新型工井蓋開啟器的研制

張　恒，王東陽，化晨冰，張成相，江　源

（國網(wǎng)山東電力省電力公司臨沂供電公司，山東　臨沂　276000）

新型工井蓋開啟器的研制

張恒，王東陽，化晨冰，張成相，江源

（國網(wǎng)山東電力省電力公司臨沂供電公司，山東臨沂276000）

隨著城市的快速發(fā)展，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迎來一個新高峰，市政維護人員的井蓋開啟工作量成倍增加?，F(xiàn)在市政所用井蓋多為重型井蓋，缺少專用工具，開啟過程需要多人配合，效率低，安全性較差。對此，研制一種新型工井蓋開啟器，能夠有效解決上述問題，實踐證明具有重要的實用推廣價值。

工井蓋開啟器；杠桿式；單側(cè)傾斜內(nèi)支點式

0　引言

改革開放以來，我國經(jīng)濟步入發(fā)展的快車道，城市建設(shè)步伐日益加快，良好的城市基礎(chǔ)設(shè)施是城市發(fā)展的重要前提。現(xiàn)代市政規(guī)劃建設(shè)都要求電力、燃?xì)?、供水等設(shè)施布置在地下管網(wǎng)中，工井蓋作為市政設(shè)施的重要組成部分，隨著地下管網(wǎng)的維修頻率增加，其開啟頻率大幅增加［7］。

傳統(tǒng)開啟方式缺少專業(yè)工具，只能開啟部分井蓋，且開啟工井蓋效率低下、安全性差。為有效解決此類問題，研制有孔工井蓋的專用開啟工具，已成為一項亟待研究和解決的重要課題［1-2］。

1　傳統(tǒng)工井蓋開啟器的缺陷

現(xiàn)在市政建設(shè)所用井蓋多為重型井蓋，施工中采用的工具是鐵鎬、木棍、鐵鉤等非專用工具［8］。

傳統(tǒng)方法有兩種，一是用鐵鉤勾住開啟孔，通過提拉開啟井蓋，該方法只能開啟輕型井蓋，提拉過程易滑落，容易砸傷工作人員，開啟時間長；二是用鐵鎬通過開啟孔勾住井蓋，用力撬起井蓋，該方法至少需要3人完成，效率低，開啟時間長，容易造成人員受傷，無法開啟孔徑較小的井蓋，只能夠開啟直徑大于20mm的井蓋。

由于電纜井蓋比較重，外部無抓握處且沒有專用工具，采用上述傳統(tǒng)開啟方式開啟困難，需要人配合，整個過程費時費力，且井蓋容易脫落砸傷人員，引起工傷事故。

2　新型工井蓋開啟器的原理與設(shè)計

借助杠桿原理，最終采用單側(cè)傾斜內(nèi)支點式的原理方案：利用提升工具和一些輔助工具勾住井蓋上一個開啟孔，傾斜提拉起井蓋，如圖1所示。

該方案可以充分利用杠桿原理，以井蓋一端為支點，提拉起井蓋，該方法比直接提拉節(jié)省一半力；可用于所有有孔井蓋開啟，適用范圍更廣。

基于該開啟原理，設(shè)計的開啟器主要包含手柄部件、固定井蓋部件、連接部件。

2.1手柄部件

新型工井蓋開啟器的手柄部件采用T型空心鋼材質(zhì)手柄設(shè)計方案。該類手柄具有重量輕、焊接口牢固、節(jié)省材料、使用舒適度高的優(yōu)點，如圖2所示。

圖1　單側(cè)傾斜內(nèi)支點式原理　

圖2　T型手柄

手柄采用鋼材，空心設(shè)計，對其進(jìn)行1 000 N拉力試驗30min，共50次，焊接口均無開裂，牢固率為100%。

對制作好的手柄，懸掛5 kg重物，組織100名人員進(jìn)行手感舒適度測試，80%的人感覺舒適。2.2井蓋固定部件

井蓋固定部件的設(shè)計框圖如圖3所示。

圖3　井蓋固定部件設(shè)計方案

井蓋固定形式采用伸縮式結(jié)構(gòu)，在手柄的底端固定一可伸縮的活動橫桿，活動橫桿處于閑置狀態(tài)時，能夠收起并縮至手柄底端管內(nèi)，在使用前收縮到手柄低端管內(nèi)為一字型。使用時將手柄底端伸入井蓋開啟孔內(nèi)，能夠自動彈出，并和手柄豎桿成垂直狀態(tài)，組成倒T型結(jié)構(gòu)托住井蓋。實物如圖4所示。

在手柄鋼管末端制作U型槽用以固定活動橫桿，活動橫桿兩側(cè)加入彈簧，并將彈簧一個臂固定在活動橫桿一端，另一個壁固定在U型槽上。利用其自身的復(fù)位彈力將活動橫桿彈出；為了實現(xiàn)該功能，在手柄豎桿套上一個外管，通過外管的上下滑動，將活動橫桿收縮在外管內(nèi)。彈力彈簧實物如圖5所示。

圖4　活動橫桿　

圖5　彈力彈簧

2.4整體設(shè)計

該開啟器的整體設(shè)計方案，如圖6所示，其結(jié)構(gòu)如圖7所示，實物如圖8所示。

圖6　有孔工井蓋開啟器的整體設(shè)計方案

圖7　工井蓋開啟器結(jié)構(gòu)

圖8　工井蓋開啟器

3　新型工井蓋開啟器性能測試

對該工井蓋開啟器進(jìn)行了30min的1 000N拉力試驗，共10次，均無變形。

進(jìn)行10次現(xiàn)場開啟試驗，同時對傳統(tǒng)方法和新型開啟方法做了對比實驗，結(jié)果顯示，新型開啟器每次都能快速安全地開啟工井蓋，用時約為10 s，且操作簡單，效率高。

4　結(jié)語

針對傳統(tǒng)工井蓋開啟器開啟過程時間長、參與人員多、安全性差等缺點，結(jié)合現(xiàn)代工井蓋的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計了一款新型實用的工井蓋開啟器。該開啟器具有質(zhì)量輕、操作方便、安全性能強等優(yōu)點，具有較好的推廣前景。

［1］范偉.非鑄鐵檢查井蓋在市政工程的應(yīng)用［J］.廣州建筑，2004 （5）：15-17.

［2］莫偉堅.復(fù)合材料檢查井蓋在市政建設(shè)中的應(yīng)用探討［J］.大眾科技，2005（11）：20-23.

［3］王貫明，蕭巖，郭清平.檢查井蓋的分級和承載能力分析［J］.市政技術(shù)，2010（3）：1-8.

［4］尹昌平，劉鈞，曾竟成，等.復(fù)合材料井蓋的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.玻璃鋼/復(fù)合材料，2004（4）：8-12.

［5］劉躍龍.當(dāng)前城市道路檢查井存在的問題及改進(jìn)措施［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（18）：6-9.

［6］劉建平，王志華，趙偉.檢查井井蓋的現(xiàn)狀及建議［J］.黑龍江水利科技，2002，30（3）：23-25.

［7］崔懷綱.鋼纖維混凝土井蓋［J］.河北煤炭，2005（5）：30-33.

［8］劉寶，劉紀(jì)東，馮友軍，等.新型配電室電纜溝蓋板的研制［J］.山東電力技術(shù)，2015，42（6）：78-80.

A New Type of Covers Opener

ZHANG Heng，WANG Dongyang，HUA Chenbin，ZHANG Chengxiang，JIANG Yuan
（State Grid Linyi Power Supply Company，Linyi276000，China）

With the rapid development of the city，more and more urban infrastructure is under construction.Workload of opening covers is increasingly getting heavy.Most covers are very heavy and there have been a shortage of special tools. Opening process requiresmore than one people with low efficiency and poor safety.In this regard，a new type of covers opener have been developed，which can effectively solve these problems.Practice shows that it has important practical promotional value.

covers opener；lever；unilateralwithin fulcrum

TM726.4

B

1007－9904（2016）03－0078－03

2015-11-11

張恒（1988），男，工程師，從事電網(wǎng)規(guī)劃工作；

王東陽（1985），男，工程師，從事科技、專利、革新等工作；

化晨冰（1970），男，高級工程師，從事變配電檢修，配網(wǎng)規(guī)劃等工作；

張成相（1987），男，工程師，從事配電網(wǎng)規(guī)劃工作；

江源（1990），女，工程師，從事電費電價管理。