CN108505611B - 一种手持式窨井清淤工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种手持式窨井清淤工具，包括外杆、滑架、棘爪、手轮、锁止杆、下撑杆、内杆、斗瓣、三枝叉、橡皮筋、滚珠衬套，外杆外侧设有锁止面和长条形开槽，外杆下端外侧周向均布设有三个连接耳，滑架与外杆构成移动副，锁止杆、棘爪均与滑架构成转动副，锁止杆能够锁止滑架在外杆上的移动，棘爪与齿轮构成棘轮机构，手轮与齿轮轴为一个整体，齿轮轴中间位置设有齿轮，内杆上的齿条与齿轮轴上的齿轮构成齿轮齿条啮合关系，三枝叉中心位置设有圆孔，内杆与三枝叉紧固连接，斗瓣为六分之一圆球面状，且每个斗瓣均与其所对应的下撑杆和三枝叉均构成转动副。

Description

一种手持式窨井清淤工具

技术领域

本发明涉及清淤工具领域，具体涉及的是一种手持式窨井清淤工具。

背景技术

窨井是用在排水管道的转弯、分支、跌落等处，以便于检查、疏通用的竖井，窨井清淤对整个城市的管道疏通排水起着至关重要的作用。长期稳定地进行清淤可以防止城市发生内涝。但是往往一场大雨会给城市的整个地下排水通道带来的很多杂物，比如石子，水泥砂浆，淤泥等，还不乏塑料袋等生活垃圾，这些杂物在窨井内发生沉淀，如不及时将这些淤泥和垃圾清除的话，将会造成窨井堵塞，不仅影响卫生，严重的是在汛期还会影响到城市防汛工作的顺利进行，使城市极易发生内涝。如今窨井消淤工作己成为排水部门一项不可忽视的重要工作。

清淤车是专用汽车的一种，目前清淤车使用的是人工操作的抓斗式清淤车，其特点是结构简单，能简单的代替人工清淤；但是，由于操作人员不能直接观察到窨井内状况，需要他人进行指导操作，因此存在视觉误差，在窨井清淤过程中存在定位精度差的问题，导致操作人员每抓取一次都需要反复调整抓斗，并且抓斗动作的稳定性差，同时清淤车体积较大，当清理位于公路附近的窨井时，对交通影响较大，并且清淤车的抓斗驱动需要发动机提供动力，不仅消耗石油资源，其尾气也会对城市环境增加危害，还有清淤车设备较为昂贵，并需要专业操作人员，导致采用清淤车清理窨井的成本较为高昂，因此，目前国内广泛使用的窨井清理方法仍为人工清掏。

窨井清理属于密闭空间作业，窨井积水中的有机物分解和工业废水排入会使沼气、毒气等有危害的气体积存，作业环境恶劣，不适宜工人直接进入窨井进行掏挖，一般情况下，清理工人会准备长柄淤泥袋、长柄棒叉、长柄弯瓢等工具互相配合进行掏挖，费时费力，又脏又累，且效率低，操作起来十分不方便。

在申请号为201410242587.7的专利中公开了一种由第一抓斗、第二抓斗、安装座、操作杆、手柄、手柄定位机构、拉杆及连接座组成的淤泥抓斗，如图7所示，该抓斗机构在设计上存在一定技术缺陷，并不能完全改善现阶段环卫工人清理窨井时费工费时、效率低的问题，其所存在的问题为：①在工人操作该淤泥抓斗时，需要一手紧握操作杆(5)或操作杆的折弯部(5.1)，另一只手向上拉动手柄(7)，将手柄(7)拉动到合适位置后，由于两只手均不能松开，而弧形支杆(8)又不具有自动闭合的功能，因此只能由另一名工人将弧形支杆(8)上的第二齿牙(8.1)与支座(9)上的第一齿牙(9.1)相卡合，也就是说明该淤泥抓斗必须由两名工人进行共同操作，对人力资源形成浪费；②由于第一抓斗(1)和第二抓斗(2)最下沿为两条直线边棱咬合，而窨井中经常存在较硬泥块或压实的泥沙，导致该淤泥抓斗很难伸入其内部将其清理出来，从而使得清淤工作无法顺利进行，即该淤泥抓斗对窨井下不同类型的淤泥具有局限性；③；由于操作杆(5)的长度不能调节，当窨井深度大于操作杆(5)长度时，第一抓斗(1)和第二抓斗(2)无法触及窨井底部的淤泥，因而无法将其清理出窨井，当窨井深度远小于操作杆(5)的长度时，第一抓斗(1)和第二抓斗(2)触及到窨井底部，但是手柄(7)位置又过高，工人不便于对手柄(7)施力，因此，该淤泥抓斗只能适用于深度在一定范围内的窨井；④在手柄(7)的摆动过程中，拉杆(6)在操作杆(5)内腔中上下移动的同时伴随着左右摆动，其左右摆动范围不能超出操作杆(5)内腔直径，如图8(a)所示的位置为拉杆(6)最靠近操作杆(5)内壁的位置，如图8(b)所示，B位置为抓斗打开时，手柄(7)的极限位置，C位置为抓斗闭合时，手柄(7)的极限位置，其中拉杆(6)与手柄(7)铰接点在两个极限位置的高度差为h，即拉杆(6)上下移动的距离为h，而实际情况是拉杆(6)移动h的距离不足以将两个抓斗完全打开，导致抓斗开口较小，实际应用价值有限。由于拉杆(6)左右摆动不能超出操作杆(5)内腔直径d，因此，若要增大h，只能增大α角的同时，增大半径r，但这样又会导致手柄(7)加长，使该淤泥抓斗上端操作部分体积和重量增加，便携性和易用性下降。综上所述，该发明中的淤泥抓斗只是概念性的，其实际应用价值有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手持式窨井清淤工具，其结构轻巧，方便携带，操作简便，工作效率高，适用性广。

本发明采取的技术方案为：一种手持式窨井清淤工具，包括外杆、滑架、棘爪、手轮、锁止杆、下撑杆、内杆、斗瓣、三枝叉、橡皮筋、螺母、滚珠衬套、密封环、密封圈、端盖，其特征在于：外杆为顶端封口的圆管，其外侧设有一个锁止面，锁止面为表面设有菱形防滑纹的平面，锁止面的对侧设有长条形开槽，外杆下端外侧周向均布设有三个连接耳，滑架安装于外杆外侧，并且与外杆构成移动副，滑架外侧下端设有一个锁止架，锁止架对侧设有齿轮腔，齿轮腔上侧设有橡皮筋架和棘爪架，在齿轮腔内与外杆上长条形开槽对应的位置开设有齿轮槽，在齿轮腔外侧与齿轮槽相对的位置开有棘爪槽。

进一步的，所述的手轮为圆环状结构，手轮外侧设有一个转动手柄，另一侧通过五个支杆与齿轮轴连接为一个整体，齿轮轴中间位置设有齿轮，齿轮安装于齿轮腔内的齿轮槽位置。

进一步的，所述的棘爪中间位置设有安装孔，其上半部分为手柄结构，下半部分中间位置设有橡皮筋凹槽，其下端设有两个棘爪齿，棘爪中间位置的安装孔通过销轴安装于棘爪架上，使棘爪与滑架构成转动副，橡皮筋为环状，其中间位置穿过棘爪上的橡皮筋凹槽，两端挂于橡皮筋架的两端，在橡皮筋预紧力的作用下，棘爪下端的棘爪齿穿过棘爪槽可与齿轮的轮齿紧密贴合。

进一步的，所述的锁止杆上端为偏心轮结构，偏心轮结构表面设有条形花纹，并与外杆上的锁止面相接触，锁止杆下端设有手柄结构，锁止杆上端通过一个销轴安装于锁止架上，使锁止杆与滑架构成转动副。

进一步的，所述的内杆中间位置设有齿条，内杆安装于外杆内部，且内杆上的齿条与外杆上的长条形开槽相对应，并与齿轮轴上的齿轮构成齿轮齿条啮合关系，齿条的下方安装有一个密封环，内杆下端设有螺纹，内杆靠近上端的位置设有两个轴用弹簧挡圈，两个轴用弹簧挡圈之间安装有一个滚珠衬套，滚珠衬套下方安装有一个密封环，外杆内部靠近下端位置设有两个孔用弹簧挡圈，两个孔用弹簧挡圈之间安装有一个滚珠衬套，两个滚珠衬套使内杆与外杆构成移动副，外杆内部下端设有密封圈，下端盖与外杆通过螺纹连接，并将密封圈压紧。

进一步的，所述的三枝叉具有三个枝杆，每个枝杆上均设有八个三角形减重孔，每个枝杆端部均设有一个圆形孔，每个枝杆上侧均设有一个限位块，防止斗瓣打开时因转动角度过大，而使斗瓣的转动进入死点位置，三个枝杆结构相同且周向均匀分布，三枝叉中心位置设有圆孔，内杆下端安装于三枝叉中心圆孔内，并通过螺母锁紧，使内杆与三枝叉紧固连接，所述的斗瓣为六分之一圆球面状，其背面中间位置设有两片加强筋，加强筋顶端设有两个圆孔，每个靠下位置的圆孔均与三枝叉上的一个枝杆端部的圆孔通过一个销轴连接，构成转动副，每个斗瓣顶端的圆孔均与一个下撑杆下端的圆孔通过一个销轴连接，构成转动副，每个下撑杆上端的圆孔均通过一个销轴与一个对应的连接耳连接，构成转动副。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中滑架安装位置的局部放大示意图。

图3为本发明中滑架安装位置的局部剖面示意图。

图4为本发明下端抓斗位置各部件连接结构示意图。

图5为本发明中外杆上端位置的局部剖面结构示意图。

图6为本发明中外杆下端位置的局部剖面结构示意图。

图7为申请号201410242587.7的专利中公开的一种淤泥抓斗。

图8为申请号201410242587.7的专利中公开的一种淤泥抓斗。

附图标号：1外杆、1.1锁止面、1.2连接耳、2滑架、2.1锁止架、2.2橡皮筋架、2.3齿轮腔、2.4棘爪架、3棘爪、4手轮、4.1齿轮、4.2齿轮轴、5锁止杆、6.1下撑杆、6.2下撑杆、6.3下撑杆、7内杆、7.1齿条、8.1斗瓣、8.2斗瓣、8.3斗瓣、9三枝叉、9.1限位块、10橡皮筋、11螺母、12.1滚珠衬套、12.2滚珠衬套、13.1密封环、13.2密封环、14密封圈、15端盖。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示，一种手持式窨井清淤工具，包括外杆1、滑架2、棘爪3、手轮4、锁止杆5、下撑杆(6.1、6.2、6.3)、内杆7、斗瓣(8.1、8.2、8.3)、三枝叉9、橡皮筋10、螺母11、滚珠衬套(12.1、12.2)、密封环(13.1、13.2)、密封圈14、端盖15，其特征在于：外杆1为顶端封口的圆管，其外侧设有一个锁止面1.1，锁止面1.1为表面设有菱形防滑纹的平面，锁止面1.1的对侧设有长条形开槽，外杆1下端外侧周向均布设有三个连接耳1.2，滑架2安装于外杆1外侧，并且与外杆1构成移动副，滑架2外侧下端设有一个锁止架2.1，锁止架2.1对侧设有齿轮腔2.3，齿轮腔2.3上侧设有橡皮筋架2.2和棘爪架2.4，在齿轮腔2.3内与外杆1上长条形开槽对应的位置开设有齿轮槽。

如图2所示，所述的手轮4为圆环状结构，手轮4外侧设有一个转动手柄，另一侧通过五个支杆与齿轮轴4.2连接为一个整体，齿轮轴4.2中间位置设有齿轮4.1，齿轮4.1安装于齿轮腔2.3内的齿轮槽位置。

如图3所示，所述的棘爪3中间位置设有安装孔，其上半部分为手柄结构，下半部分中间位置设有橡皮筋凹槽，其下端设有两个棘爪齿，棘爪3中间位置的安装孔通过销轴安装于棘爪架2.4上，使棘爪3与滑架2构成转动副，橡皮筋10为环状，其中间位置穿过棘爪3上的橡皮筋凹槽，两端挂于橡皮筋架2.2的两端，在橡皮筋10预紧力的作用下，棘爪3下端的棘爪齿可与齿轮4.1的轮齿紧密贴合。

如图2所示，所述的锁止杆5上端为偏心轮结构，偏心轮结构表面设有条形花纹，并与外杆上的锁止面相接触，锁止杆下端设有手柄结构，锁止杆5上端通过一个销轴安装于锁止架2.1上，使锁止杆5与滑架2构成转动副。

如图3、5、6所示，所述的内杆7中间位置设有齿条7.1，内杆7安装于外杆1内部，且内杆7上的齿条7.1与外杆1上的长条形开槽相对应，并与齿轮轴4.2上的齿轮4.1构成齿轮齿条啮合关系，齿条7.1的下方安装有一个密封环13.2，内杆7下端设有螺纹，内杆7靠近上端的位置设有两个轴用弹簧挡圈，两个轴用弹簧挡圈之间安装有一个滚珠衬套12.1，滚珠衬套下方安装有一个密封环13.1，外杆1内部靠近下端位置设有两个孔用弹簧挡圈，两个孔用弹簧挡圈之间安装有一个滚珠衬套12.2，两个滚珠衬套(12.1、12.2)使内杆7与外杆1构成移动副，外杆1内部下端设有密封圈14，端盖15与外杆1通过螺纹连接，并将密封圈14压紧。

如图4所示，所述的三枝叉9具有三个枝杆，每个枝杆上均设有八个三角形减重孔，每个枝杆端部均设有一个圆形孔，每个枝杆上侧均设有一个限位块9.1，防止斗瓣(8.1、8.2、8.3)打开时因转动角度过大，而使斗瓣(8.1、8.2、8.3)的转动进入死点位置，三个枝杆结构相同且周向均匀分布，三枝叉9中心位置设有圆孔，内杆7下端安装于三枝叉9中心圆孔内，并通过螺母11锁紧，使内杆7与三枝叉9紧固连接，所述的斗瓣(8.1、8.2、8.3)为六分之一圆球面状，其背面中间位置设有两片加强筋，加强筋顶端设有两个圆孔，每个靠下位置的圆孔均与三枝叉9上的一个枝杆端部的圆孔通过一个销轴连接，构成转动副，每个斗瓣(8.1、8.2、8.3)顶端的圆孔均与一个下撑杆(6.1、6.2、6.3)下端的圆孔通过一个销轴连接，构成转动副，每个下撑杆(6.1、6.2、6.3)上端的圆孔均通过一个销轴与一个对应的连接耳1.2连接，构成转动副。

本发明的实施例：

当需要对窨井清淤时，首先将窨井盖打开，观察窨井内淤泥分布情况，然后，向外扳动锁止杆5的手柄，打开锁止杆5，将滑架2移动到靠近外杆1上端的位置后，扳动锁止杆5手柄，以锁止滑架2的移动，顺时针转动手轮4，在齿轮4.1的驱动下使齿条7.1和内杆7向上移动，此过程中三个斗瓣(8.1、8.2、8.3)逐渐合拢，待斗瓣(8.1、8.2、8.3)合拢后，将本发明下端的抓斗逐渐伸入到窨井中，抓斗到达窨井底部后，打开锁止杆5手柄，移动滑架2到适合工人操作的高度后再将滑架2位置锁止，之后，按压棘爪3的手柄，打开棘爪3对齿轮4.1的单方向转动锁止，逆时针转动手轮4，打开抓斗，然后松开棘爪3的手柄，将打开的抓斗放置到淤泥上，顺时针转动手轮4，使内杆7向上移动，待抓斗合拢后，向上提拉外杆1，将抓斗拉出窨井并放置于运污车上后，按压棘爪3的手柄，逆时针转动手轮4，打开抓斗，将抓斗内的淤泥倒入到运污车上，重复上述操作过程，直至将窨井内的淤泥清理干净。

密封圈14防止窨井中的泥水从外杆1下端进入到外杆1内，密封环(13.1、13.2)防止窨井中的泥水从长条形开槽中进入到外杆1内，从而保证两个滚珠衬套(12.1、12.2)的工作环境不被泥水所污染。

Claims (1)

1.一种手持式窨井清淤工具，包括外杆(1)、滑架(2)、棘爪(3)、手轮(4)、锁止杆(5)、下撑杆(6.1、6.2、6.3)、内杆(7)、斗瓣(8.1、8.2、8.3)、三枝叉(9)、橡皮筋(10)、螺母(11)、滚珠衬套(12.1、12.2)、密封环(13.1、13.2)、密封圈(14)、端盖(15)，其特征在于：外杆(1)为顶端封口的圆管，其外侧设有一个锁止面(1.1)，锁止面(1.1)为表面设有菱形防滑纹的平面，锁止面(1.1)的对侧设有长条形开槽，外杆(1)下端外侧周向均布设有三个连接耳(1.2)，滑架(2)安装于外杆(1)外侧，并且与外杆(1)构成移动副，滑架(2)外侧下端设有一个锁止架(2.1)，锁止架(2.1)对侧设有齿轮腔(2.3)，齿轮腔(2.3)上侧设有橡皮筋架(2.2)和棘爪架(2.4)，在齿轮腔(2.3)内与外杆(1)上长条形开槽对应的位置开设有齿轮槽，在齿轮腔(2.3)外侧与齿轮槽相对的位置开有棘爪槽；

手轮(4)为圆环状结构，手轮(4)外侧设有一个转动手柄，另一侧通过五个支杆与齿轮轴(4.2)连接为一个整体，齿轮轴(4.2)中间位置设有齿轮(4.1)，齿轮(4.1)安装于齿轮腔(2.3)内的齿轮槽位置；

棘爪(3)的中间位置设有安装孔，其上半部分为手柄结构，下半部分中间位置设有橡皮筋凹槽，其下端设有两个棘爪齿，棘爪(3)中间位置的安装孔通过销轴安装于棘爪架(2.4)上，使棘爪(3)与滑架(2)构成转动副，橡皮筋(10)为环状，其中间位置穿过棘爪(3)上的橡皮筋凹槽，两端挂于橡皮筋架(2.2)的两端，在橡皮筋(10)预紧力的作用下，棘爪(3)下端的棘爪齿穿过棘爪槽可与齿轮(4.1)的轮齿紧密贴合；

锁止杆(5)上端为偏心轮结构，偏心轮结构表面设有条形花纹，并与外杆上的锁止面相接触，锁止杆下端设有手柄结构，锁止杆(5)上端通过一个销轴安装于锁止架(2.1)上，使锁止杆(5)与滑架(2)构成转动副；

内杆(7)上端依次设有滚珠衬套(12.1)和密封环(13.1)，内杆(7)中间位置设有齿条(7.1)，内杆(7)安装于外杆(1)内部，且内杆(7)上的齿条(7.1)与外杆(1)上的长条形开槽相对应，并与齿轮轴(4.2)上的齿轮(4.1)构成齿轮齿条啮合关系，齿条(7.1)的下方安装有一个密封环(13.2)；

三枝叉(9)具有三个枝杆，每个枝杆上均设有八个三角形减重孔，每个枝杆端部均设有一个圆形孔，每个枝杆上侧均设有一个限位块(9.1)，防止斗瓣(8.1、8.2、8.3)打开时因转动角度过大，而使斗瓣(8.1、8.2、8.3)的转动进入死点位置，三个枝杆结构相同且周向均匀分布，三枝叉(9)中心位置设有圆孔，内杆(7)下端安装于三枝叉(9)中心圆孔内，并通过螺母(11)锁紧，使内杆(7)与三枝叉(9)紧固连接，所述的斗瓣(8.1、8.2、8.3)为六分之一圆球面状，其背面中间位置设有两片加强筋，加强筋顶端设有两个圆孔，每个靠下位置的圆孔均与三枝叉(9)上的一个枝杆端部的圆孔通过一个销轴连接，构成转动副，每个斗瓣(8.1、8.2、8.3)顶端的圆孔均与一个下撑杆(6.1、6.2、6.3)下端的圆孔通过一个销轴连接，构成转动副，每个下撑杆(6.1、6.2、6.3)上端的圆孔均通过一个销轴与一个对应的连接耳(1.2)连接，构成转动副。

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