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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动力滚筒式导冰索，倾斜布置于排冰渠道下游侧，与主干渠道之间具有夹角，动力滚筒式导冰索由上锚固桩、下锚固桩、电机、滚筒、滚筒转轴、上钢丝绳和下钢丝绳组成；滚筒为圆柱体，表面凹凸不平，滚筒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，滚筒主体内设置有电机，滚筒在电机作用下以滚筒转轴为中心旋转，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。该导冰索能够有效避免大量冰凌的堆积，保障冰期输水安全。

主权项：1.一种寒区河渠动力滚筒式导冰索，倾斜布置于排冰渠道下游侧，与主干渠道之间具有夹角，其特征在于，动力滚筒式导冰索由上锚固桩、下锚固桩、电机、滚筒、滚筒转轴、上钢丝绳和下钢丝绳组成；所述滚筒为圆柱体，表面凹凸不平，滚筒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，所述滚筒主体内设置有电机，滚筒在电机作用下以滚筒转轴为中心旋转，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，所述滚筒内与滚筒转轴之间设置有用以减小摩擦的轴承，所述动力滚筒式导冰索与主干渠道之间的夹角为50°～70°；动力滚筒式导冰索对水流的运动影响小，水流能够沿主流方向继续向下游流动，而随水流运动的冰凌则受动力滚筒式导冰索阻拦和导向。

全文数据：一种寒区河渠动力滚筒式导冰索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，特别是一种寒区河渠动力滚筒式导冰索。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。发明内容本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种寒区河渠动力滚筒式导冰索。该动力滚筒式导冰索由上锚固桩、下锚固桩、电机、滚筒、滚筒转轴和钢丝绳组成。两根钢丝绳串联多个动力滚筒结构形成动力滚筒式导冰索，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。该动力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。该动力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。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种寒区河渠动力滚筒式导冰索，倾斜布置于排冰渠道下游侧，与主干渠道之间具有夹角，动力滚筒式导冰索由上锚固桩、下锚固桩、电机、滚筒、滚筒转轴、上钢丝绳和下钢丝绳组成；所述滚筒为圆柱体，表面凹凸不平，滚筒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，所述滚筒主体内设置有电机，滚筒在电机作用下以滚筒转轴为中心旋转，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，所述滚筒内与滚筒转轴之间设置有用以减小摩擦的轴承。进一步的，所述动力滚筒式导冰索与主干渠道之间的夹角为50°～70°。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.该动力滚筒式导冰索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动力滚筒式导冰索阻拦和导向。该动力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。2.该动力滚筒式导冰索具有标准化生产，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，但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，同时由于滚筒电动滚动设计，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。附图说明图1为本发明动力滚筒式导冰索的平面布置示意图；图2为本发明动力滚筒式导冰索的滚筒结构示意图；图3为本发明动力滚筒式导冰索的横剖面示意图；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-钢丝绳；6-电机；7-上锚固桩；8-固定卡扣，9-下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。一种寒区河渠动力滚筒式导冰索，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、电机6、上锚固桩7、固定卡口8和下锚固桩9组成。滚筒浮体1、滚筒主体2和滚筒压重3组成滚筒结构，滚筒主体2内嵌有电机6。滚筒结构可以在电机6作用下绕滚筒转轴4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结构。滚筒结构的数量由所需要的导冰索长度和河渠边坡系数决定。上、下两根钢丝绳5两端分别通过固定卡扣8固定连接在上锚固桩7和下锚固桩9上。上述寒区河渠动力滚筒式导冰索的工作原理如下：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，由于该动力滚筒式导冰索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。因而该动力滚筒式导冰结构自身稳定性强，导冰效果好，适用范围较为广泛。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，合计滚筒结构50个。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：1.一种寒区河渠动力滚筒式导冰索，倾斜布置于排冰渠道下游侧，与主干渠道之间具有夹角，其特征在于，动力滚筒式导冰索由上锚固桩、下锚固桩、电机、滚筒、滚筒转轴、上钢丝绳和下钢丝绳组成；所述滚筒为圆柱体，表面凹凸不平，滚筒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，所述滚筒主体内设置有电机，滚筒在电机作用下以滚筒转轴为中心旋转，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。2.根据权利要求1所述一种寒区河渠动力滚筒式导冰索，其特征在于，所述滚筒内与滚筒转轴之间设置有用以减小摩擦的轴承。3.根据权利要求1所述一种寒区河渠动力滚筒式导冰索，其特征在于，所述动力滚筒式导冰索与主干渠道之间的夹角为50°～70°。

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