CN107268597B - 一种软基处理用搅拌装置及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软基处理用搅拌装置及应用，属于地基处理领域。该软基处理用搅拌装置包括：液压马达、与液压马达的输出轴连接的主轴、与主轴的下端同轴连接的旋挖头；多个装料斗，分别与主轴的下部侧壁连接，用于在向下正旋运动时，使掺合料进入，而在向上反旋运动时，使掺合料释放到待软基处理的软土中。本发明实施例提供的软基处理用搅拌装置在对软土进行软基处理时，无需开挖，直接对软土和掺合料进行搅拌即可，提高了作业效率。通过设置液压马达和多个装料斗，使多个装料斗对软土和掺合料进行旋转搅拌，保证了软土和掺合料搅拌均匀，进而提高了作业效果。

Description

一种软基处理用搅拌装置及应用

技术领域

本发明涉及地基处理领域，特别涉及一种软基处理用搅拌装置及应用。

背景技术

随着沿海地区经济的快速发展，对沿海滩涂的开发利用显得愈加重要，为了保证沿海滩涂的承载能力，需要配合软基处理装置对其进行软基处理，所以，提供一种对沿海滩涂上的软土进行软基处理的装置是十分必要的。

现有技术通常将挖掘机的铲斗作为软基处理装置。具体地，挖掘机包括：大臂、与大臂一端连接的挖掘机本体、与大臂另一端连接的铲斗。挖掘机本体内设置有液压泵、发动机、液压执行元件。在对沿海滩涂上的软土进行软基处理时，启动发动机，液压泵将发动机的动力传递给液压执行元件，通过液压执行元件驱动大臂及铲斗运动，以使铲斗将待软基处理的软土挖出并放置在地面上，向该软土中加入掺合料(如粉煤灰、炉渣、固化剂等)，并驱动铲斗对该软土和掺合料进行搅拌，再驱动铲斗将搅拌后的软土填回原处，即完成了对该软土的软基处理。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术使用铲斗对软土进行软基处理时，需要将软土挖出、搅拌、再回填，导致作业效率较低。并且，由于铲斗的搅拌方式为上下挖动搅拌，因此，使用铲斗对软土和掺合料进行搅拌，容易造成搅拌不均匀。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种软基处理用搅拌装置及应用。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种软基处理用搅拌装置，所述软基处理用搅拌装置包括：液压马达、与所述液压马达的输出轴连接的主轴、与所述主轴的下端同轴连接的旋挖头；

多个装料斗，分别与所述主轴的下部侧壁连接，用于在向下正旋运动时，使掺合料进入，而在向上反旋运动时，使所述掺合料释放到待软基处理的软土中。

具体地，作为优选，所述液压马达的输出轴下端设置有第一方形壳体，所述主轴的上端设置第二方形壳体；

所述第二方形壳体固定套装在所述第一方形壳体上。

具体地，作为优选，所述装料斗为开口向下的空腔结构，包括：顺次连接的第一侧板、顶板、第二侧板，以及与所述第一侧板、所述顶板和所述第二侧板前、后两端连接的前挡板和后挡板；

所述第一侧板上设置有可朝向所述装料斗腔体内开合的第一门板，所述第二侧板上设置有可朝向所述装料斗腔体外开合的第二门板；

所述后挡板与所述主轴的下部侧壁垂直连接。

具体地，作为优选，所述第一侧板上设置有第一门板孔，所述第一门板的下端和所述第一门板孔的下端可转动连接；

所述第二侧板上设置有第二门板孔，所述第二门板的下端和所述第二门板孔的下端可转动连接。

具体地，作为优选，所述第一门板和所述第二门板的转动角度为0°-85°。

具体地，作为优选，所述第一侧板和所述顶板之间的夹角为70°-85°，所述顶板和所述第二侧板之间的夹角为120°-150°。

具体地，作为优选，所述第一侧板的底端和所述第二侧板的底端位于同一水平面。

具体地，作为优选，多个所述装料斗在所述主轴的下部侧壁上沿圆周方向布设3-5列；

每列所述装料斗的数量为3-5个。

第二方面，本发明实施例提供的软基处理用搅拌装置在软基处理中的应用。

具体地，作为优选，所述应用包括：

将旋挖头插入待软基处理的软土上铺设的一层掺合料中；

利用液压泵驱动液压马达向下正旋运动，使所述掺合料进入多个装料斗中；

驱动所述液压马达继续向下正旋运动，使所述旋挖头旋至地下预设深度处；

驱动所述液压马达向上反旋运动，使所述掺合料释放到待软基处理的软土中，并与所述软土混合搅拌，完成对所述软土的软基处理。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的软基处理用搅拌装置，在对软土进行软基处理时，无需开挖，直接对软土和掺合料进行搅拌即可，提高了作业效率。通过设置液压马达和多个装料斗，使多个装料斗对软土和掺合料进行旋转搅拌，保证了软土和掺合料搅拌均匀，进而提高了作业效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的软基处理用搅拌装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的装料斗，在第一门板和第二门板闭合时的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的装料斗，在第一门板和第二门板打开时的第一结构示意图；

图4是本发明实施例提供的装料斗，在第一门板和第二门板打开时的第二结构示意图。

附图标记分别表示：

1 液压马达，

2 主轴，

3 旋挖头，

4 装料斗，

401 第一侧板，

4011 第一门板，

402 顶板，

403 第二侧板，

4031 第二门板，

404 前挡板，

405 后挡板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

需要说明的是，液压马达是液压系统的一种执行元件，它将液压泵提供的液体压力能转变为其输出轴的机械能，本发明实施例提供的软基处理用搅拌装置在使用时，使液压马达1安装于挖掘机大臂的端部，并使其轴线始终垂直于地面，同时将该液压马达1通过液压管线与挖掘机本体内的液压泵相连。此外，在使用软基处理用搅拌装置对软土进行软基处理前，已在待软基处理的软土上铺设有一层掺合料。

将掺合料进入装料斗4时，软基处理用搅拌装置的旋转方向视为正旋；将掺合料从装料斗4中释放时，软基处理用搅拌装置的旋转方向视为反旋。

第一方面，本发明实施例提供了一种软基处理用搅拌装置，如附图1所示，该软基处理用搅拌装置包括：液压马达1、与液压马达1的输出轴连接的主轴2、与主轴2的下端同轴连接的旋挖头3；多个装料斗4，分别与主轴2的下部侧壁连接，用于在向下正旋运动时，使掺合料进入，而在向上反旋运动时，使掺合料释放到待软基处理的软土中。

本发明实施例提供的软基处理用搅拌装置的工作原理如下所述：

将旋挖头3插入待软基处理的软土上铺设的一层掺合料中，利用液压泵驱动液压马达1向下正旋运动，进而带动主轴2和装料斗4在向下运动的过程中进行正旋，使掺合料进入多个装料斗4中。驱动液压马达1继续向下正旋运动，使旋挖头3旋至地下预设深度处。然后，利用液压泵驱动液压马达1向上反旋运动，进而带动主轴2和装料斗4在向上运动的过程中进行反旋，使掺合料释放到待软基处理的软土中并与该软土搅拌在一起，待软基处理用搅拌装置从地下提出后，即完成了对该软土的软基处理。

在此过程中，为了满足施工要求，物料配合比(即掺合料的量与待软基处理的软土量形成的比例)不同，装料斗4的下入次数也会有所不同，即如果下入地下的掺合料的量达不到施工要求，则需要进行多次装料斗4下入、搅拌操作，直至满足施工要求。

基于上述，本发明实施例提供的软基处理用搅拌装置在对软土进行软基处理时，无需开挖，直接对软土和掺合料进行搅拌即可，提高了作业效率。通过设置液压马达1和多个装料斗4，使多个装料斗4对软土和掺合料进行旋转搅拌，保证了软土和掺合料搅拌均匀，进而提高了作业效果。

其中，旋挖头3为本领域所常见的，本领域技术人员通过市购即可获得，举例来说，其可以为泉州市鑫华奥机电设备有限公司生产并销售的旋挖头3。

为了保证主轴2与装料斗4连接紧固，防止两者之间发生断裂，将主轴2与装料斗4以焊接的方式相连。并且，根据施工深度的要求和物料配合比的不同，可以选择不同长度的主轴2以及不同数量的装料斗4。

在本发明实施例中，如附图2、附图3和附图4所示，装料斗4为开口向下的空腔结构，包括：顺次连接的第一侧板401、顶板402、第二侧板403，以及与第一侧板401、顶板402和第二侧板403前、后两端连接的前挡板404和后挡板405。第一侧板401上设置有可朝向装料斗4腔体内开合的第一门板4011，第二侧板403上设置有可朝向装料斗4腔体外开合的第二门板4031。后挡板405与主轴2的下部侧壁垂直连接。

应用时，将旋挖头3插入待软基处理的软土上铺设的一层掺合料中，利用液压泵驱动液压马达1向下正旋运动，进而带动装料斗4在向下运动的过程中进行正旋，此时，掺合料进入多个装料斗4中，并且，在掺合料的抵挡作用以及正旋惯性作用配合下，第一门板4011和第二门板4031闭合，驱动液压马达1继续向下正旋运动，使旋挖头3旋至地下预设深度。然后，利用液压泵驱动液压马达1向上反旋运动，进而带动装料斗4在向上运动的过程中进行反旋，在软土和掺合料的挤压下，驱使第一门板4011和第二门板4031打开，使掺合料释放到待软基处理的软土中并与该软土搅拌在一起，待软基处理用搅拌装置从地下提出后，即完成了对该处软土的软基处理。

通过在第一侧板401和第二侧板403上分别设置可向装料斗4腔体内开合的第一门板4011和可向装料斗4腔体外开合的第二门板4031，使第一门板4011和第二门板4031在正旋和反旋时可以沿着同一方向开合，既保证了装料斗4在正旋时掺合料能够进入其腔体中，又可以在装料斗4反旋时保持贯通状态，使掺合料和软土充分混合。

通过将装料斗4设置为开口向下的空腔结构，避免了在作业过程中掺合料会大面积向上运动，扩散至空气中，从而造成环境污染。通过设置前挡板404和后挡板405，避免了掺合料进入装料斗4后，掺合料自装料斗4的腔体中飞出，影响作业效果。

进一步地，第一侧板401上设置有第一门板孔，第一门板4011的下端和第一门板孔的下端可转动连接；第二侧板403上设置有第二门板孔，第二门板4031的下端和第二门板孔的下端可转动连接。

通过设置第一门板孔和第二门板孔，并使第一门板孔的下端和第一门板4011的下端可转动连接，第二门板孔的下端和第二门板4031的下端可转动连接，便于装料斗4沿顺时针方向转动时(正旋)时，掺合料进入装料斗4；而装料斗4沿逆时针方向转动时(反旋)时，该掺合料从装料斗4中释放。

其中，第一门板孔与第一门板4011之间、第二门板孔与第二门板4031之间均可以通过合页连接。具体地，将一个合页的两个板体分别与第一门板孔的下端、第一门板4011的下端通过螺丝连接，将另一个合页的两个板体分别与第二门板孔的下端、第二门板4031的下端通过螺丝连接。

进一步地，第一侧板401和顶板402之间的夹角为70°-85°，举例来说，该夹角可以为75°、78°和80°等，顶板402和第二侧板403之间的夹角为120°-150°，举例来说，该夹角可以为125°、130°和140°等。

通过将第一侧板401和顶板402之间的夹角设置为70°-85°，将顶板402和第二侧板403之间的夹角设置为120°-150°，避免了第一门板4011在向装料斗4腔体内部打开时会与顶板402、第二侧板403接触，从而卡在装料斗4的腔体中，无法进行后续施工作业。

为了使装料斗4在正转和反转时更加顺畅，减小装料斗4在正旋和反旋时的阻力，进一步保证作业效率。使第一侧板401的底端和第二侧板403的底端位于同一水平面。

进一步地，为了能够实现第一门板4011和第二门板4031打开，使掺合料与软土混合，又便于将该第一门板4011和第二门板4031闭合。将第一门板4011和第二门板4031的转动角度范围设置为0°-85°，即两者均可在0°-85°之间转动，举例来说，该转动角度范围可以为65°、75°、80°等。

为了在保证第一侧板401和第二侧板403强度的同时，增大流通面积，提高软土与掺合料在装料斗4中的流通量。将第一门板4011的大小设置为第一侧板401大小的1/3-5/6，举例来说，第一门板4011的大小可以为第一侧板401大小的1/2、2/3等；将第二门板4031的大小设置为第二侧板403大小的1/3-5/6，举例来说，第一门板4011的大小可以为第一侧板401大小的1/2、2/3等。

为了在保证下入地下软土内掺合料的量的同时，提高装料斗4对掺合料与软土的搅拌效果，多个装料斗4在主轴2的下部侧壁上沿圆周方向布设3-5列，举例来说，其可以为3列、4列、5列；每列装料斗4的数量为3-5个，举例来说，其可以为3个、4个、5个。

为了保证液压马达1与主轴2之间连接紧固，同时避免液压马达1的输出轴与主轴2直接连接对液压马达1造成损害。在液压马达1的输出轴下端设置有第一方形壳体，主轴2的上端设置第二方形壳体；该第二方形壳体固定套装在第一方形壳体上。

通过将第一方形壳体和第二方形壳体设置为方形结构，并使第二方形壳体固定套装在第一方形壳体上，保证了第一方形壳体和第二方形壳体在作业过程中不会发生相对转动，进而保证了液压马达1能够顺利带动主轴2转动。

其中，对于将第二方形壳体固定套装在第一方形壳体的具体实现方式，以下给出几种示例：

第一方形壳体的侧壁上和第二方形壳体的侧壁上设置有相对的通孔，两者可以通过螺栓组件连接或销轴连接等。举例来说，当第一方形壳体和第二方形壳体通过销轴连接时，只需将销轴插入第一方形壳体和第二方形壳体上的两个通孔即可；当第一方形壳体和第二方形壳体通过螺栓组件连接时，使用螺栓组件中的螺栓顺次穿过上述两个通孔，并在螺栓的端部拧紧螺母，使该螺母与第二方形壳体的外壁相抵即可。

为了保证主轴2与旋挖头3连接紧固，避免两者在作业过程中发生断裂，将主轴2与旋挖头3以焊接的方式相连。

第二方面，软基处理用搅拌装置在软基处理中的应用。该应用包括：

将旋挖头3插入待软基处理的软土上铺设的一层掺合料中；利用液压泵驱动液压马达1向下正旋运动，使掺合料盛装在多个装料斗4中；驱动液压马达1继续向下正旋运动，使旋挖头3旋至地下预设深度；驱动液压马达1向上反旋运动，使掺合料与软土混合搅拌，完成对软土的软基处理。

本发明实施例提供的软基处理用搅拌装置在软基处理中应用时，无需开挖，直接对软土和掺合料进行搅拌即可，提高了作业效率。通过旋转多个开口向下的装料斗4对软土和掺合料进行搅拌，保证了两者之间搅拌均匀，进而提高了作业效果。

根据地耐力的不同要求，本发明实施例提供的软基处理用搅拌装置的施工深度可以为0-4m，举例来说，该深度可以为1m、2m等。通过本发明实施例提供的软基处理用搅拌装置处理后的软土的承载强度可以达到80KPa-250KPa，举例来说，该承载强度可以为85KPa、100KPa、200KPa等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种软基处理用搅拌装置，其特征在于，所述软基处理用搅拌装置包括：液压马达(1)、与所述液压马达(1)的输出轴连接的主轴(2)、与所述主轴(2)的下端同轴连接的旋挖头(3)；

多个装料斗(4)，分别与所述主轴(2)的下部侧壁连接，用于在向下正旋运动时，使掺合料进入，而在向上反旋运动时，使所述掺合料释放到待软基处理的软土中，

所述装料斗(4)为开口向下的空腔结构，包括：顺次连接的第一侧板(401)、顶板(402)、第二侧板(403)，以及与所述第一侧板(401)、所述顶板(402)和所述第二侧板(403)前、后两端连接的前挡板(404)和后挡板(405)；

所述第一侧板(401)上设置有可朝向所述装料斗(4)腔体内开合的第一门板(4011)，所述第二侧板(403)上设置有可朝向所述装料斗(4)腔体外开合的第二门板(4031)；

所述后挡板(405)与所述主轴(2)的下部侧壁垂直连接。

2.根据权利要求1所述的软基处理用搅拌装置，其特征在于，所述液压马达(1)的输出轴下端设置有第一方形壳体，所述主轴(2)的上端设置第二方形壳体；

所述第二方形壳体固定套装在所述第一方形壳体上。

3.根据权利要求1所述的软基处理用搅拌装置，其特征在于，所述第一侧板(401)上设置有第一门板孔，所述第一门板(4011)的下端和所述第一门板孔的下端可转动连接；

所述第二侧板(403)上设置有第二门板孔，所述第二门板(4031)的下端和所述第二门板孔的下端可转动连接。

4.根据权利要求3所述的软基处理用搅拌装置，其特征在于，所述第一门板(4011)和所述第二门板(4031)的转动角度范围均为0°-85°。

5.根据权利要求1所述的软基处理用搅拌装置，其特征在于，所述第一侧板(401)和所述顶板(402)之间的夹角为70°-85°，所述顶板(402)和所述第二侧板(403)之间的夹角为120°-150°。

6.根据权利要求1所述的软基处理用搅拌装置，其特征在于，所述第一侧板(401)的底端和所述第二侧板(403)的底端位于同一水平面。

7.根据权利要求1所述的软基处理用搅拌装置，其特征在于，多个所述装料斗(4)在所述主轴(2)的下部侧壁上沿圆周方向布设3-5列；

每列所述装料斗(4)的数量为3-5个。

8.权利要求1-7任一项所述的软基处理用搅拌装置在软基处理中的应用，其特征在于，所述应用包括：

将旋挖头(3)插入待软基处理的软土上铺设的一层掺合料中；

利用液压泵驱动液压马达(1)向下正旋运动，使所述掺合料进入多个装料斗(4)中；

驱动所述液压马达(1)继续向下正旋运动，使所述旋挖头(3)旋至地下预设深度处；

驱动所述液压马达(1)向上反旋运动，使所述掺合料释放到待软基处理的软土中，并与所述软土混合搅拌，完成对所述软土的软基处理。