CN1038701C - 土壤改良剂注入装置 - Google Patents

Abstract

一种土壤改良剂注入装置，包括一组转向相反的转轴，分别固定安装在转轴上并且转向相反的一组搅拌叶片，固定在转轴自由端上的钻头，用于启始或停止将土壤硬化剂注入搅拌叶片附近的土壤内的阀装置，和用于启始或停止将粉末材料如沙子注入搅拌叶片附近的土壤中的阀装置。由于采用这种结构，具有很强剪力的土壤可以被有力地与土壤硬化剂和粉末材料搅拌和混合，土壤可被有效地硬化。

Description

土壤改良剂注入装置

本发明系关于一种土壤改良剂注入装置。

为了改良极软的土壤，传统的作法是用安装在运载车上的挖掘装置在土地上挖出一个垂直或直立的孔，由挖掘装置挖出的土与土壤改良剂(硬化剂)混合并搅拌，从而硬化和改良土壤。

在上述土壤改良操作中，是采用固定安装在一根转轴或钻挖装置钻头上的搅拌棒或类似另件来搅拌和混合土壤的。

然而，在这种搅拌结构中，由于所有搅拌棒都随转轴旋转，由搅拌结构挖出的土壤也随转轴沿同一方向转动，所以土壤不可能被充分地搅拌。

尤其是在由极软的土壤构成的土地(如含有大量水分的泥土)上采用粉状硬化剂进行土壤改良工作时，由搅拌机构掘出的土粘接在搅拌棒上形成一球形的土球，完全不可能进行土壤搅拌和混合操作。

本发明的目的就是提供一个土壤改良剂注入装置，它能克服传统搅拌结构的上述缺陷，并能保证在极软的土地上实现高效率的搅拌和混合。

本发明的另一目的是提供一个土壤改良剂注入装置，它的制造成本低。

本发明的另一目的是提供一个土壤改良剂注入装置，它不仅能将土壤硬化剂而且能将其它粉末材料(如沙子)注入搅拌叶片附近的土壤中。

为实现本发明的上述目的，本发明提供了

1.一种土壤改良剂注入装置，包括：

a)一组同心转轴，包括一内转轴和一外转轴，所述的内转轴的下端从所述的外转轴的下端向下突出，所述内和外转轴沿相反方向转动，所述内转轴中限定了一个土壤硬化剂注入通道，

b)一组搅拌叶片，它们固定地安装在各转轴上并相应于转轴沿相反方向转动，所述的搅拌叶片由大的、中间和小的搅拌片组成，所述小搅拌片固定安装在可自由转动的圆柱套筒上，该圆柱套筒的上端可转动地安装在外轴的下端，所述的中间搅拌片围绕着小搅拌片的外周且其上端可转动地安装在外轴的外周上，而其下端则固定在内轴的外周上，所述大搅拌片围绕着中间搅拌片的外周且其上端固定在外轴的外围上，而其下端可转动地安装在内轴的外周上，

c)一个位于地面上用于安装所述转轴组的运载车，

d)一位于转轴上部的所述运载车附近用于将粉末材料注入所述转轴的硬化剂注入装置；

e)用于使所述转轴相互以相反的方向旋转的安装于旋转轴上端和液压马达之间的双反向齿轮机构，

f)一位于所述搅拌叶片下方的钻头，所述钻头与所述转轴组最里面的一个转轴的底端相连接以随该轴旋转，

其特征在于还包括：

g)安装在所述旋转轴下端的粉末材料填充阀装置，所述阀装置具有设在可自由转动的圆柱套筒中的阀板，在该阀板和圆柱套筒上设有许多阀孔，圆柱形阀壳固定地安装在内轴的外壁上，在圆柱形阀壳的上壁和周壁上分别设有阀孔，从而在顺或逆时针切换内和外轴的转动时，有可能打开或关闭上述阀孔，

其中，所述的外转轴是空心的圆柱形轴，而所述的内转轴穿过所述的外转轴。

下面通过附图及实施例详细说明本发明，附图中：

图1是根据本发明的土壤改良剂注入装置的总侧视图；

图2是土壤改良剂注入装置的垂直断面视图；

图3是土壤改良剂注入装置关键部分的放大横剖面视图；

图4和图5是沿图2中I-I线截取的横剖视图，其中图4示出了处于打开位置的底注入阀和侧注入阀，而图5示出了处于关闭位置的底注入阀和侧注入阀；

图6是沿图2中II-II线所取的横剖视图。

下面参照附图，解释本发明的实施例。

如图1所示，一台土壤改良剂注入装置A包括一辆可移动运载车1和一个土壤改良剂(硬化剂)供应装置2。运载车1通过导杆3垂直地支承一根转轴4。而且，在导杆3和转轴4之间的液压马达5驱动下，钻头6和搅拌叶片7旋转并使转轴4沿导杆3下降，从而在地面G上钻出一个垂直孔H，其中钻头6固定安装在转轴4的顶端，搅拌叶片7固定安装在转轴4上。

转轴4为一双轴或套轴结构，即一根中空的管形外轴9和一根插在外轴9内的管形内轴10，如图2所示。在安装于转轴4和液压马达5之间的双反向齿轮机构11的作用下，外轴9和内轴10相互以相反的方向旋转。管形内轴10从外轴9的底端向下延伸，钻头6固定安装在内轴10的端部。

在钻头6的上方，安装有搅拌叶片7。搅拌叶片7包括大、中、小搅拌叶片7a、7b、7c。大、中搅拌叶片7a、和7b为梯形，而小搅拌叶片7c为矩形。这些叶片7a、7b、7c径向地安装在转轴4上。

小搅拌叶片7c固定地安装在一个可自由转动的圆柱套筒37上，套筒37的上端可转动地装在外轴9的下端。如图2和图6所示，圆柱套筒37相对于外轴9的转动角度受到一对挡块37a的限制，加工在外轴9上的挡块37a位于加工在套筒37上的一对侧面长孔37b内，并可相对于它周向移动。

如图3所示，中搅拌叶片7b环绕小搅拌叶片7c的外圆周。中搅拌叶片7b的上端可转动地安装在外轴9的外圆周上，而其下端则固定地安装在内轴10的外圆周上。

大搅拌叶片7a环绕中搅拌叶片7b的外圆周。叶片7a的上端固定地安装在外轴9的外圆周上，而其下端则可转动地安装在内轴10的外圆周上。

所以，中搅拌叶片7b沿与大和小搅拌叶片7a和7c的相反方向旋转。

在极软的土壤(如含有大量水分的泥土)构成的土地上进行土壤改良工作，土壤改良剂(硬化剂)最好为粉末，由于被搅拌叶片7a、7b、7c挖出的土比垂直孔内的土需要更大的剪力，由传统的搅拌结构挖出的土粘在搅拌棒上并形成一个球状的土球，搅拌并混合土壤的工作变得几乎不可能。

在本发明中，由于搅拌叶片7a、7b、7c相互之间以相反的方向旋转，完全避免了产生球状土球并可十分有效地完成土壤的搅拌和混合工作。

现在描述将粉末材料供入转轴4的粉末材料注入装置B，如图2所示，它位于转轴4的上部，它的安装如图2和图3所示。

数字35表明一个用于测量供入转轴4的粉末材料的测量装置。在测量装置的下方，一个料斗14安装在外轴9的上端，并且料斗14的内部与外轴9的内部相通。

由一个细长的螺旋叶片构成的螺杆15安装在内轴10上处于料斗14下方处的外圆周表面上。螺杆15的下端被一个锥形内送料筒16包围，该筒的上端固定地连接在外轴9的内壁上。

内送料筒16的下端被斜向地切削，以防止粉末材料在内送料筒16敞开端上边缘的上方处堆积，粉末材料落到并堆积在一个粉末材料注入阀36上，该阀位于内送料筒16的下方。

粉末材料注入阀36有一个阀板36a，它位于圆柱套筒37内。一组阀孔36b和36c分别加工在阀板36a和圆柱套筒37上。

此外，在阀板36a的下方，有一个圆柱状阀壳36d固定地安装在内轴10的外壁上。阀孔36e和36f分别加工在圆柱状阀壳36d的上壁和周壁上，从而当顺时针或逆时针切换转动内轴10和外轴9时，有可能打开和关闭上述的阀孔36b，36c，36c和36f。

采用上述切换操作，可选择粉末材料充填装置B或是将粉末材料排入小搅拌叶片7c附近，或是停止排放粉末材料。

在粉末材料注入阀36下方，有一个土壤改良剂供应装置C的底注入阀27和侧注入阀32。

侧阀32为一圆筒状结构，其基底的直径与管形外轴9的直径相同，侧阀32的上敞开端可滑动地与外轴9的下端接合，其下端则宽松地与内轴10的外壁接合。

在侧阀32的侧壁上，加工有一个侧阀孔32b，该孔由一个弧形活门32a关闭或打开，该活门可滑动地安装在侧阀32的侧壁的内圆周表面上，并可沿该表面的圆周方向移动。弧形活门32a的内末端固定地安装在内轴10的外圆周表面上。

在图4和图5中，数字32c表示挡块，它们用来控制活门32a相对于侧阀32的转动范围，该转动是由作用于侧阀32上的泥土阻力所引起的。即，挡块32c与活门32a的转动相配合能使侧阀孔32b或是处于打开位置或是处于关闭位置。在打开位置，土壤硬化剂通过管形外轴9和管形内轴10之间限定的环形缝隙，然后经侧阀孔32b注入掘出的泥土中。

具有一圆筒状壁及一圆形底板的底注入阀27可旋转地安装在内轴10内，其高度位置与外轴9的下端相同。在注入阀27的下方，一个圆盘12固定地安装在内轴10的内圆周上以支持底注入阀27。

如图4和图5所示，一组扇叶形固定阀孔27a和一组可旋转阀孔27b加工在圆盘12和底注入阀27的底板上。

从底注入阀27的筒状侧壁上伸出的一个凸起部27c与安装在侧阀32的内板上的一个支柱的啮合，使得底注入阀27和侧阀32可以作为一个整体一起转动。

当阀孔27a和27b两者对齐时，注入内轴10的土壤硬化剂即可经底注入孔27e排入垂直孔H的内部，底注入孔位于内轴10下端的钻头6附近。

此外，在底注入阀27和内轴10的侧壁上各加工有内注入阀孔27e，采用大致如前述的侧阀32的同样方式关闭和打开内注入孔27e。

在图2中，数字40表示用于注入膏状硬化剂(如浮状水泥)的注入孔，注入孔40与粉状材料注入阀36和底注入阀27相通，从而将膏状硬化剂注入搅拌的泥土中。

所以，由于泥土及土壤硬化剂的阻力，当内轴10沿一个方向旋转时，底注入阀27关闭而侧阀32打开从而可将硬化剂排入小搅拌叶片7c下端附近的被搅拌的泥土中，而当轴10沿相反方向旋转时，侧阀32关闭而底注入阀27打开从而将硬化剂排入钻头6附近的被搅拌的泥土中。

正如上面所解释的，通过切换管形内轴10的转动方向，可以启始或停止粉末材料的供应，并且土壤硬化剂的注入位置可以改变为或是上部位置或是下部位置。

所以，为了改良极软的泥土，首先将流动性良好的粉末材料如沙子注入掘出的土中，然后，当将土壤硬化剂注入位置改变为或是上部位置或是下部位置时，土壤硬化剂如水泥即可注入掘出的泥土中。

在这种方式中，被掘出的泥土硬化剂及其他粉末材料可被有力地充分地均匀地搅拌和混合，从而使改良后的土地有足够的强度。这样大大地提高了土壤改良工作的效率及可靠性。

Claims (1)

1.一种土壤改良剂注入装置，包括：

a)一组同心转轴，包括一内转轴和一外转轴，所述的内转轴的下端从所述的外转轴的下端向下突出，所述内和外转轴沿相反方向转动，所述内转轴中限定了一个土壤硬化剂注入通道，

b)一组搅拌叶片，它们固定地安装在各转轴上并相应于转轴沿相反方向转动，所述的搅拌叶片由大的、中间和小的搅拌片组成，所述小搅拌片固定安装在可自由转动的圆柱套筒上，该圆柱套筒的上端可转动地安装在外轴的下端，所述的中间搅拌片围绕着小搅拌片的外周且其上端可转动地安装在外轴的外周上，而其下端则固定在内轴的外周上，所述大搅拌片围绕着中间搅拌片的外周且其上端固定在外轴的外围上，而其下端可转动地安装在内轴的外周上，

c)一个位于地面上用于安装所述转轴组的运载车，

d)一位于转轴上部的所述运载车附近用于将粉末材料注入所述转轴的硬化剂注入装置；

e)用于使所述转轴相互以相反的方向旋转的安装于旋转轴上端和液压马达之间的双反向齿轮机构，

f)一位于所述搅拌叶片下方的钻头，所述钻头与所述转轴组最里面的一个转轴的底端相连接以随该轴旋转，

其特征在于还包括：

g)安装在所述旋转轴下端的粉末材料填充阀装置，所述阀装置具有设在可自由转动的圆柱套筒中的阀板，在该阀板和圆柱套筒上设有许多阀孔，圆柱形阀壳固定地安装在内轴的外壁上，在圆柱形阀壳的上壁和周壁上分别设有阀孔，从而在顺或逆时针切换内和外轴的转动时，有可能打开或关闭上述阀孔，

其中，所述的外转轴是空心的圆柱形轴，而所述的内转轴穿过所述的外转轴。

Images