CN111441302A - 一种悬挂式隧道积冰除冰装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种悬挂式隧道积冰除冰装置，包含伸缩杆、横档、电机、除冰器及冰块收集器，所述伸缩杆顶端与横档一端固定连接，所述电机通过螺栓固定在横档上，且位于伸缩杆正上方，所述除冰器与电机顶端活动连接，所述除冰器和电机均设置于冰块收集器空腔中心位置，所述冰块收集器侧壁通过第一固定板与所述横档固定连接。还包括攀附装置，其与所述横档自由端通过万向弹簧管和球形关节连接。本发明通过高速旋转的除冰器产生冲击力清除冰柱，可以有效减少电源的消耗，通过固定在除冰器外围的冰块收集器可以实现碎冰的有效收集并经出冰口排出，防止冰块误伤操作人员，顶部的攀附装置可以吸附于隧道拱顶减轻操作人员的实际负重。
Description
技术领域
本发明涉及一种切削装置，尤其是一种可以攀附于光滑的隧道壁上的一种悬挂式隧道积冰除冰装置。
背景技术
随着铁路公路网的逐年增加，隧道总长度也逐年剧增，当天气寒冷时，隧道拱顶处很容易生成冰柱，冰柱悬在空中形成安全隐患。由于隧道高度较高，当冰柱掉落时也会形成很大的冲击力造成重大破坏，隧道除冰工作是路网维修工作中不得不考虑的一项重要任务。
现有除冰主要靠人工除冰，维护工手持一种隧道除冰杆，在这种除冰杆的顶部设置敲击棒和拉线，利用人力拉动拉线控制敲击棒进行除冰作业。长时间手工作业人员容易疲劳，且撑杆长度不可调节，使用及携带不便。
为减轻人工除冰的劳动强度，有人发明了一种隧道除冰装置，在一个伸缩杆的顶部设置融冰机构，利用热水将冰融化，由于水的比热容较大，其数值约为4.2×103J/(kg℃)，将冰融化成冰水需要消耗大量的热量，这个热量只能通过一个大容量的电源提供，这在施工现场是很难保证的。
上述除冰方案在除冰过程中均任由冰块任意坠落，容易误伤操作人员，除冰过程中所需电量巨大，很难满足较长时间的工作负荷，且整个操作过程中整个设备的重量均需要操作者承受，长时间操作势必造成人员疲劳。
发明内容
本发明为克服现有技术弊端，提供一种悬挂式隧道积冰除冰装置，顶部攀附装置可以吸附于隧道顶拱，减轻操作者的负担，冰块收集器可以将已经清除的碎冰集中收集，并经出冰口排出，除冰器通过高速旋转产生的力进行除冰作业，可以有效减少电量的消耗。
解决上述问题所采用的技术方案是：
一种悬挂式隧道积冰除冰装置，所述除冰器包含伸缩杆、横档、电机、除冰器及冰块收集器，所述伸缩杆顶端与所述横档一端固定连接，所述电机通过螺栓固定在所述横档上，且位于伸缩杆正上方，所述除冰器与所述电机顶端活动连接，所述除冰器和电机均设置于所述冰块收集器空腔中心位置，所述横档与所述伸缩杆连接端穿过所述冰块收集器一侧壁的底端，所述冰块收集器侧壁通过第一固定板与所述横档固定连接。
上述悬挂式隧道积冰除冰装置，增设攀附装置，所述攀附装置通过万向弹簧管与所述横档的自由端连接，所述攀附装置底部通过球形关节与万向弹簧管一端连接。
上述悬挂式隧道积冰除冰装置，所述攀附装置为气涨式结构，包括吸盘、气囊主体、加强筋、硬质底板、包覆结构及充放气口，所述吸盘数量至少为两个，粘接固定在所述气囊主体的顶部，所述加强筋与所述气囊主体内部中间位置热合固定，所述包覆结构与所述气囊主体底部热合固定，所述硬质底板固定在所述气囊主体及所述包覆结构之间，所述充放气口粘接在所述气囊主体侧面。
上述悬挂式隧道积冰除冰装置，所述冰块收集器为漏斗结构，出冰口倾斜地设置于所述冰块收集器下端，所述出冰口与垂直方向的夹角为30-45°，所述出冰口通过第二固定块与所述伸缩杆连接；所述冰块收集器包括第一冰块收集器及第二冰块收集器，所述第一冰块收集器及第二冰块收集器通过连接搭扣固定连接。
上述悬挂式隧道积冰除冰装置，所述伸缩杆包括两节及以上节套管，每一节长度为1.1m-1.5m，相邻两节套管分为内套管和外套管，每层套管的剖面形状均为两个非同心等半径半圆对接，每层套管的外表面为磨砂面。
上述悬挂式隧道积冰除冰装置，所述除冰器为钢丝绳除冰器，所述钢丝绳除冰器包括钢丝绳和旋转头，所述旋转头中心固定在所述电机上，所述钢丝绳至少包含三根，其间隔均匀的固定在所述旋转头外圆周上。
本发明的有益效果是：本发明通过高速旋转的除冰器产生的冲击力清除冰柱，不需要通过热来融化冰块，可以有效减少电源的消耗，能满足长时间工作负荷，通过固定在除冰器外围的冰块收集器可以实现碎冰的有效收集并经出冰口排出，防止冰块误伤操作人员；固定在顶部的攀附装置可以吸附于隧道拱顶，有效减轻操作人员除冰过程中的实际负重，提高除冰效率；伸缩杆通过自身结构实现伸缩功能，结构简单，制造精度要求低。
附图说明
下面结合附图对发明作进一步说明。
图1为本发明整体结构示意图；
图2为攀附装置剖面结构示意图；
图3为攀附装置俯视示意图；
图4为冰块收集器结构示意图；
图5为内套管外套管连接处剖面示意图；
图6为钢丝绳除冰器结构示意图；
图7为万向弹簧管结构示意图。
图中各标号分别表示为：1、伸缩杆；1-1、内套管；1-2、外套管；2、横档；3、电机；4、除冰器；4-1、钢丝绳除冰器；4-11、钢丝绳；4-12、旋转头；5、冰块收集器；5-1、第一冰块收集器；5-2、第二冰块收集器；5-3、连接搭扣；6、攀附装置；6-1、吸盘；6-2、气囊主体；6-3、加强筋；6-4、硬质地板；6-5、包覆结构；6-6、充放气口；7、第一连接固定板；8、第二连接固定板；9、万向弹簧管；10、球形关节；11、隧道拱顶；12、冰柱；14、出冰口。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
参看图1，本发明包含伸缩杆1、横档2、电机3、除冰器4及冰块收集器5，所述伸缩杆1顶端与所述横档2一端固定连接，所述电机3通过螺栓固定在所述横档2上，且位于伸缩杆1正上方，所述除冰器4与所述电机3顶端活动连接，所述除冰器4和电机3均设置于所述冰块收集器5空腔中心位置，所述横档2与所述伸缩杆1连接端穿过所述冰块收集器5一侧壁的底端，所述冰块收集器5侧壁通过第一固定板7与所述横档2固定连接。所述冰块收集器5为漏斗结构，出冰口14倾斜地设置于所述冰块收集器5下端，所述出冰口14与垂直方向的夹角为30-45°，所述出冰口14通过第二固定块8与所述伸缩杆1连接，所述冰块收集器5可以收集清除下来的冰块，并经所述出冰口14安全导出，防止所述冰块任意坠落，误伤操作人员。
参看图1，本发明增设攀附装置6，所述攀附装置6通过万向弹簧管9与所述横档2的自由端连接，所述攀附装置6底部通过球形关节10与万向弹簧管9一端连接，所述攀附装置可吸附在隧道拱顶11表面，减轻操作人员的负担，所述攀附装置6与隧道拱顶11表面吸附连接后，所述除冰器4通过所述万向弹簧管9及球形关节10旋转及移动，以实现对不同部位冰柱12的清除，所述万向弹簧管9结构示意图参看图7。
参看图2及图3，所述攀附装置6为气涨式结构，自身柔性可以适应隧道拱顶各种复杂表面形状，所述攀附装置6包含吸盘6-1、气囊主体6-2、加强筋6-3、硬质底板6-4、包覆结构6-5及充放气口6-6，所述吸盘6-1数量至少为两个，与所述气囊主体6-2顶部粘接固定，仿生于壁虎四肢的攀附功能，使所述攀附装置6有效吸附于所述隧道拱顶11，所述加强筋6-3与所述气囊主体6-2内部中间位置热合固定，有效增加所述攀附装置的强度，使所述气囊主体6-2在使用过程中不致撕裂，所述气囊主体6-2热合密封，所述充放气口6-6粘接在所述气囊主体6-2侧面，根据实际使用需要增减所述气囊主体内气量，所述包覆结构6-5与所述气囊主体6-2底部热合固定，所述硬质底板6-4固定在所述气囊主体6-2及所述包覆结构6-5之间，保证了所述硬质底板6-4的稳固性，进而增加上述隧道除冰器的实际可操作性。
参看图4，所述冰块收集器5包含第一冰块收集器5-1、第二冰块收集器5-2，所述第一冰块收集器5-1及第二冰块收集器5-2通过连接搭扣5-3固定，所述连接搭扣5-3一端为固定钩，固定安装在所述第一冰块收集器5-1端部，所述连接搭扣5-3另一端为可绕销轴旋转的锁紧套环，固定安装在所述第二冰块收集器5-2端部，所述连接搭扣5-3通过自身锁紧功能将所述第一冰块收集器5-1及所述第二冰块收集器5-2连接为一体，在清除尺寸较大冰柱12时，可以松开所述连接搭扣5-3将所述冰块收集器5-1拆除，以便更好清除冰柱12。
参看图1及图5，悬挂式隧道积冰除冰装置伸缩杆1包括两节及以上节套管，每一节长度为1.1m-1.5m，携带操作方便，包含内套管1-1及外套管1-2，所述伸缩杆1外表面为磨砂面，所述内套管1-1及外套管1-2剖面形状为两个非同心的等半径半圆对接，所述内套管1-1及外套管1-2为空心结构，通过自身剖面形状有效实现伸缩固定功能，结构简单，制作精度要求低。
参看图6，所述除冰器4为钢丝绳除冰器4-1，钢丝绳除冰器4-1包括钢丝绳4-11和旋转头4-12，所述旋转头4-12中心固定在所述电机3上，钢丝绳4-11至少包含三根，其间隔均匀的固定在所述旋转头4-12外圆周上，除冰器4与所述电机3的连接形式为本领域技术人员所熟知，在此不做赘述。
本发明的操作过程是：根据隧道拱顶11悬挂的冰柱12的情况，调整伸缩杆1长度至合适位置，操作本发明使攀附装置6吸附于隧道拱顶11上，移动除冰器4至工作位置，启动装置开始作业；如遇较大冰块，冰块收集器5影响操作时，可以松开连接搭扣5-3，拆除第一冰块收集器5-1，以便适于清除较大冰块。
Claims (6)
1.一种悬挂式隧道积冰除冰装置，其特征是：所述除冰器包含伸缩杆（1）、横档（2）、电机（3）、除冰器（4）及冰块收集器（5），所述伸缩杆（1）顶端与所述横档（2）一端固定连接，所述电机（3）通过螺栓固定在所述横档（2）上，且位于伸缩杆（1）正上方，所述除冰器（4）与所述电机（3）顶端活动连接，所述除冰器（4）和电机（3）均设置于所述冰块收集器（5）空腔中心位置，所述横档（2）与所述伸缩杆（1）连接端穿过所述冰块收集器（5）一侧壁的底端，所述冰块收集器（5）侧壁通过第一固定板（7）与所述横档（2）固定连接。
2.根据权利要求1所述的悬挂式隧道积冰除冰装置，其特征是：增设攀附装置（6），所述攀附装置（6）通过万向弹簧管（9）与所述横档（2）的自由端连接，所述攀附装置（6）底部通过球形关节（10）与万向弹簧管（9）一端连接。
3.根据权利要求2所述的悬挂式隧道积冰除冰装置，其特征是：所述攀附装置（6）为气涨式结构，包括吸盘（6-1）、气囊主体（6-2）、加强筋（6-3）、硬质底板（6-4）、包覆结构（6-5）及充放气口（6-6），所述吸盘（6-1）数量至少为两个，粘接固定在所述气囊主体（6-2）的顶部，所述加强筋（6-3）与所述气囊主体（6-2）内部中间位置热合固定，所述包覆结构（6-5）与所述气囊主体（6-2）底部热合固定，所述硬质底板（6-4）固定在所述气囊主体（6-2）及所述包覆结构（6-5）之间，所述充放气口（6-6）粘接在所述气囊主体（6-2）侧面。
4.根据权利要求3所述的悬挂式隧道积冰除冰装置，其特征是：所述冰块收集器（5）为漏斗结构，出冰口（14）倾斜地设置于所述冰块收集器（5）下端，所述出冰口（14）与垂直方向的夹角为30-45°，所述出冰口（14）通过第二固定块（8）与所述伸缩杆（1）连接；所述冰块收集器（5）包括第一冰块收集器（5-1）及第二冰块收集器（5-2），所述第一冰块收集器（5-1）及第二冰块收集器（5-2）通过连接搭扣（5-3）固定连接。
5.根据权利要求4所述的悬挂式隧道积冰除冰装置，其特征是：所述伸缩杆（1）包括两节及以上节套管，每一节长度为1.1m-1.5m，相邻两节套管分为内套管（1-1）和外套管（1-2），每层套管的剖面形状均为两个非同心等半径半圆对接，每层套管的外表面为磨砂面。
6.根据权利要求6所述的悬挂式隧道积冰除冰装置，其特征是：所述除冰器（4）为钢丝绳除冰器（4-1）；所述钢丝绳除冰器（4-1）包括钢丝绳（4-11）和旋转头（4-12），所述旋转头（4-12）中心固定在所述电机（3）上，所述钢丝绳（4-11）至少包含三根，其间隔均匀的固定在所述旋转头（4-12）外圆周上。
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| CN112517548A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-03-19 | 东华理工大学 | 一种隧道用移动除冰机 |
| CN112547622A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-26 | 温州方舵建筑有限公司 | 一种隧道拱顶除冰除渣装置 |
| CN113339049A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-09-03 | 山东交通学院 | 隧道智能减灾、救援设备及其工作方法 |
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