一种寒区河渠滚筒式导冰索制造技术

本发明专利技术公开一种寒区河渠滚筒式导冰索，倾斜布置于排冰渠道下游侧，与主干渠道之间具有夹角，滚筒式导冰索包括上锚固桩、下锚固桩、滚筒、滚筒转轴和钢丝绳，所述滚筒为圆柱体结构，由从上到下依次设置的滚筒浮体、滚筒主体和滚筒压重组成，所述滚筒以滚筒转轴为中心自由旋转，通过两根钢丝绳分别与滚筒转轴的上下两端固定连接，N个滚筒通过钢丝绳相互串联形成滚筒式导冰索，N为大于2的正整数，钢丝绳的两端分别通过固定卡扣固定于位于河渠两岸的上锚固桩和下锚固桩上。该滚筒式导冰索结构自身稳定性强，导冰效果好，适用范围较为广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种寒区河渠滚筒式导冰索
本专利技术涉及寒区河道、渠道冬季输水中的冰害防治领域，特别是一种寒区河渠滚筒式导冰索。
技术介绍
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，冰凌容易在断面变化、底坡变化以及涉水建筑物(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。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种寒区河渠滚筒式导冰索。该滚筒式导冰索由上锚固桩、下锚固桩、滚筒、滚筒转轴和钢丝绳组成。两根钢丝绳串联多个滚筒-滚筒转轴结构形成滚筒式导冰索，钢丝绳两端分别由固定卡扣固定在位于河渠两岸的上、下锚固桩上。该滚筒式导冰索结构可以布置在需要引导河渠冰凌走向的位置，例如顺水流方向，与主流成一定角度倾斜布置在排冰渠下游侧。随水流运动的冰凌遇到该滚筒式导冰索阻滞后，将伴随滚筒的转动改变运动方向。该滚筒式导冰索可有效控制冰凌的运动方向，同时避免大量冰凌停滞、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。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种寒区河渠滚筒式导冰索，倾斜布置于排冰渠道下游侧，与主干渠道之间具有夹角，滚筒式导冰索包括上锚固桩、下锚固桩、滚筒、滚筒转轴、上钢丝绳和下钢丝绳，所述滚筒为圆柱体结构，由从上到下依次设置的滚筒浮体、滚筒主体和滚筒压重组成，所述滚筒以滚筒转轴为中心自由旋转，通过上钢丝绳和下钢丝绳分别与滚筒转轴的上、下两端固定连接，N个滚筒通过上钢丝绳和下钢丝绳相互串联形成滚筒式导冰索，N为大于2的正整数，上钢丝绳和下钢丝绳的两端分别通过固定卡扣固定于位于河渠两岸的上锚固桩和下锚固桩上。进一步的，所述滚筒中部设有贯通孔，贯通孔的直径大于滚筒转轴的直径。进一步的，所述贯通孔和滚筒转轴之间还设有轴承。进一步的，所述导冰索与主干渠道之间的夹角为50°～70°。与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：1.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，导冰效果好，适用范围较为广泛。2.该导冰索结构具有标准化生产，质量可靠的特点，采用的技术成熟且结构简单，适用范围较为广泛。该导冰索结构对水流的影响较小，随水流运动的冰凌将在该滚筒式导冰索作用下有效改变运动方向，同时由于滚筒自动滚动设计，可以有效避免冰凌在该导冰索前发生堆积，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。3.冰凌对滚筒的撞击力和持续挤压作用力，将促使滚筒自动发生滚动，于是冰凌伴随滚筒的滚动而改变运动方向。该滚筒式导冰索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。附图说明图1为本专利技术滚筒式导冰索的平面布置示意图；图2为本专利技术滚筒式导冰索的滚筒结构示意图；图3为本专利技术滚筒式导冰索的横剖面结构示意图；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-钢丝绳；6-上锚固桩；7-固定卡扣；8-下锚固桩具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种寒区河渠滚筒式导冰索，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，该导冰索由滚筒浮体1，滚筒主体2，滚筒压重3，滚筒转轴4，钢丝绳5，上锚固桩6，固定卡扣7，下锚固桩8组成。滚筒浮体1、滚筒主体2和滚筒压重3组成滚筒结构，滚筒结构中间具有贯通孔，孔径略大于滚筒转轴4的直径。滚筒转轴4通过该贯通孔套在滚筒结构内，滚筒结构可以滚筒转轴4为轴自由转动，为了进一步减小滚筒结构转动时的摩擦力，可在滚筒结构和滚筒转轴4之间添加轴承。两根钢丝绳5分别与滚筒转轴4的顶部和底部固定连接，以此方式串联多个滚筒-滚筒转轴结构。滚筒-滚筒转轴结构的数量由所需要的导冰索长度和河渠边坡系数决定。钢丝绳5两端分别通过固定卡扣7固定连接在上锚固桩6和下锚固桩8上。上述寒区河渠滚筒式导冰索的工作原理如下：冰凌随水流运动在遇到该滚筒式导冰索阻滞时，将会产生短暂的撞击作用力。在撞击后，冰凌将减速并可能短暂停留，并产生持续的挤压作用力作用于该导冰索滚筒结构上。持续挤压作用力有两方面来源，一方面来自后续来冰的撞击作用力，另一方面来源于水流作用于漂浮冰凌底面的拖曳力。由于该滚筒式导冰索结构与水流方向具有一个夹角，因此，无论是冰凌短暂的撞击作用力，还是持续挤压作用力，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。由于滚动摩擦系数远远小于静摩擦系数和滑动摩擦系数。冰凌和滚动之间的摩擦力减小，增加该滚筒式导冰索导冰能力的同时，有效避免冰凌的大量堆积。该实施例中，导冰索与主干渠道之间的夹角为60°，滚筒浮体1直径30cm，高10cm；滚筒主体2直径30cm，高20cm；滚筒压重3直径30cm，高10cm；钢丝绳5两根，长度均为25m，钢丝绳两端各留2.5m余量以应对水位变化；滚筒间距10cm，合计滚筒-滚筒转轴结构50个。本专利技术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专利技术的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本专利技术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专利技术的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种寒区河渠滚筒式导冰索，其特征在于，倾斜布置于排冰渠道下游侧，与主干渠道之间具有夹角，滚筒式导冰索包括上锚固桩、下锚固桩、滚筒、滚筒转轴、上钢丝绳和下钢丝绳，所述滚筒为圆柱体结构，由从上到下依次设置的滚筒浮体、滚筒主体和滚筒压重组成，所述滚筒以滚筒转轴为中心自由旋转，通过上钢丝绳和下钢丝绳分别与滚筒转轴的上、下两端固定连接，N个滚筒通过上钢丝绳和下钢丝绳相互串联形成滚筒式导冰索，N为大于2的正整数，上钢丝绳和下钢丝绳的两端分别通过固定卡扣固定于位于河渠两岸的上锚固桩和下锚固桩上。

【技术特征摘要】
1.一种寒区河渠滚筒式导冰索，其特征在于，倾斜布置于排冰渠道下游侧，与主干渠道之间具有夹角，滚筒式导冰索包括上锚固桩、下锚固桩、滚筒、滚筒转轴、上钢丝绳和下钢丝绳，所述滚筒为圆柱体结构，由从上到下依次设置的滚筒浮体、滚筒主体和滚筒压重组成，所述滚筒以滚筒转轴为中心自由旋转，通过上钢丝绳和下钢丝绳分别与滚筒转轴的上、下两端固定连接，N个滚筒通过上钢丝绳和下钢丝绳相互串联形成滚筒式导冰索，N为大于2的正整数...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵新，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12