CN109958183B - 一种管道破冰装置 - Google Patents

Abstract

一种管道破冰装置，包括掘进装置、支撑推进装置和外工作装置，所述掘进装置尾端铰接支撑推进装置，所述支撑推进装置数量为二，两个所述的支撑推进装置依次铰接，所述外工作装置包括负压抽吸装置和电源控制箱，所述负压抽吸装置的负压进口卡装吸污管一端，所述吸污管另一端卡装掘进装置尾端；采用公转配合自转的双刀头倾斜式设计,提高破冰能力，降低过弯时对管道壁的切削，同时内置电磁震动冲击的设计，提高刀头切削冰体效率；而多节铰接结构，实现弯道破冰，提高管道的适用性，而负压抽吸装置，配合吸污管，使得装置在破冰后，能及时排渣,降低二次结冰堵塞可能性，外置工作装置提供长足动力，其功率更大，工作时间更长。

Description

一种管道破冰装置

技术领域

本发明属于管道通路设备技术领域，特别涉及一种管道破冰装置。

背景技术

在实际生活中，寒冬时节，因过冷,易引起下水管道结冰或流通不畅等问题，因受限于管道形状及其安装位置的复杂性，清理管道结冰工作多难以展开，从而导致清理工作耗时长、效率低、花费高，对人们的正常生活造成了极大地不便。

现有技术对清理管道结冰问题并没有较好的解决方法，甚至放弃解决。本专利的出现为解决该类问题提供了良好的技术方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种管道破冰装置，本发明的技术方案是：

一种管道破冰装置，包括掘进装置、支撑推进装置和外工作装置，所述掘进装置尾端铰接支撑推进装置，所述支撑推进装置数量为二，两个支撑推进装置依次铰接，所述外工作装置包括吸污管、负压抽吸装置和电源控制箱，所述负压抽吸装置的负压进口卡装吸污管一端，将负压抽吸装置产生的负压通过吸污管进行延伸，所述吸污管另一端卡装掘进装置尾端，方便将掘进装置破碎的冰渣进行及时导出，同时负压抽吸装置全程处于工作状态，所述电源控制箱独立电连接负压抽吸装置、支撑推进装置与掘进装置，实现有效的控制电路的连接；

所述掘进装置包括主电动机，为掘进装置中球形掘进头的公转提供动力，所述主电动机输出端卡装主轴旋转体，为上端连接的结构提供安装基础，所述主轴旋转体上端面一体成型有定位滑柱，配合连接筒对子电动机及其上结构进行安装，所述定位滑柱外侧的主轴旋转体上表面对称焊接有辅助定位柱，配合定位滑筒对连接筒进行转动限位，避免发生相对转动，导致动力无法传动，所述定位滑柱外端套装有连接筒，实现有效的连接，同时增加连接结构的抗扭能力，所述连接筒外周对称焊接有定位滑筒，配合辅助定位柱进行转动限位，所述定位滑筒套装辅助定位柱，所述辅助定位柱外侧卡装销钉，对连接筒的轴向滑动进行限位，所述销钉贯穿定位滑筒，其定位滑筒开设的定位孔长度大于销钉直径，使得能够进行轴向滑动，所述连接筒外周表面对称焊接有两个连接柱，为子电动机的安装提供基础，两个连接柱均固定安装子电动机，为球形掘进头的自传提供动力，所述子电动机输出端固定安装球形掘进刀头，通过自身结构对管道内冰体进行破碎，所述主电动机外壳上端固定安装导电滑环，使得主轴旋转体上的结构进行公转时，能为子电动机提供持续的供电，所述子电动机电连接导电滑环。

两个子电动机转轴偏离主电动机的主轴15 °到20 °，且两个子电动机的转轴反向偏离，所述子电动机的转轴轴向向主电动机的主轴轴向倾斜，两个掘进刀头的外弧近似相切，通过上述结构及角度的调整，使得球形掘进刀头能有更好的破冰效果，所述掘进刀头头端分为第一切削区域与第二切削区域，所述第一切削区域为切削速度极小区域，该区域在转动时，线速度极小，导致切削冰体极为不易，需增加压力，所述第二切削区域为切削速度正常区域，该区域在转动时，线速度适中，但区域较小，保证破冰效率的同时，避免阻力过大，造成卡死。

所述连接筒筒内上端固定安装永磁体，所述定位滑柱外周缠绕线圈，所述线圈电连接导电滑环。

所述支撑推进装置包括第一联轴器，所述第一联轴器下端焊接第一轮盘，所述第一轮盘下端面外周固定安装有三个均匀分布的抗扭活塞杆，所述抗扭活塞杆下端固定安装第二轮盘，所述抗扭活塞杆的内杆固定安装固定盘，所述固定盘通过螺栓安装第一步进电机上端，所述第一步进电机输出端固定安装丝杠，所述丝杠螺装丝扣，所述丝扣固定安装第二轮盘中部，所述第一步进电机下端固定安装第二联轴器，所述第二联轴器铰接第三联轴器，所述第三联轴器外周下端焊接有三个均匀分布的连接架，所述连接架铰接第一连杆上端，所述连杆下端铰接支撑足的内侧上角，所述支撑足内侧下角铰接第二连杆下端，所述第三联轴器下端固定安装第二步进电机，所述第二连杆上端铰接第二步进电机的外壳，所述第二步进电机输出端固定安装螺进杆，所述螺进杆螺装固定套筒，所述固定套筒外周上端铰接支撑杆一端，所述支撑杆的另一端铰接第二连杆中部，所述固定套筒下端焊接第四联轴器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1：本发明采用公转配合自转的双刀头倾斜式设计,提高破冰能力，降低过弯时对管道壁的切削；

2：本发明掘进装置采用电磁震动冲击的设计，提高刀头切削冰体效率；

3：本发明采用掘进装置、支撑推进装置的多节铰接结构，通过联轴器实现弯道破冰，提高管道的多适用性，提高装置的工作能效；

4：本发明采用负压抽吸装置，配合吸污管，使得装置在破冰后，能及时排渣，降低二次结冰堵塞可能性；

5：本发明采用外置电源设计，可最大程度为装置提供长足动力，相较于装置携带独立电源，其功率更大，工作时间更长。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为掘进装置拆分结构示意图；

图3为连接筒内部安装结构示意图；

图4为支撑推进装置结构示意图；

图5为掘进刀头俯视结构示意图。

图中：1、掘进装置，101、主电动机，102、定位滑柱，103、辅助定位柱，104、连接筒，105、定位滑筒，106、销钉，107、连接柱，108、子电动机，109、球形掘进头，1091、第一切削区域，1092、第二切削区域，110、导电滑环，111、永磁体，112、线圈，113、主轴旋转体，2、支撑推进装置，201、第一联轴器，202、第一轮盘，203、抗扭活塞杆，204、第二轮盘，205、固定盘，206、第一步进电机，207、丝杠，208、丝扣，209、第二联轴器，210、第三联轴器，211、连接架，212、第一连杆，213、支撑足，214、第二连杆，215、第二步进电机，216、螺进杆，217、固定套筒，218、支撑杆，219、第四联轴器，3、外工作装置，31、吸污管，32、负压抽吸装置，33、电源控制箱。

具体实施方式

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

如图1至图5示，本发明提供了一种管道破冰装置，包括掘进装置1、支撑推进装置2和外工作装置3，为本发明的主体结构，所述掘进装置1尾端铰接支撑推进装置2，实现有效的连接，同时保证掘进装置1能够与支撑推进装置2进行相对的弯折，所述支撑推进装置2数量为二，两个支撑推进装置2依次铰接，通过与掘进装置1进行组合，构成三节可以进行弯折的工作结构，同时支撑推进装置2通过自身结构的特性为装置的前进提供蠕动动力，所述外工作装置3包括吸污管31、负压抽吸装置32和电源控制箱33，所述负压抽吸装置32的负压进口卡装吸污管31一端，所述吸污管31另一端卡装掘进装置1尾端，所述电源控制箱33独立电连接负压抽吸装置32、支撑推进装置2与掘进装置1；

所述掘进装置1包括主电动机101，所述主电动机101输出端卡装主轴旋转体113，所述主轴旋转体113上端面一体成型有定位滑柱102，所述定位滑柱102外侧的主轴旋转体113上表面对称焊接有辅助定位柱103，所述定位滑柱102外端套装有连接筒104，所述连接筒104外周对称焊接有定位滑筒105，所述定位滑筒105套装辅助定位柱103，所述辅助定位柱103外侧卡装销钉106，所述销钉106贯穿定位滑筒105，所述连接筒104外周表面对称焊接有两个连接柱107，两个连接柱107均固定安装子电动机108，所述子电动机108输出端固定安装球形掘进头109，所述主电动机101外壳上端固定安装导电滑环110，所述子电动机108电连接导电滑环110。

两个子电动机108转轴偏离主电动机101的主轴15°到20°，且两个子电动机108的转轴反向偏离，所述子电动机108的转轴轴向向主电动机101的主轴轴向倾斜，两个掘进刀头的外弧近似相切，所述掘进刀头头端分为第一切削区域1091与第二切削区域1092，所述第一切削区域1091为切削速度极小区域，所述第二切削区域1092为切削速度正常区域。

所述连接筒104筒内上端固定安装永磁体111，配合线圈112产生的波动磁场使得连接筒104产生连续振动，所述定位滑柱102外周缠绕线圈112，通电后产生循环波动磁场，所述线圈112电连接导电滑环110，对线圈112进行连续供电。

所述支撑推进装置2包括第一联轴器201，连接掘进装置1，所述第一联轴器201下端焊接第一轮盘202，为下端结构的安装提供基础，所述第一轮盘202下端面外周固定安装有三个均匀分布的抗扭活塞杆203，通过自身伸缩的特性为支撑推进装置2的蠕动提供支撑，所述抗扭活塞杆203下端固定安装第二轮盘204，对抗扭活塞杆203的分布进行有效的定位安装，所述抗扭活塞杆203的内杆固定安装固定盘205，为第一步进电机206提供固定安装基础，所述固定盘205通过螺栓安装第一步进电机206上端，为丝杠207的转动提供动力，所述第一步进电机206输出端固定安装丝杠207，通过与丝扣208的配合实现对抗扭活塞杆203拉伸的控制，所述丝杠207螺装丝扣208，配合丝杠207实现有效的螺进与螺出，继而控制抗扭活塞杆203的拉伸，所述丝扣208固定安装第二轮盘204中部，实现有效的固定安装，避免丝扣208的同步转动，所述第一步进电机206下端固定安装第二联轴器209，连接第三联轴器210，配合下部结构，实现有效的组合安装，所述第二联轴器209铰接第三联轴器210，连接下部结构，所述第三联轴器210外周下端焊接有三个均匀分布的连接架211，为第一连杆212的连接提供连接基础，所述连接架211铰接第一连杆212上端，配合第二连杆214，构成变形结构，继而方便第二步进电机215控制支撑足213进行固定支撑，所述连杆下端铰接支撑足213的内侧上角，对第一步进电机206上方的结构进行固定支撑，所述支撑足213内侧下角铰接第二连杆214下端，配合第一连杆212构成平行四边形变形结构，所述第三联轴器210下端固定安装第二步进电机215，所述第二连杆214上端铰接第二步进电机215的外壳，所述第二步进电机215输出端固定安装螺进杆216，所述螺进杆216螺装固定套筒217，所述固定套筒217外周上端铰接支撑杆218一端，所述支撑杆218的另一端铰接第二连杆214中部，上述结构中第二步进电机215通过带动螺进杆216转动，继而使得固定套筒217进行运动，继而通过支撑杆218控制第二连杆214运动，实现支撑结构的工作，所述固定套筒217下端焊接第四联轴器219，方便连接后续结构。

工作原理：

将装置水平置入管道内，控制第一部分的支撑推进装置2中的第二步进电机215工作，待支撑足213严紧贴合管壁，第二步进电机215停止工作，而后开启子电动机108与主电动机101，同时控制第一步进电机206工作，向线圈112输入脉冲电流，实现掘进装置1的前后冲击震动，待步进电机推程达到最大，关闭子电动机108与主电动机101，同时第一步进电机206反向转动，待丝扣208返回到第一步进电机206一端停止工作，与此同时，第二步进电机215反向转动，支撑足213收缩，同一时刻控制第二部分的支撑推进装置2中的结构重复第一部分支撑推进装置2的工作，将前部组件向前推进，接着，开启子电动机108与主电动机101，如此通过两个支撑推进部分的工作，实现装置的渐进蠕动行进；

在工作期间，负压抽吸装置32一直处于工作状态，源源不断将管道内冰屑抽离管道，实现彻底除污，防止二次堵塞，同时该装置控制信号与电力采用线导方式输入，同时在装置尾部安装曳线，防止装置出现故障卡死在管道当中，线圈112与永磁体111仅表示此处可配备微型电磁振动器，其所提供短促冲击将会给刀头以短时较大压力，有利于提高除冰能力。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种管道破冰装置，包括掘进装置、支撑推进装置和外工作装置，其特征在于，所述掘进装置尾端铰接支撑推进装置，所述支撑推进装置数量为二，两个支撑推进装置依次铰接，所述外工作装置包括吸污管、负压抽吸装置和电源控制箱，所述负压抽吸装置的负压进口卡装吸污管一端，所述吸污管另一端卡装掘进装置尾端，所述电源控制箱独立电连接负压抽吸装置、支撑推进装置与掘进装置；

所述掘进装置包括主电动机，所述主电动机输出端卡装主轴旋转体，所述主轴旋转体上端面一体成型有定位滑柱，所述定位滑柱外侧的主轴旋转体上表面对称焊接有辅助定位柱，所述定位滑柱外端套装有连接筒，所述连接筒外周对称焊接有定位滑筒，所述定位滑筒套装在辅助定位柱上，所述辅助定位柱外侧卡装销钉，所述销钉贯穿定位滑筒，所述连接筒外周表面对称焊接有两个连接柱，两个连接柱均固定安装子电动机，所述子电动机输出端固定安装球形掘进刀头，主电动机外壳上端固定安装导电滑环，所述子电动机电连接导电滑环；

所述连接筒筒内上端固定安装永磁体，所述定位滑柱外周缠绕线圈，所述线圈电连接导电滑环；

所述支撑推进装置包括第一联轴器，所述第一联轴器下端焊接第一轮盘，所述第一轮盘下端面外周固定安装有三个均匀分布的抗扭活塞杆，所述抗扭活塞杆下端固定安装第二轮盘，所述抗扭活塞杆的内杆固定安装固定盘，所述固定盘通过螺栓安装在第一步进电机上端，所述第一步进电机输出端固定安装丝杠，所述丝杠螺装丝扣，所述丝扣固定安装在第二轮盘中部，所述第一步进电机下端固定安装第二联轴器，所述第二联轴器铰接第三联轴器，所述第三联轴器外周下端焊接有三个均匀分布的连接架，所述连接架铰接第一连杆上端，所述第一连杆下端铰接支撑足的内侧上角，所述支撑足内侧下角铰接第二连杆下端，所述第三联轴器下端固定安装第二步进电机，所述第二连杆上端铰接第二步进电机的外壳，所述第二步进电机输出端固定安装螺进杆，所述螺进杆螺装固定套筒，所述固定套筒外周上端铰接支撑杆一端，所述支撑杆的另一端铰接第二连杆中部，所述固定套筒下端焊接第四联轴器。

2.根据权利要求1所述的一种管道破冰装置，其特征在于，两个子电动机转轴偏离主电动机的主轴15°到20°，且两个子电动机的转轴反向偏离，所述子电动机的转轴轴向向主电动机的主轴轴向倾斜，两个掘进刀头的外弧近似相切，所述掘进刀头头端分为第一切削区域与第二切削区域，所述第一切削区域为切削速度极小区域，所述第二切削区域为切削速度正常区域。