CN108277802A - 一种吸入式清渣机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种吸入式清渣机，包括封闭的筒体，所述筒体顶部安装有吊臂，该筒体底段设置有密封的出渣口；至少一根吸渣管，所述吸渣管沿筒体轴向方向安装在筒体内，其入口端伸出筒体底部，出口端设置在筒体内；及吸渣装置，所述吸渣装置安装在吸渣管出口端的侧上方，用于产生筒体内的负压吸力和吸、排沉渣‑浆液混合物分离后的浆液；钻孔/井内沉渣‑浆液混合物在吸渣装置的吸力作用下，通过吸渣管进入筒体内扩散，沉渣落入筒体底段，浆液被吸渣装置外排循环。本发明提供的吸入式清渣机属于主动清渣方式，该清渣机既可以清理粒径较大的石渣，又可以清理泥浆孔、清水孔内的渣，甚至不需要造浆混渣都可以清渣，其清渣效果高、使用范围广。

Description

一种吸入式清渣机

技术领域

本发明涉及建筑、交通工程混凝土灌注桩基施工技术领域和井底清淤领域，具体涉及一种清除桩孔底部沉渣和井孔底淤积沉渣的吸入式清渣机。

背景技术

在混凝土灌注桩基工程中的施工中，无论是桩基钻进作业还是灌注混凝土前的清孔作业，均需要清除桩孔底部形成大量的沉渣，孔底沉渣的清理方法直接决定作业效率和清理效果，进而影响到桩基工程施工进度、成本和质量，科学合理地选择清理方法和清理机具十分重要。另外，在清理井孔底部淤积沉渣的作业中，也面临类似的问题。

目前常用的钻孔/井沉渣的清理方式有以下几种：

1、掏渣法:成孔后，将钻头提出孔外，下放掏渣筒，放至孔底后，先向上提升lm—2m搅动几下，然后掏取浆渣混合体提出孔外，反复掏取达到清渣的目的。此方法清孔过程中要及时补充泥浆，并保持浆面稳定，以防塌孔，此方法属于被动性清渣，清渣消耗泥浆多，受泥浆浮渣影响大，而且清渣效率低、不彻底，对清水孔无效。

2、换浆法:采用泥浆泵抽(压)浆，通过插入孔底的管道，在桩孔内形成正(反)循环泥浆流，把孔内悬浮钻碴多的泥浆替换出来，以达到清理沉渣目的。此方法反复循环调整泥浆浓度，清孔时间长，当泥浆含砂率较高时或泥浆浓度过低时，清孔难以达到要求。

3、气举法:成孔后，将导管下入孔内，在导管内加插一根φ25mm的中心管，中心管长度为孔深的一半再加1-2m。在中心管下部1.2m的长度范围内，沿中心管直径方向交错钻几排直径6mm的排气孔，中心管的底口封住，上部用胶管与空压机的储气罐相连，导管顶部用导管帽固定中心管，导管帽后接管到沉淀池。导管下到孔底后提升0.5m，开动空压机，压缩空气在导管内与泥浆混合，在导管内形成一种密度小于泥浆的浆气混合物而上升，在导管内底端形成负压，下面的泥浆在负压的作用下上升，从而形成流动，携带沉渣从导管内反出，排出导管。该清渣方式清理效果明显，由于使用到的设备相对较多，安装拆卸较复杂，平常仅用于二次清孔。此法排渣是利用底部泥浆浮力，将沉渣排出，因此泥浆浓度较低或沉渣块径较大时，清孔难以彻底。

以上三种清孔方法，都是利用泥浆的悬浮来清理钻渣，而对于泥浆浓度较低甚至是清水孔的清渣，清渣进度缓慢，且清渣不彻底，达不到有关要求。还有对一些已经完成清孔作业在后续工作(比如下钢筋笼)中发生落渣的情况，现有的所有二次清孔措施都无法真正解决。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种吸入式清渣机，属于主动清渣方式，该清渣机既可以清理泥浆成孔内的沉渣，更可以清理清水钻孔/井内的沉渣，甚至可以直接清理粒径较大的块状石渣。

具体技术方案如下所述：

一种吸入式清渣机，包括封闭的筒体，所述筒体顶部安装有吊臂，该筒体底段设置有密封的出渣口；至少一根吸渣管，所述吸渣管沿筒体轴向方向安装在筒体内，其入口端伸出筒体底部，出口端设置在筒体内；及吸渣装置，所述吸渣装置安装在吸渣管出口端的侧上方，用于产生筒体内的负压吸力和吸、排沉渣-浆液混合物分离后的浆液；钻孔/井内沉渣-浆液混合物在吸渣装置的吸力作用下，通过吸渣管进入筒体内扩散，沉渣落入筒体底段，浆液被吸渣装置外排循环。

本发明是这样实现的：钻孔/井内沉渣-浆液混合物在吸渣装置产生的负压吸力下，以较高流速进入吸渣管内，沉渣-浆液混合物流至吸渣管出口端时，沉渣-浆液混合物的速度降低，在自身重力的作用下，沉渣与浆液分离，沉渣落入筒体底段，浆液被吸渣装置排出筒体外循环利用。

为更好的实现本技术方案，进一步限定，所述吸渣管为若干根，若干根所述吸渣管均匀分布在筒体内。

优选地，还包括用于调整沉渣-浆液混合物在吸渣管出口端流向的调流装置；

所述调流装置与吸渣管相配套设置，该调流装置固定在吸渣管出口端与吸渣装置之间。

有益效果：设置调流装置有利于渣浆混合物的扩散并利用沉渣的惯性力加快沉渣与浆液的分离的速度，同时压缩渣浆分离空间以提高筒体空间利用率。

进一步限定，所述调流装置为返流板，所述返流板与筒体内壁斜交且该返流板沿筒体径向上的长度、与吸渣管出口的最小距离均大于吸渣管(2)的外径。

优选地，所述吸渣管入口端是向内的喇叭形扩张型管口，该吸渣管出口端为内倾的削竹型斜切管口。

有益效果：吸渣管入口端设计成内倾的喇叭形扩张型管口，便于吸渣管快速吸渣，从而提高吸渣效率；吸渣管出口端设计成向内的削竹型斜切管口，便于快速沉渣，进而加快整体清渣速度。

优选地，所述筒体轴向上安装有至少一根排浆管，所述排浆管顶端与吸渣装置出口端连通，该排浆管底端伸出筒体。

有益效果：筒体内设置排浆管便于利用排出的浆液扰动沉渣，有利于沉渣与浆液混合，加快清渣速度。

进一步限定，所述吸渣装置为深潜泵，该吸渣装置通过电缆与地面供电系统连接。

优选地，所述吸渣装置为深潜泵，该吸渣装置通过内置的蓄电池驱动。

有益效果：采用内置式蓄电池驱动吸渣装置，便于野外及供电不方便的区域使用，而且减少电缆收放作业从而使吸入式清渣机使用更方便、更安全。

优选地，在所述调流装置与吸渣装置之间还安装有过滤筛网。

有益效果：可防止粒径较小的沉渣进入吸渣装置，从而更好的保护吸渣装置。

优选地，所述筒体存渣段为锥斗形。

有益效果：便于清除筒体内积存的沉渣，防止沉渣粘附在筒体内壁。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，底面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例1提供的一种吸入式清渣机的使用时的结构示意图；

图2为图1所示的一种吸入式清渣机的立视图；

图3为图1所示的一种吸入式清渣机的侧视图；

图4为图3所示的一种吸入式清渣机A-A方向剖面图；

图5为本发明实施例2提供的一种吸入式清渣机的筒体结构示意图。

附图中，1、筒体；11、吊臂；12、出渣口；2、吸渣管；21、喇叭形扩张型管口；22、削竹型斜切管口；3、调流装置；4、吸渣装置；5、排浆管；6、过滤筛网；7、电缆；8、钻孔/井。

具体实施方式

底面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。下面实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：参照图1至图4所示；

一种吸入式清渣机，包括：封闭的筒体1、吸渣装置4及至少一根吸渣管2。

具体地，所述筒体1顶部固定安装有吊臂11，用于提升和下降筒体1，筒体1底段设置有密封的出渣口12；所述吸渣管2沿筒体1轴向方向安装在筒体1内，其入口端伸出筒体1的底部，出口端设置在筒体1内；所述吸渣装置4安装在吸渣管2出口端的侧上方，用于产生筒体1内的负压吸力和吸、排沉渣-浆液混合物分离后的浆液；钻孔/井8内沉渣-浆液混合物在吸渣装置4的吸力作用下，通过吸渣管2进入筒体内扩散，沉渣落入筒体1底段，浆液被吸渣装置4外排循环。

更具体地，所述筒体1从上至下分为吸附段1-1、分离段1-2和沉渣段1-3，所述吸渣装置4通过安装座(图中未示出)固定在吸附段1-1上，所述吸渣管2出口端位于分离段1-2，沉渣则收集至沉渣段1-3。

钻孔/井8内沉渣-浆液混合物在吸渣装置4产生的负压吸力下，以较高流速进入吸渣管2内，沉渣-浆液混合物流至吸渣管2出口端时，沉渣-浆液混合物的速度降低，在自身重力的作用下，沉渣与浆液分离，沉渣落入筒体1底部的沉渣段1-3内，浆液被吸渣装置4排出筒体1外循环利用。

进一步说明，为快速实现沉渣-浆液混合物分离，吸入式清渣机还设置有用于调整沉渣-浆液混合物在吸渣管2出口端流向的调流装置3；所述调流装置3与吸渣管2相配套设置，该调流装置3固定在吸渣管2出口端与吸渣装置4之间。

具体地，所述调流装置3为返流板，返流板焊接在分离段1-2上。优选地，为进一步提高沉渣-浆液混合物分离速度，所述返流板与筒体1内壁斜交且该返流板沿筒体1径向上的长度、与吸渣管出口的最小距离均大于吸渣管2的外径。

进一步说明，所述吸渣管2为若干根，若干根所述吸渣管2均匀分布在筒体1内，该吸渣管2入口端为向内的喇叭形扩张型管口21，该吸渣管2出口端内倾的削竹型斜切管口22，这样便于提高吸渣管2吸渣和排渣，使沉渣以最短的时间收集在沉渣段1-3内。

进一步说明，所述吸渣装置4为深潜泵，该吸渣装置4排液口设置在吸渣装置4上方。经吸渣装置4排液口排出的浆液直接喷向钻孔/井8内壁，这样可以循环使用浆液，减少浆液的配比量，从而减少作业成本和施工成本。

更具体地，在调流装置3与吸渣装置4之间安装有过滤筛网6，该过滤筛网6可以为一层或多层，设置过滤筛网6可减少粒径较小的沉渣进入吸渣装置4内，造成吸渣装置4故障。

进一步说明，所述筒体1存渣段为锥斗形，具体地，沉渣段1-3底部为锥斗形，采用锥形沉渣段1-3便于吸入式清渣机提升至地面后排渣，防止沉渣粘附在筒体1内壁，不易清理。

本实施例中，吸渣装置4通过电缆7与地面供电系统连接，为吸渣装置4提供动力。

本实施例提供的清渣方式属于主动清渣，既可以清理较大粒径的石渣，又可以清理泥浆孔清水孔，其清渣效果好，速度快，适用范围广，而且该清渣方式在钻孔过程不需要造浓浆混渣，也就不需要在后期清孔时专门调浆(钻孔施工规范中要求钻孔过程为保护孔壁和让钻渣混合上浮必须制造高比重浓泥浆，实际上影响钻进速度，而在清孔后、灌注混凝土前必须把泥浆比重调降到合适范围，这都需要较长作业时间)，同时也有利加快钻进速度，适当降低成本，提高钻进整体功效。

实施例2：

实施例2的结构与实施例1类似，参照图5，其不同点在于：

所述筒体1轴向上安装有至少一根排浆管5，所述排浆管5顶端与吸渣装置4出口端连通，该排浆管5底端伸出筒体1，优选地，一根排浆管5安装在筒体1中心轴向上。

吸渣装置4排液口排出的浆液通过排浆管42排至钻孔/井8的中心，可使沉渣-浆液充分混合，从而提高沉渣的清理速度。

实施例3：

实施例3的结构与实施例1类似，其不同点在于：所述吸渣装置4采用内置式蓄电池驱动。

这样便于野外及供电不方便的区域使用，从而使吸入式清渣机使用更方便、更安全、更广泛。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种吸入式清渣机，其特征在于，包括：

封闭的筒体(1)，所述筒体(1)顶部安装有吊臂(11)，该筒体(1)底段设置有密封的出渣口(12)；

至少一根吸渣管(2)，所述吸渣管(2)沿筒体(1)轴向方向安装在筒体(1)内，其入口端伸出筒体(1)底部，出口端设置在筒体(1)内；

及吸渣装置(4)，所述吸渣装置(4)安装在吸渣管(2)出口端的侧上方，用于产生筒体(1)内的负压吸力和吸、排沉渣-浆液混合物分离后的浆液；

钻孔/井(8)内沉渣-浆液混合物在吸渣装置(4)的吸力作用下，通过吸渣管(2)进入筒体内扩散，沉渣落入筒体(1)底段，浆液被吸渣装置(4)外排循环。

2.根据权利要求1所述的一种吸入式清渣机，其特征在于，

所述吸渣管(2)为若干根，若干根所述吸渣管(2)均匀分布在筒体(1)内。

3.根据权利要求1或2所述的一种吸入式清渣机，其特征在于，

还包括用于调整沉渣-浆液混合物在吸渣管(2)出口端流向的调流装置(3)；

所述调流装置(3)与吸渣管(2)相配套设置，该调流装置(3)固定在吸渣管(2)出口端与吸渣装置(4)之间。

4.根据权利要求3所述的一种吸入式清渣机，其特征在于，

所述调流装置(3)为返流板，所述返流板与筒体(1)内壁斜交且该返流板沿筒体(1)径向上的长度、与吸渣管出口的最小距离均大于吸渣管(2)的外径。

5.根据权利要求1或2所述的一种吸入式清渣机，其特征在于，

所述吸渣管(2)入口端是向内的喇叭形扩张型管口(21)，该吸渣管(2)出口端为内倾的削竹型斜切管口(22)。

6.根据权利要求3所述的一种吸入式清渣机，其特征在于，

所述筒体(1)轴向上安装有至少一根排浆管(5)，所述排浆管(5)顶端与吸渣装置(4)出口端连通，该排浆管(5)底端伸出筒体(1)。

7.根据权利要求1或2所述的一种吸入式清渣机，其特征在于，

所述吸渣装置(4)为深潜泵，该吸渣装置(4)通过电缆(7)与地面供电系统连接。

8.根据权利要求1或2所述的一种吸入式清渣机，其特征在于，

所述吸渣装置(4)为深潜泵，该吸渣装置(4)通过内置的蓄电池驱动。

9.根据权利要求3所述的一种吸入式清渣机，其特征在于，

在所述调流装置(3)与吸渣装置(4)之间还安装有过滤筛网(6)。

10.根据权利要求1或2所述的一种吸入式清渣机，其特征在于，

所述筒体(1)存渣段为锥斗形。