一种异型构造栅栏式挡沙墙 |
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| 申请号 | CN202311835525.2 | 申请日 | 2023-12-28 | 公开(公告)号 | CN117966636A | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
| 申请人 | 甘肃中铁建设工程有限公司; 中铁西北科学研究院有限公司; 中铁三局集团建筑安装工程有限公司; 嘉兴学院; 甘肃省建筑设计研究院有限公司; 天水师范学院; | 发明人 | 张小兵; 孔令伟; 张生虎; 蔡汉成; 张芳; 武小鹏; 李凯崇; 刘贺业; 魏子龙; 赵相卿; 周鹏; 韩侃; 申贝; 薛春晓; 王捷; 朱兆荣; 刘锟; 李智; | ||||
| 摘要 | 本 申请 涉及防 风 固沙领域，尤其是涉及一种异型构造栅栏式挡沙墙，该一种异型构造栅栏式挡沙墙包括 框架 、栅 栏杆 和立柱，立柱设置在框架的底端，立柱与框架固定连接，立柱远离框架的一端插入地面内，用于将框架固定在地面上，栅栏杆设置有若干个，若干个栅栏杆均转动设置在框架内；栅栏杆的外表面设置为扭曲的复杂曲面型，随着栅栏杆的高度上升，栅栏杆的扭曲 角 度逐渐变大，栅栏 杆底 端至顶端均匀扭转，每个栅栏杆的两端均固定连接一个 转轴 ，栅栏杆两端的转轴分别与框架的顶杆和底杆转动连接。本申请中的异型构造栅栏式挡沙墙，既能降低风沙流的强度，又能保护挡沙墙，达到了减小风沙对挡沙墙的破坏，延长挡沙墙的使用寿命的效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种异型构造栅栏式挡沙墙，其特征在于：包括框架(1)、栅栏杆(2)和立柱(3)，立柱(3)设置在框架(1)的底端，立柱(3)与框架(1)固定连接，立柱(3)远离框架(1)的一端插入地面内，用于将框架(1)固定在地面上，栅栏杆(2)设置有若干个，若干个栅栏杆(2)均转动设置在框架(1)内； |
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| 说明书全文 | 一种异型构造栅栏式挡沙墙技术领域背景技术[0002] 目前随着我国西部地区经济建设的快速发展，铁路及公路等城市基础设施建设在我国西北沙漠、戈壁地区广泛展开，当地植被稀疏，风沙较多。自兰新铁路、青藏铁路通车以来，风沙灾害就成为列车安全运营的重要隐患，因风沙掩埋铁路而导致列车停运给人们出行及铁路运输造成了巨大的经济损失。 [0003] 现有的工程阻沙主要有固沙措施和阻沙措施，其中的阻沙措施运用较为普遍。阻沙措施包括混凝土轨枕挡沙墙、PE网高立式沙障、芦苇挡沙栅栏等，这些工程防沙措施在既有铁路、公路等风沙灾害防治工程中起到了一定的作用。由于挡沙墙迎风面积大，因此对挡沙墙的稳定性具有较高的要求。 [0005] 本申请为了减小风沙对挡沙墙的破坏，延长挡沙墙的使用寿命，提供了一种异型构造栅栏式挡沙墙。 [0006] 本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种异型构造栅栏式挡沙墙，包括框架、栅栏杆和立柱，立柱设置在框架的底端，立柱与框架固定连接，立柱远离框架的一端插入地面内，用于将框架固定在地面上，栅栏杆设置有若干个，若干个栅栏杆均转动设置在框架内； 所述栅栏杆的外表面设置为扭曲的复杂曲面型，随着栅栏杆的高度上升，栅栏杆 底端至顶端均匀扭转扭曲角度一致，每个栅栏杆的两端均固定连接一个转轴，栅栏杆两端的转轴分别与框架的顶杆和底杆转动连接。 [0007] 通过采用上述方案，通过在框架内转动设置扭曲的栅栏杆，当栅栏杆遇到风吹动时，栅栏杆在框架内转动，由于栅栏杆的外表面为扭曲的曲面，使得栅栏杆随着高度的升高每个横截面扭曲度均为固定数值，这种扭曲的曲面可以使各个高度上的气流旋涡脱落频率都不一样，风沙流对栅栏杆不能形成共振，从而有效减小风沙流穿过挡沙墙时的风阻，降低风沙流对挡沙墙造成的晃动和破坏，起到隔震和耗能的作用，既能降低风沙流的强度，又能保护挡沙墙，减小风沙对挡沙墙的破坏，延长挡沙墙的使用寿命；同时风沙流在经过栅栏杆时，风沙流随着栅栏杆产生向上旋转的气流，从而在框架的上方产生涡流，利用涡流大大降低风沙流的强度。 [0008] 进一步地，每个所述栅栏杆的棱线处开设有凹槽。 [0009] 通过采用上述方案，通过设置凹槽使得风沙在吹动栅栏杆转动的同时，栅栏杆上的凹槽引导风沙向上移动，进一步增大栅栏杆产生的涡流强度，提升降低风沙流的效果。 [0010] 进一步地，所述框架的底端设置有清沙装置，清沙装置用于清理框架底端堆积的沙粒；所述清沙装置包括清沙件、滑块、往复丝杠和引导杆，往复丝杠转动设置在框架的底端，往复丝杠连接有驱动装置，驱动装置用于驱动往复丝杠转动，滑块设置在往复丝杠上，滑块在往复丝杠上做往返运动，引导杆与框架固定连接，引导杆与滑块滑动连接，清沙件与滑块固定连接。 [0011] 通过采用上述方案，随着风沙流强度的降低，风沙流的携带沙的能力下降，因此沙沉积在挡沙墙周围，为了避免沉积的沙掩埋挡沙墙，因此设置清沙装置，驱动装置驱动往复丝杠转动，往复丝杠带动滑块做往复运动，引导杆用于引导滑块的滑动方向，滑块带动清沙件沿往复丝杠往复运动，从而对框架底端沉积的沙进行清理，避免沉积的沙掩埋挡沙墙。 [0012] 进一步地，所述底杆内开设有容纳腔，每个栅栏杆底端的转轴均穿过容纳腔的侧壁位于容纳腔内，驱动装置位于容纳腔内，驱动装置包括主动齿轮、链条、输出齿轮和从动齿轮，主动齿轮设置有若干个，每个转轴均固定连接一个主动齿轮，链条用于将若干个主动齿轮连接在一起，输出齿轮与某一个主动齿轮共同固定在一个转轴上，从动齿轮转动设置在容纳腔内，从动齿轮与输出齿轮啮合，从动齿轮与往复丝杠之间设置有传动组件，从动齿轮通过传动组件带动往复丝杠转动。 [0013] 通过采用上述方案，使用驱动装置时，首先风沙带动栅栏杆转动时，栅栏杆通过转轴带动主动齿轮转动，其中一个转轴带动输出齿轮同步转动，若干个主动齿轮通过链条同步转动，增大对输出齿轮施加的力，避免一个栅栏杆无法带动输出齿轮转动，输出齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮通过传动组件带动往复丝杠转动，从而驱动往复丝杠转动。 [0014] 进一步地，所述传动组件包括传动轴和锥齿轮组，传动轴与从动齿轮固定连接，传动轴远离从动齿轮的一端穿过容纳腔的侧壁与锥齿轮组连接，传动轴与容纳腔的侧壁转动连接，锥齿轮组包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，第一锥齿轮与传动轴固定连接，第二锥齿轮与往复丝杠固定连接，第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合。 [0015] 通过采用上述方案，从动齿轮带动传动轴转动，传动轴带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮转动带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮带动往复丝杠转动，利用锥齿轮组的高传动比，减少力传递时的损耗。 [0016] 进一步地，所述锥齿轮组处设置有防护罩，防护罩罩设在锥齿轮组的外侧，防护罩与框架固定连接。 [0017] 通过采用上述方案，通过设置防护罩提升对锥齿轮的防护性能。 [0018] 进一步地，所述从动齿轮的直径大于输出齿轮的直径。 [0019] 通过采用上述方案，从动齿轮的直径大于输出齿轮的直径，从而增大从动齿轮输出的力，即输出齿轮用小力即可通过从动齿轮带动往复丝杠转动。 [0020] 进一步地，所述往复丝杠通过连接板与框架转动连接，往复丝杠的两端均设置连接板，每个连接板均与框架固定连接，往复丝杠的两端与两个连接板均转动连接，引导杆的两端与两个连接板固定连接。 [0021] 通过采用上述方案，通过设置连接板，使得往复丝杠位置固定在框架的底端，同时设置连接板提升往复丝杠安装时的便捷性。 [0022] 进一步地，所述往复丝杠的外侧套设有防尘袋，防尘袋设置有两个，两个防尘袋分别位于滑块的两侧，防尘袋的两侧分别与滑块和连接板固定连接。 [0023] 通过采用上述方案，通过设置防尘袋，在不影响往复丝杠正常工作的前提下对往复丝杠进行保护，减小风沙对往复丝杠的破坏，导致清沙装置无法正常使用。 [0024] 进一步地，所述清沙件包括左推板和右推板，左推板和右推板对称设置，左推板和右推板均与滑块固定连接。 [0025] 通过采用上述方案，通过设置左推板和右推板，使得滑块在往复运动过程中，都可以进行清沙操作，提升清沙效率。 [0026] 综上所述，本申请具有以下技术效果：通过设置了扭曲的栅栏杆在框架内转动，当栅栏杆遇到风吹动时，栅栏杆在框架 内转动，由于栅栏杆的外表面为扭曲的曲面，使得栅栏杆随着高度的升高每个横截面扭曲度均为固定数值，这种扭曲的曲面可以使各个高度上的气流旋涡脱落频率都不一样，风沙流对栅栏杆不能形成共振，从而有效减小风沙流穿过挡沙墙时的风阻，降低风沙流对挡沙墙造成的晃动和破坏，起到隔震和耗能的作用，既能降低风沙流的强度，又能保护挡沙墙，减小风沙对挡沙墙的破坏，延长挡沙墙的使用寿命；同时风沙流在经过栅栏杆时，风沙流随着栅栏杆产生向上旋转的气流，从而产生涡流，大大降低风沙流的强度； 通过设置了随着风沙流强度的降低，风沙流的携带沙的能力下降，因此沙沉积在 挡沙墙周围，为了避免沉积的沙掩埋挡沙墙，因此设置清沙装置，驱动装置驱动往复丝杠转动，往复丝杠带动滑块做往复运动，引导杆用于引导滑块的滑动方向，滑块带动清沙件沿往复丝杠往复运动，从而对框架底端沉积的沙进行清理，避免沉积的沙掩埋挡沙墙； 通过设置了驱动装置，风沙带动栅栏杆转动时，栅栏杆通过转轴带动主动齿轮转 动，其中一个转轴带动输出齿轮同步转动，若干个主动齿轮通过链条同步转动，增大对输出齿轮施加的力，避免一个栅栏杆无法带动输出齿轮转动，输出齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮通过传动组件带动往复丝杠转动，从而驱动往复丝杠转动；充分利用风沙提供的动能清理挡沙板周遭沉积的沙，不需要额外的能源清理沉积的沙，同时还能达到消耗风能的效果。 附图说明 [0027] 图1是本申请的一种异型构造栅栏式挡沙墙结构示意图；图2是本申请显示驱动装置的结构示意图； 图3是本申请显示从动齿轮和输出齿轮的结构示意图； 图4是本申请显示传动组件的结构示意图； 图5是本申请实施例二中风墙成型装置的结构示意图； 图6是显示横梁和连接杆在束风罩内位置的结构示意图； 图7是显示连接杆的结构示意图。 [0028] 图中，1、框架；11、顶杆；12、底杆；121、容纳腔；13、侧杆；2、栅栏杆；21、凹槽；3、立柱；4、转轴；5、清沙装置；51、清沙件；511、左推板；512、右推板；52、滑块；53、往复丝杠；54、引导杆；6、驱动装置；61、主动齿轮；62、链条；63、输出齿轮；64、从动齿轮；7、传动组件；71、传动轴；72、锥齿轮组；721、第一锥齿轮；722、第二锥齿轮；8、防护罩；9、连接板；10、防尘袋；20、风墙成型装置；201、束风罩；202、连接杆；2021、第一杆；2022、第二杆；2023、弹簧；2024、插入杆；203、横梁；30、翼板。 具体实施方式[0029] 以下结合附图对本申请作进一步详细说明。实施例一 [0030] 参照图1和图2，本实施例提供的一种异型构造栅栏式挡沙墙，包括框架1、栅栏杆2和立柱3，立柱3设置在框架1的底端，立柱3与框架1固定连接，立柱3远离框架1的一端插入地面内，用于将框架1固定在地面上，栅栏杆2设置有若干个，若干个栅栏杆2均转动设置在框架1内；框架1的底端设置有清沙装置5，清沙装置5用于清理框架1底端堆积的沙粒，本实施例中，框架1包括底杆12、顶杆11和侧杆13，侧杆13设置有两个，两个侧杆13设置在顶杆11和底杆12之间，侧杆13的两端分别与顶杆11和底杆12固定连接。 [0031] 参照图1和图2，栅栏杆2的外表面设置为扭曲的复杂曲面型，随着栅栏杆2的高度上升，栅栏杆2的扭曲角度逐渐变大，栅栏杆2底端至顶端均匀扭转，本实施例中，栅栏杆2底端至顶端扭曲120°，每个栅栏杆2的两端均固定连接一个转轴4，栅栏杆2两端的转轴4分别与框架1的顶杆11和底杆12转动连接；每个栅栏杆2的棱线处开设有凹槽21。 [0032] 参照图1和图2，清沙装置5包括清沙件51、滑块52、往复丝杠53和引导杆54，往复丝杠53转动设置在框架1的底端，往复丝杠53连接有驱动装置6，驱动装置6用于驱动往复丝杠53转动，滑块52设置在往复丝杠53上，滑块52在往复丝杠53上做往返运动，引导杆54与框架 1固定连接，引导杆54与滑块52滑动连接，清沙件51与滑块52固定连接；往复丝杠53通过连接板9与框架1转动连接，往复丝杠53的两端均设置连接板9，每个连接板9均与框架1固定连接，往复丝杠53的两端与两个连接板9均转动连接，引导杆54的两端与两个连接板9固定连接；往复丝杠53的外侧套设有防尘袋10，防尘袋10设置有两个，两个防尘袋10分别位于滑块 52的两侧，防尘袋10的两侧分别与滑块52和连接板9固定连接。 [0033] 参照图2和图3，底杆12内开设有容纳腔121，每个栅栏杆2底端的转轴4均穿过容纳腔121的侧壁位于容纳腔121内，驱动装置6位于容纳腔121内；驱动装置6包括主动齿轮61、链条62、输出齿轮63和从动齿轮64，主动齿轮61设置有若干个，每个转轴4均固定连接一个主动齿轮61，链条62用于将若干个主动齿轮61连接在一起，输出齿轮63与某一个主动齿轮61共同固定在一个转轴4上，从动齿轮64转动设置在容纳腔121内，从动齿轮64与输出齿轮 63啮合，从动齿轮64与往复丝杠53之间设置有传动组件7，从动齿轮64通过传动组件7带动往复丝杠53转动。从动齿轮64的直径大于输出齿轮63的直径。 [0034] 参照图3和图4，传动组件7包括传动轴71和锥齿轮组72，传动轴71与从动齿轮64固定连接，传动轴71远离从动齿轮64的一端穿过容纳腔121的侧壁与锥齿轮组72连接，传动轴71与容纳腔121的侧壁转动连接，锥齿轮组72包括第一锥齿轮721和第二锥齿轮722，第一锥齿轮721与传动轴71固定连接，第二锥齿轮722与往复丝杠53固定连接，第一锥齿轮721和第二锥齿轮722啮合。锥齿轮组72处设置有防护罩8，防护罩8罩设在锥齿轮组72的外侧，防护罩8与框架1固定连接。 [0035] 参照图2，清沙件51包括左推板511和右推板512，左推板511和右推板512对称设置，左推板511和右推板512均与滑块52固定连接。 [0036] 本申请实施例一种异型构造栅栏式挡沙墙的实施原理为：使用挡沙墙时，当栅栏杆2遇到风吹动时，栅栏杆2在框架1内转动，由于栅栏杆2的外表面为扭曲的曲面可以使各个高度上的气流旋涡脱落频率都不一样，风沙流对栅栏杆2不能形成共振，从而有效减小风沙流穿过挡沙墙时的风阻，降低风沙流对挡沙墙造成的晃动和破坏，起到隔震和耗能的作用，既能降低风沙流的强度，又能保护挡沙墙，减小风沙对挡沙墙的破坏，延长挡沙墙的使用寿命；同时风沙流在经过栅栏杆2时，风沙流随着栅栏杆2产生向上旋转的气流，从而产生涡流，大大降低风沙流的强度。 [0037] 风沙带动栅栏杆2转动时，栅栏杆2通过转轴4带动主动齿轮61转动，其中一个转轴4带动输出齿轮63同步转动，若干个主动齿轮61通过链条62同步转动，增大对输出齿轮63施加的力，避免一个栅栏杆2无法带动输出齿轮63转动，输出齿轮63带动从动齿轮64转动，从动齿轮64带动传动轴71转动，传动轴71带动第一锥齿轮721转动，第一锥齿轮721转动带动第二锥齿轮722转动，第二锥齿轮722带动往复丝杠53转动，往复丝杠53带动滑块52做往复运动，引导杆54用于引导滑块52的滑动方向，滑块52带动左推板511和右推板512沿往复丝杠53往复运动，从而对框架1底端沉积的沙进行清理，避免沉积的沙掩埋挡沙墙。 实施例二 [0038] 参照图5‑图7，本申请实施例二与实施例一的区别在于：框架1的顶端设置有风墙成型装置20，风墙成型装置20包括束风罩201、横梁203和连接杆202，束风罩201设置为流线型，束风罩201设置在框架1的顶端，束风罩201为顶端为出风口，底端为进风口，束风罩201整体呈流线型的喇叭状，即进风口的截面积大于出风口的截面积，束风罩201用于对栅栏杆2引导的气流进行流动方向的约束，使得在框架1的顶端形成风墙，加强挡沙墙的阻风效果，束风罩201内设置有横梁203，横梁203的两端分别与束风罩201的两个侧壁固定连接，连接杆202设置在横梁203与框架1之间，连接杆202包括第一杆2021和第二杆2022，第一杆2021与框架1固定连接，第二杆2022与横梁203固定连接，第一杆2021远离框架1的一端开设有插接槽，第二杆2022远离横梁203的一端固定连接有插入杆2024，插入杆2024与插接槽插接配合，插接槽内设置有弹簧2023，弹簧2023的两端分别与插接槽的底壁和插入杆2024固定连接。 [0039] 当栅栏杆2旋转形成向上的气流时，气流从进气口进入束风罩201内，经过束风罩201的约束，从束风罩201顶端的出风口流出，由于进风口的截面积大于出风口的截面积，所以气流在出风口处加速流出，提高框架1顶端风墙的效果，进一步提升挡沙墙的挡沙效果。 [0040] 参照图5和图6，本实施例中栅栏杆2的凹槽21内还设置有翼板30，翼板30与栅栏杆2固定连接，翼板30随栅栏杆2的扭曲同步扭曲，翼板30用于增大栅栏杆2的受风面积，增大风力对栅栏杆2的推动，同时提升挡沙墙的阻风效果。 |
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