CN116537358B - 地下管网射水清淤施工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了地下管网射水清淤施工装置，涉及地下管网射水清淤技术领域，包括地下管道和T型板，所述地下管道的内壁通过膨胀螺栓固定有安装板，且T型板的上端贯穿固定有定位套筒，整个清淤过程完全依靠水流产生的势能不外用动力源，符合节能环保理念，相较于传统的人工清淤或者遥控小车清淤具有多重优点：1.节能环保；2.具有自动检测淤堵和清淤功能；3.人工参与较少，只需要定期将管道下游取出的装置再返回安装在管道上游即可；4.利用水能实现三重蓄力，蓄能后三重作用力同时作用在淤堵部分，清淤效果好；5.设计成本低，可反复使用，同时可根据管道的不同直径生产设计相匹配的比例，解决了传统较小管道内部淤堵无计可施的问题。
Description
技术领域
本发明涉及地下管网射水清淤技术领域，具体为地下管网射水清淤施工装置。
背景技术
地下管道是敷设在地下用于输送液体、气体或松散固体的管道，而地下管网则是由多组地下管道连接的形成的管道网络，最常见的地下管道就是下水管道，不仅承载了整个地区的废水排放功能，同时在雨天可快速将地表雨水吸收导走，而地下管道在长期使用后会沉积有大量的泥沙淤泥等，如果不尽快清理，淤泥会越积越多，会使得管道的流通量逐步降低，现实生活生产中，针对管网中的淤泥一般采用高压射水冲淤的方式清理。
地下管道一般较长，通过高压射水的方式一般是开口进水出口出水，距射水口较近的位置水压较大能够达到清淤效果，但是较远的位置水压很小，只能靠水流来清淤，效果不明显，为此，传统的清淤方式为：在高压射水的同时，通过人工进入管道内清理淤堵。
如上述管网清淤方式需要大量使用人工，他们对地下受限空间作业的安全措施近乎无知状态，加上地下雨污水管道作业环境恶劣，中毒伤亡事故经常发生，给人民生命财产造成极大损失；而且人工清淤作业过程中，体力繁重，效率低下。
为解决上述问题，人们提出一种公开号为CN218855083U且授权公告日为2023-04-14的一种地下管网射水清淤施工装置，设置了一种地面遥控小车，能够携带喷灌进入管道中，通过固定座，能够固定卡箍，通过卡箍，能够固定水管和喷头，通过椭圆形喷头，能够将水进行加压后进行喷出，通过摄像头，能够观察遥控车行动的情况，从而能够将水管移动至管网中央进行清理淤泥。上述技术中采用遥控技术作为支撑，小车作为主体结构在管道内行走，一方面受限于管道的内径，只能针对内径较大的管道使用，局限性较大，对于较小内径的管道根本无计可施，另一方面，设计成本较大，且管道错综复杂，遥控小车的遥控距离受限，需要频繁从不同起点取放遥控小车，费时费力，而且一旦遥控小车失去控制，无法有效清淤的同时也会带来更大的麻烦。
针对上述问题，急需在原有地下管网射水清淤施工装置的基础上进行创新设计。
发明内容
本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案，具体地本发明的目的在于提供地下管网射水清淤施工装置，以解决上述背景技术提出现有技术中采用遥控技术作为支撑，小车作为主体结构在管道内行走，一方面受限于管道的内径，只能针对内径较大的管道使用，局限性较大，对于较小内径的管道根本无计可施，另一方面，设计成本较大，且管道错综复杂，遥控小车的遥控距离受限，需要频繁从不同起点取放遥控小车，费时费力，而且一旦遥控小车失去控制，无法有效清淤的同时也会带来更大的麻烦的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：地下管网射水清淤施工装置，包括地下管道和T型板，所述地下管道的内壁通过膨胀螺栓固定有安装板，且T型板的上端贯穿固定有定位套筒，并且T型板的下端对称安装有与地下管道内壁贴合连接的滚轮，所述安装板与定位套筒之间设置有自适应放流组件，且T型板的内部通过轴承贯穿安装有蓄力转轴，所述蓄力转轴的外壁分别设置有具有蓄力功能的转盘和螺纹套筒，且螺纹套筒的外壁固定有第一阻水板，所述蓄力转轴的外壁通过轴承安装有固定板，且固定板的下端对称设置有另一所述滚轮，所述自适应放流组件包括插杆、限位块、第一弹簧、限位杆、升降板、浮力块和限位板，且安装板的内部滑动贯穿设置有插杆，所述插杆的一端分别贯穿于T型板和定位套筒，且插杆的另一端固定有限位块，所述插杆的外壁缠绕有第一弹簧，且第一弹簧的一端焊接于安装板的侧壁，并且第一弹簧的另一端固定于限位块的端部，所述限位块的内部贯通开设有限位槽，且限位槽的内部滑动设置有限位杆的一端，并且限位杆的另一端铰接于升降板的上端，所述升降板的下端固定有浮力块，且浮力块漂浮于地下管道内部液面上，所述地下管道的内壁通过膨胀螺栓固定有限位板，且浮力块滑动套设于限位板的外壁，所述蓄力转轴的外壁设置有与螺纹套筒内部螺孔相匹配的螺纹，且蓄力转轴与转盘之间安装有旋转蓄力组件，所述蓄力转轴的外壁缠绕有第二弹簧，且第二弹簧的一端焊接于螺纹套筒的端部，并且第二弹簧的另一端固定于固定板的侧壁，所述旋转蓄力组件包括腔槽、卡板和涡旋弹簧，且转盘的内部开设有腔槽，并且腔槽的内部等角度分布有三组端部均与蓄力转轴固定连接的卡板，所述蓄力转轴与转盘之间设置有涡旋弹簧，且涡旋弹簧的一端焊接于转盘的内壁，并且涡旋弹簧的另一端固定于蓄力转轴的外壁，所述转盘远离T型板的一侧开设有卡槽，且卡槽的内部卡合有触发杆的一端，并且触发杆的另一端分别贯穿第一阻水板和固定板，所述触发杆的外壁滑动套设有挡块，且触发杆的外壁缠绕有第三弹簧，所述第三弹簧的一端焊接于触发杆外壁上的凸块，且第三弹簧的另一端固定于挡块的侧壁。
优选的，所述蓄力转轴端部的外壁由外向内设置有螺旋半径逐渐等比例增大的螺旋结构，所述蓄力转轴的端部设置为圆锥状且锥尖朝外。
优选的，所述第一阻水板的上端铰接有第二阻水板，且第二阻水板靠近固定板一侧的中心处开设有凹槽，所述凹槽的两侧对称开设有贯通于第二阻水板的滑槽。
优选的，所述第二阻水板的下表面弧形设置且贴合于地下管道的内壁，且两个所述滑槽的内部分别滑动设置有滑杆的两端，并且滑杆铰接于固定板的上端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、本发明在节能环保理念的基础上设计了一种利用水流势能自动清淤的装置，当管道内部出现淤堵后由于水流受限管道内液面不可避免会上升，液面上升会推动浮力块同步上升，并利用浮力块对限位块的挤压推动使插杆从定位套筒中抽出，从而将装置自动投入管道中，装置会随着水流移动直至蓄力转轴的锥状端部插入淤泥中，由于淤堵严重因此装置整体会保持稳定状态，当装置停止滑动时第一阻水板会在水流作用下沿着转轴外壁适应性滑动并带动第二阻水板进行适应性的旋转，当第二阻水板逐渐打开后会大面积阻隔水流因此一侧液面也会逐步升高从而达到对水流蓄能的效果，与此同时第二弹簧逐渐被压缩蓄能，且蓄力转轴会同步进行适应性的旋转，并且对转盘内部涡旋弹簧进行二次蓄能，当触发杆触发解除对转盘的限制时，三重蓄能效果同步触发，分别为1.第二阻水板旋转关闭快速释放水流冲击淤堵部分；2.蓄力转轴再第二弹簧复位作用下二次冲击淤堵部分；3.蓄力转轴快速进行复位旋转带动螺旋结构进一步冲击淤堵部分，从而达到高效清淤的功效，且当清淤结束后，装置整体会快速复位并随着水流继续移动，并随着水流对管道进行淤堵检测，检测到淤堵后会再次按照上述步骤进行自动清淤。
二、整个清淤过程完全依靠水流产生的势能不外用动力源，符合节能环保理念，相较于传统的人工清淤或者遥控小车清淤具有多重优点：1.节能环保；2.具有自动检测淤堵和清淤功能；3.人工参与较少，只需要定期将管道下游取出的装置再返回安装在管道上游即可；4.利用水能实现三重蓄力，蓄能后三重作用力同时作用在淤堵部分，清淤效果好；5.设计成本低，可反复使用，同时可根据管道的不同直径生产设计相匹配的比例，解决了传统较小管道内部淤堵无计可施的问题。
附图说明
图1为本发明悬挂状态下的整体结构示意图；
图2为本发明管道淤堵后整体落下的结构示意图；
图3为本发明整体对淤堵部分进行检测时的结构示意图；
图4为本发明多重蓄力时的整体结构示意图；
图5为本发明多重蓄力同步释放时的整体结构示意图；
图6为本发明图1中主体结构的提取放大示意图；
图7为本发明图4中主体结构的提取放大示意图；
图8为本发明侧视安装结构示意图；
图9为本发明第一阻水板和第二阻水板的连接结构示意图；
图10为本发明转盘的右侧视结构示意图；
图11为本发明转盘的侧视剖面结构示意图。
图中：1、T型板；11、定位套筒；12、滚轮；2、安装板；21、插杆；22、限位块；23、第一弹簧；24、限位杆；25、升降板；26、浮力块；27、限位板；3、蓄力转轴；31、腔槽；32、卡板；33、涡旋弹簧；4、转盘；5、螺纹套筒；51、第二弹簧；6、第一阻水板；61、第二阻水板；62、滑槽；63、滑杆；7、固定板；8、触发杆；81、卡槽；82、挡块；83、第三弹簧。
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。
请参阅图1-11，本发明提供技术方案：地下管网射水清淤施工装置，包括地下管道和T型板1，地下管道的内壁通过膨胀螺栓固定有安装板2，且T型板1的上端贯穿固定有定位套筒11，并且T型板1的下端对称安装有与地下管道内壁贴合连接的滚轮12，安装板2与定位套筒11之间设置有自适应放流组件，且T型板1的内部通过轴承贯穿安装有蓄力转轴3，蓄力转轴3的外壁分别设置有具有蓄力功能的转盘4和螺纹套筒5，且螺纹套筒5的外壁固定有第一阻水板6，蓄力转轴3的外壁通过轴承安装有固定板7，且固定板7的下端对称设置有另一滚轮12，自适应放流组件包括插杆21、限位块22、第一弹簧23、限位杆24、升降板25、浮力块26和限位板27，且安装板2的内部滑动贯穿设置有插杆21，插杆21的一端分别贯穿于T型板1和定位套筒11，且插杆21的另一端固定有限位块22，插杆21的外壁缠绕有第一弹簧23，且第一弹簧23的一端焊接于安装板2的侧壁，并且第一弹簧23的另一端固定于限位块22的端部，限位块22的内部贯通开设有限位槽，且限位槽的内部滑动设置有限位杆24的一端，并且限位杆24的另一端铰接于升降板25的上端，升降板25的下端固定有浮力块26，且浮力块26漂浮于地下管道内部液面上，地下管道的内壁通过膨胀螺栓固定有限位板27，且浮力块26滑动套设于限位板27的外壁，蓄力转轴3的外壁设置有与螺纹套筒5内部螺孔相匹配的螺纹，且蓄力转轴3与转盘4之间安装有旋转蓄力组件，蓄力转轴3的外壁缠绕有第二弹簧51，且第二弹簧51的一端焊接于螺纹套筒5的端部，并且第二弹簧51的另一端固定于固定板7的侧壁，旋转蓄力组件包括腔槽31、卡板32和涡旋弹簧33，且转盘4的内部开设有腔槽31，并且腔槽31的内部等角度分布有三组端部均与蓄力转轴3固定连接的卡板32，蓄力转轴3与转盘4之间设置有涡旋弹簧33，且涡旋弹簧33的一端焊接于转盘4的内壁，并且涡旋弹簧33的另一端固定于蓄力转轴3的外壁，转盘4远离T型板1的一侧开设有卡槽81，且卡槽81的内部卡合有触发杆8的一端，并且触发杆8的另一端分别贯穿第一阻水板6和固定板7，触发杆8的外壁滑动套设有挡块82，且触发杆8的外壁缠绕有第三弹簧83，第三弹簧83的一端焊接于触发杆8外壁上的凸块，且第三弹簧83的另一端固定于挡块82的侧壁。
蓄力转轴3端部的外壁由外向内设置有螺旋半径逐渐等比例增大的螺旋结构，蓄力转轴3的端部设置为圆锥状且锥尖朝外，当蓄力转轴3进行复位旋转时其端部的锥状的螺旋结构会旋转着钻入淤泥内部，达到一种打散淤泥的效果。
第一阻水板6的上端铰接有第二阻水板61，且第二阻水板61靠近固定板7一侧的中心处开设有凹槽，凹槽的两侧对称开设有贯通于第二阻水板61的滑槽62，当第二阻水板61逐渐旋转打开后，第二阻水板61与第一阻水板6的组合能够实现对管道内水流的大面积阻隔，边侧和连接处会有部分小水流通过，但是不影响大范围的水流蓄能(和淤泥堵塞管道，降低水流量提高液面的道理相同，因为水流是一定的，进入量远小于输出量时，第二阻水板61与第一阻水板6左侧的管道内液面必然会逐渐增高)。
第二阻水板61的下表面弧形设置且贴合于地下管道的内壁，且两个滑槽62的内部分别滑动设置有滑杆63的两端，并且滑杆63铰接于固定板7的上端。
工作原理：在使用该地下管网射水清淤施工装置时，在正常情况下(即地下管道内为发生淤堵时)，管道内液面会在一定水平保持稳定，如图1所示，该射水清淤施工装置通过定位套筒11套在插杆21端部实现对整体的悬挂，由于管道一般固定安装，因此通过简单的悬挂即可实现整体的稳定。
假设该地下管道内部出现淤堵，由于淤堵会越来越严重，因此淤堵段前方管道内的液面会逐渐升高(因为进水量是一定的，但是出水量较小)，当管道内液面逐渐上升时，如图1所示，浮力块26会沿着限位板27的外壁逐渐滑动上升并通过升降板25和限位杆24对限位块22的倾斜式内壁产生挤压作用，由于限位块22受到插杆21的限位作用只能水平滑动因此限位块22会带动插杆21水平向左滑动并拉伸第一弹簧23，从而使得插杆21逐渐从定位套筒11内部脱离。
当插杆21从定位套筒11内部快速脱离后，装置整体如图2和图3所示会顺利掉落至管道的底部，且如图8所示第一阻水板6的阻水面积较大，因此在水流作用下装置整体会同步沿着管道底部滑动直至蓄力转轴3的锥形端插入淤堵部分后整体初步保持稳定。
由于依靠水流带动装置整体移动对淤堵部分产生的冲击作用不足以疏通淤堵，因此装置会静止在淤堵前方，且由于第一阻水板6的阻水面积较大并受到管道内壁的限位作用，因此在水流作用下第一阻水板6会带动螺纹套筒5沿着蓄力转轴3的外壁逐步水平向右滑动并同步压缩第二弹簧51达到第一层蓄力效果，且由于螺纹套筒5与蓄力转轴3之间为螺纹连接，因此当螺纹套筒5水平滑动时，蓄力转轴3会同步进行适应性的旋转，且由于转盘4受到触发杆8的限制作用因此蓄力转轴3旋转时会逐步压缩涡旋弹簧33并达到第二层蓄力效果。
紧接着，当第一阻水板6和螺纹套筒5水平向右滑动时，由于固定板7的位置保持不变，因此在滑杆63对滑槽62的限位效果下第二阻水板61会逐渐进行适应性的逆时针旋转，并达到如图4和图9所示的状态，此时由于第二阻水板61逐渐升起，地下管道进水侧的水流被大面积阻隔，进水量远大于出水量，因此第二阻水板61左侧的水位会逐渐上升并与右侧形成较大的落差，以此达到第三层蓄力效果。
最后，如图4和图7所示，当螺纹套筒5水平向右滑动至一定距离后会逐渐接触到挡块82，并推动挡块82沿着触发杆8的外壁水平向右滑动，从而使得挡块82水平向右滑动并逐渐压缩第三弹簧83，当压缩第三弹簧83到一定程度后，触发杆8会在第三弹簧83的复位作用力下从转盘4的内部抽出，此时，涡旋弹簧33的蓄力作用快速启动带动转盘4进行复位旋转并对蓄力转轴3起到反作用力，从而为蓄力转轴3提供反向复位旋转的趋势(由于第一阻水板6一直受到水流抵紧作用，其只会水平向右滑动或者保持静止状态)，与此同时，在蓄力转轴3的运动趋势下，第二弹簧51的蓄力同步发挥并以第一阻水板6为起点带动蓄力转轴3反向旋转着水平向右移动，利用蓄力转轴3端部螺旋结构的旋转和蓄力转轴3的水平移动同步进行可快速打通管道内淤堵的地方，与此同时，当蓄力转轴3输出的同时，由于螺纹套筒5保持相对静止，而固定板7随着蓄力转轴3的移动同步水平向右移动，因此在滑杆63与滑槽62之间的滑动配合作用下第二阻水板61会快速关闭，而第二阻水板61快速关闭的同时，第二阻水板61左侧的水会瞬间流通并以高压的形式冲击在淤堵部分上。
综上所述，三个蓄力作用同步配合，作用、方向和效果均一致，因此三者之间相互协作会在短时间内快速复位，并同步冲击在淤堵部分上，从而可高效清理淤堵部分，且清淤后的装置会快速复位至如图3所示的状态并随着水流继续沿着管道内壁进行移动，当再次检测到淤堵时，装置会再次按照上述步骤蓄能够快速清淤并继续移动，从到能够对管道内部进行移动式淤堵检测和自动清淤，整个清淤过程完全依靠水流产生的势能不外用动力源，符合节能环保理念，相较于传统的人工清淤或者遥控小车清淤具有多重优点：节能环保；具有自动检测淤堵和清淤功能；人工参与较少，只需要定期将管道下游取出的装置再返回安装在管道上游即可；利用水能实现三重蓄力，蓄能后三重作用力同时作用在淤堵部分，清淤效果好；设计成本低，可反复使用，同时可根据管道的不同直径生产设计相匹配的比例，解决了传统较小管道内部淤堵无计可施的问题。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (4)
1.地下管网射水清淤施工装置，包括地下管道和T型板(1)，其特征在于：所述地下管道的内壁通过膨胀螺栓固定有安装板(2)，且T型板(1)的上端贯穿固定有定位套筒(11)，并且T型板(1)的下端对称安装有与地下管道内壁贴合连接的滚轮(12)，所述安装板(2)与定位套筒(11)之间设置有自适应放流组件，且T型板(1)的内部通过轴承贯穿安装有蓄力转轴(3)，所述蓄力转轴(3)的外壁分别设置有具有蓄力功能的转盘(4)和螺纹套筒(5)，且螺纹套筒(5)的外壁固定有第一阻水板(6)，所述蓄力转轴(3)的外壁通过轴承安装有固定板(7)，且固定板(7)的下端对称设置有另一所述滚轮(12)，所述自适应放流组件包括插杆(21)、限位块(22)、第一弹簧(23)、限位杆(24)、升降板(25)、浮力块(26)和限位板(27)，且安装板(2)的内部滑动贯穿设置有插杆(21)，所述插杆(21)的一端分别贯穿于T型板(1)和定位套筒(11)，且插杆(21)的另一端固定有限位块(22)，所述插杆(21)的外壁缠绕有第一弹簧(23)，且第一弹簧(23)的一端焊接于安装板(2)的侧壁，并且第一弹簧(23)的另一端固定于限位块(22)的端部，所述限位块(22)的内部贯通开设有限位槽，且限位槽的内部滑动设置有限位杆(24)的一端，并且限位杆(24)的另一端铰接于升降板(25)的上端，所述升降板(25)的下端固定有浮力块(26)，且浮力块(26)漂浮于地下管道内部液面上，所述地下管道的内壁通过膨胀螺栓固定有限位板(27)，且浮力块(26)滑动套设于限位板(27)的外壁，所述蓄力转轴(3)的外壁设置有与螺纹套筒(5)内部螺孔相匹配的螺纹，且蓄力转轴(3)与转盘(4)之间安装有旋转蓄力组件，所述蓄力转轴(3)的外壁缠绕有第二弹簧(51)，且第二弹簧(51)的一端焊接于螺纹套筒(5)的端部，并且第二弹簧(51)的另一端固定于固定板(7)的侧壁，所述旋转蓄力组件包括腔槽(31)、卡板(32)和涡旋弹簧(33)，且转盘(4)的内部开设有腔槽(31)，并且腔槽(31)的内部等角度分布有三组端部均与蓄力转轴(3)固定连接的卡板(32)，所述蓄力转轴(3)与转盘(4)之间设置有涡旋弹簧(33)，且涡旋弹簧(33)的一端焊接于转盘(4)的内壁，并且涡旋弹簧(33)的另一端固定于蓄力转轴(3)的外壁，所述转盘(4)远离T型板(1)的一侧开设有卡槽(81)，且卡槽(81)的内部卡合有触发杆(8)的一端，并且触发杆(8)的另一端分别贯穿第一阻水板(6)和固定板(7)，所述触发杆(8)的外壁滑动套设有挡块(82)，且触发杆(8)的外壁缠绕有第三弹簧(83)，所述第三弹簧(83)的一端焊接于触发杆(8)外壁上的凸块，且第三弹簧(83)的另一端固定于挡块(82)的侧壁。
2.根据权利要求1所述的地下管网射水清淤施工装置，其特征在于：所述蓄力转轴(3)端部的外壁由外向内设置有螺旋半径逐渐等比例增大的螺旋结构，所述蓄力转轴(3)的端部设置为圆锥状且锥尖朝外。
3.根据权利要求1所述的地下管网射水清淤施工装置，其特征在于：所述第一阻水板(6)的上端铰接有第二阻水板(61)，且第二阻水板(61)靠近固定板(7)一侧的中心处开设有凹槽，所述凹槽的两侧对称开设有贯通于第二阻水板(61)的滑槽(62)。
4.根据权利要求3所述的地下管网射水清淤施工装置，其特征在于：所述第二阻水板(61)的下表面弧形设置且贴合于地下管道的内壁，且两个所述滑槽(62)的内部分别滑动设置有滑杆(63)的两端，并且滑杆(63)铰接于固定板(7)的上端。
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