一種外掛式橋墩破冰除冰裝置的制造方法

一種外掛式橋墩破冰除冰裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種外掛式橋墩破冰除冰裝置，屬于橋梁養護機械技術領域。該裝置包括通過環形軌道外掛在橋墩上的外掛機架和多組導向行走機構，可與外部電力連接的變壓器，位于外掛機架上通過導電滑道與變壓器連接的動力傳動機構，以及位于外掛機架前端中下部通過鋼絲與動力傳動機構連接的偏心式破冰斗。偏心式破冰斗的底部設有豎直向下的多個破冰錐，一個斜側面設于漏水孔，兩端通過滑道與外掛機架活動連接；在偏心式破冰斗上方的外掛機架上設有可導致偏心式破冰斗背向橋墩翻轉的漏斗擋桿。本發明所提供的裝置全程無需人員在冰面協助工作，實現破冰除冰工作的機械化和自動化。節省勞動力，保障人員安全，且可實現碎冰清除。
【專利說明】
一種外掛式橋墩破冰除冰裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種外掛式橋墩破冰除冰裝置，屬于橋梁養護機械技術領域。
【背景技術】
[0002]冰的形成是一個膨脹過程，橋的上、下游結冰面積不等，因此冰層線膨脹量也不等，冰層面積較大一側的脹力將變成對橋墩的巨大推力，該推力如得不到釋放甚至可能將橋墩擠斷，尤其是每到春季大地返暖，岸邊冰層首先解凍，巨大的冰塊在風力作用下沖向橋墩，破壞力驚人，存在極大的安全隱患，嚴重影響橋梁及道路運輸的安全運營。
[0003]為保證橋墩周圍一米內為無冰區，鐵路、公路部門每年都要定期組織人力破冰。砸冰時，工人們先用木錘將冰敲碎，再用笊籬將碎冰撈出來，冰層特別厚的地方就用鋼镩鑿，一錘子下去，濺起的水花被風吹到臉上、身上，很快就結成冰。不僅耗時、耗力(每個橋墩兩人除冰需半小時以上)，而且人員安全難以保證。申請號為201020180522.1的專利公開了橋墩外掛式破冰體，但是該破冰體存在機械化程度低，只能實現冰面的破碎，無法實現碎冰的及時排除，即無法解決碎冰的二次結冰問題。因此，急需設計一種能夠替代人工的橋墩外掛式破冰、除冰裝置，以保障橋梁、道路及人員安全。

【發明內容】

[0004]為解決現有技術中橋墩下破冰需要人員在冰面上現場人工操作，工作效率低、勞動量大、工作條件惡劣，且危險較大，以及現有裝置無法實現碎冰清除，工作效率偏低等技術問題，本發明提供了一種外掛式橋墩破冰除冰裝置，所采取的技術方案如下:
[0005]本發明的目的在于提供一種外掛式橋墩破冰除冰裝置，該裝置包括通過環形軌道外掛在橋墩上的外掛機架5和多組導向行走機構4，可與外部電力連接的變壓器2，位于外掛機架5上通過導電滑道3與變壓器2連接的動力傳動機構8，以及位于外掛機架5前端中下部通過鋼絲與動力傳動機構8連接的偏心式破冰斗7;偏心式破冰斗7的底部設有豎直向下的多個破冰錐70，一個斜側面設于漏水孔71，兩端通過滑道與外掛機架5活動連接;在偏心式破冰斗7上方的外掛機架5上設有可導致偏心式破冰斗7背向橋墩I翻轉的漏斗擋桿50。
[0006]優選地，導電滑道3可以是石墨導電滑道、金屬導電滑道等能夠實現導電的滑道機構。
[0007]優選地，導向行走機構4分為上下兩部分分別通過圓柱凸輪42和導向滾輪41與外掛機架5的頂端、中部和底端活動連接。
[0008]更優選地，導向行走機構4包括三個機架導軌滑道40，每個機架導軌滑道40與一排兩個導向滾輪41配合連接。
[0009]優選地，位于外掛機架5頂端的導向行走機構4通過環形圓盤44固定在橋墩I上，在環形圓盤44的下表面圓周上均勻設有滾子43，與動力傳動機構8的單向棘輪帶輪組I 87和外掛機架5頂端相連接的圓柱凸輪42通過滾子43在動力傳動機構8提供并傳輸的動力帶動下可圍繞橋墩I做圓周運動。
[0010]更優選地，與外掛機架5的中部和下部連接的導向行走機構4各由兩個開口向上的C型槽鋼制成的環形機架導軌滑道40和兩個與外掛機架5連接的導向滾輪41構成。
[0011 ]優選地，在外掛機架5連接偏心式破冰斗7的對稱滑軌51的底端設有減震彈簧6。
[0012]優選地，所述偏心式破冰斗7的底部設有可調整重心的空心結構，空心結構上部通過圓臺蓋74將碎冰與空心結構分隔開。
[0013]優選地，所述偏心式破冰斗7的兩個側邊通過L形伸縮桿72與外掛機架5的對稱滑道51活動連接。
[0014]優選地，L形伸縮桿72的短邊自由端與偏心式破冰斗7的平行側面連接，長邊通過滾輪與對稱滑道51活動連接，在長邊上部設有垂直于長邊的用于連接鋼絲89的栓繩桿75。
[0015]具體地，該橋墩破冰除冰裝置包括外掛機架5、導向行走機構4、破除冰機構、動力傳動機構8、電力機構。所述外掛機架5為鋼架焊接而成外掛于橋墩的框架式結構。外掛機架5貼近橋墩一側為后部，外掛機架5的后部為弧形且弧度根據橋墩圓周的大小來確定，后部可安裝導向滾輪41，滾輪卡在導向行走機構4中，用于引導機架繞橋墩運動。機架的上平面位置為平面掛架，用于安裝動力傳動機構8，為整個系統的工作提供動力。機架的上平面前部為定滑輪52，用來改變動力傳動機構8中的鋼絲89的運動方向。機架的上平面后部位置設置軸架，用于安裝帶輪和圓柱凸輪42;機架的前部為兩根C形槽鋼的對稱滑道51，破除冰機構的滑輪嵌于C形槽鋼中以實現引導破除冰機構的上下運動的功能。
[0016]所述的導向行走機構4，包括圍繞橋墩安裝的機架導軌滑道40、導向滾輪41、圓柱凸輪42、環形圓盤44、滾子43。所述機架導軌滑道40為C形槽鋼，且槽鋼牢牢固定在橋墩上，用于承載整個系統的重量。外掛機架5后部的導向滾輪41嵌于C形槽鋼中，由于C形槽鋼的特殊結構導向滾輪嵌入其中不易脫落，有利于承載重量，保證外掛系統的安全性，并且導向滾輪41會跟隨導向行走機構4的布置形狀而做定向的運動，實現導向作用。環形圓盤44固定于橋墩上，滾子43繞環形圓盤一周在下方排列，安裝于外掛機架上的圓柱凸輪42在帶輪II 88的帶動下轉動，實現繞橋墩的行走過程。
[0017]所述的破除冰機構主體為偏心式破冰斗7，包括破冰錐70、漏水孔71、圓臺蓋74、L形伸縮桿72、滾動輪73。破冰錐70位于偏心式破冰斗7的下方，增加破冰能力;偏心式破冰斗的下半部為空心結構且有圓臺孔，圓臺蓋74覆蓋在圓臺孔上;漏水孔的大小為30?40mm，用于破冰斗S起碎冰時漏出冰水，減輕提升時的重量;滾動輪73位于拉伸桿上并嵌入外掛機架的C形槽鋼滑道中，實現破冰斗的上下定向運動;L形伸縮桿72與破冰斗的平行側面鉸鏈鏈接，可實現破冰斗的靈活運動，方面傾斜g冰，并且在滾動輪73運動至C形槽鋼滑道底部時，L形伸縮桿72可自由伸縮適應冰面的高度。
[0018]所述的動力傳動機構8，包括電機80、雙輸出軸減速機82、停轉自動控制箱84、鋼絲套筒81、鋼絲約束孔86、底板、帶輪組I 87、帶輪組II 88、鋼絲89。電機80安裝在底板上通過停轉自動控制箱84與減速機82相連實現電機的自動停止和旋轉，減速機82—個輸出軸與鋼絲套筒81相連，另一輸出軸經過棘輪式帶輪組I 87和帶輪組II 88的減速將單向輸出動力傳至導向行走機構4。
[0019]所述電力機構，包括變壓器2、導電滑道3、導電滾輪31。所述的橋墩I一般為鐵路、公路用橋墩，可直接從橋墩之上的鐵路公路用電中引出電線由變壓器變壓送入導電滑道3中，導電滾輪31嵌入導電滑道3中，實現繞橋墩轉動的同時為電機正常供電。
[0020]所述的外掛式橋墩破冰除冰裝置，其環形圓盤44、導電滑道3、機架導軌滑道40通過預埋螺栓、膨脹螺栓等固定在被保護的橋墩上。
[0021]所述的外掛式橋墩破冰除冰裝置，其動力傳動機構中的帶輪組I87為棘輪式，SP只能單向傳輸動力，帶動圓柱凸輪在一個方向上旋轉。
[0022]所述的外掛式橋墩破冰除冰裝置，外掛機架5后部安裝的導向滾輪41的排數與機架導軌滑道40的個數相同，且導向滾輪41的排數為3?4排，每排的個數為2?3個。
[0023]本發明獲得的有益效果:
[0024](I)本發明設計的電力機構中，電源直接來自于橋墩之上的公路、鐵路用電，不需另加發電裝置或從遠處供電，實現用電的方便快捷。
[0025](2)本發明設計的橋墩外掛式破冰、除冰裝置，破除冰機構在電力機構的帶動下完成偏心式破冰斗的提起和下落功能，實現破碎冰的同時把碎冰排除冰洞外，防止冰塊的二次結冰。在導向行走機構的帶動下完成橋墩整周全覆蓋的破除冰工作。全程無需人員在冰面協助工作，實現破除冰工作的機械化和自動化。節省勞動力，保障人員安全。
[0026](3)本發明設計的破除冰機構底部安裝破冰錐，可以大大增加破冰的能力;偏心式破冰斗的空心式加圓臺蓋的設計，可根據冰面厚度的不同自由增減自身重量，實現效率的最大化;漏水孔的設計可以在g冰的同時漏掉多余的冰水，減輕提升的重量;L形伸縮桿可在一定范圍內拉伸收縮，在冰面高度變化時，可以在不改變懸掛高度的情況下自由伸縮接觸冰面完成破除冰工作。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明的破冰除冰裝置安裝在橋墩上的左軸測圖。
[0028]圖2為本發明的破冰除冰裝置安裝在橋墩上的右軸測圖。
[0029]圖3為本發明的破冰除冰裝置安裝在橋墩上的正視圖。
[0030]圖4為本發明的破冰除冰裝置安裝在橋墩上的左視圖。
[0031 ]圖5為本發明的破冰除冰裝置安裝在橋墩上的俯視圖。
[0032]圖6為本發明破冰除冰裝置外掛機架、動力傳動機構和偏心式破冰斗的右視圖。
[0033]圖7為圖6的后視圖。
[0034]圖8為偏心式破冰斗及其連接部位的俯視圖。
[0035]圖9為本發明破冰除冰裝置的動力傳動機構與電力機構的裝配示意圖。
[0036]圖10為本發明破冰除冰裝置的動力傳動機構與導向行走機構的裝配示意圖。
[0037]圖中:1、橋墩;2、變壓器;3、導電滑道;31、導電滾輪;4、導向行走機構;40、機架導軌滑道;41、導向滾輪;42、圓柱凸輪;43、滾子;44、環形圓盤;5、夕卜掛機架;50、翻斗擋桿;51、對稱滑道;52、定滑輪;6、減震彈簧;7、偏心式破冰斗；70、破冰錐;71、漏水孔;72、L形伸縮桿;73、滾動輪;74、圓臺蓋;75、栓繩桿;8、動力傳動機構;80、電動機;81、鋼絲套筒;82、雙輸出軸減速機;83、固定底板;84、停轉自動控制箱;85、導電連桿;86、鋼絲約束孔;87、帶輪組1;88、帶輪組11;89、鋼絲。
【具體實施方式】
[0038]下面結合附圖對本發明做進一步說明，但本發明不受以下詳細說明的限制。
[0039]其中，圖1為本發明一種優選方案中的破冰除冰裝置安裝在橋墩上的左軸測圖，圖2為右軸測圖。圖3為本發明的破冰除冰裝置安裝在橋墩上的正視圖，圖4為左視圖，圖5為俯視圖。圖6為本發明破冰除冰裝置外掛機架、動力傳動機構和偏心式破冰斗的右視圖，圖7為圖6的后視圖。圖8為偏心式破冰斗及其連接部位的俯視圖。圖9為本發明破冰除冰裝置的動力傳動機構與電力機構的裝配示意圖。圖10為本發明破冰除冰裝置的動力傳動機構與導向行走機構的裝配示意圖。
[0040]由圖1?8可知，在本發明這一優選方案中，外掛式橋墩破冰除冰裝置包括外掛機架5、導向行走機構4、破除冰機構、動力傳動機構8、電力機構，其中外掛機架5借由上中下三排六個導向滾輪41嵌于固定在橋墩I上的機架導軌滑道4中，使其懸掛于橋墩I上，外掛機架5的后部為與橋墩I相貼合的弧形，導向滾輪41的軸向方位應過機架導軌滑道4的圓心。外掛機架5的前部為一對形狀為C形槽鋼的對稱滑道51，在對稱滑道51的底部安裝有減震彈簧6。翻斗擋桿50位于外掛機架5的前方中上部，用來阻擋上升來的偏心式破冰斗7使其翻轉，傾倒掉斗內的碎冰。外掛機架前方頂部安裝定滑輪52，鋼絲89繞在定滑輪52上，改變鋼絲89的運動方向。
[0041]由圖1?7可知，導向行走機構包括機架導軌滑道40、導向滾輪41、圓柱凸輪42、滾子43、環形圓盤44。機架導軌滑道40分上中下三條等距離的環繞安裝在橋墩I上，該機架導軌滑道40為C形槽鋼，導向滾輪41分為3組六個，每組安裝在外掛機架5的后部，且安裝位置與機架導軌滑道的位置對應，所述的機架導軌滑道40為C形槽鋼，可使導向滾輪41緊密的嵌于其中。環形圓盤44安裝在橋墩I的上方，滾子43繞環形圓盤44一周在下方排列，圓柱凸輪42安裝在外掛機架5的后上部，安裝高度應在機架導軌滑道40與導向滾輪41正確配合的情況下，滾子43正確卡與圓柱凸輪42的輪槽內。
[0042]由圖1?8可知，破除冰機構主體為偏心式破冰斗7，包括破冰錐70、漏水孔71、L型伸縮桿72、滾動輪73、圓臺蓋74、栓繩桿75，偏心式破冰斗7上部為開放斗，用于盛裝破碎的冰塊，偏心式破冰斗7的后部開鑿漏水孔71，漏水孔71的大小為40mm，保證在漏水的同時過大的冰塊不會漏出，影響排冰的效果。偏心式破冰斗7的開放斗底部為空心結構，且底部設有圓臺蓋74，打開圓臺蓋74可向空心結構內增加或減少重物，以改變偏心式破冰斗7的重量，提高效率。偏心式破冰斗7的底部加裝有破冰錐70，增加破冰能力。L型伸縮桿72無伸縮功能的一端對稱的安裝在偏心式破冰斗7的兩側，安裝部位為鉸鏈連接可實現偏心式破冰斗7的前后自由轉動，滾動輪73位于L型伸縮桿72有伸縮功能一端的上部，且滾動輪的尺寸與外掛機架5上的對稱滑道51相匹配，栓繩桿75位于L型伸縮桿72有伸縮功能一端的下部。鋼絲89拴在栓繩桿75上，帶動整個破除冰機構在對稱滑道51的約束下上下移動，下落時偏心式破冰斗7在重力的作用下砸擊冰面，不同時期的冰面高度不同，L型伸縮桿72可在不改變懸掛高度的情況下，自由伸縮改變L型伸縮桿的長度，實現不同高度的破冰工作;在拉升到一定的高度，偏心式破冰斗7的上沿碰到翻斗擋桿50，使其向外側翻轉把碎冰排出冰洞。
[0043]由圖1、圖3、圖9、圖10可知，動力傳動機構8包括電動機80、鋼絲套筒81、雙輸出軸減速機82、固定底板83、停轉自動控制箱84、導電連桿85、鋼絲約束孔86、帶輪組187、帶輪組
II88、鋼絲89，電動機80、鋼絲套筒81、雙輸出軸減速機82、停轉自動控制箱84、鋼絲約束孔86安裝在固定底板83上，固定底板83通過螺栓固定在外掛機架5的上平面位置。電動機80經停轉自動控制箱84與雙輸出軸減速機82相連，停轉自動控制箱84實現電動機80傳輸給雙輸出軸減速箱82的動力為間歇式動力。雙輸出軸減速機82的一個輸出端與鋼絲套筒81相連，鋼絲89纏繞在鋼絲套筒81上，且鋼絲89通過鋼絲約束孔86、外掛機架5上的定滑輪52與偏心式破冰斗7上的栓繩桿75相連，實現動力傳動機構8對破除冰機構拉升供能，下降停止供能。雙輸出軸減速機82的另一輸出端通過帶輪組187、帶輪組Π 88與圓柱凸輪41相連，因為破除冰機構的上升和下降會帶動雙輸出軸減速機82的雙向轉動，故與雙輸出軸減速機82另一輸出端相連的帶輪組187為帶棘爪的帶輪，將雙向輸出改變為單向輸出，實現圓柱凸輪41的單向運動以至帶動整個外掛系統的單向繞橋墩I轉動。
[0044]由圖1?圖4、圖9可知，電力機構包括變壓器2、石墨導電滑道3、石墨導電滾輪31，石墨導電滑道3固定在橋墩I上，安裝位置與停轉自動控制箱84相對應，變壓器2通過電線將橋墩I之上的鐵路、公路用電經過變壓將適合電動機80工作的電壓傳至石墨導電滑道3內，石墨導電滑道3為開口向上的C形，石墨導電滾輪31嵌于石墨導電滑道3內，將電力同過導電連桿85傳輸給停轉自動控制箱84和電動機80，實現外掛系統在繞橋墩I轉動的同時對系統的正常供電。
[0045]雖然本發明已以較佳的實施例公開如上，但其并非用以限定本發明，任何熟悉此技術的人，在不脫離本發明的精神和范圍內，都可以做各種改動和修飾，因此本發明的保護范圍應該以權利要求書所界定的為準。
【主權項】
1.一種外掛式橋墩破冰除冰裝置，其特征在于，包括通過環形軌道外掛在橋墩上的外掛機架(5)和導向行走機構(4)，可與外部電力連接的變壓器(2)，位于外掛機架(5)上通過導電滑道(3)與變壓器(2)連接的動力傳動機構(8)，以及位于外掛機架(5)前端中下部通過鋼絲與動力傳動機構(8)連接的偏心式破冰斗(7);偏心式破冰斗(7)的底部設有豎直向下的多個破冰錐(70)，偏心式破冰斗(7)的一個斜側面設于漏水孔(71)，兩端通過滑道與外掛機架(5)活動連接;在偏心式破冰斗(7)上方的外掛機架(5)上設有可導致偏心式破冰斗(7)背向橋墩(I)翻轉的漏斗擋桿(50)。2.根據權利要求1所述的破冰除冰裝置，其特征在于，導電滑道(3)為石墨導電滑道。3.根據權利要求1所述的破冰除冰裝置，其特征在于，導向行走機構(4)分為上下兩部分，分別通過圓柱凸輪(42)和導向滾輪(41)與外掛機架(5)的頂端、中部和底端活動連接。4.根據權利要求3所述的破冰除冰裝置，其特征在于，導向行走機構(4)的下部包括三個機架導軌滑道(40)，每個機架導軌滑道(40)與一排兩個導向滾輪(41)配合連接。5.根據權利要求3所述的破冰除冰裝置，其特征在于，導向行走機構(4)的上部通過環形圓盤(44)固定在橋墩(I)上，在環形圓盤(44)的下表面圓周上均勻設有滾子(43)，與動力傳動機構(8)的單向棘輪帶輪組1(87)和外掛機架(5)頂端相連接的圓柱凸輪(42)通過滾子(43)在動力傳動機構(8)提供并傳輸的單向動力帶動下轉動，以帶動整個裝置圍繞橋墩(I)做圓周運動。6.根據權利要求5所述的破冰除冰裝置，其特征在于，與外掛機架(5)的上部、中部和下部連接的導向行走機構(4)各由三個開口向外的C型槽鋼制成的環形機架導軌滑道(40)和三排與外掛機架(5)連接的導向滾輪(41)構成。7.根據權利要求1所述的破冰除冰裝置，其特征在于，在外掛機架(5)連接偏心式破冰斗(7)的對稱滑軌(51)的底端設有減震彈簧(6)。8.根據權利要求1所述的破冰除冰裝置，其特征在于，所述偏心式破冰斗(7)的底部設有可調整重心的空心結構，空心結構上部通過圓臺蓋(74)將碎冰與空心結構分隔開。9.根據權利要求1所述的破冰除冰裝置，其特征在于，所述偏心式破冰斗(7)的兩個側邊通過L形伸縮桿(72)與外掛機架(5)的對稱滑道(51)活動連接。10.根據權利要求9所述的破冰除冰裝置，其特征在于，L形伸縮桿(72)的短邊自由端與偏心式破冰斗(7)的平行側面鉸鏈連接，長邊通過滾輪與對稱滑道(51)活動連接，在長邊上部設有垂直于長邊的用于連接鋼絲(89)的栓繩桿(75)。
【文檔編號】E01D19/02GK106012810SQ201610415915
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月14日
【發明人】韓鑫, 薛明明, 孫延剛, 李進銘, 謝傳坤, 張世凱, 朱珂棟
【申請人】山東理工大學