CN104631520B - 一种钻头可变式压力感应法测量沉渣厚度的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钻头可变式压力感应法测量沉渣厚度的装置，包括上覆板，上覆板的上方垂直设置有数个保护架，推进装置固定座上设置有与上覆板垂直的压力传感推进装置，推进装置固定座上设置有与上覆板垂直的压力传感推进装置，压力传感推进装置与控制终端连接，压力传感推进装置的推杆朝向所述上覆板，推杆和上覆板之间设有与控制终端连接的清扫电机；清扫电机上设有清扫钻头，清扫钻头穿过所述上覆板。工作时，上覆板静止于沉渣上表面，先启动清扫电机，再启动压力传感推进装置，在压力传感推进装置的作用下，电机垂直向下运动至孔底，通过实时压力感应器(人工标定)达到一定数值，压力传感推进装置停止工作，则推杆前进的距离便是沉渣厚度。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种孔底沉渣测量仪，尤其涉及一种可变式感应法测量沉渣厚度的装置。
【背景技术】
根据建筑规范及施工要求，为了满足灌注桩的承载能力，对桩孔孔底沉渣厚度有严格的规定，所以，要保证桩孔的质量，就必须对孔底沉渣厚度进行准确测量；现有的测量装置，包括在测量绳底端系有一个金属测量锤，测量绳由外套层和芯层组成，外套层松配合地套在芯层的外围，金属测量锤系在测量绳芯层的下端，测量绳外套层下端连接有竖向套筒，竖向套筒底端设有水平底片，水平底片和竖向套筒一体连接，金属测量锤松配合地套在竖向套筒中；在测量桩孔孔底沉渣时，测量锤刺入沉渣中，而水平底片被挡在沉渣的上面，测量绳的芯层和外套层发生错位，错位的长度就是沉渣的厚度。然而由于基坑开挖深度较大，使得沉渣土体与基岩分界面、桩孔内泥水分界面判断较难，这种测量装置采用大概估算的方法，常常使得检测结果存在较大人为误差，不具备真实可靠性。
【发明内容】
本发明提供一种钻头可变式压力感应法测量沉渣厚度的装置，以解决上述孔底沉渣测量仪采用大概估算的方法，常常使得检测结果存在较大人为误差，不具备真实可靠性的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种钻头可变式压力感应法测量沉渣厚度的装置，包括上覆板，所述上覆板的上方垂直设置有数个保护架，所述保护架的上端设有吊环，所述保护架的上部、保护架之间设有推进装置固定座，所述推进装置固定座上设置有与所述上覆板垂直的的压力传感推进装置，所述压力传感推进装置与推进控制终端连接，所述压力传感推进装置的推杆朝向所述上覆板，所述推杆和上覆板之间设有与清扫电机控制终端连接的清扫电机；所述清扫电机设置在竖向导向管内、并可在所述竖向导向管内上下滑动，所述竖向导向管固定在所述保护架之间；所述清扫电机上设有清扫钻头，所述清扫钻头向下穿过所述上覆板。
本发明的有益效果是：由于压力传感推进装置的推杆端安装有清扫电机，清扫电机上设有清扫钻头，工作时，将上覆板静置于沉渣上表面，先启动清扫电机，再启动压力传感推进装置，在压力传感推进装置的作用下，清扫电机垂直向下运动，清扫钻头将沉渣清出孔道，直至孔底，通过压力传感推进装置来实时感应压力，当压力达到推进控制终端中设定的标定值时，压力传感推进装置停止工作，则推杆前进的距离便是沉渣厚度。
进一步，所述压力传感推进装置为压力传感伺服电机。
采用上述进一步方案的有益效果是：压力传感伺服电机的压力传感灵敏度高，转动的惯量较小，响应较为迅速，运转比较平稳，测量出来的数据较为准确。
进一步，所述竖向导向管的内壁上设有与竖向导向管的轴线平行的内壁限位槽或内壁限位凸台，所述清扫电机的外壳上与所述内壁限位槽或内壁限位凸台对应的位置上设有电机限位凸台或电机限位槽。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过内壁限位槽或内壁限位凸台和电机限位凸台或电机限位槽的相互配合，使得清扫电机在被推进的过程中不会受自身旋转所产生的旋转力的影响，能够保持平稳地向下推进。
进一步，所述清扫钻头为刚性清扫钻头，所述刚性清扫钻头呈圆锥形。
采用上述进一步方案的有益效果是：刚性钻头具有较强的清扫推进能力，便于穿透沉渣，使钻头达到孔底；同时，通过正/倒圆锥形的清扫钻头，以实现不同地质的孔底沉渣的清扫，达到较高的测量效率。
进一步，所述上覆板上垂直设有以所述竖向导向管的轴心对称的数个配重杆，所述每个配重杆上设有相同数量的可拆卸的配重块。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过在配重杆上添加和减少配重块来改变整个测量装置，以适应不同地质条件的沉渣测量，提高了沉渣厚度测量的准确性。
进一步，所述配重杆为三个。
采用上述进一步方案的有益效果是：三个配重杆以竖向导向管的轴心对称分布在上覆板上，使得上覆板在工作时，具有良好的平稳性，能够确保清扫电机与沉渣表面垂直，增加了测试的准确性。
进一步，所述上覆板和所述保护架可拆卸连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过可拆卸连接，方便更换不同直径的上覆板以适应不同孔径的沉渣厚度测量，使用范围非常广泛，操作过程比较简单。
进一步，所述上覆板上设有多个排水孔。
采用上述进一步方案的有益效果是：排水孔的设计，确保了测量装置在含有泥水的孔中能够快速、平稳地向孔底沉渣移动。
进一步，所述推进控制终端和所述清扫电机控制终端还包括显示装置。
采用上述进一步方案的有益效果是：显示装置提供了良好的人际交互接口，使用非常方便。
【附图说明】
图1是本发明钻头可变式感应法测量沉渣厚度的俯视图，
图2是本发图1中A-A方向的剖视图，
图3是本发明设有配重块的工作示意图，
图4是本发明清扫钻头的另一结构实施方式结构示意图，
图5是图2中B-B方向的剖视图，
图6是图2中C-C方向的剖视图，
图7是图2中C-C中的局部结构示意图，
图8是本发明具体实施例的工作示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、保护架，11、推进装置固定座，2、压力传感推进装置，21、推杆，3、上覆板，31、上覆板通孔，32、排水孔，33、配重杆，34、配重块，4、刚性清扫钻头，5、竖向导向管固定装置，6、竖向导向管，61、内壁限位凸台，7、清扫电机，71、电机限位槽，8、吊环，91、推进控制终端，92、清扫电机控制终端。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
本发明钻头可变式压力感应法测量沉渣厚度的装置结构示意图参见图1—图7，包括上覆板3，上覆板3的上方垂直设置有三个保护架1，同时，上覆板3上设有三个以上覆板3轴心中心对称的配重杆，保护架1的上端设有吊环8，保护架1的上部、保护架1之间设有推进装置固定座11，推进装置固定座11上设置有与上覆板3垂直的的压力传感推进装置2，压力传感推进装置2为压力传感伺服电机，压力传感推进装置2与推进控制终端91连接，压力传感推进装置2的推杆21朝向上覆板3，推杆21和上覆板3之间设有与清扫电机控制终端92连接的清扫电机7；清扫电机7设置在竖向导向管6内、并可在竖向导向管6内上下滑动，竖向导向管6通过竖向导向管固定装置5安装在保护架1之间，竖向导向管6的内壁上设有与竖向导向管6的轴心平行的内壁限位凸台61，清扫电机7的外壳上与内壁限位凸台61对应的位置上设有电机限位槽71；清扫电机7上设有清扫钻头4，清扫钻头4向下穿过所述上覆板3上的上覆板通孔31。
本发明提供的钻头可变式压力感应法测量沉渣厚度的装置中的整体高度可设为大约130cm，整体重量约为20kg，根据不同桩径安装的不同上覆板，直径可设为30cm，40cm，50cm，60cm，70cm，80cm等。装置整体移动性灵活。
由于压力传感伺服电机的推杆端安装有清扫电机，清扫电机上设有清扫钻头，工作时，将上覆板静置于沉渣上表面，先启动清扫电机，再启压力传感伺服电机，在压力传感伺服电机的作用下，清扫电机垂直向下运动，清扫钻头将沉渣清出孔道，直至孔底，通过压力传感伺服电机来实时感应压力，当压力达到推进控制终端中设定的标定值时，压力传感伺服电机停止工作，则推杆前进的距离便是沉渣厚度；通过在配重杆上添加和减少配重块来改变整个测量装置，以适应不同地质条件的沉渣测量，提高了沉渣厚度测量的准确性。本发明提供的装置具有可拆卸功能，除电缆连接外，均为非密封装置，便于更换与调整各部件，不但增强了其在工地等复杂条件下的适用性，而且减小了其运输难度。
本实施例所用工业水下管柱电机具有高精度。通过电缆连接，清扫电机控制终端中设定管柱电机的压力标定值，即当压力传感伺服电机所感应到的亚阿里达到标定值时，清扫电机自动停止推进，但在没有得到指令的情况下，清扫电机并不后退。
图3为本发明设有配重块的工作示意图，配重块34安装在配重杆33上，清扫钻头向下穿过上覆板通孔31，将孔底的沉渣清除形成清除孔道，使清扫钻头到达沉渣孔底。
刚性钻头具有较强的清扫推进能力，便于穿透沉渣，使钻头达到孔底；配重杆上的配重块来改变装置的重量，确保上覆板与沉渣上表面接触良好，测试数据较为准确。图4中的刚性钻头为倒圆锥形，以实现不同地质的孔底沉渣的清扫，达到较高的测量效率。
本发明具体实施例的工作示意图参见图8，将牵拉绳系在保护架1上的吊环8上，通过桩孔上支架上的滑轮将测量装置慢慢放入桩孔中，使得测量装置上的上覆板静置在沉渣的上表面。
在测试之前对装置进行压力标定：根据桩身尺寸的不同，选择合理直径的上覆板，根据地质条件，选择合适的钻头形式。按要求组装好装置之后，将装置浸没于水中，测量其重量(不包含推进控制终端和清扫电机控制终端)，记为M，如果桩孔内没有水，则无需浸入水中，直接测量其重量，即为M，单位N(牛顿)，通过推进控制终端调整推进器参数，选择合适的测量模式：
模式一：设定合适的推进速度，推进工作的压力标定值应力设为M，当压力达到M时，推进器自动停止工作，记录推进控制终端显示推进长度。
模式二：设定合适的推进速度，通过反复推进与后退，将实时推进压力与M进行比较，确定推进长度。
由于推进器采用伺服电机，故推进的精确控制(推进距离，推进速度，推进压力)得以实现，为精确测量提供了保障。
先将支架架设于桩孔上方，牵引绳穿过支架滑轮与吊环连接，下放至孔底。此时上覆板接触沉渣表面。
开始测量：先启动清扫电机控制终端，清扫电机工作；再启动推进控制终端，推杆开始伸长，通过清扫钻头清理孔道，此时装置测量压力m均作用于推杆。当清扫钻头至沉渣底部时，无法继续下降，通过清扫电机控制终端实时显示，装置测量压力m等于装置标定重力M。
当m＝M时，读取推进距离，即为沉渣厚度。
以上对本发明所提供的钻头可变式压力感应法测量沉渣厚度的装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种钻头可变式压力感应法测量沉渣厚度的装置，包括上覆板，所述上覆板的上方垂直设置有数个保护架，所述保护架的上端设有吊环，所述保护架的上部、保护架之间设有推进装置固定座，所述推进装置固定座上设置有与所述上覆板垂直的的压力传感推进装置，所述压力传感推进装置与推进控制终端连接，所述压力传感推进装置的推杆朝向所述上覆板，其特征在于，所述推杆和上覆板之间设有与清扫电机控制终端连接的清扫电机；所述清扫电机设置在竖向导向管内、并可在所述竖向导向管内上下滑动，所述竖向导向管固定在所述保护架之间；所述清扫电机上设有清扫钻头，所述清扫钻头向下穿过所述上覆板。
2.如权利要求1所述的钻头可变式压力感应法测量沉渣厚度的装置，其特征在于，所述压力传感推进装置为压力传感伺服电机。
3.如权利要求1或2所述的钻头可变式压力感应法测量沉渣厚度的装置，其特征在于，所述竖向导向管的内壁上设有与竖向导向管的轴线平行的内壁限位槽或内壁限位凸台，所述清扫电机的外壳上与所述内壁限位槽或内壁限位凸台对应的位置上设有电机限位凸台或电机限位槽。
4.如权利要求3所述的钻头可变式压力感应法测量沉渣厚度的装置，其特征在于，所述清扫钻头为刚性清扫钻头，所述刚性清扫钻头呈圆锥形。
5.如权利要求2或4所述的钻头可变式压力感应法测量沉渣厚度的装置，其特征在于，所述上覆板上垂直设有以所述竖向导向管的轴心对称的数个配重杆，所述每个配重杆上设有相同数量的可拆卸的配重块。
6.如权利要求5所述的钻头可变式压力感应法测量沉渣厚度的装置，其特征在于，所述配重杆为三个。
7.如权利要求6所述的钻头可变式压力感应法测量沉渣厚度的装置，其特征在于，所述上覆板和所述保护架可拆卸连接。
8.如权利要求7所述的钻头可变式压力感应法测量沉渣厚度的装置，其特征在于，所述上覆板上设有多个排水孔。
9.如权利要求8所述的钻头可变式压力感应法测量沉渣厚度的装置，其特征在于，所述推进控制终端和所述清扫电机控制终端还包括显示装置。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |