一种线缆咬合式爆震除冰机

摘要

本发明涉及一种线缆咬合式爆震除冰机，该除冰机包括牵引机及固定在其上的竖向升降机构，竖向升降机构上端设置有长条状的线缆夹紧机构，线缆夹紧机构包括支撑板及铰接在其两侧的弧形夹紧板，弧形夹紧板外壁与竖向升降机构之间连接有伸缩装置，两个弧形夹紧板借助伸缩装置的伸展从而扣合形成线缆的夹紧固定单元，支撑板上端面沿其纵向设置有气囊，气囊设置有充气口，气囊的上端沿纵向均布有冲击块，使用时将结有冰层的线缆固定在弧形夹紧板之间，然后通过气囊的充放气形成向上的震动冲击，并借助冲击块形成点阵式冲击，最终冰层被破碎清除，该除冰机避免了喷洒除冰液的不确定性，能够精准地进行冰层清除，无前期准备工作，工作效率高。

权利要求

1.一种线缆咬合式爆震除冰机，其特征在于：该除冰机包括牵引机(1)及固定在其上的竖向升降机构，竖向升降机构上端设置有长条状的线缆夹紧机构，所述线缆夹紧机构包括支撑板(3)及铰接在其两侧的弧形夹紧板(4)，弧形夹紧板(4)外壁与竖向升降机构之间连接有伸缩装置(7)，两个弧形夹紧板(4)借助伸缩装置(7)的伸展从而扣合形成线缆的夹紧固定单元，所述支撑板(3)上端面沿其纵向设置有气囊(5)，气囊(5)设置有充气口(501)，充气口(501)连接有压缩气体储罐(9)；所述的弧形夹紧板(4)末端内侧设置有一组沿纵向均布的卡紧锥头(401)，卡紧锥头(401)垂直于弧形夹紧板(4)内表面，卡紧锥头(401)为半圆锥形，半圆锥形的立面位于内侧而圆锥面朝向外侧，卡紧锥头(401)的长度不大于5mm。

2.根据权利要求1所述的一种线缆咬合式爆震除冰机，其特征在于：所述的竖向升降机构包括固定于牵引车(1)上的底座(2)、固定在底座(2)上的一组剪切式升降机(6)，剪切式升降机(6)的伸缩端与线缆夹紧机构的支撑板(3)下端面固定连接，所述的底座(2)包括一组平行设置的三角支架(201)以及连接于相邻三角支架(201)之间的固定杆(202)。

3.根据权利要求1所述的一种线缆咬合式爆震除冰机，其特征在于：所述的气囊(5)上端沿纵向均布有一组金属冲击块(502)。

4.根据权利要求3所述的一种线缆咬合式爆震除冰机，其特征在于：所述的金属冲击块(502)为圆锥形、圆柱形或者锥台形。

5.根据权利要求1所述的一种线缆咬合式爆震除冰机，其特征在于：所述的气囊(5)为双层结构，包括内部的橡胶皮囊(503)和外部的防水面料层(504)，防水面料层(504)内部设置有一组沿线缆纵向排布的收缩圈(8)，收缩圈(8)为沿防水面料层(504)内圆周设置的弹力绳，收缩圈(8)与防水面料层(504)内表面之间设置有一组固定连接点。

6.根据权利要求5所述的一种线缆咬合式爆震除冰机，其特征在于：所述的橡胶皮囊(503)材质为防冻橡胶，防冻橡胶的原料包括按照质量比例进行配比的100份氯丁橡胶、20-

25份炭黑、2-5份软化剂、1-3份促进剂、8-12份磷酸盐、4-6份电气石粉、15-18份纳米二氧化钛以及12-15份聚乙烯。

7.根据权利要求6所述的一种线缆咬合式爆震除冰机，其特征在于：所述的防冻橡胶的原料包括按照质量比例进行配比的100份氯丁橡胶、22份炭黑、3份软化剂、2份促进剂、10份磷酸盐、5份电气石粉、17份纳米二氧化钛以及13份聚乙烯。

说明书

一种线缆咬合式爆震除冰机

技术领域

[0001] 本发明属于线缆除冰技术领域，具体涉及一种线缆咬合式爆震除冰机。

背景技术

[0002] 户外电缆的直径一般在5-10cm，当降雪季节来临时，常常会在线缆上凝结一圈冰层，现有技术中常用的除冰手段包括以下两种：1)在线缆上喷洒除冰液；2)在线缆上设置沿线缆行走的铲冰设备。第一种方式需要大量的除冰液来进行喷洒，劳动量大，周期长，见效慢，而第二种方式中，需要将结冰的电缆先清理出一段，然后在该段上安装铲冰设备，该过程需要人工攀爬线缆支架或者通过升降设备上升至电缆处进行除冰，并且铲冰设备在工作过程中容易对电缆外圆周造成损伤。基于常用技术手段存在很多缺点，需要对现有的除冰方法进行改进。

发明内容

[0003] 本发明克服了现有技术的缺点，提供了一种线缆咬合式爆震除冰机，该除冰机无需人工攀爬和除冰，通过牵引机上的线缆夹紧机构将结冰的线缆夹紧固定，然后通过气囊的充放气形成对冰层的冲击破坏，操作简便，除冰效果好，并且不会对线缆造成损坏。

[0004] 本发明的具体技术方案是：

[0005] 一种线缆咬合式爆震除冰机，关键点是，该除冰机包括牵引机及固定在其上的竖向升降机构，竖向升降机构上端设置有线缆夹紧机构，所述线缆夹紧机构包括支撑板及铰接在其两侧的弧形夹紧板，弧形夹紧板外壁与竖向升降机构之间连接有伸缩装置，两个弧形夹紧板借助伸缩装置的伸展从而扣合形成线缆的夹紧固定单元，所述支撑板上端面沿其纵向设置有气囊，气囊设置有充气口，充气口连接有压缩气体储罐；所述的弧形夹紧板末端内侧设置有一组沿纵向均布的卡紧锥头，卡紧锥头垂直于弧形夹紧板内表面，卡紧锥头为半圆锥形，半圆锥形的立面位于内侧而圆锥面朝向外侧，卡紧锥头的长度不大于5mm。

[0006] 所述的竖向升降机构包括固定于牵引车上的底座、固定在底座上的一组剪切式升降机，剪切式升降机的伸缩端与线缆夹紧机构的支撑板下端面固定连接，所述的底座包括一组平行设置的三角支架以及连接于相邻三角支架之间的固定杆。

[0007] 所述的气囊上端沿纵向均布有一组金属冲击块。

[0008] 所述的金属冲击块为圆锥形、圆柱形或者锥台形。

[0009] 所述的气囊为双层结构，包括内部的橡胶皮囊和外部的防水面料层，防水面料层内部设置有一组沿线缆纵向排布的收缩圈，收缩圈为沿防水面料层内圆周设置的弹力绳，收缩圈与防水面料层内表面之间设置有一组固定连接点。

[0010] 所述的橡胶皮囊材质为防冻橡胶，防冻橡胶的原料包括按照质量比例进行配比的100份氯丁橡胶、20-25份炭黑、2-5份软化剂、1-3份促进剂、8-12份磷酸盐、4-6份电气石粉、
15-18份纳米二氧化钛以及12-15份聚乙烯。

[0011] 所述的防冻橡胶的原料包括按照质量比例进行配比的100份氯丁橡胶、22份炭黑、3份软化剂、2份促进剂、10份磷酸盐、5份电气石粉、17份纳米二氧化钛以及13份聚乙烯。

[0012] 本发明的有益效果是：本发明通过铰接连接的两个弧形夹紧板形成包裹有冰层的电缆的夹紧单元，使得线缆除冰过程中不发生整体剧烈晃动而导致的线缆拉断，并且形成了气囊振动冰层的封闭空间，气囊振动的冲击在该空间中传递并造成冰层的破损，此外，冰层破损脱离电缆后会落在支撑板和弧形夹紧板之间的区域内，此时，借助气囊的充气膨胀将冰的残渣顶出该区域，实现了除冰机的自清洁；该除冰机是利用气体快速膨胀产生的爆震来进行除冰的，属于柔性冲击，相比于刚性冲击，其不会对线缆造成影响的挤压破坏，最大限度地保护了线缆的完好。

附图说明

[0013] 图1是本发明中除冰机的结构示意图。

[0014] 图2是线缆夹紧机构的结构示意图。

[0015] 图3是竖向升降机构中底座的结构示意图。

[0016] 图4是本发明中气囊的结构示意图。

[0017] 附图中，1、牵引机，2、底座，201、三角支架，202、固定杆，3、支撑板，4、弧形夹紧板，401、卡紧锥头，5、气囊，501、充气口，502、冲击块，503、橡胶层，504、防水面料层，6、剪切式升降机，7、伸缩装置，8、收缩圈，9、压缩气体储罐。

具体实施方式

[0018] 本发明涉及一种线缆咬合式爆震除冰机，该除冰机包括牵引机1及固定在其上的竖向升降机构，竖向升降机构上端设置有长条状的线缆夹紧机构，所述线缆夹紧机构包括支撑板3及铰接在其两侧的弧形夹紧板4，弧形夹紧板4外壁与竖向升降机构之间连接有伸缩装置7，两个弧形夹紧板4借助伸缩装置7的伸展从而扣合形成线缆的夹紧固定单元，所述支撑板3上端面沿其纵向设置有气囊5，气囊5设置有充气口501，充气口501连接有压缩气体储罐9；所述的弧形夹紧板4末端内侧设置有一组沿纵向均布的卡紧锥头401，卡紧锥头401垂直于弧形夹紧板4内表面，卡紧锥头401为半圆锥形，半圆锥形的立面位于内侧而圆锥面朝向外侧，卡紧锥头401的长度不大于5mm。

[0019] 具体实施例，如图1至图4所示，卡紧锥头401的长度为4mm，两组卡紧锥头401辅助弧形夹紧板4夹紧并插入冰层中，使得工作过程中带有冰层的线缆被稳固地夹紧，避免了爆震冲击过程中带有冰层的线缆脱离两个弧形夹紧板4形成的夹紧空间，半圆锥形的设置形状，使得卡紧锥头401插入冰层后，其立面对冰层具有向内侧的阻力，而外侧的圆锥面则有助于卡紧锥头401插入冰层中，卡紧锥头401的设置还拓宽了除冰机的使用范围，可以适用于多个不同直径的带有冰层线缆的夹紧固定，当直径较大时，两侧的卡紧锥头401可以插接在冰层的靠近两侧位置，当直径较小时，两侧的卡紧锥头401可以插接夹紧于冰层的靠近上端位置。

[0020] 竖向升降机构包括固定于牵引车1上的底座2、固定在底座2上的一组剪切式升降机6，剪切式升降机6的伸缩端与线缆夹紧机构的支撑板3下端面固定连接，所述的底座2包括一组平行设置的三角支架201以及连接于相邻三角支架201之间的固定杆202，底座2不仅能够提高整个除冰机工作时的稳定性、抗倒伏能力，并且还能够为线缆夹紧机构提供一定的竖向高度，为竖向升降机构的伸展高度降低设置难度，底座2与竖向升降机构收缩状态的总高度不超过牵引机1高度即可，方便牵引机1通过桥洞、涵洞等限高路段，同时也保证了牵引机1的行驶稳定性。

[0021] 使用时，将压缩气体储罐9连接至充气口501处，压缩气体储罐9的开关设置为电磁阀，通过按钮控制其开闭转换，通过剪切式升降机6将线缆夹紧机构抬升至线缆位置，此时，两个弧形夹紧板4借助伸缩装置7将带有冰层的线缆夹紧于两者之间，伸缩装置7选用气缸，此时，打开压缩气体储罐9的开关，压缩气体储罐9使用安全气囊中常用的压缩氮气储罐，通过压缩氮气的压力控制充气时间不超过0.1秒，压缩氮气快速进入充气口501中，气囊5随之快速膨胀，气囊5上端沿纵向均布有一组金属冲击块502，金属冲击块502为锥台形，气囊5在短时间充气过程中呈现波浪形起伏，所有金属冲击块502也由一端向另一端呈现波浪式的起伏，该起伏过程对冰层形成了脉冲式的冲击震动，冰层随之破碎并脱离线缆外表面，并且在该过程中，卡紧锥头401形成了上端冰层的撞击点，冰层被脉冲式冲击震动时撞击卡紧锥头401，促使冰层上端破裂，有助于整体冰层的破碎，本发明中的除冰过程相比于钢锤敲击的刚性冲击，属于柔性冲击震动过程，不易对线缆造成损伤，在消除冰层的同时最大限度保护了线缆。

[0022] 气囊5为双层结构，包括内部的橡胶皮囊503和外部的防水面料层504，防水面料层504内部设置有一组沿线缆纵向排布的收缩圈8，收缩圈8为沿防水面料层504内圆周设置的弹力绳，收缩圈8与防水面料层504内表面之间设置有一组固定连接点，在充气之前，收缩圈
8为收缩状态，防水面料层504呈现褶皱收缩状，当压缩空气快速充气后，橡胶皮囊503膨胀扩张，收缩圈8随之向外扩张，防水面料层504也随之舒展开，此时，气囊5为膨胀状态，当除冰结束后，充气口501处连接的压缩气体储罐9连接断开，此时，充气口501开始放气，气囊5中的收缩圈逐渐恢复收缩状态，气囊也随之恢复原始的收缩状态，下次使用时只需要将压缩气体储罐9的输出端与充气口501连接即可；防水面料层504的设置，能够最大限度使得降雪后在表面融化产生的水分不渗入，水分最大限度沿外表面流下并落在地面上，这就能够减少一部分冰层的形成，并且防水面料层504的纺织结构使得冰层在其表面的粘结效果较差，冰层被爆震冲击后很容易脱离防水面料层504的外表面。

[0023] 橡胶皮囊503材质为防冻橡胶，防冻橡胶的原料包括按照质量比例进行配比的100份氯丁橡胶、22份炭黑、3份软化剂、2份促进剂、10份磷酸盐、5份电气石粉、17份纳米二氧化钛以及13份聚乙烯，上述原料制备形成防冻橡胶后，聚乙烯、橡胶和炭黑相结合增加了防冻橡胶的粘接性，即防撕扯和防裂性能；软化剂和促进剂能够提高防冻橡胶的形变能力，在低温状态下，橡胶的形变能力为其迅速膨胀提供了技术基础，并且结合较好的防撕扯、防裂性能，该橡胶在0.1秒内迅速膨胀的工作可靠性显著提高；原料中添加的纳米二氧化钛具有超额的表面自由能和良好的分散性，与其他原料混合时能够提高结合力以及结合的均匀性，使得橡胶原料中的各个材质结合力增强且均匀，避免了薄弱点存在的情况，而且，纳米二氧化钛具备较好的抗老化性能，其对于防冻橡胶在反复温度变化时的抗老化能力有显著作用，原料中添加的磷酸盐，磷元素借助氧元素与其他物质相结合，能够保持防冻橡胶的粘接性，并且其自身具备较好的自发热性能，电气石粉则能够永久释放空气负离子和远红外线，并且具备较好的压电性和热电性，在充气变形过程中，电气石粉能够在防冻橡胶中产生压电效应，该电荷作用于纳米二氧化钛和磷酸盐成分中，纳米二氧化钛的纳米性能中，光电磁热性能得到激发，提高了防冻橡胶的韧性和强度，并且该电荷作用于磷元素，使得磷元素的自发热性能得到激发，二氧化钛的纳米性能结合磷元素被激发的自发热性能，还能够改善低温特别是零下二十度以下时橡胶逐渐显现的脆性，使得防冻橡胶在低温下具备良好的塑性，使用该防冻橡胶制备的橡胶皮囊503能够在低温下快速膨胀变形，并且使用后无裂纹、收缩性好，重复利用率高，为爆震的顺利进行提供了良好的载体，同时大大减少了更换和维护成本。

[0024] 使用本发明中的除冰机能够在较低温度下进行除冰作业，而且全程无需人员接触电缆或者冰层，只需要驾驶牵引车进行移动即可，采用两个弧形夹紧板以及支撑板形成的线缆固定、爆震单元，实现了安全、快速、有效的除冰过程，避免了现有技术中除冰效果不明确、周期长、人力物力投入大等缺点。