本發(fā)明涉及管線裝置系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種新型管線安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

城市管線是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施，是城市各功能區(qū)有機(jī)連接和運(yùn)轉(zhuǎn)的“生命線”。城市管線的規(guī)劃管理是對(duì)社會(huì)公共建設(shè)、公共利益、城市空間資源的管理，是政府公共管理的范疇。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，越來(lái)越多的城市管線安全問(wèn)題暴露出來(lái)，迫切需要盡快提高我國(guó)城市管線的規(guī)劃管理水平。在管線規(guī)劃管理工作中，管線安全監(jiān)測(cè)是其中最重要的工作之一。管線安全監(jiān)測(cè)水平不僅體現(xiàn)城市管線管理水平，并且對(duì)未來(lái)管線的規(guī)劃和建設(shè)提供充分的參考數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在城市管線的監(jiān)測(cè)方式主要有兩種，一種是利用傳感器，結(jié)合無(wú)線信息傳輸技術(shù)，后臺(tái)根據(jù)接收到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行判定；另一種是人工直接采用便攜式的檢測(cè)器械，直接對(duì)管線狀況進(jìn)行檢測(cè)。利用傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的缺點(diǎn)是，安全事故發(fā)生地點(diǎn)往往不在提前預(yù)設(shè)的管線脆弱部分，因?yàn)樵谌康墓芫€上布置傳感器是不可能的，所以不能保證所有管線都是安全的；采用人工便攜式檢測(cè)器械的缺點(diǎn)是人工成本高，另外很多管線埋設(shè)在建筑物下面或其它難以靠近的地方，所以采用人工方式也無(wú)法實(shí)現(xiàn)所有管線的監(jiān)管。

在鋪設(shè)管線時(shí)，對(duì)于電力線路、通訊線路等非液體傳輸路線，都是提前埋設(shè)包裹管線的管殼，多種管線穿梭在外側(cè)的管殼中，當(dāng)埋設(shè)地質(zhì)狀況發(fā)生改變時(shí)，外側(cè)的管殼首先被破壞，然后才會(huì)影響到內(nèi)部的管線。利用非液體傳輸管線的這一特點(diǎn)，在管殼上提前布局感應(yīng)器件，將能夠?qū)芫€的保護(hù)起到監(jiān)測(cè)預(yù)警的效果。假如管殼中的感應(yīng)器件能夠?qū)軞みM(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，那么人們就能獲取所有管線的安全狀況數(shù)據(jù)，將會(huì)對(duì)智慧城市的建設(shè)具有重要促進(jìn)作用，極大提高城市管線的規(guī)劃管理水平。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供一種新型管線安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該裝置系統(tǒng)原理簡(jiǎn)單并且實(shí)用可靠，提前在管殼內(nèi)印刷導(dǎo)電油墨，在管殼的一端向?qū)щ娪湍邪l(fā)送脈沖信號(hào)，根據(jù)另一端的脈沖信號(hào)接收情況，即可判斷所檢測(cè)管殼段內(nèi)是否出現(xiàn)遭到破壞。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種新型管線安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，硬件包括鼓風(fēng)機(jī)、管殼、支架、驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪、中間齒輪、轉(zhuǎn)輪、軸承、儲(chǔ)液管、噴嘴、離心推動(dòng)片、長(zhǎng)銷釘、短銷釘、螺釘、脈沖信號(hào)發(fā)生器、脈沖信號(hào)接收器。

本裝置系統(tǒng)分為動(dòng)能部分、承載部分、印染部分、檢測(cè)部分四個(gè)部分：

所述動(dòng)能部分是指鼓風(fēng)機(jī)，所述鼓風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與管殼的一端連接，將電能或燃料轉(zhuǎn)換為空氣動(dòng)能，輸送進(jìn)管殼內(nèi)。

所述承載部分是指管殼，所述管殼為圓筒狀的絕緣體，線路穿梭其中，用于集中線路和保護(hù)線路。

所述印染部分主要包括支架、驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪、中間齒輪、轉(zhuǎn)輪、軸承、儲(chǔ)液管、噴嘴、離心推動(dòng)片、長(zhǎng)銷釘、短銷釘、螺釘。

所述支架的形狀為從中心處向四周輻射分布的六根桿狀，每根桿的長(zhǎng)度相同，其中三根桿的內(nèi)側(cè)裝配中間齒輪和轉(zhuǎn)輪，另外三根桿的外側(cè)安裝儲(chǔ)液管和噴嘴，這兩種安裝桿交替分布。

所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪的形狀為輪槳狀，環(huán)繞中心圓柱均勻分布有扇葉，中心圓柱的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均開設(shè)有階梯沉孔，用于安裝軸承，所述長(zhǎng)銷釘穿過(guò)中心圓柱的通孔處的軸承的內(nèi)圈和支架的中心通孔，將驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪安裝在支架的內(nèi)側(cè)的正中心位置。

所述中間齒輪的齒輪面鏤空，中心通孔處安裝有軸承，所述短銷釘穿過(guò)軸承內(nèi)圈和支架上的中間齒輪安裝孔，將中間齒輪安裝在支架上。

所述轉(zhuǎn)輪分為轉(zhuǎn)輪基體和麥克納姆輪兩部分，所述轉(zhuǎn)輪基體為圓柱狀，轉(zhuǎn)輪基體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均開設(shè)有階梯沉孔，用于安裝軸承，所述長(zhǎng)銷釘穿過(guò)轉(zhuǎn)輪基體的通孔處的軸承的內(nèi)圈和支架的桿端部的通孔，將轉(zhuǎn)輪基體安裝在支架的末梢端部位置；所述麥克納姆輪通過(guò)螺釘安裝在轉(zhuǎn)輪基體的頂面。

所述儲(chǔ)液管為圓柱管，共有三個(gè)，分別安裝在支架的非齒輪安裝桿的外側(cè)，所述噴嘴為細(xì)管狀，安裝在儲(chǔ)液管的外端，所述離心推動(dòng)片為薄圓柱片，安裝在儲(chǔ)液管的內(nèi)部，儲(chǔ)液管內(nèi)充有液態(tài)的導(dǎo)電油墨。

所述檢測(cè)部分是指脈沖信號(hào)發(fā)生器、脈沖信號(hào)接收器，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器連接在管殼一端的導(dǎo)電油墨上，所述脈沖信號(hào)接收器連接在管殼的另一端的導(dǎo)電油墨上，當(dāng)管殼破裂或者管殼內(nèi)進(jìn)水后，脈沖信號(hào)接收器將不能接收到完整的脈沖信號(hào)。

本發(fā)明的原理為:在管殼內(nèi)放置線路之前，將印染部分結(jié)構(gòu)放置在管殼內(nèi)，然后使用鼓風(fēng)機(jī)向管殼內(nèi)鼓風(fēng)，所述鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生穩(wěn)定氣流，氣流吹動(dòng)驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)中間齒輪旋轉(zhuǎn)，最后帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)。由于麥克納姆輪的輪胎傾斜方向?yàn)?5度，所以輪胎與管殼內(nèi)壁接觸后，內(nèi)壁會(huì)給麥克納母輪，產(chǎn)生沿管殼軸線方向的推力，所以印染部分結(jié)構(gòu)一邊旋轉(zhuǎn)一邊朝向管殼的一端移動(dòng)。

由于離心力的原因，所述離心推動(dòng)片，推動(dòng)儲(chǔ)液管內(nèi)的導(dǎo)電油墨從噴嘴處排出，印染到管殼的內(nèi)壁，由于印染部分結(jié)構(gòu)在管殼內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方式為螺旋式移動(dòng)，所以導(dǎo)電油墨在管殼內(nèi)印制的曲線為螺旋線。

由于同時(shí)共有三個(gè)導(dǎo)電油墨在印染，所以螺旋線狀的導(dǎo)電油墨共有等距排布的三條線，盡可能多的覆蓋了管殼內(nèi)的監(jiān)測(cè)區(qū)域。

本發(fā)明具有的有益效果是：

(1)利用空氣動(dòng)力作為驅(qū)動(dòng)力，使得印染部分結(jié)構(gòu)可以在曲折的管殼內(nèi)工作；

(2)利用麥克納母輪結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行；

(3)利用脈沖的發(fā)送和接受，實(shí)現(xiàn)對(duì)管殼破裂或進(jìn)水的監(jiān)測(cè)。

所以，這種新型管線安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，克服傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法的缺點(diǎn)，在節(jié)省大量人力的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)獲取所有管線的安全狀況數(shù)據(jù)的目標(biāo)，極大提高城市管線的規(guī)劃管理水平，對(duì)智慧城市的建設(shè)具有重要促進(jìn)作用。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。

附圖說(shuō)明

附圖僅用于示出具體實(shí)施例的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制，在整個(gè)附圖中，相同的參考符號(hào)表示相同的部件。

圖1是本發(fā)明在鼓風(fēng)機(jī)向管殼內(nèi)鼓風(fēng)示意圖。

圖2是本發(fā)明的油墨印染器在管殼內(nèi)印刷油墨時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的油墨印染器在管殼內(nèi)印刷油墨時(shí)的局部結(jié)構(gòu)放大示意圖。

圖4是本發(fā)明的油墨印染器的外部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明的油墨印染器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明的支架和驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪的拆解示意圖。

圖7是本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本發(fā)明的支架和中間齒輪的裝配示意圖。

圖9是本發(fā)明的支架和中間齒輪的拆解示意圖。

圖10是本發(fā)明的支架和轉(zhuǎn)輪的裝配示意圖。

圖11是本發(fā)明的支架和轉(zhuǎn)輪的拆解示意圖。

圖12是本發(fā)明的支架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13是本發(fā)明的支架的局部結(jié)構(gòu)放大示意圖。

圖14是本發(fā)明的儲(chǔ)液管和離心推動(dòng)片的裝配示意圖。

圖15是本發(fā)明的檢測(cè)原理示意圖。

圖中涉及的標(biāo)號(hào)：1-鼓風(fēng)機(jī)、2-管殼、3-支架、3001-驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪安裝孔、3002-中間齒輪安裝孔、3003-轉(zhuǎn)輪安裝孔、4-驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪、4001-驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪輪齒、5-中間齒輪、6-轉(zhuǎn)輪、6001-轉(zhuǎn)輪基體、6002-轉(zhuǎn)輪輪齒、6003-麥克納姆輪、7-軸承、8-儲(chǔ)液管、8001-儲(chǔ)液管通氣孔、9-噴嘴、10-離心推動(dòng)片、11-長(zhǎng)銷釘、12-短銷釘、13-螺釘、14-脈沖信號(hào)發(fā)生器、15-脈沖信號(hào)接收器、a-導(dǎo)電油墨。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明一種新型管線安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

一種新型管線安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，硬件包括鼓風(fēng)機(jī)1、管殼2、支架3、驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪4、中間齒輪5、轉(zhuǎn)輪6、軸承7、儲(chǔ)液管8、噴嘴9、離心推動(dòng)片10、長(zhǎng)銷釘11、短銷釘12、螺釘13、脈沖信號(hào)發(fā)生器14、脈沖信號(hào)接收器15。

本裝置系統(tǒng)分為動(dòng)能部分、承載部分、印染部分、檢測(cè)部分四個(gè)部分：

如圖1、圖2所示，所述動(dòng)能部分是指鼓風(fēng)機(jī)1，所述鼓風(fēng)機(jī)1的出風(fēng)口與管殼2的一端連接，將電能或燃料轉(zhuǎn)換為空氣動(dòng)能，輸送進(jìn)管殼2內(nèi)。

所述承載部分是指管殼2，所述管殼2為圓筒狀的絕緣體，線路穿梭其中，用于集中線路和保護(hù)線路。

所述印染部分主要包括支架3、驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪4、中間齒輪5、轉(zhuǎn)輪6、軸承7、儲(chǔ)液管8、噴嘴9、離心推動(dòng)片10、長(zhǎng)銷釘11、短銷釘12、螺釘13。

如圖4、圖5所示，所述支架3的形狀為從中心處向四周輻射分布的六根桿狀，每根桿的長(zhǎng)度相同，其中三根桿的內(nèi)側(cè)裝配中間齒輪5和轉(zhuǎn)輪6，另外三根桿的外側(cè)安裝儲(chǔ)液管8和噴嘴9，這兩種安裝桿交替分布。

進(jìn)一步講，如圖12所示，所述支架3上開設(shè)有三種安裝孔，中心處的通孔為驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪安裝孔3001，桿中部處的通孔為中間齒輪安裝孔3002，桿端部的通孔為轉(zhuǎn)輪安裝孔3003。

如圖6、圖7所示，所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪4的形狀為輪槳狀，環(huán)繞中心圓柱均勻分布有扇葉，中心圓柱的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均開設(shè)有階梯沉孔，用于安裝軸承7，所述長(zhǎng)銷釘11穿過(guò)中心圓柱的通孔處的軸承的內(nèi)圈和支架的中心通孔3001，將驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪4安裝在支架3內(nèi)側(cè)的正中心位置。

進(jìn)一步講，所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪4的基部環(huán)繞中心圓柱設(shè)有驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪輪齒4001，驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪輪齒4001的一側(cè)為靠近支架3的一側(cè)。

如圖8、圖9所示，所述中間齒輪5的齒輪面鏤空，中心通孔處安裝有軸承7，所述短銷釘12穿過(guò)軸承內(nèi)圈和支架3上的中間齒輪安裝孔3002，將中間齒輪5安裝在支架3上。

進(jìn)一步講，所述中間齒輪5的中心通孔的深度和軸承7的厚度相同。

如圖10、圖11所示，所述轉(zhuǎn)輪6分為轉(zhuǎn)輪基體6001和麥克納姆輪6003兩部分，所述轉(zhuǎn)輪基體6001為圓柱狀，轉(zhuǎn)輪基體6001的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均開設(shè)有階梯沉孔，用于安裝軸承7，所述長(zhǎng)銷釘11穿過(guò)轉(zhuǎn)輪基體6001的通孔處的軸承7的內(nèi)圈和支架3的桿端部的通孔3003，將轉(zhuǎn)輪基體6001安裝在支架3的末梢端部位置；所述麥克納姆輪6003通過(guò)螺釘13安裝在轉(zhuǎn)輪基體6001的頂面。

進(jìn)一步講，所述轉(zhuǎn)輪基體6001的基部環(huán)繞圓柱開設(shè)有輪齒6002，所述麥克納姆輪6003的輪胎傾斜方向?yàn)?5度，輪轂上開設(shè)有螺釘孔。

如圖12、圖13、圖14所示，所述儲(chǔ)液管8為圓柱管，共有三個(gè)，分別安裝在支架3的非齒輪安裝桿的外側(cè)，所述噴嘴9為細(xì)管狀，安裝在儲(chǔ)液管8的外端，所述離心推動(dòng)片10為薄圓柱片，安裝在儲(chǔ)液管8的內(nèi)部，儲(chǔ)液管8內(nèi)充有液態(tài)的導(dǎo)電油墨a。

進(jìn)一步講，所述儲(chǔ)液管8的內(nèi)端開設(shè)有通氣孔8001，使得儲(chǔ)液管8內(nèi)部與外界相連通，保證離心推動(dòng)片10順利的將儲(chǔ)液管8內(nèi)的導(dǎo)電油墨a從噴嘴9處推出，使得導(dǎo)電油墨a印染到管殼2內(nèi)壁。

進(jìn)一步講，所述噴嘴9的材料為天然橡膠，具備良好的機(jī)械性能。

進(jìn)一步講，所述導(dǎo)電油墨a為糊狀油墨，內(nèi)含銅粉，可以印刷在物體表面，油墨晾干后用于傳輸電流。

如圖15所示，所述檢測(cè)部分是指脈沖信號(hào)發(fā)生器14、脈沖信號(hào)接收器15，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器14連接在管殼2一端的導(dǎo)電油墨a上，所述脈沖信號(hào)接收器15連接在管殼2的另一端的導(dǎo)電油墨a上，當(dāng)管殼2破裂或者管殼2內(nèi)進(jìn)水后，脈沖信號(hào)接收器15將不能接收到完整的脈沖信號(hào)。

如圖2、圖3所示，在管殼2內(nèi)放置線路之前，將印染部分結(jié)構(gòu)放置在管殼2內(nèi)，然后使用鼓風(fēng)機(jī)1向管殼2內(nèi)鼓風(fēng)，所述鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生穩(wěn)定氣流，氣流吹動(dòng)驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)中間齒輪5旋轉(zhuǎn)，最后帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪6旋轉(zhuǎn)。由于麥克納姆輪6003的輪胎傾斜方向?yàn)?5度，所以輪胎與管殼2內(nèi)壁接觸后，內(nèi)壁會(huì)給麥克納母輪，產(chǎn)生沿管殼2軸線方向的推力，所以印染部分結(jié)構(gòu)一邊旋轉(zhuǎn)一邊朝向管殼2的一端移動(dòng)。

由于離心力的原因，所述離心推動(dòng)片10，推動(dòng)儲(chǔ)液管8內(nèi)的導(dǎo)電油墨a從噴嘴9處排出，印染到管殼2的內(nèi)壁，由于印染部分結(jié)構(gòu)在管殼2內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方式為螺旋式移動(dòng)，所以導(dǎo)電油墨a在管殼2內(nèi)印制的曲線為螺旋線。

進(jìn)一步講，由于同時(shí)共有三個(gè)導(dǎo)電油墨a在印染，所以螺旋線狀的導(dǎo)電油墨a共有等距排布的三條線，盡可能多的覆蓋了管殼2內(nèi)的監(jiān)測(cè)區(qū)域。

進(jìn)一步講，管殼2為管線的保護(hù)殼，當(dāng)判定管殼2遭到破壞或者進(jìn)入水時(shí)，管理人員及時(shí)對(duì)管殼2進(jìn)行搶修，避免內(nèi)部的管線在將來(lái)逐步遭受破壞。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。