CN116122211A - 一种隧道壁快速除冰装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种隧道壁快速除冰装置，具体涉及隧道壁除冰技术领域。所述的隧道壁快速除冰装置，包括：支架，所述支架上远离壁面的一侧设置有把手，所述支架上转动设置有除冰滚筒，所述支架上设置有驱动所述除冰滚筒转动的动力装置，所述除冰滚筒上设置有除冰刀片，所述除冰滚筒远离壁面的一侧设置有冰块挡板，用于聚拢冰块，所述冰块挡板两侧面靠近壁面的一端设置有滚轮，用于在壁面上滚动及稳定所述除冰刀片与壁面之间的间距。本发明所提供的一种能够保护隧道壁面并进行破冰的隧道壁快速除冰装置。

Description

一种隧道壁快速除冰装置

技术领域

本发明涉及隧道壁除冰技术领域，具体涉及一种隧道壁快速除冰装置。

背景技术

位于中国东北、西北等地区的隧道，受地理位置影响，冬季气候较为寒冷，隧道壁结冰情况严重，在长时间不处理，冰柱太大的情况下，司机可能因视觉原因误认为侵限造成紧急停车的情况，或者气温回升冰柱因重力原因，自然脱落，造成侵限，严重影响行车安全。为了保证行车安全，每年冬季都要开展为期140天左右的专项隧道除冰工作，其中隧道壁除冰为传统的以人力辅以镐具或锤錾等工具进行敲击除冰，人力投入大、劳动强度高、危险程度高且耗时费力效率低下。

因此，有必要提供一种隧道壁快速除冰装置，帮助工作人员安全、快速地清除隧道壁的结冰。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种能够保护隧道壁面并进行快速破冰的隧道壁快速除冰装置。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种隧道壁快速除冰装置，包括：

支架，支架上远离壁面的一侧设置有把手；

除冰滚筒，其转动设置在所述支架上，且所述支架上设置有驱动所述除冰滚筒转动的动力装置；

除冰刀片，其设置在所述除冰滚筒上；

冰块挡板，其设置在除冰滚筒远离壁面的一侧，用于聚拢冰块；

滚轮，其设置在冰块挡板两侧面靠近壁面的一端，用于在壁面上滚动及稳定所述除冰刀片与壁面之间的间距。

进一步地，所述支架包括从除冰滚筒中心贯穿的中心杆，所述动力装置安装在所述中心杆上，且动力装置与除冰滚筒的内壁面传动配合以驱动除冰滚筒旋转。

进一步地，所述除冰刀片设置成刀面平行于所述除冰滚筒的轴向，除冰刀片在除冰滚筒的圆周面上等距设置有多排，每排除冰刀片沿除冰滚筒的轴向依次连续分布，且除冰刀片的刀面为等腰梯形状。

进一步地，所述除冰刀片设置成刀面垂直于所述除冰滚筒的轴向，除冰刀片的刀面呈扇形状，除冰刀片在除冰滚筒的轴向设置有多圈，沿除冰滚筒的轴向以两圈除冰刀片为单位形成刀片组，且相邻两个刀片组间隔分布在除冰滚筒上，每个刀片组内的两圈除冰刀片之间紧贴设置，所述除冰刀片的内侧端转动安装在所述除冰滚筒上，且所述除冰滚筒内设置有用于除冰刀片从插入至冰层内并垂直于壁面状态向外转动的过程中驱动除冰刀片外侧端向一侧摆动的挤冰驱动结构，且每个刀片组中紧贴的两个除冰刀片的摆动方向相反。

进一步地，两组刀片组之间的间距设置成使得该两组刀片组中相对摆动的除冰刀片在摆动之后外侧端的相对侧接触。

进一步地，所述挤冰驱动结构包括推拉杆、导向槽和复位弹簧，其中，所述推拉杆沿径向可位移的设置在除冰滚筒上，推拉杆的外侧端位于紧贴的两个除冰刀片之间，中心杆表面设置有导向槽，所述推拉杆的内侧端在导向槽内滚动，所述导向槽正对壁面的部位设置有向内凹陷的弧形部，所述推拉杆的内侧端在弧形部内运动时驱动除冰刀片摆动。

进一步地，所述推拉杆的外侧端设置有呈“T”字形的活动块，且活动块的两端分别嵌入紧贴的两个除冰刀片的相对面，所述活动块的两侧表面均设为内凹的弧形面，两个所述除冰刀片紧贴的一面开设有用于容纳活动块的容纳槽，所述活动块位于容纳槽内的端部设置有导向块，所述容纳槽的侧壁上开设有弧形槽，所述弧形槽呈以除冰刀片摆动中心为圆心的圆弧形结构，且导向块位于弧形槽内，所述推拉杆通过活动块拉动导向块沿弧形槽位移，推动紧贴的两个除冰刀片向外侧摆动。

进一步地，所述支架还包括支撑底座、液压撑杆和翻转架，所述支撑底座的底面四个端部设置有支腿，所述支撑底座的底面对称安装有四组折叠滑轮，所述液压撑杆的底端转动支撑在所述支撑底座的上表面，所述翻转架呈“U”字形，其翻转架转动安装在液压撑杆上，使得翻转架可调节俯仰角度，所述中心杆安装在翻转架的开口端。

进一步地，所述翻转架远离壁面的一侧边形成把手。

进一步地，所述冰块挡板安装在翻转架靠近中心杆的一端，所述冰块挡板包括中间板体及自中间板体的两端向壁面一侧弯曲形成的两个侧向板体，其中，中间板体设置成其顶端与壁面之间的距离大于其底端与壁面之间的距离，所述滚轮安装在侧向板体靠近壁面的一端上。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明的除冰装置通过液压撑杆、翻转架能带动除冰滚筒满足不同高度的除冰工作，冰块挡板既可以保护操作人员又可以将冰块导引至排水沟，有效降低人员的劳动强度。

2、本发明的除冰装置通过更改除冰刀片的设置方向以及增加除冰刀片的运动形式，实现在对隧道壁面的冰层切割并通过挤压达到破冰的效果，相较于直接利用除冰刀片撞击或碾压冰层的方式而言，具有更好的保护隧道壁面的效果。

3、本发明的除冰装置在除冰滚筒的前端装有用于沿壁面移动的滚轮，在保证除冰效果的前提下，利用滚轮与除冰滚筒之间的距离，确保除冰刀片与壁面之间存在间隔，能够有效保护隧道壁及壁上的管线。

附图说明

图1是本发明隧道壁快速除冰装置的第一个实施例的结构示意图；

图2是本发明图1中的隧道壁快速除冰装置的图1中的除冰滚筒的局部剖视图；

图3是本发明图1中的隧道壁快速除冰装置的图2的局部示意图；

图4是本发明图1中的隧道壁快速除冰装置的图3中的A处放大图；

图5是本发明图1中的隧道壁快速除冰装置的图3中的B处放大图；

图6是本发明图1中的隧道壁快速除冰装置的图1中的除冰滚筒的另一局部剖视图；

图7是本发明隧道壁快速除冰装置的图6的局部示意图；

图8是本发明隧道壁快速除冰装置的图7的局部拆分图；

图9是本发明隧道壁快速除冰装置的图8中的C处放大图；

图10是本发明隧道壁快速除冰装置的的第二个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将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。

请参照图1、图3-图7，本发明第一个实施例提供的隧道壁快速除冰装置，包括支架1、除冰滚筒2、动力装置7、除冰刀片3、冰块挡板4和滚轮5。

除冰滚筒2和动力装置7均安装在支架1上，动力装置7用于驱动除冰滚筒2转动。

除冰刀片3设置在除冰滚筒2上，用于在除冰滚筒2转动时除去隧道壁面上的结冰。冰块挡板4设置在除冰滚筒2远离壁面的一侧，当隧道壁面的冰块被除冰刀片3破碎之后，冰块落入至冰块挡板4范围内，被冰块挡板4聚拢。

具体使用本装置的过程中，冰块挡板4的底部形成冰块出口，将该冰块出口正对水渠，使得被清理的冰块落入水渠中。此时，冰块挡板4一方面便于处理被清理的冰块，另一方面防止冰块飞溅误伤工务人员。

滚轮5设置在冰块挡板4两侧面靠近壁面的一端，在利用旋转的除冰滚筒2及除冰刀片3清除壁面冰层时，除冰滚筒2及除冰刀片3会沿着壁面进行高度的调整，以实现对不同高度冰层及某区域冰层的不同位置进行除冰，此时，滚轮5在隧道壁面上滚动，一方面可起到支撑除冰滚筒2的作用，提高其稳定性；另一方面可保持除冰刀片3与壁面之间具有稳定的间距，防止除冰刀片3损坏隧道壁面。

冰块挡板4包括有中间板体41和两个侧向板体42，中间板体41设置成其顶端与壁面之间的距离大于其底端与壁面之间的距离，两个侧向板体42设于中间板体41靠近壁面的表面，滚轮5安装在侧向板体42靠近壁面的一端上，具体实施中，两个侧向板体42可为倒三角形的板体结构或者倒梯形的板体结构，不限于其他形状。

支架1包括中心杆11、支撑底座14、液压撑杆12和翻转架13，中心杆11包括有固定柱、固定杆和固定板，固定柱呈圆形阵列设于固定柱与固定板之间，中心杆11从除冰滚筒2中心贯穿，且两端与翻转架13的开口端内表面连接，动力装置7安装在中心杆11上，且动力装置7与除冰滚筒2的内壁面传动配合以驱动除冰滚筒2旋转，支撑底座14的底面四个端部设置有支腿15，支撑底座14的底面对称安装有四组折叠滑轮16。

具体使用本装置的过程中，折叠滑轮16沿地面滚动带动支撑底座14位移，调整除冰位置，折叠滑轮16翻转收纳，促使支腿15下移着地，对支撑底座14的高度加以支撑。

液压撑杆12的底端转动安装在支撑底座14的顶部，具体实施中，可采用液压撑杆12的底端通过转轴安装在支撑底座14的顶部，或在支撑底座14顶部安装限位架，将球体安装在限位架内部，液压撑杆12的底端穿过限位架连接球体以及其他方式，实现液压撑杆12横向转动效果。

翻转架13转动安装在液压撑杆12上，且翻转架13呈“U”字形，翻转架13远离壁面的一侧边形成把手，中心杆11安装在翻转架13上远离把手的一端，把手用于工作人员拉动翻转架13调节除冰滚筒2的俯仰角度，翻转架13上安装有开关按钮，开关按钮用于控制动力装置7。

动力装置7包括有电机、大齿轮和小齿轮，电机安装在固定柱靠近固定板的一端表面，电机的输出轴上安装有与小齿轮啮合的大齿轮，固定柱上安装有与除冰滚筒2内壁啮合的小齿轮，电机为大齿轮和小齿轮转动提供动能，进而带动除冰滚筒2转动。

请参阅图3所示，除冰刀片3沿除冰滚筒2的轴向以两圈为单位形成刀片组，且相邻两个刀片组间隔分布在除冰滚筒2上，每个刀片组内的两圈除冰刀片3之间紧贴设置。两组刀片组之间的间距设置成使得该两组刀片组中相对摆动的除冰刀片3在摆动之后，其外侧端的相对侧接触请再次参阅图4所示，图4中位于顶部的刀片组为摆动后的状态。除冰刀片3的刀面呈扇形状，除冰刀片3在除冰滚筒2的轴向设置有多排，除冰刀片3的内侧端转动安装在除冰滚筒2上。

挤冰驱动结构6包括有推拉杆61、导向槽62和复位弹簧63，每个刀片组紧贴的两个除冰刀片3之间设有沿径向可位移的推拉杆61，推拉杆61通过弹性结构活动安装在除冰滚筒2内部，具体实施中，除冰滚筒2内部设置伸缩腔体，推拉杆61位于伸缩腔体内部的表面安装连接限位环，伸缩腔体内部安装复位弹簧63，复位弹簧63的两端分别连接限位环和伸缩腔体的一端内壁。

中心杆11的表面等距设有多组导向槽62，推拉杆61远离除冰刀片3的一端安装于导向槽62内部，导向槽62靠近壁面的轨道设有向内凹陷的弧形部64，动力装置7驱动除冰滚筒2转动时，推拉杆61的内侧端随之在导向槽62内滚动，推拉杆61的内侧端进入内凹的弧形部64时，推拉杆61被推动向内位移，当推拉杆61的内侧端离开内凹的弧形部64时，推拉杆61被推动向外位移。

活动块65呈“T”字形，且设置在推拉杆61的外侧端，活动块65的两侧表面均设为内凹的弧形面，紧贴的两个除冰刀片3对称设置在活动块65的两侧，两个除冰刀片3紧贴的一面开设有用于容纳活动块65的容纳槽66，活动块65位于容纳槽66内的端部设置有导向块68，容纳槽66的侧壁上开设有弧形槽67，且导向块68位于导向槽62内，弧形槽67呈以除冰刀片3摆动中心为圆心的圆弧形结构。

具体使用本装置的过程中，靠近壁面的除冰刀片3随除冰滚筒2转动切入壁面形成的冰层中，推拉杆61运动到导向槽62内的弧形部64时，推拉杆61被向内牵引位移，活动块65随推拉杆61向内侧位移，活动块65带动导向块68挤压弧形槽67内壁，推动两组除冰刀片3向外翻转，每个刀片组中紧贴的两个除冰刀片3的摆动方向相反，相邻两组刀片组靠近的除冰刀片3相向摆动，靠近的两组除冰刀片3外侧面一同夹持挤压中部的冰块，使中部的冰块受挤压破碎，对壁面的结冰加以清除。

具体而言，刀片组内的两个除冰刀片3在通过除冰滚筒2旋转呈切入至壁面冰层并垂直于壁面状态向外转动的过程中，同步执行摆动的动作。一方面利用两个除冰刀片3的相对摆动实现对二者之间冰层挤压达到破冰的功能；另一方面除冰刀片3边做圆周运动边挤压边破冰冰层，最后通过两个除冰刀片3摆动后外侧端的相对接触状态。而当推拉杆61从弧形部64内重新返回至导向槽62内的过程中，摆动后的除冰刀片3重新恢复至紧贴状态。此时，使得刀片组能够更好的切入至壁面冰层中。另外，为了更加便于刀片组在其内部的两个除冰刀片3呈紧贴状态切入冰层，可设置除冰刀片3的两端面的形状，使得其更加便于切入冰层。此处为现有技术，在此不做赘述。

请参照图7所示，在本发明的第二个实施例中，除冰滚筒2的圆周面上等距设置有多排刀面平行于除冰滚筒2轴向的除冰刀片3，每排除冰刀片3沿除冰滚筒2的轴向依次连续分布，且除冰刀片3的刀面为等腰梯形状。此时，除冰刀片3可直接固定安装在除冰滚筒2上。在除冰时，通过除冰滚筒2带动除冰刀片3转动将隧道壁面的冰柱打碎。

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 (10)

1.一种隧道壁快速除冰装置，其特征在于，包括：

支架（1），支架（1）上远离壁面的一侧设置有把手；

除冰滚筒（2），其转动设置在所述支架（1）上，且所述支架（1）上设置有驱动所述除冰滚筒（2）转动的动力装置（7）；

除冰刀片（3），其设置在所述除冰滚筒（2）上；

冰块挡板（4），其设置在除冰滚筒（2）远离壁面的一侧，用于聚拢冰块；

滚轮（5），其设置在冰块挡板（4）两侧面靠近壁面的一端，用于在壁面上滚动及稳定所述除冰刀片（3）与壁面之间的间距。

2.根据权利要求1所述的一种隧道壁快速除冰装置，其特征在于，所述支架（1）包括从除冰滚筒（2）中心贯穿的中心杆（11），所述动力装置（7）安装在所述中心杆（11）上，且动力装置（7）与除冰滚筒（2）的内壁面传动配合以驱动除冰滚筒（2）旋转。

3.根据权利要求2所述的一种隧道壁快速除冰装置，其特征在于，所述除冰刀片（3）设置成刀面平行于所述除冰滚筒（2）的轴向，除冰刀片（3）在除冰滚筒（2）的圆周面上等距设置有多排，每排除冰刀片（3）沿除冰滚筒（2）的轴向依次连续分布，且除冰刀片（3）的刀面为等腰梯形状。

4.根据权利要求2所述的一种隧道壁快速除冰装置，其特征在于，所述除冰刀片（3）设置成刀面垂直于所述除冰滚筒（2）的轴向，除冰刀片（3）的刀面呈扇形状，除冰刀片（3）在除冰滚筒（2）的轴向设置有多圈，沿除冰滚筒（2）的轴向以两圈除冰刀片（3）为单位形成刀片组，且相邻两个刀片组间隔分布在除冰滚筒（2）上，每个刀片组内的两圈除冰刀片（3）之间紧贴设置，所述除冰刀片（3）的内侧端转动安装在所述除冰滚筒（2）上，且所述除冰滚筒（2）内设置有用于除冰刀片（3）从插入至冰层内并垂直于壁面状态向外转动的过程中驱动除冰刀片（3）外侧端向一侧摆动的挤冰驱动结构（6），且每个刀片组中紧贴的两个除冰刀片（3）的摆动方向相反。

5.根据权利要求4所述的一种隧道壁快速除冰装置，其特征在于，两组刀片组之间的间距设置成使得该两组刀片组中相对摆动的除冰刀片（3）在摆动之后外侧端的相对侧接触。

6.根据权利要求4所述的一种隧道壁快速除冰装置，其特征在于，所述挤冰驱动结构（6）包括推拉杆（61）、导向槽（62）和复位弹簧（63），其中，所述推拉杆（61）沿径向可位移的设置在除冰滚筒（2）上，推拉杆（61）的外侧端位于紧贴的两个除冰刀片（3）之间，中心杆（11）表面设置有导向槽（62），所述推拉杆（61）的内侧端在导向槽（62）内滚动，所述导向槽（62）正对壁面的部位设置有向内凹陷的弧形部（64），所述推拉杆（61）的内侧端在弧形部（64）内运动时驱动除冰刀片（3）摆动。

7.根据权利要求6所述的一种隧道壁快速除冰装置，其特征在于，所述推拉杆（61）的外侧端设置有呈“T”字形的活动块（65），且活动块（65）的两端分别嵌入紧贴的两个除冰刀片（3）的相对面，所述活动块（65）的两侧表面均设为内凹的弧形面，两个所述除冰刀片（3）紧贴的一面开设有用于容纳活动块（65）的容纳槽（66），所述活动块（65）位于容纳槽（66）内的端部设置有导向块（68），所述容纳槽（66）的侧壁上开设有弧形槽（67），所述弧形槽（67）呈以除冰刀片（3）摆动中心为圆心的圆弧形结构，且导向块（68）位于弧形槽（67）内，所述推拉杆（61）通过活动块（65）拉动导向块（68）沿弧形槽（67）位移，推动紧贴的两个除冰刀片（3）向外侧摆动。

8.根据权利要求2所述的一种隧道壁快速除冰装置，其特征在于，所述支架（1）还包括支撑底座（14）、液压撑杆（12）和翻转架（13），所述支撑底座（14）的底面四个端部设置有支腿（15），所述支撑底座（14）的底面对称安装有四组折叠滑轮（16），所述液压撑杆（12）的底端转动支撑在所述支撑底座（14）的上表面，所述翻转架（13）呈“U”字形，其翻转架（13）转动安装在液压撑杆（12）上，使得翻转架（13）可调节俯仰角度，所述中心杆（11）安装在翻转架（13）的开口端。

9.根据权利要求8所述的一种隧道壁快速除冰装置，其特征在于，所述翻转架（13）远离壁面的一侧边形成把手。

10.根据权利要求9所述的一种隧道壁快速除冰装置，其特征在于，所述冰块挡板（4）安装在翻转架（13）靠近中心杆（11）的一端，所述冰块挡板（4）包括中间板体（41）及自中间板体（41）的两端向壁面一侧弯曲形成的两个侧向板体（42），其中，中间板体（41）设置成其顶端与壁面之间的距离大于其底端与壁面之间的距离，所述滚轮（5）安装在侧向板体（42）靠近壁面的一端上。

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