水面漂浮式空心多面体组合隔热防冰冻装置及其安装方法与流程

1.本发明涉及水利水务领域，更具体地说它是一种水面漂浮式空心多面体组合隔热防冰冻装置。本发明还涉及这种水面漂浮式空心多面体组合隔热防冰冻装置的安装方法。


背景技术：

2.输水干渠，特别是人工输水干渠，如某中线工程总干渠，由南向北采用自流方式输水，具有人工渠道宽(80m
‑
120m)、距离长(超过1200km)的特点；某中线干渠由于距离长，纬度从33
°
跨越到40
°
，在干渠黄河以北几乎年年都发生冰冻。
3.目前，某中线干渠在冰期输水采用冰盖下输水的方式，安全措施则是采用拦冰索；这种方式下，冰期输水效率约为正常时的一半，实际运行时因为流速等原因，冰盖形成困难，容易形成冰塞、冰坝等灾害，实际输水量严重偏低；另外，干渠冰冻会给闸门等控制性设施带来严重的安全隐患，甚至造成永久性破坏。
4.因此，研发一种水面漂浮式空心多面体组合隔热防冰冻装置很有必要。


技术实现要素：

5.本发明的第一目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种水面漂浮式空心多面体组合隔热防冰冻装置。
6.本发明的第二目的是提供这种水面漂浮式空心多面体组合隔热防冰冻装置的安装方法。
7.为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为：水面漂浮式空心多面体组合隔热防冰冻装置，其特征在于：包括位于输水干渠内，且上端位于水位线以上、下端位于水位线一下的蜂巢空气罩；
8.所述蜂巢空气罩两侧均设置有边界约束装置，蜂巢空气罩顶部有横向压板，蜂巢空气罩由多个空心多面体条状柱互相紧密接触而组成；
9.所述边界约束装置与输水干渠边坡之间有防护式衬板。
10.在上述技术方案中，所述空心多面体条状柱为六棱柱体，棱边为圆角，空心多面体条状柱采用食品级聚乙烯透明材料制成。
11.在上述技术方案中，所述边界约束装置为不锈钢材料制成，横向压板为不锈钢材料制成。
12.在上述技术方案中，所述空心多面体条状柱内径为0.1m
‑
0.5m，长度为 10m
‑
20m。
13.在上述技术方案中，所述蜂巢空气罩由
‑
层空心多面体条状柱组成。
14.在上述技术方案中，所述输水干渠两侧均有马道。
15.为了实现上述第二目的，本发明的技术方案为：水面漂浮式空心多面体组合隔热防冰冻装置的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
16.步骤1：输水干渠渠道的两个边坡铺设防护式衬板；
17.步骤2：利用防护式衬板的滑板结构向水面铺放空心多面体条状柱，直至形成蜂巢
空气罩；
18.步骤3：在防护式衬板上安装边界约束装置，同时在蜂巢空气罩顶部安装横向压板，使蜂巢空气罩形成气密封结构；完成安装。
19.本发明与现有技术相比，具有以下优点：
20.1)本发明在开敞的输水干渠水面布放多个空心多面体条状柱，互相组合漂浮，利用一定的自重和边界约束形成输水干渠水面“蜂巢”式的蜂巢空气罩，从而能有效隔离漂浮段水面和外界大气，实现隔热、防冰冻的目的。能有效防止输水干渠在冰期冰冻，极大提高输水干渠冰期输水效率；同时能防止干渠冰冻、解冻带来的次生灾害，保障输水干渠及其控制性闸门等设施的安全。
21.2)本发明能有效防止类似某中线工程的输水干渠在冬季冰冻，从而能替换复杂、被动、效率低的冰盖输水方式，实现干渠冰期正常无冰冻输水，不仅能大幅提高干渠输水效率，还保障了输水干渠冰期输水安全，具有显著的社会效益和经济效益。
附图说明
22.图1为本发明的结构示意图。
23.图2为本发明的平面示意图。
24.其中，1
‑
输水干渠，11
‑
防护式衬板，2
‑
蜂巢空气罩，21
‑
空心多面体条状柱，3
‑
边界约束装置，4
‑
横向压板，5
‑
马道。
具体实施方式
25.下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点变得更加清楚和容易理解。
26.参阅附图可知：水面漂浮式空心多面体组合隔热防冰冻装置，本装置在输水干渠1冰期输水条件下使用，包括位于输水干渠1内，且上端位于水位线以上、下端位于水位线一下的蜂巢空气罩2；
27.所述蜂巢空气罩2两侧均设置有边界约束装置3，蜂巢空气罩2顶部有横向压板4，蜂巢空气罩2由多个空心多面体条状柱21互相紧密接触而组成；
28.所述边界约束装置3与输水干渠1边坡之间有防护式衬板11。
29.所述空心多面体条状柱21为六棱柱体，棱边为圆角，空心多面体条状柱21采用食品级聚乙烯透明材料制成。
30.所述边界约束装置3为不锈钢材料制成，横向压板4为不锈钢材料制成。
31.所述空心多面体条状柱21内径为0.1m
‑
0.5m，长度为10m
‑
20m。
32.所述蜂巢空气罩2由3
‑
4层空心多面体条状柱21组成。
33.所述输水干渠1两侧均有马道5。
34.水面漂浮式空心多面体组合隔热防冰冻装置的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
35.步骤1：输水干渠1渠道的两个边坡铺设防护式衬板11；
36.步骤2：利用防护式衬板11的滑板结构向水面铺放空心多面体条状柱 21，放置3
‑
4层，直至形成蜂巢空气罩2；
37.步骤3：在防护式衬板11上安装边界约束装置3，同时在蜂巢空气罩2 顶部安装横向压板4，使蜂巢空气罩2形成气密封结构，边界约束装置3和横向压板4固定联接，并通过保护防护式衬板11锚定，整个装置漂浮于水面，在形成空气隔离的同时，不影响干渠输水；完成安装。
38.实际使用中，输水干渠1位开敞式明渠，渠道为人工混凝土衬砌流道，上方无遮盖；输水干渠1两侧设有运行巡视及运输检修设备用的马道11，马道11位混凝土或沥青路面，马道11两侧设有缓冲保护林带，用以封闭式管理和保障水质安全。
39.防护式衬板11用于边界约束装置3在渠坡的固定和防护，提供锚定结构和固定支撑，并便于拆装，不影响干渠渠道坡面，并能实现蜂巢空气罩2 快速铺装(滑板敷装)。
40.空心多面体条状柱21为断面是正六边形的空心薄壁的六棱柱体，采用食品级聚乙烯透明材料，规格大小可根据渠道的宽度设置，一般内径为 10cm
‑
50cm，六棱柱体的棱边为光滑的圆角型，以便于多个六棱柱体可以在水面上互相组合，在有两侧及顶部约束的情况下，多个六棱柱体面面之间互相紧密接触，从而形成“蜂巢”型层叠断面和“迷宫”式空气隔离结构；由于采用透明材料、气密封结构，空心多面体条状柱21在有日照的白天吸收热辐射，使柱内空气温度加热，从而更有利在晚间和大气隔离保温，有效防止水面冻结。
41.边界约束装置3用于空心多面体条状柱21铺满并层叠在水面上后，安装于空心多面体条状柱21两侧，用于约束和锚定空心多面体条状柱21，在防止空心多面体条状柱21沿水流滑移的同时，为层叠空心多面体条状柱21 提供两侧的边界约束，使空心多面体条状柱21受到侧面的约束力，使空心多面体条状柱21面面之间保持紧密接触。
42.横向压板4用于空心多面体条状柱21铺满并层叠在水面上后，在用于空心多面体条状柱21顶部形成约束和锚定，防止用于空心多面体条状柱21 沿水流滑移的同时，为层叠用于空心多面体条状柱21提供顶部的边界约束，使用于空心多面体条状柱21柱面从上部传导一定的约束力，从而使其面面之间紧密接触。
43.冰期结束后，可逆顺序拆卸本装置，在输水干渠1渠道外进行清理后打包封存，待下一个冰期使用。
44.每段蜂巢空气罩2结构可首尾相连、无缝衔接，实现干渠长距离防冰冻和无冰输水。
45.其它未说明的部分均属于现有技术。