CN108533877A - 非井下作业机械打堵闭水装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了非井下作业机械打堵闭水装置，包括支撑定位机构，用于固定所述支撑定位机构的啮合传动机构，固定在所述啮合传动机构上的打堵膨胀机构，所述支撑定位机构包括后支撑板、支板空腔、后支撑齿轮、后支撑齿轮轴、支撑齿条、插齿槽一、插齿条一，所述打堵膨胀机构包括丝杠、大伞齿轮、两个管卡、轴承、小龙门架、小伞齿轮轴、小伞齿轮、丝杠母、堵头后端板、尾部轴承、堵头前端板、橡胶外套、支撑连杆，本发明的有益效果是，通过转动小伞齿轮轴，小伞齿轮带动大伞齿轮转动，丝杠转动时，堵头后端板沿丝杠轴向移动，进而导致支撑连杆上两连杆的夹角改变，通过增大该截面积可以使得橡胶外套快速的将管道封堵。

Description

非井下作业机械打堵闭水装置
技术领域
本发明涉及排水管道养护设备领域，特别是非井下作业机械打堵闭水装置。
背景技术
排水管道养护疏通前，事先在管道上游或泵站进出水口位置的检查井设置内管堵，将施工区域上游管道封闭，管道砌堵后，将管道内积水调至附近污水管道中，随后进行管道的清挖疏通作业。
目前使用的管堵方式大体分为两种，一种为砌筑型管堵，采用砖石、混凝土、草袋子砌筑，施工工艺相对复杂耗时，还必须要进行下井作业；另外一种为橡胶气囊管堵，橡胶气囊造价高，损坏率高，大大提高了养管成本。另外城市排水管道井下作业安全隐患极大，井内有毒有害气体复杂，养护管道的井下作业必须由专业下井人员装备防护设备进行操作，具有一定的危险性。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了非井下作业机械打堵闭水装置。
实现上述目的本发明的技术方案为，非井下作业机械打堵闭水装置，包括支撑定位机构，用于固定所述支撑定位机构的啮合传动机构，固定在所述啮合传动机构上的打堵膨胀机构，
所述支撑定位机构包括后支撑板、开设于后支撑板中部的支板空腔、设置于支板空腔中心位置的后支撑齿轮、与后支撑齿轮固定连接的后支撑齿轮轴、分别设置于后支撑齿轮轴两侧且均位于支板空腔内的两个支撑齿条、开设于后支撑板上的插齿槽一、插装于插齿槽内的插齿条一，
所述啮合传动机构包括基台、开设于基台内部的滑动槽、设置于滑动槽内部的拉伸齿条、开设于基台内部且位于滑动槽一侧的拉伸齿轮腔、设置于拉伸齿轮腔内的拉伸齿轮、设置于基台上表面的主齿轮轴，开设于基台且位于主齿轮轴外侧的插齿槽二、插装于插齿槽二内的插齿条二，
所述打堵膨胀机构包括丝杠、固定在丝杠上的大伞齿轮、分别设置于大伞齿轮两侧的两个管卡、分别设置于丝杠与两个管卡之间的轴承、固定在所述基台上表面且与大伞齿轮位置对应的小龙门架、设置于小龙门架上的小伞齿轮轴、固定在小伞齿轮轴底端的小伞齿轮、设置于丝杠中部位置的丝杠母、设置于丝杠母一侧的堵头后端板、设置于丝杠上且远离所述基台一端的尾部轴承、设置于尾部轴承一侧的堵头前端板、设置于堵头后端板与堵头前端板之间的橡胶外套、径向均布于橡胶外套内侧壁的多组支撑连杆，
所述支撑连杆包括中间杆、分别铰接于中间杆两端的两个连杆、分别铰接于两个连杆且远离中间杆一端的固定座，所述中间杆固定在所述橡胶外套内侧壁的中间位置，所述固定座分别固定于所述堵头后端板与所述堵头前端板内侧壁的外圈位置。
所述支板空腔连通所述后支撑板的两个端面，所述后支撑齿轮轴设置于所述后支撑板的上表面，且其穿过所述后支撑板与所述后支撑齿轮轴固定，两个所述支撑齿条与所述后支撑齿轮相啮合。
所述拉伸齿条与所述拉伸齿轮相啮合，所述主齿轮轴延伸至所述拉伸齿轮腔内并与所述拉伸齿轮固定连接。
两个所述管卡均通过螺栓固定在所述基台的上表面，所述大伞齿轮与所述小伞齿轮均为锥齿轮且相互啮合。
两个所述支撑齿条相反的一端均固定有顶块，所述顶块的材质为硬质橡胶。
所述丝杠的外侧壁且与所述丝杠母接触的部分有螺纹，所述丝杠的外侧壁且与所述轴承接触的部分为光杆，所述丝杠与所述轴承、所述尾部轴承过盈配合。
所述插齿条一与所述插齿条二的外形均呈U型，所述插齿条一与所述插齿条二均可以沿对应的所述插齿槽一与所述插齿槽二卡在对应齿轮的齿牙之间。
所述基台的侧壁上设置有承重轴，所述承重轴远离所述基台的一端固定有连接片，所述承重轴延伸至所述堵头前端板的内侧壁位置，所述连接片的两端连接有所述承重轴与所述丝杠。
所述轴承为圆锥滚子轴承。
所述橡胶外套内壁的径向设置有环状的橡胶胶圈，所述橡胶胶圈位于所述中间杆与所述橡胶外套之间，且在所述中间杆的对应位置开设有定位槽。
其有益效果在于，1.打堵膨胀机构可快速完成对管道的封堵工作，通过转动小伞齿轮轴，小伞齿轮轴与小伞齿轮固定，小伞齿轮带动大伞齿轮转动，大伞齿轮固定在丝杠上，所以丝杠转动，由于丝杠母与丝杠螺纹连接，连接片与尾部轴承将堵头前端板夹在中间，堵头前端板相对丝杠位置固定，当丝杠转动时，堵头后端板沿丝杠轴向移动，堵头后端板与堵头前端板之间的距离改变，进而导致支撑连杆上两连杆的夹角改变，由于中间杆固定在橡胶外套的内侧壁上，所以橡胶外套的中部径向截面积就会改变，通过增大该截面积可以使得橡胶外套快速的将管道封堵，减小该截面积可以使得橡胶外套放弃对管道的封堵。
2.支撑定位机构可以快捷而简单的使打堵膨胀机构在指定位置作业，在需要作业的位置，转动后支撑齿轮轴，后支撑齿轮轴固连有后支撑齿轮，由于两个支撑齿条设置于后支撑齿轮的两侧且与其啮合，所以两支撑齿条会反向运动，直至顶块与管道的内侧壁接触，快捷的完成定位工作。
3.本发明进行作业时的控制原部件为后支撑齿轮轴、主齿轮轴和小伞齿轮轴，这三个控制原部件均集中于基台及其附近设置，这种设计方式可以保证将本发明通过绳索吊到管道中时，打堵膨胀机构进入管道中，控制原部件依然处于管道井口处，使得工作人员不需要下井即可完成对本发明的控制调整工作。
4.承重轴的一端固定在基座上，另一端通过连接片与丝杠连接，本发明长时间使用会由于打堵膨胀机构质量过大，导致丝杠弯曲，不利于丝杠母在丝杠上的螺纹传动，所以通过承重轴分担下大部分质量，保证丝杠具有较长的使用时间，延长整体寿命。
附图说明
图1是本发明所述非井下作业机械打堵闭水装置的整体结构示意图；
图2是本发明所述非井下作业机械打堵闭水装置的图1局部放大图
图3是本发明所述非井下作业机械打堵闭水装置的支撑定位机构结构示意图；
图4是本发明所述非井下作业机械打堵闭水装置的支撑定位局部放大图；
图5是本发明所述非井下作业机械打堵闭水装置的主齿轮轴结构示意剖切图；
图6是本发明所述非井下作业机械打堵闭水装置的等轴测后斜视示意图；
图7是本发明所述非井下作业机械打堵闭水装置的承重轴布置示意图；
图中，1、支撑定位机构；2、啮合传动机构；3、打堵膨胀机构；4、后支撑板；5、支板空腔；6、后支撑齿轮；7、后支撑齿轮轴；8、支撑齿条；9、插齿槽一；10、插齿条一；11、基台；12、滑动槽；13、拉伸齿条；14、拉伸齿轮腔；15、拉伸齿轮；16、主齿轮轴；17、插齿槽二；18、插齿条二；19、丝杠；20、大伞齿轮；21、管卡；22、轴承；23、小龙门架；24、小伞齿轮轴；25、小伞齿轮；26、丝杠母；27、堵头后端板；28、尾部轴承；29、堵头前端板；30、橡胶外套；31、支撑连杆；32、中间杆；33、连杆；34、固定座；35、顶块；36、承重轴；37、连接片；38、橡胶胶圈；39、定位槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-7所示，非井下作业机械打堵闭水装置，包括支撑定位机构(1)，用于固定所述支撑定位机构(1)的啮合传动机构(2)，固定在所述啮合传动机构(2)上的打堵膨胀机构(3)，支撑定位机构(1)用于将本发明固定在管道的指定位置，打堵膨胀机构(3)用于将管道封堵，所述支撑定位机构(1)包括后支撑板(4)、开设于后支撑板(4)中部的支板空腔(5)、设置于支板空腔(5)中心位置的后支撑齿轮(6)、与后支撑齿轮(6)固定连接的后支撑齿轮轴(7)、分别设置于后支撑齿轮轴(7)两侧且均位于支板空腔(5)内的两个支撑齿条(8)、开设于后支撑板(4)上的插齿槽一(9)、插装于插齿槽一(9)内的插齿条一(10)，通过转动后支撑齿轮轴(7)带动后支撑齿轮(6)转动，后支撑齿轮(6)与两侧的支撑齿条(8)以齿轮齿条方式啮合，两个支撑齿条(8)沿其所在直线运动，直至抵住管道内壁，然后按压插齿条一(10)，插齿条一(10)插入齿轮的齿牙使得齿轮无法转动，则两个支撑齿条(8)也无法回收，使支撑齿条(8)准确抵住管道内壁，所述啮合传动机构(2)包括基台(11)、开设于基台(11)内部的滑动槽(12)、设置于滑动槽(12)内部的拉伸齿条(13)、开设于基台(11)内部且位于滑动槽(12)一侧的拉伸齿轮腔(14)、设置于拉伸齿轮腔(14)内的拉伸齿轮(15)、设置于基台(11)上表面的主齿轮轴(16)，开设于基台(11)且位于主齿轮轴(16)外侧的插齿槽二(17)、插装于插齿槽二(17)内的插齿条二(18)，通过转动主齿轮轴(16)带动拉伸齿条(13)运动，由于拉伸齿条(13)固定在基台(11)上，基台(11)随之运动到指定位置，然后按压插齿条二(18)，插齿条二(18)插入齿轮的齿牙使得齿轮无法转动，从而使得基台(11)运动到指定位置，所述打堵膨胀机构(3)包括丝杠(19)、固定在丝杠(19)上的大伞齿轮(20)、分别设置于大伞齿轮(20)两侧的两个管卡(21)、分别设置于丝杠(19)与两个管卡(21)之间的轴承(22)、固定在所述基台(11)上表面且与大伞齿轮(20)位置对应的小龙门架(23)、设置于小龙门架(23)上的小伞齿轮轴(24)、固定在小伞齿轮轴(24)底端的小伞齿轮(25)、设置于丝杠(19)中部位置的丝杠母(26)、设置于丝杠母(26)一侧的堵头后端板(27)、设置于丝杠(19)上且远离所述基台(11)一端的尾部轴承(28)、设置于尾部轴承(28)一侧的堵头前端板(29)、设置于堵头后端板(27)与堵头前端板(29)之间的橡胶外套(30)、径向均布于橡胶外套(30)内侧壁的多组支撑连杆(31)，所述支撑连杆(31)包括中间杆(32)、分别铰接于中间杆(32)两端的两个连杆(33)、分别铰接于两个连杆(33)且远离中间杆(32)一端的固定座(34)，所述中间杆(32)固定在所述橡胶外套(30)内侧壁的中间位置，所述固定座(34)分别固定于所述堵头后端板(27)与所述堵头前端板(29)内侧壁的外圈位置，支撑连杆(31)运动的过程中会带动橡胶外套(30)随之运动，即橡胶外套(30)发生膨胀或收缩，膨胀用于封堵管道，收缩用于结束作业。
如图3-4所示，所述支板空腔(5)连通所述后支撑板(4)的两个端面，所述后支撑齿轮轴(7)设置于所述后支撑板(4)的上表面，且其穿过所述后支撑板(4)与所述后支撑齿轮轴(7)固定，两个所述支撑齿条(8)与所述后支撑齿轮(6)相啮合。
如图5所示，所述拉伸齿条(13)与所述拉伸齿轮(15)相啮合，所述主齿轮轴(16)延伸至所述拉伸齿轮腔(14)内并与所述拉伸齿轮(15)固定连接。
如图1-6所示，两个所述管卡(21)均通过螺栓固定在所述基台(11)的上表面，所述大伞齿轮(20)与所述小伞齿轮(24)均为锥齿轮且相互啮合，通过转动主齿轮轴(16)带动小伞齿轮(24)、大伞齿轮(20)、丝杠(19)转动；两个所述支撑齿条(8)反向的一端均固定有顶块(35)，所述顶块(35)的材质为硬质橡胶，避免破坏管道内壁。
如图1图7所示，所述丝杠(19)的外侧壁且与所述丝杠母(26)接触的部分有螺纹，所述丝杠(19)的外侧壁且与所述轴承(22)接触的部分为光杆，所述丝杠(19)与所述轴承(22)、所述尾部轴承(28)过盈配合，丝杠(19)的两端与轴承配合，中部位置有螺纹，用于与丝杠母螺纹咬合。
如图4-5所示，所述插齿条一(10)与所述插齿条二(18)的外形均呈U型，所述插齿条一(10)与所述插齿条二(18)均可以沿对应的所述插齿槽一(9)与所述插齿槽二(17)卡在对应齿轮的齿牙之间，通过人为压下或拔出插齿条一(10)与插齿条二(18)，来控制其对应齿轮的转动。
如图7所示，所述基台(11)的侧壁上设置有承重轴(36)，所述承重轴(36)远离所述基台(11)的一端固定有连接片(17)，所述承重轴(36)延伸至所述堵头前端板(29)的内侧壁位置，所述连接片(37)的两端连接有所述承重轴(36)与所述丝杠(19)，承重轴(36)用于分担丝杠(19)的承重力，避免丝杠(19)因长时间使用导致其弯曲形变，同时承重轴(36)也起到避免丝杠(19)转动时，橡胶外套(30)整体转动的情况。
如图1所示，所述轴承(22)与所述尾部轴承(28)均为圆锥滚子轴承。
如图1-2所示，所述橡胶外套(30)内壁的径向设置有环状的橡胶胶圈(38)，所述橡胶胶圈(38)位于所述中间杆(32)与所述橡胶外套(30)之间，且在所述中间杆(32)的对应位置开设有定位槽(39)，定位槽(39)用于固定中间杆(32)的位置，使得支撑连杆(31)不会因长期使用而改变其相对橡胶外套(30)的位置，橡胶胶圈的材质采用的组分配比为，橡胶基料50-55份、辅料30-40份、添加剂10-15份及促进剂0.5-1份；所述辅料按照重量百分比计包括增强剂与填充剂，两者的重量比为1:1-1.22；所述添加剂按照重量百分比计包括：氧化锌30-41％、硫磺20-33％、硬脂酸18-28％及环氧大豆油8-15％，进一步的，该橡胶胶圈按照重量份数计包括如下组分：丁基橡胶53份、炭黑17份、轻钙粉19份、氧化锌4份、硫磺3份、硬脂酸2.4份、环氧大豆油1份、促进剂0.5份，该材质的橡胶可以保证打堵膨胀机构(3)长期使用不易磨损，橡胶胶圈(38)的截面厚度大于橡胶外套(30)的截面厚度，保证其与管道内壁贴合的同时避免中间杆(32)将橡胶外套(30)破损，增强其整体寿命。
工作原理：
非井下作业机械打堵闭水装置，需要进行管道作业时，将本发明通过绳索由管道井口吊到管道内，使打堵膨胀机构进入管道，支撑定位机构处于井口处，
先进行本发明的支撑定位工作，转动后支撑齿轮轴，后支撑齿轮轴与后支撑齿轮固定连接，由于两个支撑齿条设置于后支撑齿轮的两侧且与其啮合，所以转动后支撑齿轮轴时会使得两支撑齿条反向运动，支撑齿条的一端固定有顶块，直至顶块与管道的内侧壁接触，从而将本发明定位在管道内壁的指定位置，
转动主齿轮轴，主齿轮轴的底端固定有拉伸齿轮，拉伸齿轮与拉伸齿条啮合，拉伸齿条的一端与后支撑板固定，所以转动主齿轮轴会使得拉伸齿条向外延伸或缩回，由于支撑定位装置已经固定在管道内壁上，所以打堵膨胀机构会相对支撑定位机构进入或退回管道，此时要进行管道作业，使打堵膨胀机构进入管道并到达指定管堵位置，
转动小伞齿轮轴，与其固定的小伞齿轮会带动大伞齿轮转动，大伞齿轮与丝杠固定，进而使得丝杠转动，由于丝杠母与丝杠是螺纹连接，丝杠转动会使得丝杠母沿丝杠轴向运动，丝杆与丝杠卡扣是卡接，丝杠转动时，丝杠卡扣在丝杠上的轴向位置不变，所以堵头后端板与堵头前端板之间的距离改变，进而导致支撑连杆上两连杆的夹角改变，由于中间杆固定在橡胶外套的内侧壁上，所以橡胶外套的中部径向截面积就会改变，通过增大该截面积，即将橡胶外套撑大，撑大至管道内径尺寸，从而将管道封堵，反之，减小该截面积可以使得橡胶外套减小，从而放弃对管道的封堵；
结束本发明作业时，先转动小伞齿轮轴，使橡胶外套径向尺寸缩小，然后转动主齿轮轴，减小支撑固定机构与打堵膨胀机构的距离，即减小本发明整体尺寸，最后转动后支撑齿轮轴，将两个支撑腿回收到后支撑板内，通过绳索将本发明整体从管道井口吊出，完成作业。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.非井下作业机械打堵闭水装置，其特征在于，包括支撑定位机构(1)，用于固定所述支撑定位机构(1)的啮合传动机构(2)，固定在所述啮合传动机构(2)上的打堵膨胀机构(3)，
所述支撑定位机构(1)包括后支撑板(4)、开设于后支撑板(4)中部的支板空腔(5)、设置于支板空腔(5)中心位置的后支撑齿轮(6)、与后支撑齿轮(6)固定连接的后支撑齿轮轴(7)、分别设置于后支撑齿轮轴(7)两侧且均位于支板空腔(5)内的两个支撑齿条(8)、开设于后支撑板(4)上的插齿槽一(9)、插装于插齿槽一(9)内的插齿条一(10)，
所述啮合传动机构(2)包括基台(11)、开设于基台(11)内部的滑动槽(12)、设置于滑动槽(12)内部的拉伸齿条(13)、开设于基台(11)内部且位于滑动槽(12)一侧的拉伸齿轮腔(14)、设置于拉伸齿轮腔(14)内的拉伸齿轮(15)、设置于基台(11)上表面的主齿轮轴(16)，开设于基台(11)且位于主齿轮轴(16)外侧的插齿槽二(17)、插装于插齿槽二(17)内的插齿条二(18)，
所述打堵膨胀机构(3)包括丝杠(19)、固定在丝杠(19)上的大伞齿轮(20)、分别设置于大伞齿轮(20)两侧的两个管卡(21)、分别设置于丝杠(19)与两个管卡(21)之间的轴承(22)、固定在所述基台(11)上表面且与大伞齿轮(20)位置对应的小龙门架(23)、设置于小龙门架(23)上的小伞齿轮轴(24)、固定在小伞齿轮轴(24)底端的小伞齿轮(25)、设置于丝杠(19)中部位置的丝杠母(26)、设置于丝杠母(26)一侧的堵头后端板(27)、设置于丝杠(19)上且远离所述基台(11)一端的尾部轴承(28)、设置于尾部轴承(28)一侧的堵头前端板(29)、设置于堵头后端板(27)与堵头前端板(29)之间的橡胶外套(30)、径向均布于橡胶外套(30)内侧壁的多组支撑连杆(31)，
所述支撑连杆(31)包括中间杆(32)、分别铰接于中间杆(32)两端的两个连杆(33)、分别铰接于两个连杆(33)且远离中间杆(32)一端的固定座(34)，所述中间杆(32)固定在所述橡胶外套(30)内侧壁的中间位置，所述固定座(34)分别固定于所述堵头后端板(27)与所述堵头前端板(29)内侧壁的外圈位置。
2.根据权利要求1所述的非井下作业机械打堵闭水装置，其特征在于，所述支板空腔(5)连通所述后支撑板(4)的两个端面，所述后支撑齿轮轴(7)设置于所述后支撑板(4)的上表面，且其穿过所述后支撑板(4)与所述后支撑齿轮轴(7)固定，两个所述支撑齿条(8)与所述后支撑齿轮(6)相啮合。
3.根据权利要求1所述的非井下作业机械打堵闭水装置，其特征在于，所述拉伸齿条(13)与所述拉伸齿轮(15)相啮合，所述主齿轮轴(16)延伸至所述拉伸齿轮腔(14)内并与所述拉伸齿轮(15)固定连接。
4.根据权利要求1所述的非井下作业机械打堵闭水装置，其特征在于，两个所述管卡(21)均通过螺栓固定在所述基台(11)的上表面，所述大伞齿轮(20)与所述小伞齿轮(24)均为锥齿轮且相互啮合。
5.根据权利要求1所述的非井下作业机械打堵闭水装置，其特征在于，两个所述支撑齿条(8)反向的一端均固定有顶块(35)，所述顶块(35)的材质为硬质橡胶。
6.根据权利要求1所述的非井下作业机械打堵闭水装置，其特征在于，所述丝杠(19)的外侧壁且与所述丝杠母(26)接触的部分有螺纹，所述丝杠(19)的外侧壁且与所述轴承(22)接触的部分为光杆，所述丝杠(19)与所述轴承(22)、所述尾部轴承(28)过盈配合。
7.根据权利要求1所述的非井下作业机械打堵闭水装置，其特征在于，所述插齿条一(10)与所述插齿条二(18)的外形均呈U型，所述插齿条一(10)与所述插齿条二(18)均可以沿对应的所述插齿槽一(9)与所述插齿槽二(17)卡在对应齿轮的齿牙之间。
8.根据权利要求1所述的非井下作业机械打堵闭水装置，其特征在于，所述基台(11)的侧壁上设置有承重轴(36)，所述承重轴(36)远离所述基台(11)的一端固定有连接片(17)，所述承重轴(36)延伸至所述堵头前端板(29)的内侧壁位置，所述连接片(37)的两端连接有所述承重轴(36)与所述丝杠(19)。
9.根据权利要求1所述的非井下作业机械打堵闭水装置，其特征在于，所述轴承(22)与所述尾部轴承(28)均为圆锥滚子轴承。
10.根据权利要求1所述的非井下作业机械打堵闭水装置，其特征在于，所述橡胶外套(30)内壁的径向设置有环状的橡胶胶圈(38)，所述橡胶胶圈(38)位于所述中间杆(32)与所述橡胶外套(30)之间，且在所述中间杆(32)的对应位置开设有定位槽(39)。
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