CN108908671B - 一种预制梁定时养护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预制梁定时养护装置，有效解决不能自动关闭问题；其解决的技术方案是包括供水***、管道、喷头、定时阀门，定时阀门包括球阀、壳体，和箱体；壳体上有转轴，转轴上装有叶轮和主动轮，转轴和主动轮之间装有机械过载，阀杆上有从动轮，从动轮单向转且与阀杆之间装有扭簧；阀杆上端有四个拨杆，阀杆外套装有套筒，套筒外套装有齿圈，套筒上贯穿有两个挡杆，挡杆能沿其轴线方向往复移动并向外复位；箱体内安装有能左右移动的齿条，转轴上装有与齿条啮合的不完全齿轮；齿条向左移动使齿圈转动，而后两个挡杆同步反向内外往复移动一次，齿条通过棘齿和第一销钉单向移动，本发明操作方便，能自动关闭，节约用水。

Description

一种预制梁定时养护装置

技术领域

本发明涉及桥梁施工领域，特别是一种预制梁定时养护装置。

背景技术

目前的预制梁养护全过程分为静停期、升温期、恒温期、降温期四个阶段，恒温阶段温度控制在45-50℃左右，恒温时间控制在10小时左右，恒温阶段是混凝土早期强度发展的主要阶段，但是现有的养护装置在控制中总会存在恒温控制温度较高或者较低，这对混凝土养护极为不利。造成混凝土强度发展过快，后期混凝土强度不发展，甚至降低，或者是混凝土温度上升速度过快，在混凝土内部，表面不同程度出现温度裂纹，对结构耐久性极为不利。

在炎热的夏季，由于气温较高，为了避免预制梁高温裂变，预制梁需要经常进行喷淋养护，并且由于混凝土的特性，往往需要“少食多餐”，从而达到既节约用水，又可以提高养护质量，但是现有的养护，由操作人员爬上预制梁，而后使用水管，进行喷淋，亦或是直接将水管固定在预制梁上方，而后打开开关，当水从预制梁上方溢出后，关闭开关，在使用的过程中，很容易因预制梁表面不平，使水不能完全覆盖到预制梁的表面，同时由于关闭阀门的时机无法准确判断，同时还需要操作人员时刻注意阀门的状态，很容易因操作人员的疏忽，造成水资源的浪费和对制梁质量的影响；目前也有一些采用电气控制阀门，由于预制梁的施工现场不一定具备完善的工作条件，同时电路布置也存在着危险，浪费不必要的能源，因此纯机械的控制机构在某些场景下也会较为方便；因此现在需要一种更为方便有效的装置来解决此问题。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术中存在的问题，本发明之目的就是提供一种预制梁定时养护装置，可有效解决预制梁养护不方便，操作繁琐，不能自动关闭的问题。

其解决的技术方案是包括供水***、管道、安装在管道上的多个喷头和一个定时阀门，定时阀门包括球阀和与球阀相连通的壳体，球阀和壳体的上方安装有箱体；壳体上装有竖直可转动的转轴，转轴上安装有置于壳体内的叶轮和置于箱体内的主动轮，转轴和主动轮之间装有机械过载装置；球阀的阀杆上套装有从动轮，从动轮只能单向转动且与阀杆之间安装有扭簧；阀杆不转时，转轴转动能经主动轮带动从动轮转动，继而使扭簧扭转，扭簧扭转到一定力度后，在机械过载装置的作用下，转轴与主动轮脱离；

所述的阀杆上端的外缘面上圆周均布有四个径向的拨杆，阀杆外套装有与拨杆不接触的固定套筒，套筒外套装有可转动的齿圈，套筒上贯穿有两个径向的挡杆，两个挡杆夹角为锐角，挡杆能沿其轴线方向往复移动并向外复位，挡杆向内移动后能阻挡拨杆；箱体内安装有能左右移动的齿条，转轴的上端安装有与齿条啮合的不完全齿轮；齿条向左移动后，能带动齿圈转动；齿圈转动一定角度，能使两个挡杆同步反向内外往复移动一次；齿条的上端面为棘齿，箱体上设有能上下移动并与棘齿配合的第一销钉。

本发明可自动关闭，实现了即节约用水，又达到充分喷淋的效果。

附图说明

图1为本发明的整体连接示意图。

图2为本发明的主视剖面图。

图3为图2中A处的局部放大图。

图4为本发明箱体的俯视剖面图。

图5为主动轮、从动轮、中间轮、棘轮、棘爪和扭簧的配合关系图。

图6为齿圈、套筒、阀杆、拨杆、挡杆的配合关系图。

图7为壳体、竖板、叶轮的俯视图。

图8为行星齿轮系的结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。

由图1至图8给出，本发明包括供水***1、管道2、安装在管道2上的多个喷头和一个定时阀门，定时阀门包括球阀3和与球阀3相连通的壳体4，球阀3和壳体4的上方安装有箱体5；壳体4上装有竖直可转动的转轴6，转轴6上安装有置于壳体4内的叶轮7和置于箱体5内的主动轮8，转轴6和主动轮8之间装有机械过载装置；球阀3的阀杆9上套装有从动轮10，从动轮10只能单向转动且与阀杆9之间安装有扭簧11；阀杆9不转时，转轴6转动能经主动轮8带动从动轮10转动，继而使扭簧11扭转，扭簧11扭转到一定力度后，在机械过载装置的作用下，转轴6与主动轮8脱离；

所述的阀杆9上端的外缘面上圆周均布有四个径向的拨杆12，阀杆9外套装有与拨杆12不接触的固定套筒13，套筒13外套装有可转动的齿圈14，套筒13上贯穿有两个径向的挡杆15，两个挡杆15夹角为锐角，挡杆15能沿其轴线方向往复移动并向外复位，挡杆15向内移动后能阻挡拨杆12；箱体5内安装有能左右移动的齿条16，转轴6的上端安装有与齿条16啮合的不完全齿轮17；齿条16向左移动后，能带动齿圈14转动；齿圈14转动一定角度，能使两个挡杆15同步反向内外往复移动一次；齿条16的上端面为棘齿18，箱体5上设有能上下移动并与棘齿18配合的第一销钉19。

为了使扭簧11受力过大后，主动轮8可以与转轴6脱离，所述的机械过载包括开设在转轴6上的径向的盲孔，盲孔内插装有可左右移动的第二销钉20，第二销钉20的内端和盲孔的底部之间安装有压簧，主动轮8的内缘面上设有凹槽，第二销钉20的外端为半球状并置于凹槽内。

为了实现从动轮10只能单向转动，所述的阀杆9上套装有与从动轮10固定连接的棘轮21，箱体5上设有与棘轮21配合的棘爪22。

为了使齿圈14转动一定角度，能使两个挡杆15同步反向内外往复移动一次，所述挡杆15的外端为球状体，挡杆15上套装有位于球状体和套筒13外缘面之间的压簧，齿圈14的内缘面上设有三个半圆形凹槽27，其中一个半圆形凹槽27与两个挡杆15中位于前侧的挡杆15相对应；另外两个半圆形凹槽27相邻并与后侧的挡杆15相对应，当前侧的挡杆15脱离与其对应到半圆形凹槽27时，后侧的挡杆15会进入到与其对应的半圆形凹槽27内；两个挡杆15的夹角在30°至60°范围内。

为了便于齿条16的复位以及第一销钉19和棘齿18的配合，所述的齿条16的前侧面为齿牙并与不完全齿轮17啮合，齿条16的上侧面为棘齿18，齿条16的右端置于箱体5的外侧，齿条16的右端与箱体5的侧壁之间连接有压簧，箱体5的上侧板上贯穿有能上下移动的第一销钉19，第一销钉19的下端设有与棘齿18相配合的斜面，第一销钉19上套装有位于第一销钉19上端和箱体5外侧壁之间的拉簧。

为了调整方向，增大齿条16行程，减小整体尺寸，所述的箱体5上安装有位于主动轮8和从动轮10之间的中间轮23。

为了保证叶轮7转动方向保持一致，所述的壳体4内设有阻挡叶轮7部分叶片的竖板24。

为了避免叶轮7转速过高，造成齿条16在不完全齿轮17的作用下转动过快，所述的转轴6和不完全齿轮17之间安装有行星齿轮减速结构，其中行星齿轮系的太阳轮25也为不完全齿轮结构，同时太阳轮25与转轴6固定连接，行星轮26固定在箱体5上，不完全齿轮17固定套装在外齿圈上。

为了实现安装和使用，所述的球阀3，包括阀体，置于阀体内的球体、与球体相连接的阀杆9，阀杆9能带动球体顺时针或逆时针转动任意角度。

为了稳定供水和喷淋，所述的供水***1由水泵和无塔供水压力罐组成，管道2连接在无塔供水压力罐的出口，管道2上经三通阀连接有多个支管，喷头安装在支管上，支管铺设在预制梁上方。

本发明的使用状态是，在首次使用时，首先需要将装置进行布置，具体方式为，将多个支管分别铺设在预制梁的上方，并尽可能的均匀布置，而后将管道2连接至供水***1，并同时将定时阀门安装在管道2上，以下以球阀3位于壳体4的左侧，同时水从球阀3流经叶轮7为安装示例进行说明，其他安装方式原理类似。

在使用前，阀门处于打开的状态，同时从动轮10上的扭簧11只有很少的扭转力，使阀门可以保持打开的状态；两个挡杆15中位于相对较前的挡杆15的内端会阻挡拨杆12（使阀门不能转动），同时该挡杆15的外端与齿圈14的内缘面接触，并不至于与其对应的凹槽内，同时位于凹槽的左侧；两个挡杆15中位于相对较后的挡杆15的外端此时会置于凹槽内，同时该挡杆15的内端不阻挡拨杆12；在整个定时阀门使用前，齿条16此时会处于不与齿圈14接触的状态，同时齿条16处于其行程的最右端并与不完全齿轮17啮合。

当装置布置好以后，便可以打开位于供水***1中无塔供水压力罐，此时，球阀3的阀芯（即球体）处于不阻挡的状态，使水可以从球阀3通过，同时会从球阀3流经至壳体4内，并经管道2输送至各个支管内，使预制梁得到喷淋。

当水流动叶轮7时，由于水压的作用(无塔供水压力罐的压力范围为1.5bar至10bar之间)，水流会推动叶轮7进行转动(下文以叶轮7逆时针转动为参考进行说明)，此时叶轮7会通过转动带动主动轮8和不完全齿轮17同时进行转动。

主动轮8转动时，此时首先会由于主动轮8、中间轮23和从动轮10的啮合关系，使从动轮10可以进行转动，此时前侧的挡杆15仍处于阻挡拨杆1212的状态，因此从动轮10转动时，阀杆9无法转动，进而使扭簧11被扭转，同时由于从动轮10上固定连接有棘轮21，因此此时棘轮21也会随从动轮10一同转动，并不会产生倒转；使扭簧11被不断的扭转，并产生足够的力，当扭簧11的逐渐增大时，此时转动从动轮10的力也不会不断的增大，当扭簧11的力足够大时，此时转动从动轮10需要的力也足够大，因此此时主动轮8不能带动从动轮10进行转动，此时由于主动轮8和从动轮10之间安装有机械过载，即位于转轴6上的第二销钉20受到主动轮8内缘面上的凹槽的挤压，当主动轮8受力过大后，销钉会被挤压至转轴6上的盲孔内，使销钉不能带动主动轮8进行转动，转轴6此时会单独进行转动。

不完全齿轮17进行转动时，会与齿条16啮合，使齿条16逐渐向左移动，（通过控制齿条16的相邻两个齿的间隙，和不完全齿轮17的有齿的数量可以控制齿条16向左移动的速度；同时由于主动轮8和转轴6之间设有第二销钉20，具有一定的摩擦作用，因此可以控制主动轮8的转速，也可以起到控制齿条16向左移动的速度；同时在行星齿轮系的作用下，不完全齿轮17的转速会大幅度降低，使齿条16可以缓慢的向左移动），由于齿条16的右端与箱体5的外侧壁之间连接有压簧，因此此时压簧会受到拉伸，同时由于齿条16的上端面为棘齿18，箱体5上插装有能上下移动的第一销钉19，此时第一销钉19和棘齿18的相互配合，使齿条16只能向左移动，因此，齿条16会步进向左移动。

当齿条16向左移动到与左侧的齿圈14接触后，此时齿条16会推动齿圈14进行转动，齿圈14转动后两个拨杆12会在凹槽的作用下一块往复内外移动；同时两个拨杆12的移动方向相反；为了便于描述，以两个挡杆15夹角为60°为例说明，同时参考附图6，当齿圈14进行转动前；前侧的挡杆15启阻挡拨杆12的作用；当齿圈14逆时针转动后，首先前侧的挡杆15会向外（进入凹槽），同时后侧的挡杆15会向内（脱离凹槽）；在完成这个动作后，阀杆9会在扭簧11的作用下顺时针转动30°，并停止转动（后侧的挡杆15此时启阻挡作用）；而后齿圈14继续转动，此时前侧的挡杆15向内，后侧的拨杆12向外；阀杆9会继续顺时针转动60°，并停止转动（前侧的挡杆15再次启阻挡作用）；通过将90°分次转动，使前侧的挡杆15实现巧妙的“借位”，并且在阀门关闭30°后，仍会齿条16仍会具有一定的驱动力。

当阀杆9转动九十度后，此时球阀3会被关闭，从而实现了自动关闭，由于齿条16是步进运动，同时步进的速度和频率都是可调的，齿条16的初始位置也是可调的，即齿条16的行程可调，因此实现了延时触发的作用，使球阀3的阀门可以延时并自动被关闭。

在喷淋一段时候后，预制梁需要再次进行喷淋，此时需要再次进行通水，此时只需要向上拔起第一销钉19，此时齿条16会在连接在齿条16右端和箱体5外侧壁之间的压簧的作用下向右复位，使齿条16恢复到初始位置，同时齿条16也会带动齿圈14顺指针转动，此时，阀杆9会再次扭转九十度（具体原理同上，此过程为上一过程的逆过程），使球阀3在此被打开，同时整个装置均恢复到使用前的状态。

本发明通过设置叶轮7，并通过转轴6传递扭矩，而后将扭矩经齿轮组传递给扭簧11，使扭簧11在每次使用的时候，可以被首先“上劲”，而后转轴6与主动轮8脱离，使转轴6单独进行转动，同时利用不完全齿轮17与齿条16的啮合作用，实现了齿条16的步进运动，达到了延时的目的，并且通过调整齿条16的初始位置，可以调整喷淋的时间，通过合理的调整行星齿轮系的减速比，经试验证明，延时时间的调节范围可在1到20分钟左右。

本发明通过设置齿圈14、挡杆15、拨杆12和凹槽，同时利用齿条16的驱动，使齿圈14在转动的时候，可以使两个挡杆15交替阻挡拨杆12，同时利用将90°分解为两步进行，实现了挡杆15的借位，避免了挡杆15因移动速度过慢造成的阀杆9过转；使每次阀杆9转动90°后，挡杆15与拨杆12的状态均为初始状态；而后又配合球阀3的特性（旋转90°改变开关状态），实现了巧妙的控制阀门的开关。

本发明操作方便，只需要在需要进行喷淋的时候，拉动齿条，便可以使整个装置自动运行，不需要布置电路，安全可靠，方便快捷，利用机械结构储能并达到自动关闭，实现了即节约用水，又达到充分喷淋的效果。

Claims (9)

1.一种预制梁定时养护装置，包括供水***（1）、管道（2）、安装在管道（2）上的多个喷头和一个定时阀门，其特征在于，定时阀门包括球阀（3）和与球阀（3）相连通的壳体（4），球阀（3）和壳体（4）的上方安装有箱体（5）；壳体（4）上装有竖直可转动的转轴（6），转轴（6）上安装有置于壳体（4）内的叶轮（7）和置于箱体（5）内的主动轮（8），转轴（6）和主动轮（8）之间装有机械过载装置；球阀（3）的阀杆（9）上套装有从动轮（10），从动轮（10）只能单向转动且与阀杆（9）之间安装有扭簧（11）；阀杆（9）不转时，转轴（6）转动能经主动轮（8）带动从动轮（10）转动，继而使扭簧（11）扭转，扭簧（11）扭转到一定力度后，在机械过载装置的作用下，转轴（6）与主动轮（8）脱离；

所述的阀杆（9）上端的外缘面上圆周均布有四个径向的拨杆（12），阀杆（9）外套装有与拨杆（12）不接触的固定套筒（13），套筒（13）外套装有可转动的齿圈（14），套筒（13）上贯穿有两个径向的挡杆（15），两个挡杆（15）夹角为锐角，挡杆（15）能沿其轴线方向往复移动并向外复位，挡杆（15）向内移动后能阻挡拨杆（12）；箱体（5）内安装有能左右移动的齿条（16），转轴（6）的上端安装有与齿条（16）啮合的不完全齿轮（17）；齿条（16）向左移动后，能带动齿圈（14）转动；齿圈（14）转动一定角度，能使两个挡杆（15）同步反向内外往复移动一次；齿条（16）的上端面为棘齿（18），箱体（5）上设有能上下移动并与棘齿（18）配合的第一销钉（19）；

所述的球阀（3）包括阀体、置于阀体内的球体、与球体相连接的阀杆（9），阀杆（9）能带动球体顺时针或逆时针转动任意角度，阀杆（9）每转动九十度后，阀门的开关状态切换一次。

2.根据权利要求1所述的一种预制梁定时养护装置，其特征在于，所述的机械过载包括开设在转轴（6）上的径向的盲孔，盲孔内插装有可左右移动的第二销钉（20），第二销钉（20）的内端和盲孔的底部之间安装有压簧，主动轮（8）的内缘面上设有凹槽，第二销钉（20）的外端为半球状并置于凹槽内。

3.根据权利要求1所述的一种预制梁定时养护装置，其特征在于，所述的阀杆（9）上套装有与从动轮（10）固定连接的棘轮（21），箱体（5）上设有与棘轮（21）配合的棘爪（22）。

4.根据权利要求1所述的一种预制梁定时养护装置，其特征在于，所述挡杆（15）的外端为球状体，挡杆（15）上套装有位于球状体和套筒（13）外缘面之间的压簧，齿圈（14）的内缘面上设有三个半圆形凹槽（27），其中一个半圆形凹槽（27）与两个挡杆（15）中位于前侧的挡杆（15）相对应；另外两个半圆形凹槽（27）相邻并与后侧的挡杆（15）相对应，当前侧的挡杆（15）脱离与其对应到半圆形凹槽（27）时，后侧的挡杆（15）会进入到与其对应的半圆形凹槽（27）内；两个挡杆（15）的夹角在30°至60°范围内。

5.根据权利要求1所述的一种预制梁定时养护装置，其特征在于，所述的齿条（16）的前侧面为齿牙并与不完全齿轮（17）啮合，齿条（16）的上侧面为棘齿（18），齿条（16）的右端置于箱体（5）的外侧，齿条（16）的右端与箱体（5）的侧壁之间连接有压簧，箱体（5）的上侧板上贯穿有能上下移动的第一销钉（19），第一销钉（19）的下端设有与棘齿（18）相配合的斜面，第一销钉（19）上套装有位于第一销钉（19）上端和箱体（5）外侧壁之间的拉簧。

6.根据权利要求1所述的一种预制梁定时养护装置，其特征在于，所述的箱体（5）上安装有位于主动轮（8）和从动轮（9）之间的中间轮（23）。

7.根据权利要求1所述的一种预制梁定时养护装置，其特征在于，所述的壳体（4）内设有阻挡叶轮（7）部分叶片的竖板（24）。

8.根据权利要求1所述的一种预制梁定时养护装置，其特征在于，所述的转轴（6）和不完全齿轮（17）之间安装有行星齿轮减速结构，其中行星齿轮系的太阳轮（25）也为不完全齿轮结构，同时太阳轮（25）与转轴（6）固定连接，行星轮（26）固定在箱体（5）上，不完全齿轮（17）固定套装在外齿圈上。

9.根据权利要求1所述的一种预制梁定时养护装置，其特征在于，所述的供水***（1）由水泵和无塔供水压力罐组成，管道（2）连接在无塔供水压力罐的出口，管道（2）上经三通阀连接有多个支管，喷头安装在支管上，支管铺设在预制梁上方。

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