CN110901779B - 一种适用于供热井下作业环境的履带式防水巡检小车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于供热井下作业环境的履带式防水巡检小车，巡检小车整体包括主车体和车体侧壁，以及放置在主车体内部的摄像头，控制系统板，驱动电机，在车体侧壁外侧有履带行走机构，履带与带轮轮体紧密配合，在带轮轮体内部，有环形密封架，弹簧箱，以及带轮防护板组成的形面挤压密封结构，有空轴构成的双重形面挤压密封结构，有两个防水轴承构成的双防水轴承密封结构，有填料函与张紧弹簧箱构成的双向挤压式填料密封结构，以及两个O型圈组成的双O形圈密封结构。本巡检小车具备防水能力，可在浸水及水淋浴场合执行作业任务。

Description

一种适用于供热井下作业环境的履带式防水巡检小车

技术领域

本发明涉及一种适用于供热井下作业环境的履带式防水巡检小车。

背景技术

本发明涉及的主要是一种适用于供热井下作业环境的履带式防水巡检小车，其主要用于执行涉水探测任务，具备防水功能。这种涉水工作巡检小车的防水难点主要集中于轮轴系的外部防水，目前常用的防水处理方式主要仍然是以密封圈式密封为代表的传统机械式密封方式，或者一些其它较为复杂的结构的密封方式，比如多层循环式石墨硅胶套密封，多重防水轴承密封，凡士林填充密封等等，这些密封大多通过形成多层栅栏来完成密封任务，并不完全具备能应对在涉水工作时的防水任务要求，容易产生泄露，且结构复杂，影响工作效率。

发明内容

本发明是一种适用于供热井下作业环境的履带式防水巡检小车，主要包含主车体模块、防水轮轴模块、履带行走模块。

主车体模块即传统的工作小车主体，包含主车体、外层防护板、车体侧壁、摄像头、驱动电机以及控制系统板。

防水轮轴模块即是具有防水性能的轮轴以及防水密封结构的集成模块，通过形面挤压结构密封，阶梯轴肩密封，双防水轴承密封，双向挤压式填料密封，以及双O形圈等五道密封完成防水密封任务。

履带行走模块通过与防水轮轴模块的结合，完成巡检小车行走功能，主要包括履带、支撑-张紧轮系及带轮轮体。

附图说明

图1是防水轮轴模块的结构图，展示了防水轮轴模块的具体结构，以及它与车体侧壁的连接配合方式。

图2是巡检小车的侧视图，宏观展示了巡检小车去掉外层防护板之后的侧视图。

图3是巡检小车车体外观图，展示了巡检小车的整体外观结构。

图4是巡检小车的俯视图。

其中，1、主车体；2、履带；3、支撑-张紧轮系；4、带轮轮体；5、摄像头；6、外层防护板；7、耐磨套；8、填料函；9、防水轴承；10、环形密封座；11、环形密封架；12、弹簧箱；13、空轴；14、第二O型密封圈；15、电机输出轴；16、联轴器；17、车体侧壁；18、第一O型密封圈；19、带轮动力输入轴；20、沉头螺钉；21、右带轮防护板；22、张紧弹簧箱；23控制系统板；24、驱动电机；25、左带轮防护板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

本发明专利涉及的巡检小车，由车体模块与防水轮轴模块，以及履带行走模块三大模块组成。

参考附图2、3、4，主车体模块由主车体1、外层防护板6，车体侧壁17、摄像头5、驱动电机24以及控制系统板23组成。外层防护板6位于主车体1左右两侧的最外侧，与车体侧壁17紧密连接，车体侧壁17则与主车体1连接。主车体1前后两端安装有探测摄像头5；主车体1为一中空结构，其内部放置有2个驱动电机24以及一套控制系统板23。驱动电机24外壳与主车体1固连，其电机输出轴15则伸出车体侧壁17外部。

参考附图2，履带行走模块位于外层防护板6与车体侧壁17之间，由履带2与带轮轮体4、支撑-张紧轮系3组成，履带2与带轮轮体4及支撑张紧轮系3张紧配合，组成巡检小车行走机构；支撑-张紧轮系3与车体侧壁17固连。带轮轮体4则与空轴13形成转动连接。

参考附图1，为防水轮轴模块的结构图，本巡检小车在运动时，带轮轮体4是绕着空轴13转动的，所有防水结构都布置在带轮轮体4、左、右带轮防护板21、25与空轴13组成的空隙之间。

参考附图1，防水轮轴模块主要由耐磨套7、填料函8、防水轴承9、环形密封座10、环形密封架11、弹簧箱12、空轴13、第二O型密封圈14、联轴器16、第一O型密封圈18、带轮动力输入轴19、沉头螺钉20、右带轮防护板21、张紧弹簧箱22、左带轮防护板25组成。

空轴13是整个车体的支撑主体，空轴13与车体侧壁17固连，共四个，两两对称安装在巡检小车左右两侧。空轴13内部为中空孔，驱动电机24的电机输出轴15布置于该中空孔内，电机输出轴15通过联轴器16与带轮动力输入轴19连接。电机输出轴15与带轮动力输入轴19上分别安装有第二O型密封圈14和第一O型密封圈18。

空轴13外部从左到右依次安装有左带轮防护板25、环形密封架11、弹簧箱12、密封座10、防水轴承9、填料函8、耐磨套7、张紧弹簧箱22、右带轮防护板21。带轮轮体4安装在耐磨套7外部，并与左带轮防护板25和右带轮防护板21通过螺钉固连。右带轮防护板21通过沉头螺钉20与带轮动力输入轴19固连。

整个巡检小车的运动传动关系为电机输出轴15的运动通过联轴器16传递给带轮动力输入轴19，带轮动力输入轴19通过右带轮防护板21带动带轮轮体4绕空轴13转动。由于履带2安装在带轮轮体4外部，则带轮轮体4带动履带2运动，从而实现巡检小车的整体运动。

此外，防水轮轴模块共有五道密封，这里按照水流的渗入方向来进行解释说明。根据附图1，外部水流渗入轮轴内部的途径是沿着车体侧壁17与靠近车体侧壁17一侧的左带轮防护板25之间的缝隙进入，进而沿着左带轮防护板25与空轴13之间的缝隙进入左带轮防护板26内侧，并依次突破双重形面挤压结构密封，双防水轴承密封，双向挤压式填料密封，阶梯轴肩密封，以及双O形圈密封。

接下来依次介绍这五道密封结构的组成。

双重形面挤压结构密封，参考附图1，形面挤压结构密封是由环形密封架11，弹簧箱12，以及左带轮防护板25组成。其中左带轮防护板25上与环形密封架11安装对应的位置上具有环形密封槽特征，环形密封架11与左带轮防护板25上的环形密封槽紧密贴合，弹簧箱12位于环形密封架11的正后方，通过自身的弹性力推动环形密封架11压紧左带轮防护板25，使其一直处于紧密贴合状态。

双防水轴承密封，参考附图1，即使用防水轴承9同时起到支撑转动与防水的任务。其中左侧防水轴承9安置于空轴13的外表面，其左侧安装环形密封座10对防水轴承9进行左侧轴向定位，其右侧与填料函8紧靠，依靠填料函8进行右侧轴向定位。右侧防水轴承9的左侧与另外一个填料函8接触，完成左侧轴向定位，右侧防水轴承9的右侧则与空轴13的轴肩紧靠，完成右侧轴向定位。带轮轮体4与防水轴承9之间安置有耐磨套7。

双向挤压式填料密封，参考附图1，主要是由两个左右布置的填料函8与张紧弹簧箱22组成，张紧弹簧箱22位于两个填料函8之间，并产生双向弹簧张力挤压左右两侧的填料函8，使其内部的填充物受到压缩，迅速向两侧径向扩张充满整个空间，填充缝隙，弹簧能够持续的不断提供补给力，形成补偿，抵消磨损，形成双向挤压式填料密封。

阶梯轴肩密封，参考附图1，空轴13右侧具有阶梯轴特征，与右带轮防护板21之间形成一道内壁缝隙，阻止水流直接从防水轴承9右侧渗向带轮动力输入轴19所在区域，并为形面挤压结构密封提供有效空间，属于本发明防水中的初级防水措施。

双O形圈密封，参考附图1，在空轴13内部，布置有电机输出轴15与带轮动力输入轴19、第二O型密封圈14与第一O型密封圈18，以及联轴器16。第二O型密封圈14与第一O型密封圈18分别布置在在电机输出轴15与带轮动力输入轴19上，并形成双O形圈密封。

Claims (4)

1.一种适用于供热井下作业环境的履带式防水巡检小车，其特征在于，主车体(1)两侧各有一条套在带轮轮体(4)上的履带(2)，履带(2)的内侧布置有一个支撑-张紧轮系(3)，带轮轮体(4)两侧紧密连接右带轮防护板(21)和左带轮防护板(25)，带轮轮体(4)内部设有空轴(13)，带轮轮体(4)与空轴(13)之间进行了密封防水设计，在主车体(1)左右两侧安装有车体侧壁(17)；

所述的带轮轮体(4)的内部，具有一个双重形面挤压密封结构，该结构是由环形密封架(11)，弹簧箱(12)，以及左带轮防护板(25)组成，其中左带轮防护板(25)上与环形密封架(11)安装对应的位置上具有环形密封槽特征，弹簧箱(12)位于环形密封架(11)的正后方，通过自身的弹性力推动环形密封架(11)与左带轮防护板(25)上的环形密封槽紧密贴合；所述的带轮轮体(4)的内部，具有一个双防水轴承密封结构，由两个在空轴(13)外表面布置的防水轴承(9)组成；所述的带轮轮体(4)内部，具有一个双向挤压式填料密封结构，该结构位于两个防水轴承(9)之间，由两个布置在空轴(13)外表面上布置的填料函(8)与张紧弹簧箱(22)组成，张紧弹簧箱(22)位于两个填料函(8)的中间，挤压两侧的填料函(8)；所述的空轴(13)外部为一台阶轴结构，该台阶轴结构与右带轮防护板(21)形成阶梯轴肩密封结构。

2.根据权利要求1所述的一种适用于供热井下作业环境的履带式防水巡检小车，其特征在于，电机输出轴(15)、联轴器(16)及带轮动力输入轴(19)安装于空轴(13)内部。

3.根据权利要求1所述的一种适用于供热井下作业环境的履带式防水巡检小车，其特征在于，空轴(13)内部，具有一个双O形圈密封结构，该结构是由布置于电机输出轴(15)与带轮动力输入轴(19)上的第二O形圈(14)与第一O形圈(18)组成。

4.根据权利要求1所述的一种适用于供热井下作业环境的履带式防水巡检小车，其特征在于，带轮轮体(4)内部安装有耐磨套（ 7）。

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