CN105332664B - 一种可调压冻结钻孔用单向阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调压冻结钻孔用单向阀，包括闷盖和两端开口、中空的阀体，阀体的内侧壁设置有一层凸圈，阀体的侧壁上均匀开有多个通孔Ⅰ，闷盖连接阀体的一端，在阀体内设置有活塞，在活塞和闷盖之间设置有模具弹簧，阀体的另一端与两端开口、中空的连接器的一端相连接，连接器另一端与丝堵的一端相连接，在丝堵和连接器之间安装有O型圈。该可调压冻结钻孔用单向阀满足各种地层工程施工需要，设计合理，压力可调，操作方便，提高了工作效率，保证施工安全，是一种完全有别于传统施工方法的一种作业方式。
Description
技术领域
本发明属于地铁盾构隧道双线区间隧道联络通道水平钻孔冻结土体加固，盾构始发、接收水平钻孔冻结土体加固等各种含水量较大的地下土体水平钻孔领域，防止打钻过程中漏水、漏砂，保证土体的自稳性，防止地面下沉或建筑物变形。具体涉及一种可调压冻结钻孔用单向阀。
背景技术
打钻过程中，由于涌水、涌砂造成地下原有土体失去稳定性。造成地面下沉、构造物变形、甚至引起人身、财产安全事故。本发明解决了打钻过程中漏水、漏砂的问题。
在冻结法土体加固钻孔的施工过程中，采用跟管钻进方式进行钻孔，即直接将冻结管作为钻杆钻入土体中，在钻孔过程中需要将清水或膨润土泥浆从冻结管中压入土体中，起到润滑、冷却和携渣等作用，同时又要保证地层中的水土不通过冻结管向外涌出。因此，需要在钻头处安装单向阀，使膨润土泥浆可以经冻结管从钻头流向土层，地层中的水土不能从冻结管流向工作面。
在以前的施工中，我们使用的是一种固定压力的单向阀，在实际使用过程中，发现这种单向阀在压力较小的地层中可以正常的使用，但在压力较大的地层中，容易出现反水反砂现象，严重时会造成施工完成的冻结管报废，需要重新补孔，增加了成本投入，也存在施工安全风险。根据这种情况我们将该单向阀改进成压力可调，即可根据不同的地层情况调节工作压力，以适用于各种地层。
发明内容
根据原有技术的不足，提供一种满足工程施工需要，设计合理，压力可调，操作方便，提高了工作效率，保证施工安全的可调压冻结钻孔用单向阀。
本发明按以下技术方案实现：
一种可调压冻结钻孔用单向阀，包括闷盖和两端开口、中空的阀体，阀体的内侧壁设置有一层凸圈，阀体的侧壁上均匀开有多个通孔Ⅰ，所述闷盖连接阀体的一端，在所述阀体内设置有活塞，在所述活塞和闷盖之间设置有模具弹簧，所述阀体的另一端与两端开口、中空的连接器的一端相连接，所述连接器另一端与丝堵的一端相连接，在所述丝堵和连接器之间安装有O型圈。
所述闷盖设置有外螺纹Ⅰ，所述连接器设置有外螺纹Ⅱ，所述阀体设置有与外螺纹Ⅰ相适配的内螺纹Ⅰ和与外螺纹Ⅱ相适配的内螺纹Ⅱ，所述丝堵设置有外螺纹Ⅲ，所述连接器设置有与外螺纹Ⅲ相适配的内螺纹Ⅲ。
所述活塞为T形结构，包括水平部和垂直部，所述垂直部的左侧面开有一个直径大于模具弹簧直径的凹槽Ⅰ，在凹槽Ⅰ的底部又开有一个向内延伸到水平部且直径小于凹槽Ⅰ直径的凹槽Ⅱ，在水平部的弧形面上开有若干个与凹槽Ⅱ。
所述活塞的垂直部的直径等于阀体的内直径。
所述凸圈的内径小于活塞水平部的外径。
当所述活塞的水平部在模具弹簧的弹力下顶在凸圈时，所述通孔Ⅰ与通孔Ⅱ相连通。
所述模具弹簧为左旋式弹簧。
所述丝堵的另一端开有一字型的凹槽Ⅲ。
所述闷盖、阀体、活塞、连接器和丝堵的材质均为45#型号的钢材。
本发明有益效果：
该可调压冻结钻孔用单向阀满足各种地层工程施工需要，设计合理，压力可调，操作方便，提高了工作效率，保证施工安全，是一种完全有别于传统施工方法的一种作业方式。
附图说明
图1为本发明结构剖面图；
图2为闷盖结构剖面图；
图3为闷盖右视图；
图4为阀体结构剖面图；
图5为阀体左视图；
图6为活塞结构剖面图；
图7为活塞左视图；
图8为连接器结构剖面图；
图9为连接器左视图；
图10为丝堵结构剖面图；
图11为丝堵左视图；
1—闷盖，1-1—外螺纹Ⅰ，2—阀体，2-1—凸圈，2-2—通孔Ⅰ，2-3—内螺纹Ⅰ，2-4—内螺纹Ⅱ，3—模具弹簧，4—活塞，4-1—水平部，4-2—垂直部，4-3—凹槽Ⅰ，4-4—凹槽Ⅱ，4-5—通孔Ⅱ，5—连接器，5-1—外螺纹Ⅱ，5-2—内螺纹Ⅲ，6—O型圈，7—丝堵，7-1—外螺纹Ⅲ，7-2—凹槽Ⅲ。
具体实施方式
以下结合附图，通过具体实施例对本发明技术方案做进一步的说明。
如图1至图11所示，一种可调压冻结钻孔用单向阀，包括闷盖1和两端开口、中空的阀体2，闷盖1长为30mm，外径为58mm，阀体2长为98mm，外径为60mm，内径为44mm，阀体2的内侧壁设置有一层凸圈2-1，凸圈2-1厚度为6mm，距离阀体2右端为22mm，阀体2的侧壁上均匀开有六个直径为8mm的通孔Ⅰ2-2，通孔Ⅰ2-2中心处距离阀体2右端为34mm，闷盖1设置有外螺纹Ⅰ1-1，外螺纹Ⅰ1-1长度为14mm，阀体2设置有与外螺纹Ⅰ1-1相适配的内螺纹Ⅰ2-3，阀体2内设置有活塞4，活塞4为T形结构，活塞4长为35mm，包括水平部4-1和垂直部4-2，水平部4-1长为15mm，外径为34mm，垂直部4-2外径为44mm，垂直部4-2的左侧面开有直径为36mm、深为5mm的凹槽Ⅰ4-3，在凹槽Ⅰ4-3的底部又开有一个直径为16mm、深为22mm的凹槽Ⅱ4-4，在水平部4-1的弧形面上开有两个与凹槽Ⅱ4-4相通的通孔Ⅱ4-5，通孔Ⅱ4-5的直径为5mm，通孔Ⅱ4-5的中心距离垂直部4-2的左侧端为23mm，在活塞4和闷盖1之间设置有模具弹簧3，模具弹簧3为左旋式弹簧，
模具弹簧3的直径为34mm，长为40mm，阀体2的右端与两端开口、中空的连接器5的左端相连接，连接器5的长为45mm，外径为72mm，连接器5设置有外螺纹Ⅱ5-1，阀体2设置有与外螺纹Ⅱ5-1相适配的内螺纹Ⅱ2-4，连接器5右端与丝堵7的左端相连接，丝堵7的长为71mm，外径为54mm，丝堵7的右端面开有一字型的凹槽Ⅲ7-2，丝堵7设置有外螺纹Ⅲ7-1，连接器5设置有与外螺纹Ⅲ7-1相适配的内螺纹Ⅲ5-2，在丝堵7和连接器5之间安装有O型圈6，O型圈6的外径为40mm，闷盖1、阀体2、活塞4、连接器5和丝堵7的材质均为45#型号的钢材。
每个部位的具体作用：
闷盖1是作为调节压力的构件，通过旋进压紧模具弹簧3以增大工作压力，通过旋出放松模具弹簧3以减小工作压力。现场施工根据不同的水文地质情况，调节出设计打钻工作压力。
模具弹簧3是作为提供压力的构件，通过模具弹簧3调节出工作压力。
阀体2是作为本单向阀的主要工作部位，即闷盖1、模具弹簧3、活塞4在其中组成单向阀的主要功能。
活塞4是作为挡水的构件，在工作时，水流只能从活塞4的一面通过，另一面的水将被挡住，由于通孔Ⅱ4-5与凹槽Ⅱ4-4和凹槽Ⅰ4-3相连通，模具弹簧3可以更精准的调节出设计打钻工作压力。
连接器5是作为单向阀与冻结管连接的构件，一般采取焊接方式。
O型圈6是作为后期密封丝堵的构件。
丝堵7是作为钻孔完成后需要对单向阀密封的构件，主要就是使单向阀失效，冻结孔打压盐水试验时，盐水不能再通过单向阀。
工作过程：
钻孔工序时，不安装O型圈6和丝堵7；钻孔施工时，将连接器5嵌入冻结管，并焊接牢固，向冻结管内注入清水，通过调整闷盖1，使活塞4恰好在施工地层的设计压力下开启，清水从阀体2上的通孔Ⅰ2-2流出；调整好后，将闷盖1与阀体2焊接成整体；将连接器5插入一小段冻结管并焊接，该冻结管的长度以与闷盖1齐平为宜；在闷盖1上焊接简易钻头后，即可钻孔施工；钻孔结束后，将O型圈6套在丝堵7的螺纹根部，通过加长杆将丝堵7旋入连接器5，在设计压力下打压试漏，确认正常后即完成冻结孔施工。
该可调压冻结钻孔用单向阀满足各种地层工程施工需要，设计合理，压力可调，操作方便，提高了工作效率，保证施工安全，是一种完全有别于传统施工方法的一种作业方式。
Claims (9)
1.一种可调压冻结钻孔用单向阀，其特征在于：包括闷盖（1）和两端开口、中空的阀体（2），阀体（2）的内侧壁设置有一层凸圈（2-1），阀体（2）的侧壁上均匀开有多个通孔Ⅰ（2-2），所述闷盖（1）连接阀体（2）的一端，在所述阀体（2）内设置有活塞（4），在所述活塞（4）和闷盖（1）之间设置有模具弹簧（3），所述阀体（2）的另一端与两端开口、中空的连接器（5）的一端相连接，所述连接器（5）另一端与丝堵（7）的一端相连接，在所述丝堵（7）和连接器（5）之间安装有O型圈（6）。
2.根据权利要求1所述一种可调压冻结钻孔用单向阀，其特征在于：所述闷盖（1）设置有外螺纹Ⅰ（1-1），所述连接器（5）设置有外螺纹Ⅱ（5-1），所述阀体（2）设置有与外螺纹Ⅰ（1-1）相适配的内螺纹Ⅰ（2-3）和与外螺纹Ⅱ（5-1）相适配的内螺纹Ⅱ（2-4），所述丝堵（7）设置有外螺纹Ⅲ（7-1），所述连接器（5）设置有与外螺纹Ⅲ（7-1）相适配的内螺纹Ⅲ（5-2）。
3.根据权利要求1或2所述一种可调压冻结钻孔用单向阀，其特征在于：所述活塞（4）为T形结构，包括水平部（4-1）和垂直部（4-2），所述垂直部（4-2）的左侧面开有一个直径大于模具弹簧（3）直径的凹槽Ⅰ（4-3），在凹槽Ⅰ（4-3）的底部又开有一个向内延伸到水平部（4-1）且直径小于凹槽Ⅰ（4-3）直径的凹槽Ⅱ（4-4），在水平部（4-1）的弧形面上开有若干个与凹槽Ⅱ（4-4）相通的通孔Ⅱ（4-5）。
4.根据权利要求3所述一种可调压冻结钻孔用单向阀，其特征在于：所述活塞（4）的垂直部（4-2）的直径等于阀体（2）的内直径。
5.根据权利要求4所述一种可调压冻结钻孔用单向阀，其特征在于：所述凸圈（2-1）的内径小于活塞（4）水平部（4-1）的外径。
6.根据权利要求5所述一种可调压冻结钻孔用单向阀，其特征在于：当所述活塞（4）的水平部（4-1）在模具弹簧（3）的弹力下顶在凸圈（2-1）时，所述通孔Ⅰ（2-2）与通孔Ⅱ（4-5）相连通。
7.根据权利要求1或2所述一种可调压冻结钻孔用单向阀，其特征在于：所述模具弹簧（3）为左旋式弹簧。
8.根据权利要求1或2所述一种可调压冻结钻孔用单向阀，其特征在于：所述丝堵（7）的另一端开有一字型的凹槽Ⅲ（7-2）。
9.根据权利要求1或2所述一种可调压冻结钻孔用单向阀，其特征在于：所述闷盖（1）、阀体（2）、活塞（4）、连接器（5）和丝堵（7）的材质均为45#型号的钢材。
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