CN114433576A - 一种造纸污水处理管道用智能破冰装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管道除冰技术领域，具体涉及一种造纸污水处理管道用智能破冰装置，包括套设于管道上的固定框，固定框的表面上连接有除冰机构，除冰机构包括用于调节滚轮与管道贴合滚动的四个第一摆杆和四个第二摆杆组成的四边形伸缩装置以及四边形伸缩组件，每个第一摆杆通过齿轮和移动齿条连接有与固定框转动连接的破冰轴，每个破冰轴上均开设有破冰刀，该破冰装置通过驱动电机带动伸缩杆转动，伸缩杆带动固定框转动且移动，固定框转动且移动带动破冰轴绕着第一转动轴转动进行破冰；该发明具有自动化程度高，不需要人工参与，省时省力以及工作效率高的优点。

Description

一种造纸污水处理管道用智能破冰装置

技术领域

本发明涉及管道除冰技术领域，具体涉及一种造纸污水处理管道用智能破冰装置。

背景技术

在造纸厂废水处理的量十分巨大，冬季在室外的废水处理管道极易结冰，管道外侧结冰后若不能及时处理，由于管道结冰影响管道上的温度，使得管道冷缩，易导致管道破裂，同时会对管道内的废水温度有所影响，进而影响管道内废水的流通速率，极端情况下也会严重威胁到管道的传输安全。同时管道表面结冰将会大大增加管道的重量，以至于管道损坏减少管道使用寿命。

现有造纸厂废水管道的除冰霜通常采用人工敲击的方式，通过敲击震动将冰霜从管道上敲落下来，但是冰霜凝结包覆固定在管道外表面比较紧固，需要耗费较大的力去敲碎，冲击力过大时，对管道也会造成损伤。同时上述方式除冰效率极低。

发明内容

本发明提供一种造纸污水处理管道用智能破冰装置，以解决现有造纸厂废水管道除冰霜方式费时费力以及效率低的问题。

本发明的一种造纸污水处理管道用智能破冰装置采用如下技术方案：包括套设于管道上的固定框，所述固定框的表面上连接有除冰机构；

该除冰机构包括四个伸缩组件，所述四个伸缩组件首尾连接呈矩形；四个所述伸缩组件与固定框之间设置有四个插入冰层截面位置的破冰轴，每个所述破冰轴的背面与固定框相贴合；每个所述破冰轴的一端均与连接在固定框上的第一转动轴转动连接，另一端上均与设置在四个伸缩组件四角处的第二转动轴固定连接；每个所述第二转动轴上均依次铰接有第一摆杆和第二摆杆，且端部均通过第三转动轴与对应的伸缩组件固定连接，每个所述第一摆杆和对应的第二摆杆两两均呈九十度设置；每个所述第一摆杆上均滑动连接有移动齿条，每个所述移动齿条均与设置在第二转动轴上的第一齿轮啮合；

每相邻平行的所述第一摆杆和第二摆杆侧壁之间均通过第二齿轮与对应连接在第一摆杆上的移动齿条啮合连接；每相邻平行的所述第一摆杆和第二摆杆上表面之间均通过转动杆连接；

每个所述伸缩组件均包括两个与第二转动轴固定连接的第三摆杆，两个所述第三摆杆相对的侧壁上分别固定连接有套筒；

该伸缩组件还包括设置在两个第三摆杆中间的伸缩限位块，每个所述伸缩限位块的两端均固定连接轴，每个所述轴均插入对应的套筒内滑动连接，每个所述轴上均套设有弹簧；

每个所述伸缩限位块和对应的每个转动杆均共同通过摆杆组件连接，每个所述摆杆组件的中心上均连接有滚轮；每个所述转动杆的底部均通过第三转动轴与对应的第二齿轮连接，每个所述转动杆的顶部均通过连接杆与对应的伸缩限位块连接；所述第二齿轮转动时，驱动伸缩组件伸缩以及摆杆组件摆动；

该破冰装置还包括用于驱动固定框转动的驱动装置。

进一步地，每个所述摆杆组件均包括第一套筒和第二套筒；

每个所述第一套筒的一端均与对应的伸缩限位块的侧壁固定连接，每个所述第一套筒内均通过第一弹簧与设置在另一端的第一伸缩杆连接；

每个所述第二套筒的一端均与对应的转动杆的一端固定连接，每个所述第二套筒内均通过第二弹簧与设置在另一端的第二伸缩杆连接；

每个所述第一伸缩杆和对应的每个第二伸缩杆的端部均连接有对称的柱套，两个所述柱套之间均设置有十字轴，每个所述十字轴其中一轴的两端分别与对应的柱套连接，每个所述十字轴其中另一轴的两端分别与滚轮连接。

进一步地，每个所述转动杆均通过固定连接在其底部的第一滑块和第二滑块与对应开设在第一摆杆上的第一滑道和对应开设在第二摆杆的第三滑道滑动连接。

进一步地，每个所述第一摆杆的侧壁上均开设有第二滑道；每个所述移动齿条的背面均固定连接有第三滑块；每个所述移动齿条均通过第三滑块与对应的第二滑道配合滑动连接。

进一步地，所述破冰轴上安装有多个破冰刀，每个所述破冰刀均呈三棱锥形。

进一步地，所述驱动装置包括固定连接在管道上的驱动电机，所述驱动电机通过伸缩杆与固定框连接，所述驱动电机上安装有用于驱动电机正转或反转的智能电机控制器。

本发明的有益效果是：本发明破冰前，首先将固定框和除冰机构依次套在管道上，将伸缩杆与固定框固定连接，然后将破冰刀插入管道上的冰层内，同时将每个滚轮贴着管道外壁与管道滚动连接；

安装完成后，操作人员给驱动电机通电启动驱动电机，驱动电机启动带动输出轴转动，输出轴转动带动伸缩杆转动，伸缩杆转动带动固定框顺时针转动且前后滑动，固定框顺时针转动带动第一转动轴顺时针转动，第一转动轴顺时针转动拨动破冰轴运动，破冰轴运动通过其表面上的破冰刀接触冰层被冰层阻挡，使得破冰轴绕着第一转动轴相对于固定框的表面逆时针转动，随着破冰轴带动破冰刀旋转与冰层不断的接触将冰层的厚度逐渐削薄，最终全部破除；

破冰轴逆时针转动使得第一摆杆与对应破冰轴之间的夹角缩小，同时带动第一齿轮转动，第一齿轮转动带动移动齿条运动，移动齿条运动带动第二齿轮转动，第二齿轮转动带动两两相邻的第一摆杆和第二摆杆相向运动，最终使得第一摆杆和第二摆杆组成的矩形结构向内收缩，第一摆杆和第二摆杆组成的矩形结构向内收缩带动四边形伸缩组件进行伸缩，四边形伸缩杆伸缩和转动杆通过摆杆组件调节滚轮的时时角度，使得滚轮始终紧贴管道外壁滚动；滚轮始终紧贴管道外壁滚动配合伸缩杆随着冰层的变化进行伸缩带动固定框向前运动，固定框向前运动推动除冰机构运动，除冰机构转动且向前移动带动破冰轴旋转且向前移动将冰层破除；

综上所述，本发明自动化程度高，不需要人工参与，省时省力，进而提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明图1中固定框和除冰机构的立体结构示意图；

图3为本发明图2中部分零件结构示意图；

图4为本发明图3中破冰轴、第一齿轮、第二转动轴以及第三转动轴的立体结构示意图；

图5为本发明图3中移动齿轮的立体结构示意图；

图6为本发明图3中第一摆杆的立体结构示意图；

图7为本发明图3中第二摆杆的立体结构示意图；

图8为本发明图2中第二齿轮、摆杆组件、滚轮、转动杆、第三转动轴以及连接轴的示意图；

图9为本发明图3中第三摆杆和套筒的结构示意图；

图10为本发明图3中A区域的放大图；

图11为本发明除冰机构初始状态的示意图；

图12为本发明除冰机构顺时针转动的示意图；

图13为本发明除冰机构逆时针转动的示意图；

图中：101、除冰机构；102、管道；103、驱动电机；104、智能电机控制器；105、伸缩杆；1、第一摆杆；2、移动齿条；3、破冰轴；4、第一齿轮；5、第二摆杆；6、第三摆杆；7、伸缩限位块；8、转动杆；9、第二齿轮；10滚轮；11、第一转动轴；12、固定框；13、第二转动轴；14、第三转动轴；15、第一伸缩杆；16、第二伸缩杆；17、十字轴；18、轴套；19、第一滑块；20、第三转动轴；21、第二滑块；22、第一铰接孔；23、第一滑道；24、第二滑道；25、第三滑块；26、第二铰接孔；27、第三滑道；28、第三铰接孔；29、套筒；30、轴；31、连接杆；32、连接槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一种造纸污水处理管道用智能破冰装置的实施例，如图1至图2所示，包括套设于管道102上的圆形固定框12，固定框12的外边缘与伸缩杆105通过齿轮啮合连接，伸缩杆105上连接有驱动电机103，驱动电机103通过螺栓与管道102固定，驱动电机103上还安装有用于驱动电机103正转或反转的智能电机控制器104。

参照图3-图5，固定框12的中心处开设有用于连接管道102的穿孔，固定框12位于穿孔边缘的表面上固定连接有四个均匀间隔的第一转动轴11。每个第一转动轴11上均套设有破冰轴3，每个破冰轴3正面均固定连接有多组破冰刀，背面均与固定框12相贴合。每个第一转动轴11远离第一转动轴11一端上均固定连接有第一齿轮4，每个第一齿轮4上均啮合连接有移动齿条2，每个移动齿条2的背面均固定连接有第三滑块25。

每个第一齿轮4的轮芯处固定连接有第二转动轴13，每个第二转动轴13上均依次穿设有第一摆杆1和第二摆杆5，且共轴的第一摆杆1和第二摆杆5呈九十度设置。

参照图3和图6，每个第一摆杆1均包括与第二转动轴13连接的第一圆环和与第一圆环固定连接第一杆体，第一圆环均通过第一铰接孔22与第二转动轴13铰接，第一杆体的上表面上均开设有第一滑道23，侧壁上均开设有与第三滑块25配合滑动连接的第二滑道24。

参照图3和图7，每个第二摆杆5均包括与第二转动轴13连接的第二圆环和与第二圆环固定连接的第二杆体，第二圆环均通过第二铰接孔26与第二转动轴13铰接，第二杆体的上表面上均开设有第三滑道27。

参照图2和图8两两平行的第一摆杆1和第二摆杆5侧壁之间均通过第二齿轮9啮合连接；第一摆杆1和第二摆杆5两两连接后呈矩形结构。平行的第一摆杆1和第二摆杆5的上表面上均设置有转动杆8，每个转动杆8的底部均通过与其固定连接且与第三滑动27滑动连接的第一滑块19和与第一滑道23滑动连接的第二滑块21。

参照图2、图8以及图9，该破冰装置还包括首尾连接呈矩形的四个伸缩组件，每个伸缩组件均包括伸缩限位块7，每个伸缩限位块7的两端均通过轴30与套筒29配合连接有第三摆杆6，每个第三摆杆6的端部均与对应的第二转动轴13固定连接的第三转动轴14转动连接。轴30与套筒29均共同套设有弹簧，每个弹簧一端均与对应的伸缩限位块7固定连接，另一端均与对应的第三摆杆6固定连接。

每个伸缩限位块7中心处的侧壁均和对应每个转动杆8的端部共同连接有摆杆组件，每个摆杆组件均包括第一套筒和第二套筒。每个第一套筒的一端均与对应伸缩限位块7的侧壁固定连接，每个第一套筒内均通过第一弹簧与设置在另一端的第一伸缩杆15连接。

参照图8和图10，每个第二套筒的一端均与对应转动杆8的一端固定连接，每个第二套筒内均通过第二弹簧与设置在另一端的第二伸缩杆16连接。每个第一伸缩杆15和对应每个第二伸缩杆16的端部均连接有对称的柱套18，两个柱套18之间均设置有十字轴17，十字轴17其中一轴的两端分别与对应的柱套18固定连接，十字轴17其中另一轴的两端分别与滚轮10固定连接。

每个转动杆8的底部均通过第三转动轴20与对应的第二齿轮9连接，每个转动杆8的顶部均通过连接杆31插入开设在伸缩限位块7底部的连接槽32内与伸缩限位块7连接。

为了是该破冰装置安装和拆卸方便，固定框12设计为由两个半圆形板拼接而成。

工作原理：破冰前，首先将固定框12和除冰机构101依次套在管道102上，将伸缩杆105与固定框12固定连接，然后将破冰刀插入管道上的冰层内，同时将每个滚轮10贴着管道102外壁与管道102滚动连接。

参照图10，安装完成后，操作人员给驱动电机103通电启动驱动电机103，驱动电机103启动带动输出轴转动，输出轴转动带动伸缩杆105转动，伸缩杆105转动带动固定框12顺时针转动且前后滑动，固定框12顺时针转动带动第一转动轴11顺时针转动，第一转动轴11顺时针转动拨动破冰轴3运动，破冰轴3运动通过其表面上的破冰刀接触冰层被冰层阻挡，使得破冰轴3绕着第一转动轴11相对于固定框12的表面逆时针转动，随着破冰轴3带动的破冰刀旋转与冰层不断的接触将冰层的厚度逐渐削薄，最终全部破除；

破冰轴3逆时针转动使得第一摆杆1与对应破冰轴3之间的夹角缩小，同时带动第一齿轮4转动，第一齿轮4转动带动移动齿条2运动，移动齿条2运动带动第二齿轮9转动，第二齿轮9转动带动两两相邻的第一摆杆1和两两相邻的第二摆杆5相向运动，最终使得第一摆杆1和第二摆杆5组成的矩形结构向内收缩，第一摆杆1和第二摆杆5组成的矩形结构向内收缩带动四边形伸缩组件进行伸缩，四边形伸缩杆伸缩和转动杆8通过摆杆组件调节滚轮10的时时角度，使得滚轮10始终紧贴管道102外壁滚动；滚轮10始终紧贴管道外壁滚动配合伸缩杆105随着冰层的变化进行伸缩带动固定框12向前运动，固定框12向前运动推动除冰机构101运动，除冰机构101转动且向前移动带动破冰轴3旋转且向前移动将冰层破除。

参照图11，当冰层很硬时，破冰轴3的转动角度会增大，十字轴17的倾斜角度也会加大，除冰机构101的移动速度开始下降，直到固定框12不再移动，即驱动电机103的功率达到极限时，驱动电机103在智能电机控制器104的作用下驱动电机103反转，即除冰机构101逆时针转动，除冰机构101逆时针转动时，除冰机构101会后移，直到除冰机构101恢复到初始状态后再次转动时，破冰轴3受阻使破冰轴3绕着第一转动轴11相对于固定框12顺时针转动，破冰轴3与第一摆杆1的夹角减少，破冰轴3上的第一齿轮4与移动齿条2啮合，破冰轴3与第一摆杆1的夹角减小会使第一齿轮4驱动移动齿条2顺时针移动，破冰轴3相对于固定框12的转动会使4个第一摆杆1和4个第二摆杆5组成四边形机构收缩，其四边形机构的收缩会使第二齿轮9逆时针转动，移动齿条2的顺时针移动会使第二齿轮9反向移动，使十字轴17反向倾斜，使除冰机构101再次前移破碎冰层。

参照图12，因为管道2的顺时针方向的移动带动第二齿轮9的移动和第二齿轮9在4个第一摆杆1和4个第二摆杆5组成四边形机构收缩作用下的移动方向相反，所以在破冰轴3的转动角度范围会更大。

综上所述，该实施例通过利用破冰轴3相对于固定框12的转动使4个第一摆杆1和4个第二摆杆5组成四边形机构收缩，改变第二齿轮9相对于伸缩限位块7的位置，进而改变十字轴17的倾斜角度调节除冰机构101在管道102上的移动速度。同时该实施例自动化程度高，不需要人工参与，省时省力，进而提高了工作效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种造纸污水处理管道用智能破冰装置，其特征在于：包括套设于管道上的固定框，所述固定框的表面上连接有除冰机构；

该除冰机构包括四个伸缩组件，所述四个伸缩组件首尾连接呈矩形；四个所述伸缩组件与固定框之间设置有四个插入冰层截面位置的破冰轴，每个所述破冰轴的背面与固定框相贴合；每个所述破冰轴的一端均与连接在固定框上的第一转动轴转动连接，另一端上均与设置在四个伸缩组件四角处的第二转动轴固定连接；每个所述第二转动轴上均依次铰接有第一摆杆和第二摆杆，且端部均通过第三转动轴与对应的伸缩组件固定连接，每个所述第一摆杆和对应的第二摆杆两两均呈九十度设置；每个所述第一摆杆上均滑动连接有移动齿条，每个所述移动齿条均与设置在第二转动轴上的第一齿轮啮合；

每相邻平行的所述第一摆杆和第二摆杆侧壁之间均通过第二齿轮与对应连接在第一摆杆上的移动齿条啮合连接；每相邻平行的所述第一摆杆和第二摆杆上表面之间均通过转动杆连接；

每个所述伸缩组件均包括两个与第二转动轴固定连接的第三摆杆，两个所述第三摆杆相对的侧壁上分别固定连接有套筒；

该伸缩组件还包括设置在两个第三摆杆中间的伸缩限位块，每个所述伸缩限位块的两端均固定连接轴，每个所述轴均插入对应的套筒内滑动连接，每个所述轴上均套设有弹簧；

每个所述伸缩限位块和对应的每个转动杆均共同通过摆杆组件连接，每个所述摆杆组件的中心上均连接有滚轮；每个所述转动杆的底部均通过第三转动轴与对应的第二齿轮连接，每个所述转动杆的顶部均通过连接杆与对应的伸缩限位块连接；所述第二齿轮转动时，驱动伸缩组件伸缩以及摆杆组件摆动；

该破冰装置还包括用于驱动固定框转动的驱动装置。

2.根据权利要求1所述的一种造纸污水处理管道用智能破冰装置，其特征在于：每个所述摆杆组件均包括第一套筒和第二套筒；

每个所述第一套筒的一端均与对应的伸缩限位块的侧壁固定连接，每个所述第一套筒内均通过第一弹簧与设置在另一端的第一伸缩杆连接；

每个所述第二套筒的一端均与对应的转动杆的一端固定连接，每个所述第二套筒内均通过第二弹簧与设置在另一端的第二伸缩杆连接；

每个所述第一伸缩杆和对应的每个第二伸缩杆的端部均连接有对称的柱套，两个所述柱套之间均设置有十字轴，每个所述十字轴其中一轴的两端分别与对应的柱套连接，每个所述十字轴其中另一轴的两端分别与滚轮连接。

3.根据权利要求1所述的一种造纸污水处理管道用智能破冰装置，其特征在于：每个所述转动杆均通过固定连接在其底部的第一滑块和第二滑块与对应开设在第一摆杆上的第一滑道和对应开设在第二摆杆的第三滑道滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种造纸污水处理管道用智能破冰装置，其特征在于：每个所述第一摆杆的侧壁上均开设有第二滑道；每个所述移动齿条的背面均固定连接有第三滑块；每个所述移动齿条均通过第三滑块与对应的第二滑道配合滑动连接。

5.根据权利要求1所述的一种造纸污水处理管道用智能破冰装置，其特征在于：所述破冰轴上安装有多个破冰刀，每个所述破冰刀均呈三棱锥形。

6.根据权利要求1所述的一种造纸污水处理管道用智能破冰装置，其特征在于：所述驱动装置包括固定连接在管道上的驱动电机，所述驱动电机通过伸缩杆与固定框连接，所述驱动电机上安装有用于驱动电机正转或反转的智能电机控制器。

Images