CN112845429A - 一种隧道排水管道除晶去堵装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道排水管道除晶去堵装置，包括顶部橡胶皮碗和底部橡胶皮碗，顶部橡胶皮碗的开口和底部橡胶皮碗的开口均朝下，顶部橡胶皮碗和底部橡胶皮碗上分别设有镂空，顶部橡胶皮碗的内底面和底部橡胶皮碗的外底面分别与一自动伸缩机构的两端相连，顶部橡胶皮碗的外底面上设有破晶结构和夜视摄像头，装置还包括控制单元和电源，控制单元通过通讯单元与一带显示屏的遥控器相连，控制单元还分别通过通讯单元与自动伸缩机构、破晶结构的驱动电路相连，电源为自动伸缩机构和破晶结构供电；该装置在排水管道中行走，破除结晶体。

Description

一种隧道排水管道除晶去堵装置

技术领域

本发明涉及隧道排水领域，特别涉及一种隧道排水管道除晶去堵装置。

背景技术

随着我国经济快速发展，居民生活水平日益提高，交通便捷性需求越来越迫切，高速公路作为交通中重要组成部分也在日益完善，故隧道工程数量激增，但伴随的问题也络绎不绝。隧道工程素有“十隧九漏”之说，在防漏方面面临棘手难题，其中排水环节尤为关键。隧道围岩富水时，为使地下水能在浇筑衬砌混凝土前排出隧道外，在一过背后和底部用沙砾石等透水材料设置透水网，并布设有带孔聚氯乙烯管(VP管)、PVC管、P管、PE管或单壁波纹管等排水管道，而地下水中含有大量结晶倾向性离子，这些离子随地下水流经环向、横向及纵向排水管，并在管道内物理沉淀结晶或化学析出结晶，进而逐渐形成固体结晶物堵塞隧道排水管道，甚至使整个隧道排水系统接近瘫痪。导致道二衬外侧水位上升，二衬受力增大，致使二衬开裂或渗水，二衬一旦渗水，隧道各种病害接踵而来，既影响线路的安全性，又缩短其使用寿命。

现状：目前检查排水管堵塞位置的方法为：

（1）管道潜望镜检测（QV）； （2）管道闭路电视检测（CCTV）； （3）声纳检测；

（4）传统步骤：施工现场整理→井下工作→井位水位截流→施工排水→牵拉式排查堵塞→清理堵塞物→井位水位截流井内底清理及排水；

以上检测和除堵流程繁琐，耗费大量人力、物力及财力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种隧道排水管道除晶去堵装置，检测和除堵快速，能减少人力物力以及财力。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种隧道排水管道除晶去堵装置，包括顶部橡胶皮碗和底部橡胶皮碗，所述顶部橡胶皮碗的开口和底部橡胶皮碗的开口均朝下，所述顶部橡胶皮碗和底部橡胶皮碗上分别设有镂空，所述顶部橡胶皮碗的内底面和底部橡胶皮碗的外底面分别与一自动伸缩机构的两端相连，所述顶部橡胶皮碗的外底面上设有破晶结构和夜视摄像头，所述装置还包括控制单元和电源，所述控制单元通过通讯单元与一带显示屏的遥控器相连，所述控制单元还分别通过通讯单元与自动伸缩机构、破晶结构的驱动电路相连，所述电源为自动伸缩机构和破晶结构供电。

进一步，所述自动伸缩机构的驱动件、控制单元、通讯单元和电源设置在一壳体中，所述壳体的外底面与底部橡胶皮碗的外底面相连，所述自动伸缩机构的杆件从壳体顶面的预留孔伸出并与顶部橡胶皮碗相连。

进一步，所述自动伸缩机构的杆件自由端与顶部橡胶皮碗间设有四脚架，所述四脚架的顶端与顶部橡胶皮碗内底面相连、底端与一螺母相连，所述自动伸缩机构的杆件上端设有与螺母内螺纹适配的外螺纹，所述破晶结构包括电机和破晶刀，所述电机设置在由四脚架、螺母和顶部橡胶皮碗构成的中空部分内，所述电机输出轴贯穿顶部橡胶皮碗并与破晶刀相连。

进一步，所述壳体底部固定在一底部连接片上，所述底部连接片周向通过螺丝与底部橡胶皮碗的外底面周向相连，所述底部连接片对应底部橡胶皮碗的镂空处设有镂空，所述四脚架的顶端固定在一顶部连接片上，所述顶部连接片周向通过螺丝与顶部橡胶皮碗内底面周向相连，所述电机设置在由四脚架、螺母和顶部连接片构成的中空部分内，所述顶部连接片对应顶部橡胶皮碗的镂空处设有镂空。

进一步，所述壳体顶部固定在一中部连接片上，所述中部连接片上设有供自动伸缩机构的杆件贯穿的预留孔，所述中部连接片周向与底部连接片周向间由固定条相连。

进一步，所述破晶刀包括刀片固定盘，所述刀片固定盘上设有若干刀片，若干刀片均以35°倾角朝同一方向倾斜且等间距固定于刀片固定盘周向上，所述电机输出轴与刀片固定盘固定相连。

更进一步，所述顶部橡胶皮碗的镂空和底部橡胶皮碗的镂空对应。

再进一步，所述镂空为扇形，扇形镂空为多个且布置在顶部橡胶皮碗或底部橡胶皮碗周向上，所述扇形镂空对应的圆心在顶部橡胶皮碗或底部橡胶皮碗的轴线上。

本发明的有益效果是：

本发明的一种隧道排水管道除晶去堵装置，通过设置顶部橡胶皮碗、底部橡胶皮碗和自动伸缩机构可实现本装置在排水管道中行走，通过设置破晶结构破除排水管道内的结晶体，通过设置摄像头、控制单元和带显示屏的遥控器能直观看到排水管堵塞位置，遥控器通过控制单元控制装置行走及破除结晶，该装置一人即能操作，简化了检测和除堵流程，从而减少了人力物力以及财力，实现了快速检测和迅速清除堵塞物，实现了集“检除一体”以及“一人一机”的高效作业模式。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为隧道排水管道除晶去堵装置总体示意图。

图2为图1中隧道排水管道除晶去堵装置A的结构示意图。

图3为图2中隧道排水管道除晶去堵装置构件拼装详细结构示意图。

图4为图3中集成装置内部结构图。

图5为图3中四脚架与转子电机安装位置结构示意图。

图6为图3中顶部橡胶皮碗三维图。

图7为图3中顶部橡胶皮碗俯视图。

图8为图3中中间支架结构示意图。

图9为图3中破晶刀三维图。

图10为图3中破晶刀俯视图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

如图1-10所示，一种隧道排水管道除晶去堵装置，包括顶部橡胶皮碗5和底部橡胶皮碗1，顶部橡胶皮碗5的开口和底部橡胶皮碗1的开口均朝下，顶部橡胶皮碗5和底部橡胶皮碗1上分别设有镂空，通过设置镂空使装置内外压力平衡，顶部橡胶皮碗5的内底面和底部橡胶皮碗1的外底面分别与一自动伸缩机构8的两端相连，优选的，自动伸缩机构8为可伸缩电动推杆，顶部橡胶皮碗5的外底面上设有破晶结构和夜视摄像头18，摄像头18也可以为普通摄像头加照明灯泡19，装置还包括控制单元16和电源17，控制单元16通过通讯单元与一带显示屏的遥控器相连，控制单元16还分别通过通讯单元与自动伸缩机构8、破晶结构的驱动电路相连，电源17为自动伸缩机构8和破晶结构供电；夜视摄像头拍摄管道内是否有结晶体，如果有，控制单元控制破晶结构破除结晶体，夜视摄像头将视频通过通讯单元发送给控制单元，控制单元控制带显示屏的遥控器显示，按遥控器的按键，使控制单元控制该装置行走及破晶结构破晶，控制单元为SST89E564RD单片机，通讯单元为无线通讯单元比如gprs，电源为电池。

该装置可在管道堵塞前，进行管道内的检查，也可在堵塞后，做到去除堵塞物，在作业时能够做到“检除一体”，同时，该装置结构简单、操作方便，一人即可做到检查和去堵，延长隧道排水管道的使用寿命，具有良好的实用价值和经济效益。

自动伸缩机构8的驱动件、控制单元16、通讯单元和电源17固定设置在一密封的壳体9中，壳体9的外底面与底部橡胶皮碗1的外底面焊接相连，自动伸缩机构8的杆件15从壳体9顶面的预留孔伸出并与顶部橡胶皮碗5相连，自动伸缩机构8的杆件与壳体顶面的预留孔间由液态密封胶做防水处理。

自动伸缩机构8的杆件15自由端与顶部橡胶皮碗5间设有四脚架13，四脚架13的顶端与顶部橡胶皮碗5内底面相连、底端与一螺母4相连，四脚架13各脚的上端间距大于下端间距，自动伸缩机构8的杆件15上端设有与螺母4内螺纹适配的外螺纹14，螺母套设在自动伸缩机构的杆件上，实现可拆卸，破晶结构包括电机6和破晶刀7，电机6设置在由四脚架13、螺母4和顶部橡胶皮碗5构成的中空部分内，电机6输出轴贯穿顶部橡胶皮碗5并与破晶刀7相连。

壳体9底部固定在一底部连接片2上，底部连接片2周向通过螺丝11与底部橡胶皮碗1的外底面周向相连，底部连接片2对应底部橡胶皮碗1的镂空处设有镂空，四脚架13的顶端固定在一顶部连接片12上，顶部连接片12周向通过螺丝11与顶部橡胶皮碗5内底面周向相连，电机6设置在由四脚架13、螺母4和顶部连接片12构成的中空部分内，顶部连接片12对应顶部橡胶皮碗5的镂空处设有镂空，这样的结构可实现橡胶皮碗尺寸的更换以适应不同内径的排水管道。

壳体9顶部固定在一中部连接片3上，中部连接片3上设有供自动伸缩机构（8）的杆件15贯穿的预留孔，中部连接片3周向与底部连接片2周向间由固定条10相连，这样的结构更稳固，顶部连接片12、中部连接片3和底部连接片2均为不锈钢片，固定条为不锈钢条。

破晶刀7包括刀片固定盘，刀片固定盘为不锈钢片，刀片固定盘上设有若干刀片，若干刀片均以35°倾角朝同一方向倾斜且等间距固定于刀片固定盘周向上，电机6输出轴与刀片固定盘固定相连。

顶部橡胶皮碗5的镂空和底部橡胶皮碗1的镂空对应。

镂空为扇形，扇形镂空为多个且布置在顶部橡胶皮碗5或底部橡胶皮碗1周向上，扇形镂空对应的圆心在顶部橡胶皮碗5或底部橡胶皮碗1的轴线上。

装置结构简单，制作拼装方便，适应性强。在正常运营下，装置可满足不同直径的排水管道以及各种堵塞问题，在排水管道堵塞以后，通过人的简单的遥控操作，即可到达排水管道堵塞位置进行清除工作，恢复排水管功能，解决隧道由于排水管道堵塞而造成漏水的问题。

本装置适用于隧道排水管道，对于其他用途的排水管道除堵也使用，本例以内径PVC管道为例，如图1所示本装置A置于排水管道内。

本装置在具体应用时首先要明确待检排水管道的内径，进而在装置上安装对应尺寸的橡胶皮碗以及破晶刀。

本例中采用的可伸缩电推杆行程为17cm，放入管道前将装置的可伸缩电推杆缩短到最短位置；排水管道应提前预留放置该装置的窗口；

上下橡胶皮碗紧贴排水管道管壁，由人通过手持无线遥控器，控制可伸缩电推杆的伸缩，前端放置的夜视摄像头可实时拍摄管道内的情况。

操作可伸缩电推杆伸长，整个装置将在沿管道方向上伸长，但是由于橡胶皮碗的结构特点，底部橡胶皮碗外中部受向下的压力，致使底部橡胶皮碗与管壁接触的四周向外扩大、与管壁的摩擦力增大；与此同时，顶部橡胶皮碗内受中部向上的推力，致使顶部橡胶皮碗与管壁接触的四周向内收缩、与管壁的摩擦力减小。由此，当可伸缩电推杆伸长时，底部橡胶皮碗将会固定不动，顶部橡胶皮碗将会沿管道方向前进。

当可伸缩电推杆伸长到指定距离后，操作可伸缩电推杆缩短，整个装置将在沿管道方向缩短，但是由于橡胶皮碗的结构特点，顶部橡胶皮碗内受中部向下的拉力，致使顶部橡胶皮碗与管壁接触的四周向外扩大、与管壁的摩擦力增大；与此同时，底部橡胶皮碗外中部受向上的拉力，致使底部橡胶皮碗与管壁接触的四周向内收缩、与管壁的摩擦力减小。由此，当可伸缩电推杆缩短时，顶部橡胶皮碗将会固定不动，底部橡胶皮碗将会沿管道方向前进。

交替重复以上两个过程，整个装置将会在管道中行进，当通过前部摄像头观察到有堵塞物时，即可停止前进操作，启动电机，前部破晶刀进行除晶工作，破碎的晶体通过顶部橡胶皮碗、底部橡胶皮碗随水流流出管道。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳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，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种隧道排水管道除晶去堵装置，其特征在于：包括顶部橡胶皮碗（5）和底部橡胶皮碗（1），所述顶部橡胶皮碗（5）的开口和底部橡胶皮碗（1）的开口均朝下，所述顶部橡胶皮碗（5）和底部橡胶皮碗（1）上分别设有镂空，所述顶部橡胶皮碗（5）的内底面和底部橡胶皮碗（1）的外底面分别与一自动伸缩机构（8）的两端相连，所述顶部橡胶皮碗（5）的外底面上设有破晶结构和夜视摄像头（18），所述装置还包括控制单元（16）和电源（17），所述控制单元（16）通过通讯单元与一带显示屏的遥控器相连，所述控制单元（16）还分别通过通讯单元与自动伸缩机构（8）、破晶结构的驱动电路相连，所述电源（17）为自动伸缩机构（8）和破晶结构供电。

2.根据权利要求1所述的一种隧道排水管道除晶去堵装置，其特征在于：所述自动伸缩机构（8）的驱动件、控制单元（16）、通讯单元和电源（17）设置在一壳体（9）中，所述壳体（9）的外底面与底部橡胶皮碗（1）的外底面相连，所述自动伸缩机构（8）的杆件（15）从壳体（9）顶面的预留孔伸出并与顶部橡胶皮碗（5）相连。

3.根据权利要求2所述的一种隧道排水管道除晶去堵装置，其特征在于：所述自动伸缩机构（8）的杆件（15）自由端与顶部橡胶皮碗（5）间设有四脚架（13），所述四脚架（13）的顶端与顶部橡胶皮碗（5）内底面相连、底端与一螺母（4）相连，所述自动伸缩机构（8）的杆件（15）上端设有与螺母（4）内螺纹适配的外螺纹（14），所述破晶结构包括电机（6）和破晶刀（7），所述电机（6）设置在由四脚架（13）、螺母（4）和顶部橡胶皮碗（5）构成的中空部分内，所述电机（6）输出轴贯穿顶部橡胶皮碗（5）并与破晶刀（7）相连。

4.根据权利要求3所述的一种隧道排水管道除晶去堵装置，其特征在于：所述壳体（9）底部固定在一底部连接片（2）上，所述底部连接片（2）周向通过螺丝（11）与底部橡胶皮碗（1）的外底面周向相连，所述底部连接片（2）对应底部橡胶皮碗（1）的镂空处设有镂空，所述四脚架（13）的顶端固定在一顶部连接片（12）上，所述顶部连接片（12）周向通过螺丝（11）与顶部橡胶皮碗（5）内底面周向相连，所述电机（6）设置在由四脚架（13）、螺母（4）和顶部连接片（12）构成的中空部分内，所述顶部连接片（12）对应顶部橡胶皮碗（5）的镂空处设有镂空。

5.根据权利要求4所述的一种隧道排水管道除晶去堵装置，其特征在于：所述壳体（9）顶部固定在一中部连接片（3）上，所述中部连接片（3）上设有供自动伸缩机构（8）的杆件（15）贯穿的预留孔，所述中部连接片（3）周向与底部连接片（2）周向间由固定条（10）相连。

6.根据权利要求3-5任一所述的一种隧道排水管道除晶去堵装置，其特征在于：所述破晶刀（7）包括刀片固定盘，所述刀片固定盘上设有若干刀片，若干刀片均以35°倾角朝同一方向倾斜且等间距固定于刀片固定盘周向上，所述电机（6）输出轴与刀片固定盘固定相连。

7.根据权利要求1-5任一所述的一种隧道排水管道除晶去堵装置，其特征在于：所述顶部橡胶皮碗（5）的镂空和底部橡胶皮碗（1）的镂空对应。

8.根据权利要求7所述的一种隧道排水管道除晶去堵装置，其特征在于：所述镂空为扇形，扇形镂空为多个且布置在顶部橡胶皮碗（5）或底部橡胶皮碗（1）周向上，所述扇形镂空对应的圆心在顶部橡胶皮碗（5）或底部橡胶皮碗（1）的轴线上。

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