一种水利工程专用闸门除冰设备的制作方法

本发明涉及水利工程领域，具体为一种水利工程专用闸门除冰设备。

背景技术：

水利工程是指防洪、排涝、灌跃、水力发电、引(供)水、滩涂治理、水土保持、水资源保护等各类工程(包括新建、扩建、改建、加固、修复、拆除等项目)及其配套和附属工程。

修建在河道和渠道上利用闸门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，水闸，按其所承担的主要任务，可分为：节制闸、进水闸、冲沙闸、分洪闸、挡潮闸、排水闸等，按闸室的结构形式，可分为：开敞式、胸墙式和涵洞式，开敞式水闸当闸门全开时过闸水流通畅，适用于有泄洪、排冰、过木或排漂浮物等任务要求的水闸，节制闸、分洪闸常用这种形式，胸墙式水闸和涵洞式水闸，适用于闸上水位变幅较大或挡水位高于闸孔设计水位，即闸的孔径按低水位通过设计流量进行设计的情况，胸墙式的闸室结构与开敞式基本相同，为了减少闸门和工作桥的高度或为控制下泄单宽流量而设胸墙代替部分闸门挡水，挡潮闸、进水闸、泄水闸常用这种形式，如中国葛洲坝泄水闸采用12m×12m活动平板门胸墙，其下为12m×12m弧形工作门，以适应必要时宣泄大流量的需要，涵洞式水闸多用于穿堤引(排)水，闸室结构为封闭的涵洞，在进口或出口设闸门，洞顶填土与闸两侧堤顶平接即可作为路基而不需另设交通桥，排水闸多用这种形式。

但是较为寒冷的地区在使用水利闸门时通常会存在闸门与水面冻结在一起，从而导致闸门开启不便，寒冷地区的水利闸门在现有技术中通常是在闸门表面设置加热组件，但由于闸门外壁为混凝土与和合金混合结构，当受冷之后采用加热组件进行升温时，会对闸门表面的合金材料应力分布产生影响，当多次的快速冷热交替之后，会使得闸门表面的材质出现局部应力集中，从而产生局部脆性和龟裂，使得闸门的寿命大大下降；同时在较为寒冷的地区实现常温状态下对闸门表面进行除冰的方法也有不少，例如利用人工手动对闸门进行除冰，但此法消费人力较多，且效率较为低下，例如利用绞盘带动破冰锥进行往复运动，从而对闸门表面进行除冰，但此方法耗费能源较多，且除冰后会有不分冰块冻结在闸门表面，不利于闸门的开启；并且在水利工程中常常会出现闸门的两面均有水，且水面高度不同的情况，若此时水利闸门两端均被冻结对于工作人员的除冰难度大大提高，通常是先对一面进行除冰，然后再对另一面进行除冰。

技术实现要素：

本发明的目的在于：为了解决上述问题，提供一种水利工程专用闸门除冰设备。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水利工程专用闸门除冰设备，包括闸门，所述闸门的两侧均设置有支撑柱，所述支撑柱的顶端固定有除冰机构，所述除冰机构的顶端安装有排水机构，所述支撑柱远离闸门的一侧安装有压水机构；

所述除冰机构包括有与支撑柱相连的第一箱体，所述第一箱体的内部安装有缠绕辊，所述缠绕辊的外壁固定有齿轮辊，所述齿轮辊的外壁连接有齿轮条，所述齿轮条的顶端安装有第一转动杆，所述第一转动杆的顶端设置有从动轮，所述从动轮的外壁连接有主动轮，所述主动轮的顶端固定有第二转动杆，所述第二转动杆的外壁设置有第一斜齿轮，所述缠绕辊的外壁位于齿轮辊的一端安装有承重绳，所述承重绳的外壁连接有限位板，所述承重绳的底端固定有破冰锥；

所述排水机构包括有与除冰机构项链的第二箱体，所述第二箱体的内部固定有吸水管，所述吸水管的一侧安装有出水管，所述出水管的底端固定有连接盘，所述连接盘的内部连接有第三转动杆，所述第三转动杆的外壁固定有翻转板，所述连接盘的一端设置有第四转动杆，所述第四转动杆的外壁固定有第二斜齿轮，所述第二箱体的内壁安装有配重活塞；

所述压水机构包括有与排水机构相连的第三箱体，所述第三箱体的外壁连接有进水管，所述第三箱体的顶端固定有活塞管，所述活塞管的内部安装有推杆，所述推杆的顶端设置有连接杆。

优选地，所述闸门的两端均设置有震动机构，所述震动机构包括有与闸门相连的刮板，所述刮板的一端固定有抖动块，所述抖动块的外壁安装有收纳箱，所述抖动块的底端设置有震动弹簧，所述刮板的一端与闸门的外壁贴合。

优选地，所述闸门内部设置有伸缩机构，所述伸缩机构包括有与闸门相连的压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端固定有伸缩框，所述伸缩框远离压缩弹簧的一端安装有震动板，所述闸门的内部设置有与伸缩框相匹配的滑槽，所述闸门的内部设置有与压缩弹簧相匹配的限位孔。

优选地，所述闸门通过外接部件进行驱动，支撑柱的内壁设置有与闸门相匹配的限位槽，所述支撑柱的内部设置有与连接杆相匹配的滑槽。

优选地，所述推杆的底端设置有橡胶盘，所述橡胶盘的外壁与活塞管的内壁直径相匹配，所述进水管的内部设置有单向阀，所述活塞管与第三箱体相接处位置处设置有密封圈，所述进水管与第三箱体相接处位置处设置有密封圈，所述第三箱体与吸水管相接处位置处设置有密封圈。

优选地，所述第二箱体的顶端设置有排水管，所述吸水管与第二箱体相接处位置处设置有密封圈，所述出水管与第二箱体相接处位置处设置有密封圈，所述出水管的顶端设置有涡轮扇叶，所述连接盘与出水管固定连接，所述第三转动杆与连接盘转动连接，所述第三转动杆与第四转动杆固定连接，所述第三转动杆与翻转板固定连接。

优选地，所述缠绕辊的两端与第一箱体均通过扭簧固定连接，所述第二斜齿轮的外壁与第一斜齿轮的外壁相啮合，所述第二转动杆与第一箱体的顶端转动连接，所述从动轮的数量为两组，一组所述从动轮的外壁设置有与主动轮外壁相匹配的卡齿，且所述从动轮外壁卡齿与主动轮外壁卡齿相啮合，另一组所述从动轮与主动轮不接触，所述齿轮辊的外壁设置有与齿轮条的底端相匹配的卡齿，所述承重绳为三组钢索组成，所述第一箱体的底端设置有与钢索相匹配的通孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置闸门、支撑柱、压水机构、排水机构，首先，当外部环境为不结冰状态时，需使用闸门实现水利作业时，工作人员通过外接部件带动闸门上升时，带动连接杆向上移动，从而带动推杆向上移动，推杆移动带动其底端的橡胶盘向上移动（橡胶盘的初始位置与第三箱体的顶端位于同一横向水平线上，第三箱体内部注满水），橡胶盘向上移动带动第三箱体内部水流向活塞管内部移动，由于第三箱体内部水流向活塞管内部移动，导致第三箱体内部形成负压，使得外部水源通过进水管进入第三箱体内部；当水利作业完成后，需将闸门归位时，工作人员操作外接部件带动闸门向下移动，闸门向下移动带动连接杆向下移动，连接杆向下移动带动推杆向下移动，推杆向下移动带动橡胶盘向下移动，橡胶盘向下移动带动活塞管内部水向第三箱体内部移动，第三箱体内部水流向吸水管内部移动，橡胶盘减少了闸门下降的势能，减轻外接部件负担的同时将第三箱体内部水压入吸水管内部；

2、本发明通过设置闸门、支撑柱、除冰机构、排水机构、压水机构、震动机构，吸水管内部的水受到第三箱体内部水流的挤压向上移动，当吸水管内部的水流入第二箱体内部时，第二箱体开始蓄水；当水面与闸门冰冻时，打开出水管顶端的电磁阀，水流通过出水管内部的涡轮扇叶后流速加快，当水流与翻转板相接处时带动翻转板转动，从而带动第三转动杆转动，第三转动杆转动带动第四转动杆转动，从而带动第二斜齿轮转动；第二斜齿轮转动带动第一斜齿轮转动，从而带动第二转动杆转动，第二转动杆转动带动主动轮转动，从而带动从动轮转动，从动轮转动带动第一转动杆转动，第一转动杆转动带动齿轮条做横向往复移动，齿轮条移动带动齿轮辊做往复转动运动，从而带动缠绕辊做往复转动运动，缠绕辊转动带动其外壁的承重绳移动，承重绳移动带动其底端破冰锥移动，由于承重绳的两端均设置有破冰锥，且缠绕辊做往复转动运动，从而导致闸门两端的破冰锥做上下往复运动；当破冰锥向下移动其底端砸向抖动块的斜面时，抖动块向下移动，抖动块向下移动压缩震动弹簧，同时带动刮板向下移动，刮板向下移动对闸门外壁的冰面进行刮除，当破冰锥与抖动块分离时，震动弹簧复位，带动抖动块复位，抖动块复位带动刮板向上移动，对闸门外壁进行再次刮试；当破冰锥上下往复运动几次后，闸门外壁与冰面分离时，即可关闭第二箱体底端的电磁阀，通过外接部件启动闸门完成水利作业。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明压水机构的结构示意图；

图3为本发明排水机构的结构示意图；

图4为本发明翻转板的结构示意图；

图5为本发明除冰机构的结构示意图；

图6为本发明除冰机构的内部结构示意图；

图7为本发明齿轮条的结构示意图；

图8为本发明震动机构的机构示意图；

图9为本发明刮板的机构示意图；

图10为本发明伸缩机构的机构示意图；

图11为本发明伸缩机构的内部机构示意图。

图中：1、闸门；2、支撑柱；3、除冰机构；301、第一箱体；302、缠绕辊；303、齿轮辊；304、齿轮条；305、第一转动杆；306、从动轮；307、主动轮；308、第二转动杆；309、第一斜齿轮；310、承重绳；311、限位板；312、破冰锥；4、排水机构；401、第二箱体；402、吸水管；403、出水管；404、连接盘；405、第三转动杆；406、翻转板；407、第四转动杆；408、第二斜齿轮；409、配重活塞；5、压水机构；501、第三箱体；502、进水管；503、活塞管；504、推杆；505、连接杆；6、震动机构；601、刮板；602、抖动块；603、收纳箱；604、震动弹簧；7、伸缩机构；701、震动板；702、伸缩框；703、压缩弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。

请参阅图1-11，一种水利工程专用闸门除冰设备，包括闸门1，闸门1的两侧均设置有支撑柱2，支撑柱2的顶端固定有除冰机构3，除冰机构3的顶端安装有排水机构4，支撑柱2远离闸门1的一侧安装有压水机构5；

除冰机构3包括有与支撑柱2相连的第一箱体301，第一箱体301的内部安装有缠绕辊302，缠绕辊302的外壁固定有齿轮辊303，齿轮辊303的外壁连接有齿轮条304，齿轮条304的顶端安装有第一转动杆305，第一转动杆305的顶端设置有从动轮306，从动轮306的外壁连接有主动轮307，主动轮307的顶端固定有第二转动杆308，第二转动杆308的外壁设置有第一斜齿轮309，缠绕辊302的外壁位于齿轮辊303的一端安装有承重绳310，承重绳310的外壁连接有限位板311，承重绳310的底端固定有破冰锥312；

排水机构4包括有与除冰机构3项链的第二箱体401，第二箱体401的内部固定有吸水管402，吸水管402的一侧安装有出水管403，出水管403的底端固定有连接盘404，连接盘404的内部连接有第三转动杆405，第三转动杆405的外壁固定有翻转板406，连接盘404的一端设置有第四转动杆407，第四转动杆407的外壁固定有第二斜齿轮408，第二箱体401的内壁安装有配重活塞409；

压水机构5包括有与排水机构4相连的第三箱体501，第三箱体501的外壁连接有进水管502，第三箱体501的顶端固定有活塞管503，活塞管503的内部安装有推杆504，推杆504的顶端设置有连接杆505。

请着重参阅图8与图9，闸门1的两端均设置有震动机构6，震动机构6包括有与闸门1相连的刮板601，刮板601的一端固定有抖动块602，抖动块602的外壁安装有收纳箱603，抖动块602的底端设置有震动弹簧604，刮板601的一端与闸门1的外壁贴合，便于当破冰锥312与震动机构6接触时震动机构6对冰面进行破除。

请着重参阅图10与图11，闸门1内部设置有伸缩机构7，伸缩机构7包括有与闸门1相连的压缩弹簧703，压缩弹簧703的一端固定有伸缩框702，伸缩框702远离压缩弹簧703的一端安装有震动板701，闸门1的内部设置有与伸缩框702相匹配的滑槽，闸门1的内部设置有与压缩弹簧703相匹配的限位孔，便于当破冰锥312与伸缩机构7接触时，伸缩机构7发生抖动。

请着重参阅图1，闸门1通过外接部件进行驱动，支撑柱2的内壁设置有与闸门1相匹配的限位槽，支撑柱2的内部设置有与连接杆505相匹配的滑槽，便于连接杆505的移动。

请着重参阅图2与图3，推杆504的底端设置有橡胶盘，橡胶盘的外壁与活塞管503的内壁直径相匹配，进水管502的内部设置有单向阀，活塞管503与第三箱体501相接处位置处设置有密封圈，进水管502与第三箱体501相接处位置处设置有密封圈，第三箱体501与吸水管402相接处位置处设置有密封圈，压水机构5的外壁材料为保温材料，防止接头处有水流溢出。

请着重参阅图3与图4，第二箱体401的顶端设置有排水管，吸水管402与第二箱体401相接处位置处设置有密封圈，出水管403与第二箱体401相接处位置处设置有密封圈，出水管403与第二箱体401相接处位置处设置有电磁阀，出水管403的顶端设置涡轮扇叶，连接盘404与出水管403固定连接，第三转动杆405与连接盘404转动连接，第三转动杆405与第四转动杆407固定连接，第三转动杆405与翻转板406固定连接，吸水管402的底端设置有单向阀，排水机构4的外壁为保温材料，便于水流带动翻转板406转动。

请着重参阅图5与图6，缠绕辊302的两端与第一箱体301均通过扭簧固定连接，第二斜齿轮408的外壁与第一斜齿轮309的外壁相啮合，第二转动杆308与第一箱体301的顶端转动连接，从动轮306的数量为两组，一组从动轮306的外壁设置有与主动轮307外壁相匹配的卡齿，且从动轮306外壁卡齿与主动轮307外壁卡齿相啮合，另一组从动轮306与主动轮307不接触，齿轮辊303的外壁设置有与齿轮条304的底端相匹配的卡齿，承重绳310为三组钢索组成，第一箱体301的底端设置有与钢索相匹配的通孔，便于两组破冰锥312做升降往复运动。

工作原理：首先，当外部环境为不结冰状态时，需使用闸门1实现水利作业时，工作人员通过外接部件带动闸门1上升时，带动连接杆505向上移动，从而带动推杆504向上移动，推杆504移动带动其底端的橡胶盘向上移动（橡胶盘的初始位置与第三箱体501的顶端位于同一横向水平线上，第三箱体501内部注满水），橡胶盘向上移动带动第三箱体501内部水流向活塞管503内部移动，由于第三箱体501内部水流向活塞管503内部移动，导致第三箱体501内部形成负压，使得外部水源通过进水管502进入第三箱体501内部；

当水利作业完成后，需将闸门1归位时，工作人员操作外接部件带动闸门1向下移动，闸门1向下移动带动连接杆505向下移动，连接杆505向下移动带动推杆504向下移动，推杆504向下移动带动橡胶盘向下移动，橡胶盘向下移动带动活塞管503内部水向第三箱体501内部移动，第三箱体501内部水流向吸水管402内部移动，橡胶盘减少了闸门1下降的势能，减轻外接部件负担的同时将第三箱体501内部水压入吸水管402内部；

吸水管402内部的水受到第三箱体501内部水流的挤压向上移动，当吸水管402内部的水被压入第二箱体401内部时，带动第二箱体401内部的配重活塞409向上移动，第二箱体401内部开始蓄水；

当水面与闸门1冰冻时，打开出水管403顶端的电磁阀，配重活塞409将第二箱体401内部水流压向出水管403的内部，水流通过出水管403内部的涡轮扇叶后流速再次加快，当水流与翻转板406相接处时带动翻转板406转动，从而带动第三转动杆405转动，第三转动杆405转动带动第四转动杆407转动，从而带动第二斜齿轮408转动；

第二斜齿轮408转动带动第一斜齿轮309转动，从而带动第二转动杆308转动，第二转动杆308转动带动主动轮307转动，从而带动从动轮306转动，从动轮306转动带动第一转动杆305转动，第一转动杆305转动带动齿轮条304做横向往复移动，齿轮条304移动带动齿轮辊303做往复转动运动，从而带动缠绕辊302做往复转动运动，缠绕辊302转动带动其外壁的承重绳310移动，承重绳310移动带动其底端破冰锥312移动，由于承重绳310的两端均设置有破冰锥312，且缠绕辊302做往复转动运动，从而导致闸门1两端的破冰锥312做上下往复运动；

当破冰锥312向下移动其底端砸向抖动块602的斜面时，抖动块602向下移动，抖动块602向下移动压缩震动弹簧604，同时带动刮板601向下移动，刮板601向下移动对闸门1外壁的冰面进行刮除，当破冰锥312与抖动块602分离时，震动弹簧604复位，带动抖动块602复位，抖动块602复位带动刮板向上移动，对闸门1外壁进行再次刮试；

当破冰锥312上下往复运动几次后，闸门1外壁与冰面分离时，即可关闭第二箱体401底端的电磁阀，通过外接部件启动闸门1完成水利作业。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。