CN107076635A - 用于泄漏检测的地毯式探测器 - Google Patents

Abstract

一种用于检测地下气体管道中的泄漏的地毯式探测器，包括手柄(12)，连接到所述手柄(12)的轮(16)，以及连接到所述轮(16)的地毯式组件(14)和连接到气体传感器(18)的嗅吸入口(28)，其特征在于，所述轮(16)是适于在地面上滚动的所述地毯式探测器的唯一轮(16)。

Description

用于泄漏检测的地毯式探测器

技术领域

本发明涉及一种用于探测地下气体管道中的气体泄漏的地毯式探测器。

背景技术

地毯式探测器是平坦的，多数为柔性的地毯式组件，包括连接到气体传感器的气体入口。所述地毯式组件连接到轮并且可相对于轮自由旋转。轮与手柄相连，所述手柄用于沿着可能存在气体泄漏的地面拉动或推动探测器。轮在地面上滚动并且可以被拉动或推动。因此，地毯式组件可沿着地面滑动，将可能从地下泄漏逸出的气体积聚在地面和地毯之间并使其进入气体入口。气体入口通常是位于地毯中心的锥形开口，该开口连接到气体传感器，使得通过气体入口进入的气体能被传感器检测到。用于收集从地面泄漏的最大量气体的最重要的特征是保持地毯尽可能靠近地面并且与地面一致的能力。地毯和地面之间的间隙将导致风和湍流在气体被收集到入口之前吹走气体。间隙越大，这种方式损失的气体越多。

已知的多轮配置的地毯式探测器限制了它们的移动性，特别是在地毯式探测器需要从地面上被提升以重新定位的不平地形上。在提升所述地毯式探测器时，地毯将沿着轮子和手柄向下悬挂，因为它相对于轮子和手柄可自由旋转。这是必要的，以便能够沿着地面推动或拉动所述地毯式探测器。推动所述探测器和拉动所述探测器所需要的手柄和毯单元之间的角度不同。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于泄漏检测的高度机动的地毯式探测器，该探测器具有极强的气体收集能力。

本发明的地毯式探测器由独立权利要求1的特征限定。

因此，所述地毯式探测器包括单个轮而不是多个轮。基于所述单轮配置，探测器的移动和转动可以通过手柄的相应运动或转动轻易地实现。在操作期间转动手柄以转动探测器通过手腕运动即可实现。由此可以使探测器获得一个小的转动半径。此外，单轮配置使得探测器的气体入口可以直接在路缘石的顶部运动。这对于传统的多轮设计是不可能的，因为会使一个轮在道路上行驶，而另一个轮在路沿上行驶，导致地毯式组件和路缘石之间存在滑动扣合。

探测器的单个轮优选地包括在轮的任一侧上伸出的足够长的轴，使得手柄和/或地毯式组件可以在轮的任一侧或两侧与所述轴连接。手柄可以经由叉形件连接到轴，所述叉形件在轮的一侧或两侧上可旋转地与所述轴连接。地毯式组件可以经由弓形件连接到轴，弓形件优选地由金属或类似的具有足够刚性的材料制成。所述弓形件支撑地毯式组件，其自由端与所述轴相连。

所述“弓形件”和所述“叉形件”的含义均不限于在两侧均连接到轴的双侧悬架，而且还包括通过连接组件仅连接到轴的一端的单侧悬架。

弓形件和叉形件以允许叉形件能够在旋转状态下相对于围绕轴的弓形件相对旋转的方式连接到轴。这使手柄能够相对于地毯式组件以不同的角度放置，用于将地毯式组件拉到操作人员的后面或者将地毯式组件推到操作人员的前面。

有利地，提供锁定机构，使叉形件和弓形件相对于彼此锁定，从而使得手柄和地毯式组件之间的相对旋转受到限制。

锁定状态允许将所述地毯式探测器从地面提起，同时手柄的垂直移动较小，因为当地毯可旋转地锁定到手柄时，地毯不会沿着轴垂直下垂。使地毯式组件被锁定机构锁定在更水平的位置，也使得更容易在空气中操纵地毯，以便在提起地毯以越过诸如围栏或花园的障碍物之后在地面上或植物顶部上适当地调整位置。

在第一实施例中，弓形件固定地连接到轴以限制弓形件相对于轴的旋转，而叉形件可旋转地连接到轴，使得叉形件和手柄能够相对于所述轴和地毯式探测器自由旋转。在该实施例中，锁定机构被设置为在锁定状态下将所述叉形件和轴锁定在一起。从而在锁定状态下，手柄可旋转地固定到轴上。使得叉形件和手柄的旋转相对于轴和弓形件被限制。

在替代的实施例中，叉形件固定地连接到轴，而弓形件可旋转地连接到轴。在弓形件/手柄和轴之间的相对旋转被限制，同时在旋转状态下允许弓形件和轴之间的相对旋转。之后提供锁定机构以在锁定状态下将弓形件和轴锁定在一起。

优选地，该锁定机构能够在提起手柄时被简单地扣合。在手柄处于拉动或推动的状态时，根据设计，所述地毯式探测器在重力的作用下移动并将轴旋转到锁定机构扣合的特定锁定状态。在被提起之前，当锁定机构在没有任何进一步旋转的情况下将要扣合时，手柄也可以相对于轴以正确的角度旋转。这可以通过销和孔设计来实现。销可以分别连接到轮的每一侧上的叉形件或弓形件的每个端部，同时轮的任一侧上的轴中设置有相应的互补孔。当然，与之相反的配置也是可行的，即，位于轴上的销和位于叉形件或弓形件中的孔。销在锁定状态下扣合在孔内，将叉形件/弓形件和轴锁在一起，而销和孔在旋转状态下彼此不扣合。

或者，轴和叉形件(或弓形件，分别地)可以设置有仅在锁定状态下扣合的互补扣合表面，而它们处于旋转状态时不扣合。当锁定时，表面平坦的扣合限制了轴和叉形件之间的相对旋转。

例如，轴上的扣合表面可以通过平行槽来实现，该平行槽可沿着垂直于轴的方向被切削形成在轴的外圆周上。这种通道最里面的部分形成平坦的扣合表面。叉形件或弓形件的扣合表面仅在处于特定的相对旋转位置时通过轴上的扣合表面扣合，在该特定相对旋转位置中，轴上的两个扣合表面和叉形件上的两个扣合表面之间的角度允许滑动扣合。当提起手柄时，向下的重力将作用在轮和轴上，迫使轮和轴远离手柄。在相应的特定旋转位置，轴和叉形件或弓形件上的两个扣合表面沿彼此滑动扣合，从而限制相对旋转。

叉形件(或弓形件)上的扣合表面可以是轭(或槽)的一部分，当从地面提起地毯式探测器时，轴通过重力扣合到该轭中。因此，在处于锁定状态时轴被卡在轭/槽内，而将轮放回到地面时，轴从轭中提起使其从锁定扣合状态进入旋转状态，其中两个扣合表面未扣合。

所述地毯式探测器可以是可从轴拆卸的以便于更换探测器。同样，所述手柄也可以从轴和/或叉形件处拆卸；而且，优选地，连接到手柄的上端并由手柄携带的气体传感器也可以是从手柄可拆卸的，以便于替代或更换传感器。

优选地，承载地毯式组件的框架组件连接到或接近地毯式组件的中心，例如地毯式组件的重心处。这降低了当所述地毯式组件在被拉紧时从地面上提起的风险，所述拉紧的状态是由所述框架组件和轴的拖拽摩擦力或者拉力而产生的。

优选地，所述地毯式组件由包括至少两个彼此正交的自由轴的悬架承载。框架组件可以是悬架的一部分。这意味着地毯式组件能够围绕每个自由轴旋转，从而使得即使在紧急情况下转动所述地毯式探测器，所述地毯式组件仍然在地面上保持平坦。

第一自由轴平行于所述轮的轴。所述第一轴是水平的，并且垂直于所述探测器的行进方向。这能够使手柄相对于地毯式组件保持在不同的角度，而无需在地毯上施加提起力。

第二自由轴可以位于地毯式组件和框架组件之间的连接件处。第二自由轴则是水平的，并且平行于所述探测器的行进方向。当框架组件连接到地毯式组件的中心时，这是特别有利的。第二自由轴能够使轮轴和地毯之间的刚性连杆在轮子倾斜时与轮子一起旋转，而无需在地毯上施加旋转力。

第三自由轴也可以位于地毯式组件和框架组件之间的连接点处，该连接点优选地在地毯式组件的中心(重心)处。第三自由轴是水平的，并且垂直于行进方向，即垂直于第二自由度。第三自由轴允许轴和地毯式组件之间的刚性连接件在转动轮且轮的端部上下移动时随之上下移动，而无需在地毯式组件上施加旋转力。

至少两个彼此垂直的自由轴使得地毯式组件即使当轮轴由于操纵地毯式组件而倾斜时也能够保持平坦，并且平行于地面。

附图说明

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。

图1示出了所述地毯式探测器；

图2示出了图1中箭头Ⅱ所指代部分的细节图；

图3示出了处于旋转状态的可替代的锁定机构；

图4示出了处于锁定状态的图3的锁定机构；

图5示出了使用中图1中的箭头V所指代部分的俯视图；

图6示出了图1中的箭头Ⅵ所指代部分的概念性侧视图；

图7示出了另一实施例中图6的视图；以及

图8示出了图7中的箭头Ⅷ所指代部分的视图。

具体实施方式

图1中示出了地毯式探测器10的一个实施例，包括圆柱形纵向延伸手柄12，平面地毯式组件14，单轮16和连接到手柄12上端的气体传感器18。

手柄12由碳纤维制成，以实现稳定的轻量化设计。在其与携带传感器18的上端相对的下端，手柄12连接到叉形件20，叉形件20包括用于连接轮16的平行端部22。承载轮16的轴24由叉形件20的两个端部22支撑。

由金属弓形件形成的框架组件26连接到轴24。框架组件26可旋转地固定到轴24，使得在轴24和框架组件26不能相对旋转。框架组件26承载平坦的地毯式组件14，并将地毯式组件26固定到轴24。

在其中心或靠近其中心处，地毯式组件14包括连接到气体传感器18的向上渐缩的漏斗形嗅吸入口28。被吸入入口28的漏斗中的气体经由气管30被引导到传感器。因此，传感器18能够分析或检测进入入口28的气体。

锁定机构32在锁定状态下将轴24和叉形件20可旋转地锁定在一起，从而防止轴24和叉形件20之间的相对旋转。在旋转状态下，所述锁定机构32是非扣合的，允许轴24和叉形件20之间的相对旋转。锁定机构32的第一实施例在图2中示出，其第二实施例在图3和图4中示出。

根据图2中的实施例的锁定机构32包括位于叉形件20的每个端部22上的销34和位于轮16的每一侧上穿过轴24的相应的孔36。两个销34与两个孔36在特定的旋转位置扣合，所述销34与孔36在所述特定位置处成一条直线。

图2示出了处于旋转状态的锁定机构32，其中轴24和叉形件20之间的相对旋转是被允许的。向上拉动手柄12以分别提起手柄12和叉形件20。当销34和孔36对准时，如图2所示，销34将滑入孔36中。然后，锁定机构32处于锁定状态，其中销34和孔36之间的扣合限制所述轴24和叉形件20之间的相对旋转。

在锁定状态下，通过将手柄12移动到垂直向上的方向，可以将地毯式探测器10从地面提起。锁定扣合限制了地毯式组件14和手柄12之间的相对旋转。该锁定扣合防止地毯式组件14通过重力下落并且从轴24垂直地下垂。由于锁定扣合，地毯式组件14保持侧向水平方向，如图1所示。当地毯式组件14从轴24垂直下垂时，地毯式探测器10不必被提起得足够高。

当轮16从地毯式探测器10的期望位置被放置到地面上时，销34将从孔36脱离，从而使锁定机构彼此脱离，使得地毯式探测器10再次处于旋转状态，其中地毯式组件14和手柄12之间的相对旋转是被允许的。手柄12和地毯式组件14之间的相对旋转允许通过拉动或推动手柄12来使轮16和地毯式组件14在地面上移动。图1示出了处于如下状态的地毯式探测器10：其中手柄12由操作者拉动，将地毯式组件14拉到地面上。手柄12可以在旋转状态下容易地翻转到操作者可以将地毯式组件14推到地面上的角度。

图3示出了替代的锁定机构32的剖面图。取代图2中的第一实施例中的开口36，在轴24的相对于轴24的中心的相对侧上，轴24设置有平行的槽38。在轮16的每一侧上，轴24包括两组槽38。槽38沿着垂直于轴24的方向被切削形成在轴24的外圆周上。每个槽38形成平坦底部扣合表面40，在如图4所示的锁定状态下，所述平坦底部扣合表面40与叉形件20上的相应的互补扣合表面42扣合。

平坦的扣合表面40由轴24中的槽38形成。扣合表面42形成在轭44的相对侧上。单一的轭形成在叉形件20的每个端部22处。

当地毯式探测器10被提起到空中时，轴24通过槽38与轭44的扣合而锁定到叉形件20上。然后，轴24上的扣合表面40沿着叉形件的扣合表面42滑动并且与其扣合，如图4所示。在该锁定状态下，表面40,42的扣合限制了轴24和叉形件20之间的相对旋转。

当地毯式探测器10被放回到地面上时，轮16接触地面，并且轴24相对于叉形件20升高并且从轭44伸出到图3中的旋转状态。在该旋转状态下，轴24能够相对于叉形件20自由旋转。

第一快速断开联接器46设置在手柄12的上端，以允许传感器18从手柄12分离。第二快速分离联接件48设置在手柄12的下部相对端处，以允许叉形件20和轮16从手柄12快速分离。因此，手柄12可以装配有不同的探测器或替换探测器。

图5示出了地毯式探测器如何能够容易地在与人行道52接壤的路缘石50上操作。由于路缘石50旁边的街道54的高度低于路缘石50和人行道52的高度，因此传统的多轮地毯式探测器不能在其上操作。从路缘石50和人行道52之间的接缝处出现的气体通常不能用传统的多轮地毯式探测器检测到，因为探测器两侧各有一个轮的结构限制了嗅吸入口28，使其无法放置在路缘石50上方或路缘石50和人行道52之间的结合处。然而，根据本发明的单轮配置，使得嗅吸入口28能够在路缘石50的正上方或路缘石50与人行道52之间的结合处上方运行。位于在轴24的中心的轮16简化了将位于地毯式探测器14的中心附近的嗅吸入口28对准期望路径的过程。

图6示出了地毯式探测器14在其重心处连接到框架组件26，嗅吸入口28位于地毯式探测器14的重心处。当操作者移动地毯式探测器时，将产生一个沿图6中的箭头56的方向的拉力。地毯式组件14和地毯式组件14下面的地面之间的摩擦力将产生一个沿图6中的箭头58的方向的牵引力。因此，牵引力与拉力56的方向大致相反，这又使得在连接点上合成的垂直提起力相对较小。结果，柔性地毯式组件14保持在连接点(地毯式组件4的重心)前面的地面上并且更靠近后面的地面。

传统的现有技术中的地毯式组件通过其一个边缘直接连接到轮的轴上。结果，当地毯式组件和地面之间的阻力产生拖曳力时，地毯将被从地面抬起。地毯在轴和其尾端之间延伸。这严重地限制了地毯收集由地面泄漏的气体的能力，因为如果地毯不直接平铺在地面上，风和湍流将吹走很多或大部分气体。

另一方面，本发明通过框架组件26在地毯式组件14的中心处提供轴24和连接点之间的刚性连接。因此，地毯将不会被拉伸和拉起，因为拉力的方向56和牵引力的方向58之间的角度小于现有技术。对于本领域技术人员而言显而易见的是，通过现有技术的解决方案中在轴下方提供刚性连的方法可将连接点降低到轴线下方。然而，这将严重地限制地毯式探测器“攀爬”诸如石头等障碍物的能力。本发明通过使轴下方的自由高度为从地面到轴的全部距离并且进一步移动连接点以使得轮可以在这样做时“攀爬”障碍物并提起地毯的前边缘来解决这个问题。

根据图6的实施例，包括从地毯式组件14的前边缘到轴24的松散连接件。该连接件由图6中的箭头60指示。如果轴24被提起，例如，当轮子行进到路缘石上时，则在地毯式组件14前面的连接件60能够将地毯式组件14提起到大的物体上，例如路缘石上。

图7和图8示出了一个实施例的概念图，其中地毯式组件14和轮16之间的连接杆包括地毯式组件14可绕其旋转的三个自由轴。同样，如图6示出的前一个实施例所示，框架组件26在其重心处连接到地毯式组件14。第一轴62平行于轴24，水平且垂直于行进方向(图7中的箭头64)。所示第一自由轴62允许手柄12相对于地毯式组件14保持在不同的角度，而无需在地毯式组件14上施加提起力。

第二轴66在图8中示出。第二轴66位于地毯式组件14的重心处，即框架组件26和地毯式组件14之间的连接件处。第二轴66水平并且平行于行进方向64。这允许在轮24和地毯式组件14之间的刚性连接件26在轮16被倾斜时与轮16一起旋转，而无需地毯式组件14上施加旋转力。

第三自由轴68也位于地毯式组件14的重心处，即框架组件26和地毯式组件14之间的连接件处，如图7所示。第三轴水平并垂直于行进方向64。第三轴平行于第一轴62并且正交于第二轴66。第三轴68允许地毯式组件14和轴24之间的刚性连接件随着轴24的尖端上下移动，当转动轮16或经过凸起的障碍物时无需在地毯式组件14上施加旋转力。

总的来说，即使当轮24由于操纵地毯式探测器而倾斜时，自由轴使地毯式组件14保持平坦并且平行于地面。第二和第三自由轴66,68使得地毯式组件14由于在其重心处的连接件而自动保持平衡和自动找平。

Claims (15)

1.一种用于检测地下气体管道的气体泄漏的地毯式探测器，包括手柄(12)，连接到所述手柄(12)的轮(16)，以及连接到所述轮(16)的地毯式组件(14)和连接到气体传感器(18)的嗅吸入口(28)，其特征在于，

所述轮(16)是适于在地面上滚动的所述地毯式探测器的唯一轮(16)。

2.根据权利要求1所述的地毯式探测器，其特征在于，所述轮(16)装配在轴(24)上，轴(24)连接到所述手柄(12)和/或所述地毯式组件(14)上。

3.根据权利要求2所述的地毯式探测器，其特征在于，所述手柄(12)经由叉形件(20)或位于所述轮(16)的两侧或一侧上的其它连接组件连接到所述轴(24)。

4.根据权利要求3所述的地毯式探测器，其特征在于，所述叉形件(20)能够在旋转状态下绕所述轴(24)旋转，并且能够进入锁定状态，在所述锁定状态中，锁定机构(32)启动以限制叉形件(20)和轴(24)之间的相对旋转。

5.根据权利要求2所述的地毯式探测器，其特征在于，所述地毯式组件(14)是柔性的并且经由支持所述地毯式组件(14)的框架组件(26)连接到所述轴(24)。

6.根据权利要求5所述的地毯式探测器，其特征在于，所述框架组件(26)是所述轮(16)的两侧或一侧连接到所述轴(24)的弓形件或其它连接组件。

7.根据权利要求5或6所述的地毯式探测器，其特征在于，所述框架组件(26)能够在旋转状态下绕所述轴(24)旋转，并且能够进入锁定状态，在所述锁定状态中，锁定机构(32)启动以限制所述框架组件和轴(24)之间的相对旋转。

8.根据权利要求4或7所述的地毯式探测器，其特征在于，所述锁定机构(32)适于在所述锁定状态下限制所述手柄(12)和所述地毯式组件(14)之间的相对旋转。

9.根据权利要求4,7或8所述的地毯式探测器，其特征在于，所述锁定机构(32)适于通过在相对于所述轴(24)的特定旋转位置处拉动所述手柄(12)使所述手柄(12)远离所述轮(16)。

10.根据权利要求4和7-9中任一项所述的地毯式探测器，其特征在于，所述锁定机构(32)包括分别在所述叉形件(20)或所述框架组件(26)上的销(34)，和在轴(24)中的孔(36)，反之亦然。

11.根据权利要求4和7-9中任一项所述的地毯式探测器，其特征在于，所述锁定机构(32)包括在所述轴(24)上的第一平坦扣合表面(40)和在所述叉形件(20)或框架组件(26)上的第二平坦扣合表面(42)，其中所述两个扣合表面在所述旋转状态下不扣合，并且在所述锁定机构(32)进入所述锁定状态时进行滑动扣合。

12.根据权利要求3至9中任一项所述的地毯式探测器，其特征在于，所述叉形件(20)在所述轮(16)的两侧扣合所述轴(24)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的地毯式探测器，其特征在于，所述地毯式组件(14)和/或所述手柄(12)可从所述轮(16)拆卸，和/或其中所述气体传感器(18)可从所述手柄(12)拆卸。

14.根据前述权利要求中任一项所述的地毯式探测器，其特征在于，所述地毯式组件(14)在所述地毯式组件(14)的中心或靠近其中心处连接到承载所述地毯式组件(14)的框架组件(26)。

15.根据前述权利要求中任一项所述的地毯式探测器，其特征在于，所述地毯式组件(14)和所述轮(16)之间的连接包括至少两个彼此正交的自由轴(62,66,68)。