申请/专利权人：哈尔滨商业大学

申请日：2018-07-11

公开（公告）日：2021-07-20

公开（公告）号：CN109028687B

主分类号：F25C5/04(20060101)

分类号：F25C5/04(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.07.20#授权;2019.03.08#实质审查的生效;2018.12.18#公开

摘要：可移动水射流切冰装置及切冰方法，目前市场上仍然没有成规格的，安全系数高的切冰装置，使用的设备机械化程度低，碎冰率高，每年耗费了巨大的人力物力财力。本发明组成包括：底座（6）、回转部（501）、水平伸缩臂（2）、竖直伸缩臂（4）、喷嘴（1）、主水管（3）、伺服电机（502），底座上设置回转部（501），回转部上的主斜齿轮（5012）与竖直伸缩臂（4）上的从斜齿轮相啮合，竖直伸缩臂上的竖直内轴（401）与水平伸缩臂（2）上的水平内轴（203）通过螺栓连接，伺服电机（502）与主斜齿轮通过平键连接，水平伸缩臂端部设置有喷嘴（1）。本发明用于可移动水射流切冰。

主权项：1.一种可移动水射流切冰装置，其组成包括：底座、回转部、水平伸缩臂、竖直伸缩臂、喷嘴、主水管和伺服电机，其特征是：所述的底座上设置有所述的回转部和所述的伺服电机，所述的回转部上的主斜齿轮与所述的竖直伸缩臂上的从斜齿轮相啮合，所述的竖直伸缩臂上的竖直内轴与所述的水平伸缩臂上的水平内轴通过螺栓连接，所述伺服电机与所述的主斜齿轮通过平键连接，所述的水平伸缩臂端部设置有所述的喷嘴；所述的喷嘴包括喷嘴外壳、喷嘴内壳、引导喷头、内嵌块、密封圈，所述的喷嘴外壳与所述的喷嘴内壳和所述的喷嘴内壳与所述的引导喷头分别通过螺纹连接，所述的喷嘴内壳和所述的喷嘴外壳之间设置有所述的内嵌块和所述的密封圈，所述的喷嘴外壳外部设置有辅助接口和调径流接口，所述的喷嘴外壳的空腔内设置辅助水管头与水管头通过螺纹连接；调径流接口外接管道，借由喷嘴外壳内部设置的腔室，在出水口从四周对水柱施加压力，由一定水压柔性调节水柱直径；辅助水管头、辅助接口分别设置在水平面和与水平面成80°的平面上，每个面上设置三个接口，中心轴相互成120°。

全文数据：可移动水射流切冰装置及切冰方法[0001]技术领域：本发明涉及一种切冰装置，具体涉及一种可移动水射流切冰装置及切冰方法。[0002]背景技术：东北地区特别是哈尔滨市冰雪大世界凭借东北极寒的气候，独特的景观吸引了大量国内外的游客，冰雪经济也成为了东北地区经济发展的重要助力，切冰机是创造冰雕等艺术品的基础工具，目前，市场上仍然没有成规格的，安全系数高的切冰装置，使用的设备机械化程度低，碎冰率高，每年耗费了巨大的人力、物力、财力。[0003]发明内容：本发明的目的是解决现有的切冰装置机械化程度低，花费大，破冰率高的问题，提供一种破冰率低，节省财力和物力的可移动水射流切冰装置及切冰方法。[0004]上述的目的通过以下的技术方案实现：一种可移动水射流切冰装置，其组成包括:底座、回转部、水平伸缩臂、竖直伸缩臂、喷嘴、主水管和伺服电机，所述的底座上设置有所述的回转部和所述的伺服电机，所述的回转部上的主斜齿轮与所述的竖直伸缩臂上的从斜齿轮相啮合，所述的竖直伸缩臂上的竖直内轴与所述的水平伸缩臂上的水平内轴通过螺栓连接，所述伺服电机与所述的主斜齿轮通过平键连接，所述的水平伸缩臂端部设置有所述的喷嘴。[0005]所述的可移动水射流切冰装置，所述的喷嘴包括喷嘴外壳、喷嘴内壳、引导喷头、内嵌块、密封圈，所述的喷嘴外壳与所述的喷嘴内壳和所述的喷嘴内壳与所述的引导喷头分别通过螺纹连接，所述的喷嘴内壳和所述的喷嘴外壳之间设置有所述的内嵌块和所述的密封圈，所述的喷嘴外壳外部设置有辅助接口和调径流接口，所述的喷嘴外壳的空腔内设置辅助水管头与水管头通过螺纹连接。[0006]所述的可移动水射流切冰装置，所述水平伸缩臂包括水平空心轴、止挡部件、水平内轴、液压缸、球形滚子、移动支架，所述的水平空心轴与所述的水平内轴之间的空腔内布置所述的球形滚子和所述的移动支架，所述的水平空心轴与所述的止挡部件的接触面上设置有楔块卡在所述的水平空心轴的空槽中，所述的水平内轴的底部设置有所述的液压缸。[0007]所述的可移动水射流切冰装置，所述的回转部包括回转轴、主斜齿轮、套筒、角接触球轴承，所述的回转轴与套筒之间设置所述的角接触球轴承，所述的主斜齿轮与所述的回转轴通过平键连接。[0008]所述的可移动水射流切冰装置，所述的底座包括底盘、固定铁钎、回转件、铁钎支架、车轮，所述的回转件焊接在所述的底盘上，所述的铁钎支架同轴焊接在所述的回转件上，所述的固定铁钎插在所述的铁钎支架通孔中，所述车轮布置在底盘下。[0009]所述的可移动水射流切冰装置，所述的竖直伸缩臂包括所述的竖直空心轴和所述的竖直内轴，所述的竖直内轴设置在所述的竖直空心轴内，所述的竖直内轴下部与副斜齿轮平键连接。[0010]所述的可移动水射流切冰装置，所述的喷嘴上口与主水管固定连接。[0011]所述的可移动水射流切冰装置，所述的回转轴与固定在所述的底座上的伺服电机固定连接。[0012]一种可移动水射流切冰装置的切冰方法，该方法包括如下步骤:在固定切冰装置时将铁钎凿入冰面，浇水在极寒环境下固定，喷嘴的转动通过水平伸缩臂上的旋转电机驱动实现，喷嘴由主水道注入高压水流，辅助液和磨料由辅助接口和调径流接口调节，竖直空心轴装载在底盘中，轴承实现周向定位，斜齿轮通过伺服电机实现竖直伸缩臂的回转运动，回转的角度和伸缩臂的伸缩量均由切割运动的要求决定。[0013]有益效果：1•本发明安装方便，部件替换性高，具有机械化程度高，切割柔性高，碎冰率低等特点。[0014]本发明角接触球轴承背对背配置，可承受作用于两个方向上的轴向载荷，刚性相对较高的轴承配置，可承受较大倾覆力矩。[0015]本发明的调径流接口外接管道，借由喷嘴外壳内部设置的腔室，在出水口从四周对水柱施加压力，由一定水压柔性调节水柱直径以适应多种工况，提高机械化率，降低碎冰率。[0016]本发明的辅助水管头、辅助接口分别设置在水平面和与水平面成80°的平面上，每个面上设置三个接口，中心轴相互成120。，水管头通过螺纹与辅助水管头连接，用来补充水量和必要的磨料以提高切削效率。[0017]附图说明：图1为本发明专利的总体装配图；图2为喷嘴的整体示意图；图3为喷嘴的剖面示意图；图4为喷嘴外壳的辅助空腔剖面示意图；图5为水平伸缩臂的整体示意图；图6为水平伸缩臂的剖面示意图；图7为止挡部件的结构示意图；图8为液压缸的整体示意图；图9为回转部的整体装配图；图10为底座移动部件的结构示意图；图中：1、喷嘴;2、水平伸缩臂;3、主水管;4、竖直伸缩臂;6、底座；101、引导喷头；102、喷嘴外壳;103、旋转电机;104、喷嘴内壳；105、固定螺栓；106、内嵌块；107、密封圈；108、调径流接口；1〇9、空腔;110、辅助水管头；1021、辅助接口；1〇22、调径流管道;201、水平空心轴；202、止挡部件；203、水平内轴；204、液压缸；2041、挡板；205、球形滚子；206、移动支架；401、竖直内轴;402、竖直空心轴；2071、楔块;501、回转部；502、伺服电机;5011、回转轴；5012、主斜齿轮;5013、套筒;5014、角接触球轴承;701、固定铁钎;702、回转件;703、铁钎支架;704、车轮。[0018]具体实施方式：实施例1:一种可移动水射流切冰装置，其组成包括:底座6、回转部501、水平伸缩臂2、竖直伸缩臂4、喷嘴1、主水管3、伺服电机502,所述的底座上设置所述的回转部501，所述的回转部上的主斜齿轮5012与所述的竖直伸缩臂4上的从斜齿轮相啮合，所述的竖直伸缩臂上的竖直内轴401与所述的水平伸缩臂2上的水平内轴203通过螺栓连接，所述伺服电机502与所述的主斜齿轮通过平键连接，所述的水平伸缩臂端部设置有所述的喷嘴1。[0019]实施例2:根据实施例1所述的可移动水射流切冰装置，所述的喷嘴包括喷嘴外壳104、喷嘴内壳102、引导喷头101、内嵌块106、密封圈107,所述的喷嘴外壳104和所述的喷嘴内壳102分别与引导喷头101通过螺纹连接，所述的喷嘴内壳102和所述的喷嘴外壳104之间设置有内嵌块106和密封圈107，保证水射流良好的气密性，所述的喷嘴外壳104外部设置有辅助接口1021和调径流管道1022,所述的喷嘴外壳的空腔109内设置辅助水管头110与水管头通过螺纹连接，用来补充水量和必要的磨料以提高切削效率，调径流接口108可以与多种管道连接，并与调径流接口108实现螺纹连接，在出水口从四周对水柱施加压力，由一定水压柔性调节水柱直径以适应多种工况，提高机械化率，降低碎冰率，辅助水管头1021、辅助接口1022分别设置在水平面和与水平面成80°的平面上，每个面上设置三个接口，中心轴相互成120。。[0020]实施例3:根据实施例1或2所述的可移动水射流切冰装置，所述水平伸缩臂包括水平空心轴201、止挡部件202、水平内轴203、液压缸204、球形滚子205、移动支架206,所述的水平空心轴201与所述的水平内轴203之间的空腔内布置球形滚子205和移动支架206,所述的水平空心轴201与止挡部件2〇2的接触面上设置有楔块2071卡在所述的水平空心轴201上的空槽中，所述的水平内轴203的底部设置有液压缸204,液压缸设计为三级伸缩的结构更为紧凑耐用，液压缸204仅提供简易结构设计。[0021]实施例4:根据实施例1或2或3所述的可移动水射流切冰装置，所述的回转部包括回转轴5011、主斜齿轮5〇12、套筒5〇13、角接触球轴承5014,所述的回转轴5011与套筒5013之间固定角接触球轴承5〇14,主斜齿轮5012与所述的回转轴5011通过平键连接，角接触球轴承5014背对背设置，可承受作用于两个方向上的轴向载荷，刚性相对较高的轴承配置，可承受作业中产生的倾覆力矩。[0022]实施例5:根据实施例1或2或3或4所述的可移动水射流切冰装置，所述的底座包括底盘6、固定铁钎7〇1、回转件7〇2、铁钎支架7〇3、车轮704,所述的回转件702焊接在所述的底盘6上，铁钎支架7〇3同轴焊接在所述的回转件7〇2上，固定铁钎701插在所述的铁针支架703的通孔中，所述的底盘6与车轮704固定连接，回转件702焊接在底盘上，切冰装置移动过程中，回转件702心轴固定不转，外壳与夹持件和车轮连接，随着切冰装置的移动转动，支架上设置有螺纹，在固定切冰装置时将铁奸凿入冰面，浇水即可在极寒环境下固定在冰面上。[0023]实施例6:根据实施例1或2或3或4或5所述的可移动水射流切冰装置，所述的喷嘴上部与主水管3固定连接。所述的回转轴5011与固定在所述的底座6上的伺服电机502通过平键连接。[0024]实施例7:一种可移动水射流切冰装置的切冰方法，该方法包括如下步骤:在固定切冰装置时将铁钎凿入冰面，浇水在摄氏-20度以下的极寒环境下固定在冰面上，喷嘴的转动通过水平伸缩臂上的旋转电机驱动实现，喷嘴由主水道注入高压水流，辅助液和磨料由辅助接口和调田竖直f心轴装载在底盘中，轴承实现周向定位，斜齿轮通过伺服电机实现哮直伸缩讎酬运动，回转角度和伸缩臂的伸縫均由娜作业的实际要求决1机头h

权利要求：1.一种可移动水射流切冰装置，其组成包括:底座、回转部、水平伸缩臂、竖直伸缩臂、喷嘴、主水管和伺服电机，其特征是:所述的底座上设置有所述的回转部和所述的伺服电机，所述的回转部上的主斜齿轮与所述的竖直伸缩臂上的从斜齿轮相啮合，所述的竖直伸缩臂上的竖直内轴与所述的水平伸缩臂上的水平内轴通过螺栓连接，所述伺服电机与所述的主斜齿轮通过平键连接，所述的水平伸缩臂端部设置有所述的喷嘴。2.根据权利要求1所述的可移动水射流切冰装置，其特征是：所述的喷嘴包括喷嘴外壳、喷嘴内壳、引导喷头、内嵌块、密封圈，所述的喷嘴外壳与所述的喷嘴内壳和所述的喷嘴内壳与所述的引导喷头分别通过螺纹连接，所述的喷嘴内壳和所述的喷嘴外壳之间设置有所述的内嵌块和所述的密封圈，所述的喷嘴外壳外部设置有辅助接口和调径流接口，所述的喷嘴外壳的空腔内设置辅助水管头与水管头通过螺纹连接。3.根据权利要求1或2所述的可移动水射流切冰装置，其特征是:所述水平伸缩臂包括水平空心轴、止挡部件、水平内轴、液压缸、球形滚子、移动支架，所述的水平空心轴与所述的水平内轴之间的空腔内布置所述的球形滚子和所述的移动支架，所述的水平空心轴与所述的止挡部件的接触面上设置有楔块卡在所述的水平空心轴的空槽中，所述的水平内轴的底部设置有所述的液压缸。4.根据权利要求1或2或3所述的可移动水射流切冰装置，其特征是:所述的回转部包括回转轴、主斜齿轮、套筒、角接触球轴承，所述的回转轴与套筒之间设置所述的角接触球轴承，所述的主斜齿轮与所述的回转轴通过平键连接。5.根据权利要求1或2或3或4所述的可移动水射流切冰装置，其特征是:所述的底座包括底盘、固定铁钎、回转件、铁钎支架、车轮，所述的回转件焊接在所述的底盘上，所述的铁钎支架同轴焊接在所述的回转件上，所述的固定铁奸插在所述的铁钎支架通孔中，所述车轮布置在底盘下。6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的可移动水射流切冰装置，其特征是:所述的竖直伸缩臂包括所述的竖直空心轴和所述的竖直内轴，所述的竖直内轴设置在所述的竖直空心轴内，所述的竖直内轴下部与副斜齿轮平键连接。7.根据权利要求2所述的可移动水射流切冰装置，其特征是:所述的喷嘴上口与主水管固定连接。8.根据权利要求4所述的可移动水射流切冰装置，其特征是:所述的回转轴与固定在所述的底座上的伺服电机固定连接。9.一种权利要求1-8之一所述的可移动水射流切冰装置的切冰方法，其特征是:该方法包括如下步骤:在固定切冰装置时将铁钎凿入冰面，浇水在极寒环境下固定，喷嘴的转动通过水平伸缩臂上的旋转电机驱动实现，喷嘴由主水道注入高压水流，辅助液和磨料由辅助接口和调径流接口调节，竖直空心轴装载在底盘中，轴承实现周向定位，斜齿轮通过伺服电机实现竖直伸缩臂的回转运动，回转的角度和伸缩臂的伸缩量均由切割运动的要求决定。

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