒和辅助滚筒直径都是30cm，具体来说：滚筒浮体1直径30cm，高10cm；滚筒主体2直径30cm，高30cm；滚筒压重3直径30cm，高10cm；滚筒转轴直径5cm，长度60cm；连接索8四根，长度均为3m以应对水位变化；滚筒间距30cm，固定连接杆长度40cm，合计辅助滚筒14个，主动滚筒7个。上述寒区河渠装配式动力导冰结构的工作原理如下：当冰凌量较小、也没有发生冰塞、冰坝等严重冰情的条件下，可以不启动电机，由于该导冰结构与水流方向具有一个夹角，冰凌短暂的撞击作用力和持续的挤压作用力下，都将分解为垂直于滚筒面的作用力垂向力和相切于滚筒面的作用力切向力。切向力将促使滚筒发生滚动，冰凌和滚筒之间的静摩擦作用力或者滑动摩擦作用力将转化为滚动摩擦作用力，从而提高冰凌导向效果。当冰凌量较大，或者发生冰凌堆积、堵塞过水断面的情况，则可以启动电机，电机带动滚筒主动旋转，利用滚筒凹凸不平的表面，增大滚筒对冰凌的导向作用力，促使冰凌向预定方向运动，有效避免冰凌的大量堆积。同时由于滚筒是由上部密度小于水的滚筒浮体、下部的密度较大滚筒压重以及中间抗摩擦能力较好的滚筒主体组成，因而自身稳定性较好，而上下两根导冰索自身的抗扭转性质，也增加了该滚筒式导冰索在垂向力作用下的稳定性。因而该滚筒式导冰索结构自身稳定性强。冰凌随水流运动在遇到该导冰结构阻滞时，冰凌将减速并可能短暂停留。由主动滚筒内的转动电机提供动力下转动，冰凌在滚筒摩擦力和表面凸起的推力作用下，迫使冰凌向预期的方向运动。因此该导冰结构控冰效果很好，适用范围较为广泛。本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种寒区河渠装配式动力导冰结构，倾斜布置于排冰渠道下游侧，与主干渠道之间具有夹角，其特征在于，所述导冰结构由锚固桩、连接索、动力滚筒、辅助滚筒和传动链条组成；动力滚筒和辅助滚筒均为圆柱体结构，且均由从上到下依次相连的滚筒浮体、滚筒主体和滚筒压重组成，所述动力滚筒的滚筒主体内部设置有转动电机；所述辅助滚筒的中部设有用于安装滚筒转轴的贯通孔，辅助滚筒以滚筒转轴为轴自由转动；所述动力滚筒设置有至少一个，所述动力滚筒和辅助滚筒之间、辅助滚筒和辅助滚筒之间通过连接杆依次相互连接，所述动力滚筒和辅助滚筒之间还设有传动链条，用以将动力滚筒内转动电机的动力传递给辅助滚筒；该导冰结构两侧分别通过柔性连接索和固定卡扣与位于岸边的锚固桩连接。2.根据权利要求1所述一种寒区河渠装配式动力导冰结构，其特征在于，所述动力滚筒和辅助滚筒的外表面设置为凹凸形状。3.根据权利要求1所述一种寒区河渠装配式动力导冰结构，其特征在于，所述贯通孔的孔径大于滚筒转轴的直径；贯通孔和滚动转轴之间还设有轴承。4.根据权利要求1所述一种寒区河渠装配式动力导冰结构，其特征在于，所述导冰结构与主干渠道之间的夹角为50°～70°。5.根据权利要求1所述一种寒区河渠装配式动力导冰结构，其特征在于，所述导冰结构的长度为9～15m，间隔两个辅助滚筒设置有一个主动滚筒。

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