CN106677555B - 用于混凝土的多震源液压劈裂机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于混凝土的多震源液压劈裂机，目的在于提供一种新的劈裂混凝土的方式，解决传统劈裂机对于液压站功率要求较高，且作用过程较慢，不能高效率的破坏混凝土结构的问题，棒体中部设有一密封腔，密封腔由自下至上的作用腔和压力腔构成，压力腔与作用腔之间设有一柱塞体，作用腔对应的棒体上设有竖直线状排列的多个捣震头，利用柱塞体在反复泄压冲压情况下形成的震动转化为捣震头的震动，压力腔在冲压和泄压之间来回循环，并带动柱塞体在密封腔内进行往复运动，柱塞体在进行往复运动时，作用腔的体积同样出现周期性变化，并将其转化为捣震头的往复运动，捣震头作用于材料效果大大增强，产生更大的破坏效果。

Description

用于混凝土的多震源液压劈裂机

技术领域

本发明涉及混凝土破裂领域，特别是涉及一种用于混凝土的多震源液压劈裂机。

背景技术

混凝土结构是现代建筑中最为常用的结构，在桥梁和水利工程中需要浇筑大量的支撑柱以及坝体等混凝土结构，在进行施工的过程中通常会遇到对已有混凝土结构破损处进行修复或者拆除，以及返工重修浇筑的情况，但是混凝土由于一旦成型其结构较为稳定，后期的破坏十分的不易。但是由于混凝土结构其抗拉性能相对较弱，因此一般利用该特性进行破坏混凝土结构，如利用楔形块将直线运动转化为推力，进而产生破坏。但是这种传统的劈裂机，其产生的压力近似于一种静力，必须达到混凝土破坏极限才能产生作用，且压力增加到极限值需要一定的时间，因此造成了该种劈裂机其作用较慢，且对压力的要求较高，压力泵的功率也较高，十分不利于施工作业的快速完成。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种用于混凝土的多震源液压劈裂机，目的在于提供一种新的劈裂混凝土的方式，解决传统劈裂机对于液压站功率要求较高，且作用过程较慢，不能高效率的破坏混凝土结构的问题。

其技术方案是，包括液压站和劈裂组件；所述液压站包括提供油源的油箱和对液压油提供压力和动力的的液压泵，液压站通过压力油供油管道连接劈裂组件，所述劈裂组件包括一伸入到待劈裂物内的棒体，其特征在于，所述棒体中部设有一密封腔，所述密封腔由自下至上的作用腔和压力腔构成，压力腔与作用腔之间设有一柱塞体，所述作用腔对应的棒体上设有竖直线状排列的多个捣震头，所述多个捣震头镜像对称成两列形成在同一竖直平面内的结构，各所述捣震头与棒体滑动密封连接，各所述捣震头的一端露出于棒体外，捣震头的另一端位于作用腔内，也即各捣震头与柱塞体形成作用腔的密封件使得密封腔形成密闭的空腔，所述作用腔内填满流动性介质，所述柱塞体由作用于作用腔的第一密封头和位于压力腔的第二密封头构成，第二密封头与压力腔之间设有弹性件，形成下压柱塞体后受弹性件回复力作用做往复运动的结构，所述压力腔的内壁处设有一连通液压站油源处的泄压孔，所述第二密封头与压力腔内壁密封连接，第二密封头上端在弹性件自然状态下超出泄压孔形成阻挡压力腔与泄压孔连通的结构，所述压力腔内壁上设有一供油口，所述供油口位于第二密封头上方且通过供油管连通液压站的结构。

在一实施例中，所述第二密封头上端的中心处突出设有一带有螺纹的连接柱，所述连接柱通过螺纹连接调节环，所述调节环的外圆周面与第二密封头的外圆周面相齐平构成与压力腔内壁密封滑动配合。

在一个实施例中，所述棒体由棒身和棒头构成，所述密封腔位于棒身处，棒身上端与棒头之间通过螺纹进行固定连接，棒身与棒头之间通过螺纹旋紧力紧压有密封垫，形成所述密封腔的结构，所述压力腔直径大于作用腔直径，相应的所述柱塞体为倒置的“凸”字型结构，所述弹性件为圆柱弹簧，所述弹性件套接在第一密封头上且位于压力腔内。

在一个实施例中，所述棒体上设有与捣震头对应的安装孔，安装孔内固定安装有衬套，衬套中心处设有与捣震头滑动密封连接的配合孔，捣震头的一端设有径向凸出的凸缘，捣震头中部套接有多个夹环，各夹环之间设有密封环，所述密封环其横截面为中间鼓两边下陷的结构，形成密封环受压后径向向外变形的结构，凸缘与夹环之间穿设固定螺栓，固定螺栓的一端与位于末端的夹环固定连接，固定螺栓的中部穿过各夹环且滑动连接，固定螺栓的另一端穿过凸缘并螺纹连接调节螺母，形成拧动调节螺母，各夹环沿捣震头轴向夹紧的结构。

在一个实施例中，所述配合孔设有凸缘轴向滑动的空间，且凸缘滑动行程不超出配合孔，所述配合孔设有与捣震头中部贴合的导向部，所述导向部内壁处镶嵌有防尘环。

在一个实施例中，所述作用腔内壁上设有一注油孔，注油孔连接一两路的开关，开关其中一路通过补油管连接进油管道，补油管上设置控制通断的控制阀，开关的另一通路连接通过管路连接真空泵。

在一个实施例中，所述捣震头的伸出棒体外的一端通过螺纹连接撞击部，所述撞击部设有棱锥状的尖端。

在一个实施例中，所述第一密封头、第二密封头的外壁处均套接有间隔设置的O型密封圈，形成与密封腔内壁密封的结构。

在一个实施例中，所述棒体的上端通过螺纹连接有一T型的把手。

本发明在使用时，压力腔在冲压和泄压之间来回循环，并带动柱塞体在密封腔内进行往复运动，柱塞体在进行往复运动时，作用腔的体积同样出现周期性变化，并将其转化为捣震头的往复运动，然后通过捣震头作用于混凝土，进而实现劈裂混凝土或其他待劈裂材料；通过设置弹性件的弹性系数以及泄压孔与柱塞体上端面之间的距离可实现柱塞体往复运动频率，选用适当的频率，可使得捣震头作用于材料效果大大增强，产生更大的破坏效果。

附图说明

图1为本发明的局部结构示意图（由于液压站等为现有技术，故图中并未画出具体结构）。

图2为本发明中捣震头与衬套、撞击部的配合示意图。

图3为本发明中夹环与与凸缘的作用原理图。

图4为本发明中的柱塞体的主视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

在一个实施例中，如图1至图3所示，液压站和劈裂组件；液压站为劈裂组件提供持续的液压油，驱动劈裂组件动作，当然液压站也可以替换为气泵，这一点可以根据劈裂机的使用环境进行选用，液压站中的油箱为储存油源的地方，该处液压油并无压力，油源处液压油经液压泵提取后形成工作的压力，劈裂组件包括一伸入到待劈裂物内的棒体1，棒体1需要承受液压油的压力和热冲击，所以材料选用耐高温和耐冲击的刚性材料制成，如不锈钢或者45钢等，棒体1中部的密封腔2自下至上有作用腔2a和压力腔2b，压力腔2b与作用腔2a之间由一柱塞体3密封隔开，作用腔2a对应的棒体1上的多个捣震头4镜像对称成两列形成在同一竖直平面内的结构，当捣震头4在进行往复运动时都处在同一竖直平面内，且捣震头4产生的力方向相反，棒体1本身由于捣震头4震动方向相反其力量相互抵消进而不会产生震动，使用更加的平稳，捣震头4与棒体1滑动密封，各所述捣震头4的一端露出于棒体1外，捣震头4的另一端位于作用腔2a内，也即各捣震头4与柱塞体3形成作用腔2a的密封件使得密封腔2形成密闭的空腔，作用腔2a内填满的流动性介质5可以选用液压油，作用腔2a内体积由于处在密封状态下因此理论上处于恒定不变状态，柱塞体3由作用于作用腔2a的第一密封头3a和位于压力腔2b的第二密封头3b构成，第二密封头3b与作用腔2a之间设有弹性件6，当给予第二密封头3b一定压力后，柱塞体3下降，进而带动作用腔2a的体积发生变化，为了弥补被压缩的体积各捣震头4向外伸出直至体积不变，当第二密封头3b受到的压力小于弹性件6基于柱塞体3向上的力时，柱塞体3上移进而带动捣震头4回缩，如此反复捣震头4将会产生周期性的往复运动，压力腔2b的内壁处连通液压站油源处的泄压孔7就是使得压力腔2b内压力发生变化的条件，第二密封头3b与压力腔2b内壁密封连接，第二密封头3b上端在弹性件6自然状态下超出泄压孔7形成阻挡压力腔2b与泄压孔7连通的结构，压力腔2b内壁上设有一供油口8，供油口8位于第二密封头3b上方且通过供油管9连通液压站的结构，压力油持续供给提供柱塞体3下行的压力并向下压缩弹性件6，柱塞体3下行至露出泄压孔7时，压力腔2b内压力骤然变小，使得柱塞体3在弹性件6弹力作用下上行，然后柱塞体3阻挡住泄压孔7，压力腔2b内压力再次提升促使柱塞体3下行，当压力腔2b内持续提供压力油时，柱塞体3将会做往复运动，往复运动频率与弹性件6弹性系数和泄压孔7的位置相关，控制弹性系数和泄压孔7位置可得到合适的往复运动频率，使得捣震头4处于高频次震动。

在一实施例中，往复运动频率与弹性件6弹性系数和泄压孔7的位置相关，因此可以在泄压孔7位置保持不变的情况下，通过增减调节环的多少来改变第二密封头到达泄压孔的路径长短，进而实现泄压孔泄压所需的时间，因此在第二密封头3b上端的中心处突出设有一带有螺纹的连接柱3c，连接柱通过螺纹连接调节环3d，所述调节环3d的外圆周面与第二密封头3b的外圆周面相齐平构成与压力腔内壁密封滑动配合。

在一个实施例中，如图1所示，为了便于密封腔2的加工和内部零件装配，棒体1做成分体式结构，由棒身1a和棒头1b构成，密封腔2位于棒身1a处，棒身1a上端与棒头1b之间通过螺纹进行固定连接，棒身1a与棒头1b之间通过螺纹旋紧力紧压有密封垫10，形成所述密封腔2的结构，压力腔2b直径大于作用腔2a直径形成弹性件6的安装台阶，对弹性件6进行限位，柱塞体3为倒置的“凸”字型结构，弹性件6为圆柱弹簧，所述弹性件6套接在第一密封头3a上且位于作用腔2a内，为了确保作用腔2a与压力腔2b的密封效果，第一密封头3a、第二密封头3b的外壁处均套接有间隔设置的O型密封圈，形成与密封腔2内壁密封的结构。

在一个实施例中，如图1和图2所示，捣震头4在高频次的震动过程中会产生较多的热量和摩擦损伤，为了解决这一问题，防止捣震头4磨损过快，棒体1上设置与捣震头4对应的安装孔，安装孔内固定安装有衬套11，衬套11选用材质较软的且导热良好的铜或者铜合金制成，衬套11中心处设有与捣震头4滑动密封连接的配合孔，捣震头4的一端设有径向凸出的凸缘4a，捣震头4中部套接有多个夹环12，各夹环12之间设有密封环13，密封环13其横截面为中间鼓两边下陷的结构，形成密封环13受压后径向向外变形的结构，凸缘4a与夹环12之间穿设固定螺栓14，固定螺栓14的一端与位于末端的夹环12固定连接，固定螺栓14的中部穿过各夹环12且滑动连接，固定螺栓14的另一端穿过凸缘4a并螺纹连接调节螺母15，形成拧动调节螺母15，各夹环12沿捣震头4轴向夹紧的结构，当拧动调节螺母15时，夹环12各在末端夹环12作用下夹紧密封环13，密封环13在压力作用下产生径向的变形，中间的鼓起部贴紧配合孔内壁，压片作用于各密封环13处时产生的压力致使各个密封环13紧贴配合孔内壁，密封环13由于为弹性材料，在压力作用下与配合孔内壁处微小的凹凸结构形成类似迷宫密封的结构，达到密封效果，其密封效果最好处在于密封环13的中间鼓起处，因此此处材料最多且与配合孔贴合最为紧密处，每个密封环13都产生类似变形均形成一道密封，因此其密封效果良好，不会产生泄露或泄压；配合孔设有凸缘4a轴向滑动的空间，也即允许凸缘4a可以来回往复移动，在进行高频次往复移动时，不需要捣震头4具有较高的振幅，而是只需其产生高频次震动即可，因此为了缩小捣震头4的周期达到最优的效果，凸缘4a滑动行程不超出配合孔，配合孔设有与捣震头4中部贴合的导向部16帮助捣震头4运动更加平稳，导向部16内壁处镶嵌有防尘环17。

在一个实施例中，在图1所示，在进行装配时或是在作用腔2a内液压油发生渗漏不再填满时，需要对作用腔2a进行补充液压油，因此在作用腔2a内壁上设有一注油孔18，注油孔18充当补充液压油和排出空气的作用，在进行充满液压油时，需要将作用腔2a内进行抽真空，因此为了方便操作，注油孔18连接一两路的开关，开关其中一路通过补油管19连接进油管道，补油管19上设置控制通断的控制阀，开关的另一通路连接通过管路连接真空泵。

在一个实施例中，如图1和图2所示，所述捣震头4的伸出棒体1外的一端通过螺纹连接撞击部20，所述撞击部20设有棱锥状的尖端，撞击部20采用耐冲击性材料制成，如高锰钢材料，为方便拿取，可以在棒体1的上端通过螺纹连接有一T型的把手1c。

本发明在具体的使用时，

本发明在使用时，需要在待破裂的混凝土上钻出一个用于棒体1伸入的深孔，然后将本发明的棒体1置于孔中，孔的内径应当与棒体1相适应，保证捣震头4在进行震动时能够完全伸入然后打开液压站，对压力腔2b输送压力油，将液压站调成恒压力输出，柱塞体3在恒定压力作用下迅速下行并压缩弹性件6，当柱塞体3下行至泄压孔7时，压力腔2b内压力发生突变，柱塞体3在弹性件6作用下上行，泄压孔7封闭压力油压力再次大于弹性件6压力，柱塞体3再次发生下行，如此往复实现柱塞体3上下往复运动，柱塞体3的往复运动使得作用腔2a的体积的周期性变化趋势，由于作用腔2a的密闭环境，为了抵消该上述周期性变化趋势，捣震头4产生往复运动，进而产生震动，各捣震头4均为一震源，多个捣震头4同时作用于混凝土的拉力方向，实现对混凝土的捣震，最终破坏混凝土；在此使用过程中，压力油的供给一直处于恒定状态，功率一直稳定输出，但是传统的劈裂机，其压力逐渐增加，致使液压泵一直处于变载荷的情况下，恒定压力的输出对于液压泵负载较小。

Claims (9)

1.用于混凝土的多震源液压劈裂机，包括液压站和劈裂组件；所述液压站包括提供油源的油箱和对液压油提供压力和动力的的液压泵，液压站通过压力油供油管（9）连接劈裂组件，所述劈裂组件包括一伸入到待劈裂物内的棒体（1），其特征在于，所述棒体（1）中部设有一密封腔（2），所述密封腔（2）由自下至上的作用腔（2a）和压力腔（2b）构成，压力腔（2b）与作用腔（2a）之间设有一柱塞体（3），所述作用腔（2a）对应的棒体（1）上设有竖直线状排列的多个捣震头（4），所述多个捣震头（4）镜像对称成两列形成在同一竖直平面内的结构，各所述捣震头（4）与棒体（1）滑动密封连接，各所述捣震头（4）的一端露出于棒体（1）外，捣震头（4）的另一端位于作用腔（2a）内，也即各捣震头（4）与柱塞体（3）形成作用腔（2a）的密封件使得作用腔（2a）形成密闭的空腔，所述作用腔（2a）内填满流动性介质（5），所述柱塞体（3）由作用于作用腔（2a）的第一密封头（3a）和位于压力腔（2b）的第二密封头（3b）构成，第二密封头（3b）与作用腔（2a）之间设有弹性件（6），形成下压柱塞体（3）后受弹性件（6）回复力作用做往复运动的结构，所述压力腔（2b）的内壁处设有一连通液压站油源处的泄压孔（7），所述第二密封头（3b）与压力腔（2b）内壁密封连接，第二密封头（3b）上端在弹性件（6）自然状态下超出泄压孔（7）形成阻挡压力腔（2b）与泄压孔（7）连通的结构，所述压力腔（2b）内壁上设有一供油口（8），所述供油口（8）位于第二密封头（3b）上方且通过供油管（9）连通液压站。

2.根据权利要求1所述的用于混凝土的多震源液压劈裂机，其特征在于，所述第二密封头（3b）上端的中心处突出设有一带有螺纹的连接柱（3c），所述连接柱通过螺纹连接调节环（3d），所述调节环（3d）的外圆周面与第二密封头（3b）的外圆周面相齐平构成与压力腔内壁密封滑动配合。

3.根据权利要求1或2所述的用于混凝土的多震源液压劈裂机，其特征在于，所述棒体（1）由棒身（1a）和棒头（1b）构成，所述密封腔（2）位于棒身（1a）处，棒身（1a）上端与棒头（1b）之间通过螺纹进行固定连接，棒身（1a）与棒头（1b）之间通过螺纹旋紧力紧压有密封垫（10），形成所述密封腔（2）的结构，所述压力腔（2b）直径大于作用腔（2a）直径，相应的所述柱塞体（3）为倒置的“凸”字型结构，所述弹性件（6）为圆柱弹簧，所述弹性件（6）套接在第一密封头（3a）上且位于作用腔（2a）内。

4.根据权利要求3所述的用于混凝土的多震源液压劈裂机，其特征在于，所述棒体（1）上设有与捣震头（4）对应的安装孔，安装孔内固定安装有衬套（11），衬套（11）中心处设有与捣震头（4）滑动密封连接的配合孔，捣震头（4）的一端设有径向凸出的凸缘（4a），捣震头（4）中部套接有多个夹环（12），各夹环（12）之间设有密封环（13），所述密封环（13）其横截面为中间鼓两边下陷的结构，形成密封环（13）受压后径向向外变形的结构，凸缘（4a）与夹环（12）之间穿设固定螺栓（14），固定螺栓（14）的一端与位于末端的夹环（12）固定连接，固定螺栓（14）的中部穿过各夹环（12）且滑动连接，固定螺栓（14）的另一端穿过凸缘（4a）并螺纹连接调节螺母（15），形成拧动调节螺母（15），各夹环（12）沿捣震头（4）轴向夹紧的结构。

5.根据权利要求4所述的用于混凝土的多震源液压劈裂机，其特征在于，所述配合孔设有凸缘（4a）轴向滑动的空间，且凸缘（4a）滑动行程不超出配合孔，所述配合孔设有与捣震头（4）中部贴合的导向部（16），所述导向部（16）内壁处镶嵌有防尘环（17）。

6.根据权利要求1或2所述的用于混凝土的多震源液压劈裂机，其特征在于，所述作用腔（2a）内壁上设有一注油孔（18），注油孔（18）连接一两路的开关，开关其中一路通过补油管（19）连接进油管道，补油管（19）上设置控制通断的控制阀，开关的另一通路通过管路连接真空泵。

7.根据权利要求6所述的用于混凝土的多震源液压劈裂机，其特征在于，所述捣震头（4）的伸出棒体（1）外的一端通过螺纹连接撞击部（20），所述撞击部（20）设有棱锥状的尖端。

8.根据权利要求6所述的用于混凝土的多震源液压劈裂机，其特征在于，所述第一密封头（3a）、第二密封头（3b）的外壁处均套接有间隔设置的O型密封圈，形成与密封腔（2）内壁密封的结构。

9.根据权利要求7或8所述的用于混凝土的多震源液压劈裂机，其特征在于，所述棒体（1）的上端通过螺纹连接有一T型的把手（1c）。