CN110723641A - 人工挖孔井内出渣系统及出渣方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工挖孔井内出渣系统，人工挖孔井外设置有带坡度的导向轨道，在导向轨道上安装有滑车，固定支架以定滑轮为支点安装有换向杠杆，换向杠杆内装有能沿轴向滚动的弹子砝码，钢丝绳上固定套装有环形卡，滑车的中部开有钢丝绳道口和钢丝绳卡口；当滑车位于起始端时，拉动左端的换向拉绳，能使弹子砝码向左侧滚动，换向杠杆的右端抬起能阻止滑车在重力的作用下朝末端滑动，此时，提升过程中的渣桶的钢丝绳正好位于钢丝绳道口内。本发明还公开了一种人工挖孔井内出渣方法。能实现井内渣土自动提升以及井外渣土自动运转；进一步，还能实现吊桶的锁定及自动翻转倾倒，安全可靠，自动化程度高，大大降低了劳动强度，提高了工作效率。

Description

人工挖孔井内出渣系统及出渣方法

技术领域

本发明涉及工程施工技术领域，具体涉及一种人工挖孔后井内的出渣系统，以及利用该出渣系统进行的出渣方法。

背景技术

人工挖孔产生的孔内渣土，都是通过井内出渣系统装运到孔外。现目前，井内出渣系统由渣桶、渣桶挂钩、天梁、天滑轮、钢丝绳、电机或卷扬机组成。钢丝绳的一端与电机或卷扬机相连，另一端绕过天梁上的天滑轮再与渣桶挂钩相连，渣桶挂在渣桶挂钩上。工作时，先将渣土装满渣桶，启动电机或卷扬机，向上提升渣桶到孔外，还需要由人力水平拖拽渣桶到规定的倒渣地点。倒渣时，先将渣桶从渣桶挂钩上取下置于地面上，然后靠人力强行翻转容器倒渣。

该出渣系统存在的主要问题是：(1)电机或卷扬机只能通过钢丝绳向上提升渣桶，即仅能完成井内提升，由纵向转横向需要依靠人力强拉，到达倒渣地点时还需要人力进行倾倒，劳动强度大，施工效率低，还存在极大的安全隐患，由于人力强拉过程中渣桶对人会产生反作用力，曾经出现过渣桶将人推入井内的安全事故；(2)渣桶在井内提升或井外运转的过程中，稳定性差，容易发生倾斜，特别是在井内运行途中存在渣土抛出伤人的安全风险。

发明内容

本发明旨在提供一种专用于人工挖井的出渣系统，能实现井内渣土自动提升以及井外渣土自动运转，安全可靠，大大降低了劳动强度，提高了工作效率。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种人工挖孔井内出渣系统，包括渣桶挂钩、渣桶、天梁、天滑轮、钢丝绳、电机或卷扬机，所述人工挖孔井外设置有带坡度的导向轨道，所述导向轨道以井口正上方作为起始端，以倒渣点正上方作为末端，在导向轨道上安装有滑车，导向轨道起始端的左下方安装有固定支架，所述固定支架以定滑轮为支点安装有换向杠杆，所述换向杠杆采用两端封口的圆钢管，并在圆钢管内装有能沿轴向滚动的弹子砝码，所述换向杠杆的左右两端分别挂有下垂的换向拉绳；所述钢丝绳上固定套装有环形卡，滑车的中部开有能让环形卡顺利通过的钢丝绳道口，以及能让钢丝绳通过但环形卡无法通过的钢丝绳卡口，钢丝绳卡口与钢丝绳道口左右连通；

当滑车位于起始端时，拉动左端的换向拉绳，能使弹子砝码向左侧滚动，换向杠杆的右端抬起能阻止滑车在重力的作用下朝末端滑动，此时，提升过程中的渣桶的钢丝绳正好位于钢丝绳道口内。

作为上述方案的优选，所述天梁的下方固定安装有定位开关，用于检测经钢丝绳道口升到滑车上方的环形卡是否到位，并通过电机或卷扬机控制渣桶停止向上提升。

进一步优选为，所述渣桶挂钩的左右两侧分别设置有向下延伸的侧挂杆，所述渣桶位于渣桶挂钩的上横杆的正下方，并介于两侧挂杆之间，侧挂杆的下端分别与渣桶的对应侧壁铰接，所述侧挂杆与渣桶侧壁的铰接位置偏离渣桶的前后中心，在其中一个侧挂杆上套装有锁扣，所述锁扣为顶部带有竖向缺槽的圆管，在渣桶顶部靠近该侧挂杆的位置处设置有固定栓，所述锁扣能将该侧挂杆和固定栓同时套入其中后，再将竖向缺槽错开上横杆实现上锁，以防止渣桶翻转；也能将竖向缺槽对准上横杆后，向上滑动锁扣使固定栓从锁扣内孔中退出实现解锁，从而使渣桶因重心偏移而自动翻转，在渣桶外壁上还固设有防反转限位。简单易操作的渣桶锁定结构，能有效地保证渣桶在运行过程中稳定，不倾斜，有效避免渣桶在运行途中物料抛出伤人的安全风险，特别适用于井内渣土运输；渣桶自动倾倒结构，且只能朝设定的方向进行倾倒，大大降低了劳动强度，同时提高了生产效率。

进一步优选为，所述导向轨道由平行设置的两条钢管构成，导向轨道的坡度为20～25°；所述滑车包括由钢板制成的滑车平台，以及设置在滑车平台底部的两个前滚轮组和两个后滚轮组，每个前滚轮组由滚轮安装架及位于钢管上下两侧的各一个滚轮构成，每个后滚轮组由滚轮架、位于钢管上侧的一个滚轮、位于钢管下侧的两个滚轮构成；当滑车位于起始端，并拉动左端的换向拉绳后，换向杠杆的右端抬起正好挡在滑车的后滚轮组上。

进一步优选为，所述固定支架为L型架，上端头与导向轨道相连，所述定滑轮安装在L型架的右端头。

进一步优选为，所述换向杠杆的圆钢管的至少一端采用盖板作为封口。打开盖板，能根据需要配备不同数量的弹子砝码。

同时，本发明还公开了一种利用上述人工挖孔井内出渣系统进行的出渣方法，包括以下步骤：

第一步，渣桶井内装渣；

滑车位于导向轨道的起始端，拉动换向杠杆左端的换向拉绳，使弹子砝码向左侧滚动，换向杠杆的右端抬起以阻止滑车滑动，渣桶置于井内装渣，钢丝绳正好位于钢丝绳道口内；

第二步，渣桶提升；

启动电机或卷扬机，通过钢丝绳、渣桶挂钩向上提升渣桶，直至钢丝绳上的环形卡经钢丝绳道口升到滑车上方，当定位开关检测到环形卡到位后，电机或卷扬机停止向上提升渣桶；

第三步，纵横运输的转换；

启动电机或卷扬机，下降渣桶，使环形卡被钢丝绳卡口托起，拉动换向杠杆右端的换向拉绳，使弹子砝码向右侧滚动，换向杠杆的右端下落，滑车载着渣桶沿导向轨道自行向末端滑动，到位后停止电机或卷扬机；

第四步，自动倒渣；

旋转锁扣，使竖向缺槽对准渣桶挂钩的上横杆后，向上滑动锁扣实现解锁，解锁后渣桶因重心偏移而自动翻转倒渣；

倒渣完成后，扳动渣桶回位，向下滑动锁扣将侧挂杆和固定栓同时套入，再旋转锁扣，使竖向缺槽错开上横杆实现上锁；

第五步，渣桶回井；

启动电机或卷扬机，提升渣桶，滑车载着渣桶回到导向轨道的起始端，当定位开关检测到环形卡到位时，提升电机停止工作；这时拉动换向杠杆左端的换向拉绳，然后启动电机或卷扬机，进入新一轮工作。

本发明的有益效果：结构紧凑、设计巧妙，能实现井内渣土自动提升以及井外渣土自动运转；进一步，还能实现吊桶的锁定及自动翻转倾倒，安全可靠，自动化程度高，大大降低了劳动强度，提高了工作效率，设备成本低，具有广泛的应用和推广价值。

附图说明

图1为渣桶井内装渣完成准备提升的状态。

图2为渣桶提升到位纵横运输转换的状态。

图3为滑车载着渣桶沿导向轨道自行向末端滑动的状态。

图4为带滑车的导向轨道的俯视图。

图5为渣桶的上锁状态图。

图6为渣桶的解锁状态图。

图7为渣桶与渣桶挂钩的分解示意图。

图8为图7中渣桶的左侧视图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：

结合图1—4所示，一种人工挖孔井内出渣系统，主要由渣桶挂钩1、渣桶2、天梁3、天滑轮4、钢丝绳5、电机或卷扬机6、导向轨道7、滑车8、换向杠杆9、弹子砝码10、定滑轮11、换向拉绳12、环形卡13、固定支架17组成。

人工挖孔井外设置有带坡度的导向轨道7，导向轨道7以井口正上方作为起始端，以倒渣点正上方作为末端，作为渣桶2自动输送的轨道。最好是，导向轨道7由平行设置的两条钢管构成，导向轨道7的坡度以20～25°为宜。

在导向轨道7上安装有滑车8，作为渣桶2自动输送的载体。导向轨道7起始端的左下方安装有固定支架17，固定支架17用于安装换向杠杆9。固定支架17以定滑轮11为支点安装有换向杠杆9。最好是，固定支架17为L型架，上端头与导向轨道7相连，定滑轮11安装在L型架的右端头。

换向杠杆9采用两端封口的圆钢管，并在圆钢管内装有能沿轴向滚动的弹子砝码10。换向杠杆9的圆钢管的至少一端采用盖板作为封口，当需要装入不同数量的弹子砝码10时，打开盖板即可；也可以是，换向杠杆9的圆钢管的两端均采用盖板封口。

换向杠杆9的左右两端分别挂有下垂的换向拉绳12，最好是，换向拉绳12的下端设置有拉绳手柄。

钢丝绳5上固定套装有环形卡13，滑车8的中部开有能让环形卡13顺利通过的钢丝绳道口8d，以及能让钢丝绳5通过但环形卡13无法通过的钢丝绳卡口8e，钢丝绳卡口8e与钢丝绳道口8d左右连通。

当滑车8位于起始端时，拉动左端的换向拉绳12，能使弹子砝码10向左侧滚动，换向杠杆9的右端抬起能阻止滑车8在重力的作用下朝末端滑动，此时，提升过程中的渣桶2的钢丝绳5正好位于钢丝绳道口8d内。

滑车8最好由钢板制成的滑车平台8a，以及设置在滑车平台8a底部的两个前滚轮组8b和两个后滚轮组8c组成。每个前滚轮组8b由滚轮安装架及位于钢管上下两侧的各一个滚轮构成，每个后滚轮组8c由滚轮架、位于钢管上侧的一个滚轮、位于钢管下侧的两个滚轮构成。当滑车8位于起始端，并拉动左端的换向拉绳12后，换向杠杆9的右端抬起正好挡在滑车8的后滚轮组8c上。

最好是，天梁3的下方固定安装有定位开关18，用于检测经钢丝绳道口8d升到滑车8上方的环形卡13是否到位，并通过电机或卷扬机6控制渣桶2停止向上提升。增设定位开关18，既可以防止渣桶竖直提升量过大，也可以确保滑车由倒渣点回位后正好位于井口正上方。

结合图5—图8所示，渣桶2的锁定和自动倾倒部分，主要由锁扣14、固定栓15、防反转限位16组成。

渣桶挂钩1的左右两侧分别设置有向下延伸的侧挂杆1a，渣桶2位于渣桶挂钩1的上横杆1b的正下方，并介于两侧挂杆1a之间，侧挂杆1a的下端分别与渣桶2的对应侧壁铰接。

侧挂杆1a与渣桶2侧壁的铰接位置偏离渣桶2的前后中心，其目的是让渣桶2的重心偏移，实现解锁后渣桶2朝一个方向自动翻转倾倒的目的，不需要对渣桶2施加作用力。

在其中一个侧挂杆1a上套装有锁扣14，锁扣14为顶部带有竖向缺槽14a的圆管，在渣桶2顶部靠近该侧挂杆1a的位置处设置有固定栓15，锁扣14能将该侧挂杆1a和固定栓15同时套入其中后，再将竖向缺槽14a错开上横杆1b实现上锁，以防止渣桶2翻转；也能将竖向缺槽14a对准上横杆1b后，向上滑动锁扣14使固定栓15从锁扣14内孔中退出实现解锁，从而使渣桶2因重心偏移而自动翻转，在渣桶2外壁上还固设有防反转限位16，避免渣桶2内物料未装平导致的朝反方向翻转的可能性，确保渣桶2自始至终只能朝设定的方向翻转倾倒。

最好是，锁扣14采用圆钢管制成；侧挂杆1a、上横杆1b、固定栓15均采用钢筋制成；竖向缺槽14a的宽度大于上横杆1b的直径，竖向缺槽14a的高度为锁扣14长度的二分之一，并等于固定栓15的长度，锁扣14的内径大于侧挂杆1a与固定栓5的直径之和。固定栓15焊接固定在渣桶2顶部的外壁上。

进一步，防反转限位16采用钢筋或角钢制成，竖直焊接在渣桶2外壁的前后中心位置处。

锁扣的操作说明：

上锁过程——手握锁扣14并旋转，将竖向缺槽14a对准渣桶挂钩1的上横杆1b并上提，使上横杆1b落入竖向缺槽14a内，然后将渣桶2的固定栓15与对应侧的侧挂杆1a靠拢(正常状态下，两者会自然靠拢)，最后放下锁扣14并旋转，让竖向缺槽14a与渣桶挂钩1的上横杆1b位置错开。

解锁过程——手握锁扣14并旋转，将竖向缺槽14a对准渣桶挂钩1的上横杆1b并上提，使上横杆1b落入竖向缺槽14a内，然后将渣桶2翻转倒渣，完成后再进行上锁。

一种利用上述人工挖孔井内出渣系统进行的出渣方法，包括以下步骤：

第一步，渣桶井内装渣；

滑车8位于导向轨道7的起始端，拉动换向杠杆9左端的换向拉绳12，使弹子砝码10向左侧滚动，换向杠杆9的右端抬起以阻止滑车8滑动，渣桶2置于井内装渣，钢丝绳5正好位于钢丝绳道口8d内；

第二步，渣桶提升；

启动电机或卷扬机6，通过钢丝绳5、渣桶挂钩1向上提升渣桶2，直至钢丝绳5上的环形卡13经钢丝绳道口8d升到滑车8上方，当定位开关18检测到环形卡13到位后，电机或卷扬机6停止向上提升渣桶2；

第三步，纵横运输的转换；

启动电机或卷扬机6，下降渣桶2，使环形卡13被钢丝绳卡口8e托起，拉动换向杠杆9右端的换向拉绳12，使弹子砝码10向右侧滚动，换向杠杆9的右端下落，滑车8载着渣桶2沿导向轨道7自行向末端滑动，到位后停止电机或卷扬机6；

第四步，自动倒渣；

旋转锁扣14，使竖向缺槽14a对准渣桶挂钩1的上横杆1b后，向上滑动锁扣14实现解锁，解锁后渣桶2因重心偏移而自动翻转倒渣；

倒渣完成后，扳动渣桶2回位，向下滑动锁扣14将侧挂杆1a和固定栓15同时套入，再旋转锁扣14，使竖向缺槽14a错开上横杆1b实现上锁；

第五步，渣桶回井；

启动电机或卷扬机6，提升渣桶2，滑车8载着渣桶2回到导向轨道7的起始端，当定位开关18检测到环形卡13到位时，提升电机停止工作；这时拉动换向杠杆9左端的换向拉绳12，然后启动电机或卷扬机6，进入新一轮工作。

Claims (7)

1.一种人工挖孔井内出渣系统，包括渣桶挂钩(1)、渣桶(2)、天梁(3)、天滑轮(4)、钢丝绳(5)、电机或卷扬机(6)，其特征在于：所述人工挖孔井外设置有带坡度的导向轨道(7)，所述导向轨道(7)以井口正上方作为起始端，以倒渣点正上方作为末端，在导向轨道(7)上安装有滑车(8)，导向轨道(7)起始端的左下方安装有固定支架(17)，所述固定支架(17)以定滑轮(11)为支点安装有换向杠杆(9)，所述换向杠杆(9)采用两端封口的圆钢管，并在圆钢管内装有能沿轴向滚动的弹子砝码(10)，所述换向杠杆(9)的左右两端分别挂有下垂的换向拉绳(12)；所述钢丝绳(5)上固定套装有环形卡(13)，滑车(8)的中部开有能让环形卡(13)顺利通过的钢丝绳道口(8d)，以及能让钢丝绳(5)通过但环形卡(13)无法通过的钢丝绳卡口(8e)，钢丝绳卡口(8e)与钢丝绳道口(8d)左右连通；

当滑车(8)位于起始端时，拉动左端的换向拉绳(12)，能使弹子砝码(10)向左侧滚动，换向杠杆(9)的右端抬起能阻止滑车(8)在重力的作用下朝末端滑动，此时，提升过程中的渣桶(2)的钢丝绳(5)正好位于钢丝绳道口(8d)内。

2.按照权利要求1所述的人工挖孔井内出渣系统，其特征在于：所述天梁(3)的下方固定安装有定位开关(18)，用于检测经钢丝绳道口(8d)升到滑车(8)上方的环形卡(13)是否到位，并通过电机或卷扬机(6)控制渣桶(2)停止向上提升。

3.按照权利要求2所述的人工挖孔井内出渣系统，其特征在于：所述渣桶挂钩(1)的左右两侧分别设置有向下延伸的侧挂杆(1a)，所述渣桶(2)位于渣桶挂钩(1)的上横杆(1b)的正下方，并介于两侧挂杆(1a)之间，侧挂杆(1a)的下端分别与渣桶(2)的对应侧壁铰接，所述侧挂杆(1a)与渣桶(2)侧壁的铰接位置偏离渣桶(2)的前后中心，在其中一个侧挂杆(1a)上套装有锁扣(14)，所述锁扣(14)为顶部带有竖向缺槽(14a)的圆管，在渣桶(2)顶部靠近该侧挂杆(1a)的位置处设置有固定栓(15)，所述锁扣(14)能将该侧挂杆(1a)和固定栓(15)同时套入其中后，再将竖向缺槽(14a)错开上横杆(1b)实现上锁，以防止渣桶(2)翻转；也能将竖向缺槽(14a)对准上横杆(1b)后，向上滑动锁扣(14)使固定栓(15)从锁扣(14)内孔中退出实现解锁，从而使渣桶(2)因重心偏移而自动翻转，在渣桶(2)外壁上还固设有防反转限位(16)。

4.按照权利要求1—3中任一项所述的人工挖孔井内出渣系统，其特征在于：所述导向轨道(7)由平行设置的两条钢管构成，导向轨道(7)的坡度为20～25°；所述滑车(8)包括由钢板制成的滑车平台(8a)，以及设置在滑车平台(8a)底部的两个前滚轮组(8b)和两个后滚轮组(8c)，每个前滚轮组(8b)由滚轮安装架及位于钢管上下两侧的各一个滚轮构成，每个后滚轮组(8c)由滚轮架、位于钢管上侧的一个滚轮、位于钢管下侧的两个滚轮构成；当滑车(8)位于起始端，并拉动左端的换向拉绳(12)后，换向杠杆(9)的右端抬起正好挡在滑车(8)的后滚轮组(8c)上。

5.按照权利要求1所述的人工挖孔井内出渣系统，其特征在于：所述固定支架(17)为L型架，上端头与导向轨道(7)相连，所述定滑轮(11)安装在L型架的右端头。

6.按照权利要求1所述的人工挖孔井内出渣系统，其特征在于：所述换向杠杆(9)的圆钢管的至少一端采用盖板作为封口。

7.一种利用权利要求3所述的人工挖孔井内出渣系统进行的出渣方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，渣桶井内装渣；

滑车(8)位于导向轨道(7)的起始端，拉动换向杠杆(9)左端的换向拉绳(12)，使弹子砝码(10)向左侧滚动，换向杠杆(9)的右端抬起以阻止滑车(8)滑动，渣桶(2)置于井内装渣，钢丝绳(5)正好位于钢丝绳道口(8d)内；

第二步，渣桶提升；

启动电机或卷扬机(6)，通过钢丝绳(5)、渣桶挂钩(1)向上提升渣桶(2)，直至钢丝绳(5)上的环形卡(13)经钢丝绳道口(8d)升到滑车(8)上方，当定位开关(18)检测到环形卡(13)到位后，电机或卷扬机(6)停止向上提升渣桶(2)；

第三步，纵横运输的转换；

启动电机或卷扬机(6)，下降渣桶(2)，使环形卡(13)被钢丝绳卡口(8e)托起，拉动换向杠杆(9)右端的换向拉绳(12)，使弹子砝码(10)向右侧滚动，换向杠杆(9)的右端下落，滑车(8)载着渣桶(2)沿导向轨道(7)自行向末端滑动，到位后停止电机或卷扬机(6)；

第四步，自动倒渣；

旋转锁扣(14)，使竖向缺槽(14a)对准渣桶挂钩(1)的上横杆(1b)后，向上滑动锁扣(14)实现解锁，解锁后渣桶(2)因重心偏移而自动翻转倒渣；

倒渣完成后，扳动渣桶(2)回位，向下滑动锁扣(14)将侧挂杆(1a)和固定栓(15)同时套入，再旋转锁扣(14)，使竖向缺槽(14a)错开上横杆(1b)实现上锁；

第五步，渣桶回井；

启动电机或卷扬机(6)，提升渣桶(2)，滑车(8)载着渣桶(2)回到导向轨道(7)的起始端，当定位开关(18)检测到环形卡(13)到位时，提升电机停止工作；这时拉动换向杠杆(9)左端的换向拉绳(12)，然后启动电机或卷扬机(6)，进入新一轮工作。

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