CN106012810A - 一种外挂式桥墩破冰除冰装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外挂式桥墩破冰除冰装置，属于桥梁养护机械技术领域。该装置包括通过环形轨道外挂在桥墩上的外挂机架和多组导向行走机构，可与外部电力连接的变压器，位于外挂机架上通过导电滑道与变压器连接的动力传动机构，以及位于外挂机架前端中下部通过钢丝与动力传动机构连接的偏心式破冰斗。偏心式破冰斗的底部设有竖直向下的多个破冰锥，一个斜侧面设于漏水孔，两端通过滑道与外挂机架活动连接；在偏心式破冰斗上方的外挂机架上设有可导致偏心式破冰斗背向桥墩翻转的漏斗挡杆。本发明所提供的装置全程无需人员在冰面协助工作，实现破冰除冰工作的机械化和自动化。节省劳动力，保障人员安全，且可实现碎冰清除。

Description

一种外挂式桥墩破冰除冰装置

技术领域

本发明涉及一种外挂式桥墩破冰除冰装置，属于桥梁养护机械技术领域。

背景技术

冰的形成是一个膨胀过程，桥的上、下游结冰面积不等，因此冰层线膨胀量也不等，冰层面积较大一侧的胀力将变成对桥墩的巨大推力，该推力如得不到释放甚至可能将桥墩挤断，尤其是每到春季大地返暖，岸边冰层首先解冻，巨大的冰块在风力作用下冲向桥墩，破坏力惊人，存在极大的安全隐患，严重影响桥梁及道路运输的安全运营。

为保证桥墩周围一米内为无冰区，铁路、公路部门每年都要定期组织人力破冰。砸冰时，工人们先用木锤将冰敲碎，再用笊篱将碎冰捞出来，冰层特别厚的地方就用钢镩凿，一锤子下去，溅起的水花被风吹到脸上、身上，很快就结成冰。不仅耗时、耗力(每个桥墩两人除冰需半小时以上)，而且人员安全难以保证。申请号为201020180522.1的专利公开了桥墩外挂式破冰体，但是该破冰体存在机械化程度低，只能实现冰面的破碎，无法实现碎冰的及时排除，即无法解决碎冰的二次结冰问题。因此，急需设计一种能够替代人工的桥墩外挂式破冰、除冰装置，以保障桥梁、道路及人员安全。

发明内容

为解决现有技术中桥墩下破冰需要人员在冰面上现场人工操作，工作效率低、劳动量大、工作条件恶劣，且危险较大，以及现有装置无法实现碎冰清除，工作效率偏低等技术问题，本发明提供了一种外挂式桥墩破冰除冰装置，所采取的技术方案如下：

本发明的目的在于提供一种外挂式桥墩破冰除冰装置，该装置包括通过环形轨道外挂在桥墩上的外挂机架5和多组导向行走机构4，可与外部电力连接的变压器2，位于外挂机架5上通过导电滑道3与变压器2连接的动力传动机构8，以及位于外挂机架5前端中下部通过钢丝与动力传动机构8连接的偏心式破冰斗7；偏心式破冰斗7的底部设有竖直向下的多个破冰锥70，一个斜侧面设于漏水孔71，两端通过滑道与外挂机架5活动连接；在偏心式破冰斗7上方的外挂机架5上设有可导致偏心式破冰斗7背向桥墩1翻转的漏斗挡杆50。

优选地，导电滑道3可以是石墨导电滑道、金属导电滑道等能够实现导电的滑道机构。

优选地，导向行走机构4分为上下两部分分别通过圆柱凸轮42和导向滚轮41与外挂机架5的顶端、中部和底端活动连接。

更优选地，导向行走机构4包括三个机架导轨滑道40，每个机架导轨滑道40与一排两个导向滚轮41配合连接。

优选地，位于外挂机架5顶端的导向行走机构4通过环形圆盘44固定在桥墩1上，在环形圆盘44的下表面圆周上均匀设有滚子43，与动力传动机构8的单向棘轮带轮组I 87和外挂机架5顶端相连接的圆柱凸轮42通过滚子43在动力传动机构8提供并传输的动力带动下可围绕桥墩1做圆周运动。

更优选地，与外挂机架5的中部和下部连接的导向行走机构4各由两个开口向上的C型槽钢制成的环形机架导轨滑道40和两个与外挂机架5连接的导向滚轮41构成。

优选地，在外挂机架5连接偏心式破冰斗7的对称滑轨51的底端设有减震弹簧6。

优选地，所述偏心式破冰斗7的底部设有可调整重心的空心结构，空心结构上部通过圆台盖74将碎冰与空心结构分隔开。

优选地，所述偏心式破冰斗7的两个侧边通过L形伸缩杆72与外挂机架5的对称滑道51活动连接。

优选地，L形伸缩杆72的短边自由端与偏心式破冰斗7的平行侧面连接，长边通过滚轮与对称滑道51活动连接，在长边上部设有垂直于长边的用于连接钢丝89的栓绳杆75。

具体地，该桥墩破冰除冰装置包括外挂机架5、导向行走机构4、破除冰机构、动力传动机构8、电力机构。所述外挂机架5为钢架焊接而成外挂于桥墩的框架式结构。外挂机架5贴近桥墩一侧为后部，外挂机架5的后部为弧形且弧度根据桥墩圆周的大小来确定，后部可安装导向滚轮41，滚轮卡在导向行走机构4中，用于引导机架绕桥墩运动。机架的上平面位置为平面挂架，用于安装动力传动机构8，为整个系统的工作提供动力。机架的上平面前部为定滑轮52，用来改变动力传动机构8中的钢丝89的运动方向。机架的上平面后部位置设置轴架，用于安装带轮和圆柱凸轮42；机架的前部为两根C形槽钢的对称滑道51，破除冰机构的滑轮嵌于C形槽钢中以实现引导破除冰机构的上下运动的功能。

所述的导向行走机构4，包括围绕桥墩安装的机架导轨滑道40、导向滚轮41、圆柱凸轮42、环形圆盘44、滚子43。所述机架导轨滑道40为C形槽钢，且槽钢牢牢固定在桥墩上，用于承载整个系统的重量。外挂机架5后部的导向滚轮41嵌于C形槽钢中，由于C形槽钢的特殊结构导向滚轮嵌入其中不易脱落，有利于承载重量，保证外挂系统的安全性，并且导向滚轮41会跟随导向行走机构4的布置形状而做定向的运动，实现导向作用。环形圆盘44固定于桥墩上，滚子43绕环形圆盘一周在下方排列，安装于外挂机架上的圆柱凸轮42在带轮II 88的带动下转动，实现绕桥墩的行走过程。

所述的破除冰机构主体为偏心式破冰斗7，包括破冰锥70、漏水孔71、圆台盖74、L形伸缩杆72、滚动轮73。破冰锥70位于偏心式破冰斗7的下方，增加破冰能力；偏心式破冰斗的下半部为空心结构且有圆台孔，圆台盖74覆盖在圆台孔上；漏水孔的大小为30～40mm，用于破冰斗舀起碎冰时漏出冰水，减轻提升时的重量；滚动轮73位于拉伸杆上并嵌入外挂机架的C形槽钢滑道中，实现破冰斗的上下定向运动；L形伸缩杆72与破冰斗的平行侧面铰链链接，可实现破冰斗的灵活运动，方面倾斜舀冰，并且在滚动轮73运动至C形槽钢滑道底部时，L形伸缩杆72可自由伸缩适应冰面的高度。

所述的动力传动机构8，包括电机80、双输出轴减速机82、停转自动控制箱84、钢丝套筒81、钢丝约束孔86、底板、带轮组I 87、带轮组II 88、钢丝89。电机80安装在底板上通过停转自动控制箱84与减速机82相连实现电机的自动停止和旋转，减速机82一个输出轴与钢丝套筒81相连，另一输出轴经过棘轮式带轮组I 87和带轮组II 88的减速将单向输出动力传至导向行走机构4。

所述电力机构，包括变压器2、导电滑道3、导电滚轮31。所述的桥墩1一般为铁路、公路用桥墩，可直接从桥墩之上的铁路公路用电中引出电线由变压器变压送入导电滑道3中，导电滚轮31嵌入导电滑道3中，实现绕桥墩转动的同时为电机正常供电。

所述的外挂式桥墩破冰除冰装置，其环形圆盘44、导电滑道3、机架导轨滑道40通过预埋螺栓、膨胀螺栓等固定在被保护的桥墩上。

所述的外挂式桥墩破冰除冰装置，其动力传动机构中的带轮组I 87为棘轮式，即只能单向传输动力，带动圆柱凸轮在一个方向上旋转。

所述的外挂式桥墩破冰除冰装置，外挂机架5后部安装的导向滚轮41的排数与机架导轨滑道40的个数相同，且导向滚轮41的排数为3～4排，每排的个数为2～3个。

本发明获得的有益效果：

(1)本发明设计的电力机构中，电源直接来自于桥墩之上的公路、铁路用电，不需另加发电装置或从远处供电，实现用电的方便快捷。

(2)本发明设计的桥墩外挂式破冰、除冰装置，破除冰机构在电力机构的带动下完成偏心式破冰斗的提起和下落功能，实现破碎冰的同时把碎冰排除冰洞外，防止冰块的二次结冰。在导向行走机构的带动下完成桥墩整周全覆盖的破除冰工作。全程无需人员在冰面协助工作，实现破除冰工作的机械化和自动化。节省劳动力，保障人员安全。

(3)本发明设计的破除冰机构底部安装破冰锥，可以大大增加破冰的能力；偏心式破冰斗的空心式加圆台盖的设计，可根据冰面厚度的不同自由增减自身重量，实现效率的最大化；漏水孔的设计可以在舀冰的同时漏掉多余的冰水，减轻提升的重量；L形伸缩杆可在一定范围内拉伸收缩，在冰面高度变化时，可以在不改变悬挂高度的情况下自由伸缩接触冰面完成破除冰工作。

附图说明

图1为本发明的破冰除冰装置安装在桥墩上的左轴测图。

图2为本发明的破冰除冰装置安装在桥墩上的右轴测图。

图3为本发明的破冰除冰装置安装在桥墩上的正视图。

图4为本发明的破冰除冰装置安装在桥墩上的左视图。

图5为本发明的破冰除冰装置安装在桥墩上的俯视图。

图6为本发明破冰除冰装置外挂机架、动力传动机构和偏心式破冰斗的右视图。

图7为图6的后视图。

图8为偏心式破冰斗及其连接部位的俯视图。

图9为本发明破冰除冰装置的动力传动机构与电力机构的装配示意图。

图10为本发明破冰除冰装置的动力传动机构与导向行走机构的装配示意图。

图中：1、桥墩；2、变压器；3、导电滑道；31、导电滚轮；4、导向行走机构；40、机架导轨滑道；41、导向滚轮；42、圆柱凸轮；43、滚子；44、环形圆盘；5、外挂机架；50、翻斗挡杆；51、对称滑道；52、定滑轮；6、减震弹簧；7、偏心式破冰斗；70、破冰锥；71、漏水孔；72、L形伸缩杆；73、滚动轮；74、圆台盖；75、栓绳杆；8、动力传动机构；80、电动机；81、钢丝套筒；82、双输出轴减速机；83、固定底板；84、停转自动控制箱；85、导电连杆；86、钢丝约束孔；87、带轮组I；88、带轮组II；89、钢丝。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明不受以下详细说明的限制。

其中，图1为本发明一种优选方案中的破冰除冰装置安装在桥墩上的左轴测图，图2为右轴测图。图3为本发明的破冰除冰装置安装在桥墩上的正视图，图4为左视图，图5为俯视图。图6为本发明破冰除冰装置外挂机架、动力传动机构和偏心式破冰斗的右视图，图7为图6的后视图。图8为偏心式破冰斗及其连接部位的俯视图。图9为本发明破冰除冰装置的动力传动机构与电力机构的装配示意图。图10为本发明破冰除冰装置的动力传动机构与导向行走机构的装配示意图。

由图1～8可知,在本发明这一优选方案中，外挂式桥墩破冰除冰装置包括外挂机架5、导向行走机构4、破除冰机构、动力传动机构8、电力机构，其中外挂机架5借由上中下三排六个导向滚轮41嵌于固定在桥墩1上的机架导轨滑道4中，使其悬挂于桥墩1上，外挂机架5的后部为与桥墩1相贴合的弧形，导向滚轮41的轴向方位应过机架导轨滑道4的圆心。外挂机架5的前部为一对形状为C形槽钢的对称滑道51，在对称滑道51的底部安装有减震弹簧6。翻斗挡杆50位于外挂机架5的前方中上部，用来阻挡上升来的偏心式破冰斗7使其翻转，倾倒掉斗内的碎冰。外挂机架前方顶部安装定滑轮52，钢丝89绕在定滑轮52上，改变钢丝89的运动方向。

由图1～7可知，导向行走机构包括机架导轨滑道40、导向滚轮41、圆柱凸轮42、滚子43、环形圆盘44。机架导轨滑道40分上中下三条等距离的环绕安装在桥墩1上，该机架导轨滑道40为C形槽钢，导向滚轮41分为3组六个，每组安装在外挂机架5的后部，且安装位置与机架导轨滑道的位置对应，所述的机架导轨滑道40为C形槽钢，可使导向滚轮41紧密的嵌于其中。环形圆盘44安装在桥墩1的上方，滚子43绕环形圆盘44一周在下方排列，圆柱凸轮42安装在外挂机架5的后上部，安装高度应在机架导轨滑道40与导向滚轮41正确配合的情况下，滚子43正确卡与圆柱凸轮42的轮槽内。

由图1～8可知，破除冰机构主体为偏心式破冰斗7，包括破冰锥70、漏水孔71、L型伸缩杆72、滚动轮73、圆台盖74、栓绳杆75，偏心式破冰斗7上部为开放斗，用于盛装破碎的冰块，偏心式破冰斗7的后部开凿漏水孔71，漏水孔71的大小为40mm，保证在漏水的同时过大的冰块不会漏出，影响排冰的效果。偏心式破冰斗7的开放斗底部为空心结构，且底部设有圆台盖74，打开圆台盖74可向空心结构内增加或减少重物，以改变偏心式破冰斗7的重量，提高效率。偏心式破冰斗7的底部加装有破冰锥70，增加破冰能力。L型伸缩杆72无伸缩功能的一端对称的安装在偏心式破冰斗7的两侧，安装部位为铰链连接可实现偏心式破冰斗7的前后自由转动，滚动轮73位于L型伸缩杆72有伸缩功能一端的上部，且滚动轮的尺寸与外挂机架5上的对称滑道51相匹配，栓绳杆75位于L型伸缩杆72有伸缩功能一端的下部。钢丝89拴在栓绳杆75上，带动整个破除冰机构在对称滑道51的约束下上下移动，下落时偏心式破冰斗7在重力的作用下砸击冰面，不同时期的冰面高度不同，L型伸缩杆72可在不改变悬挂高度的情况下，自由伸缩改变L型伸缩杆的长度，实现不同高度的破冰工作；在拉升到一定的高度，偏心式破冰斗7的上沿碰到翻斗挡杆50，使其向外侧翻转把碎冰排出冰洞。

由图1、图3、图9、图10可知，动力传动机构8包括电动机80、钢丝套筒81、双输出轴减速机82、固定底板83、停转自动控制箱84、导电连杆85、钢丝约束孔86、带轮组Ⅰ87、带轮组II 88、钢丝89，电动机80、钢丝套筒81、双输出轴减速机82、停转自动控制箱84、钢丝约束孔86安装在固定底板83上，固定底板83通过螺栓固定在外挂机架5的上平面位置。电动机80经停转自动控制箱84与双输出轴减速机82相连，停转自动控制箱84实现电动机80传输给双输出轴减速箱82的动力为间歇式动力。双输出轴减速机82的一个输出端与钢丝套筒81相连，钢丝89缠绕在钢丝套筒81上，且钢丝89通过钢丝约束孔86、外挂机架5上的定滑轮52与偏心式破冰斗7上的栓绳杆75相连，实现动力传动机构8对破除冰机构拉升供能，下降停止供能。双输出轴减速机82的另一输出端通过带轮组Ⅰ87、带轮组Ⅱ88与圆柱凸轮41相连，因为破除冰机构的上升和下降会带动双输出轴减速机82的双向转动，故与双输出轴减速机82另一输出端相连的带轮组Ⅰ87为带棘爪的带轮，将双向输出改变为单向输出，实现圆柱凸轮41的单向运动以至带动整个外挂系统的单向绕桥墩1转动。

由图1～图4、图9可知，电力机构包括变压器2、石墨导电滑道3、石墨导电滚轮31，石墨导电滑道3固定在桥墩1上，安装位置与停转自动控制箱84相对应，变压器2通过电线将桥墩1之上的铁路、公路用电经过变压将适合电动机80工作的电压传至石墨导电滑道3内，石墨导电滑道3为开口向上的C形，石墨导电滚轮31嵌于石墨导电滑道3内，将电力同过导电连杆85传输给停转自动控制箱84和电动机80，实现外挂系统在绕桥墩1转动的同时对系统的正常供电。

虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种外挂式桥墩破冰除冰装置，其特征在于，包括通过环形轨道外挂在桥墩上的外挂机架(5)和导向行走机构(4)，可与外部电力连接的变压器(2)，位于外挂机架(5)上通过导电滑道(3)与变压器(2)连接的动力传动机构(8)，以及位于外挂机架(5)前端中下部通过钢丝与动力传动机构(8)连接的偏心式破冰斗(7)；偏心式破冰斗(7)的底部设有竖直向下的多个破冰锥(70)，偏心式破冰斗(7)的一个斜侧面设于漏水孔(71)，两端通过滑道与外挂机架(5)活动连接；在偏心式破冰斗(7)上方的外挂机架(5)上设有可导致偏心式破冰斗(7)背向桥墩(1)翻转的漏斗挡杆(50)。

2.根据权利要求1所述的破冰除冰装置，其特征在于，导电滑道(3)为石墨导电滑道。

3.根据权利要求1所述的破冰除冰装置，其特征在于，导向行走机构(4)分为上下两部分，分别通过圆柱凸轮(42)和导向滚轮(41)与外挂机架(5)的顶端、中部和底端活动连接。

4.根据权利要求3所述的破冰除冰装置，其特征在于，导向行走机构(4)的下部包括三个机架导轨滑道(40)，每个机架导轨滑道(40)与一排两个导向滚轮(41)配合连接。

5.根据权利要求3所述的破冰除冰装置，其特征在于，导向行走机构(4)的上部通过环形圆盘(44)固定在桥墩(1)上，在环形圆盘(44)的下表面圆周上均匀设有滚子(43)，与动力传动机构(8)的单向棘轮带轮组I(87)和外挂机架(5)顶端相连接的圆柱凸轮(42)通过滚子(43)在动力传动机构(8)提供并传输的单向动力带动下转动，以带动整个装置围绕桥墩(1)做圆周运动。

6.根据权利要求5所述的破冰除冰装置，其特征在于，与外挂机架(5)的上部、中部和下部连接的导向行走机构(4)各由三个开口向外的C型槽钢制成的环形机架导轨滑道(40)和三排与外挂机架(5)连接的导向滚轮(41)构成。

7.根据权利要求1所述的破冰除冰装置，其特征在于，在外挂机架(5)连接偏心式破冰斗(7)的对称滑轨(51)的底端设有减震弹簧(6)。

8.根据权利要求1所述的破冰除冰装置，其特征在于，所述偏心式破冰斗(7)的底部设有可调整重心的空心结构，空心结构上部通过圆台盖(74)将碎冰与空心结构分隔开。

9.根据权利要求1所述的破冰除冰装置，其特征在于，所述偏心式破冰斗(7)的两个侧边通过L形伸缩杆(72)与外挂机架(5)的对称滑道(51)活动连接。

10.根据权利要求9所述的破冰除冰装置，其特征在于，L形伸缩杆(72)的短边自由端与偏心式破冰斗(7)的平行侧面铰链连接，长边通过滚轮与对称滑道(51)活动连接，在长边上部设有垂直于长边的用于连接钢丝(89)的栓绳杆(75)。