CN108495966B - 钻孔机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种沿竖直钻孔方向(F)在地面(S)中执行挖掘的钻孔机(10)。所述钻孔机包括：安装件(12)，具有纵向方向(L)；钻孔模块(14)，设有切割构件(16)，所述钻孔模块可相对于安装件平移；以及移动设备，设置在安装件与钻孔模块之间，用于沿安装件的纵向方向相对于安装件移动钻孔模块(14)。本发明的特征在于，移动设备包括在执行钻孔时吸收由钻孔模块产生的振动的吸收设备(70)。

Description

钻孔机
背景技术
本发明涉及在地面中钻孔的领域，尤其用于构建地基，例如由并置的混凝土壁元件构成的连续屏障(screen)。
本发明更确切地涉及一种用于在地面中、更特别地在硬土(硬质土壤)中挖掘的钻孔机(drilling machine，钻孔机器)。
本发明尤其涉及一种沿大体上竖直的钻孔方向在地面中生成挖掘部的钻孔机，所述钻孔机包括：
支撑件，具有大体上竖直的纵向方向；
钻孔模块，设有切割构件，该钻孔模块可沿着支撑件的纵向方向相对于支撑件平移移动；以及
移动设备，设置在支撑件与钻孔模块之间，以此沿着支撑件的纵向方向相对于支撑件移动钻孔模块。
这类钻孔机通常被用于在硬土，例如花岗岩中钻孔。该设备用于在钻孔工具上施加附加推力，以有助于挖掘的目的。另一优点是使施加于切割构件上的推力能够被准确地操纵。
已知，在硬土中钻孔导致钻孔模块中出现振动，该振动传遍机器并可能损坏钻孔机的结构。其尤其应用在钻孔机是铣孔机的时候。旋转切割工具不会与土壤永久性接触：柱状物每旋转一圈，每个工具均会敲击土壤。所有这些冲击的总和引起钻孔机中的振动。这些冲击在土壤越硬时越剧烈。
发明内容
本发明的目的是通过提出一种更稳健地在硬土中钻孔的钻孔机来改善上述缺点。
本发明通过在钻孔时使移动设备包括用于缓冲(damp)由钻孔模块产生的振动的缓冲器装置来实现该目的。
由于钻孔期间切割构件所受到的冲击产生的振动由缓冲器装置缓冲，该缓冲器装置被设置在钻孔模块与支撑件之间。因此，通过本发明，由钻孔模块产生的振动被缓冲并因而不会影响切割构件或支撑件，从而有利地避免了对钻孔机的损害。
在本发明中，移动设备执行两个功能，一个是相对于支撑件移动钻孔模块，另一个是缓冲由钻孔模块的切割构件产生的振动。
在第一实施例中，移动设备包括连接到支撑件及连接到钻孔模块的至少一个液压致动器，缓冲器装置包括与液压致动器流体流动连接的液压缓冲器设备。
液压致动器有利地被设置在支撑件与钻孔模块之间。该液压致动器首先用于使钻孔模块能够相对于支撑件平移移动。
可以理解的是，在该第一实施例中，通过液压缓冲器设备，缓冲以液压的方式被执行。优选地，但不排他地，该设备包括弹簧蓄能器，与至少一个收缩部(constriction)一起。在受到冲击的情况下，液压致动器的其中一个腔室中包含的油被压缩并经收缩部流至弹簧蓄能器，以此缓冲油中压力的升高，从而执行缓冲。经收缩部的漏流流速和弹簧蓄能器的弹簧的预应力优选地远程可调节，从而能够根据施加于切割构件上的重量而调节对于致动器的反向移动的缓冲系数和阻力(resistance)。
在优选变型中，钻孔模块具有承载(carry，携带)切割构件的底部部段、以及纵向地穿过所述支撑件的顶部部段，该顶部部段相对于所述支撑件可滑动地安装并具有连接到升降电缆的底端的顶端。
还可以理解的是，钻孔模块从升降电缆悬置。升降电缆优选地使用连接到载体的绞盘来致动。更优选地，顶部部段的顶端突出超过支撑件的顶端。
优选地，支撑件是具有被认为处在垂直于纵向方向的平面中的横向尺寸的框架，所述横向尺寸大体上等于或小于钻孔模块的横向尺寸，并且该框架包括适于阻止支撑件相对于挖掘部(excavation)的壁移动的锚固设备。
锚固设备特别地用于阻止钻孔机在地面中竖直移动。
因此，在本发明中，能够在使用升降电缆控制钻孔模块的竖直移动时阻止框架在地面中移动。液压缓冲器设备吸收振动，该振动不被传递到框架。
在本发明的第二实施例中，移动设备包括设置在支撑件与钻孔模块之间的至少一个液压致动器，以及缓冲器装置包括设置在支撑件与钻孔模块之间的弹簧构件。可以理解的是，弹簧构件被设置成与液压致动器平行。优选地，但不排他地，弹簧构件关于致动器同轴。
弹簧构件优选地包括弹簧。
在本发明的第三实施例中，支撑件包括悬臂；切割构件位于钻孔模块的杆的底端处，以及移动设备包括安装在悬臂上以能够沿悬臂的纵向方向滑动的滑架(carriage)，该滑架与所述杆协作，以与钻孔模块一起沿悬臂的纵向方向移动该杆。
通常被称为“主动钻杆(Kelly)”的杆以及悬臂大体上平行且大体上沿竖直的方向延伸。可以理解的是，移动滑架具有相对于支撑件移动钻孔模块的效果。
特别是在有利方式中，滑架包括缓冲器装置。
因此，借助本发明，由钻孔模块产生的振动不被传递到悬臂，也不被传递到支撑其的载体车辆。
在有利变型中，滑架包括可滑动地安装在悬臂上的第一部分以及与杆协作的第二部分，以及缓冲器装置被设置在滑架的第一部分与第二部分之间。
第一部分和第二部分优选地沿悬臂的纵向方向相对于彼此可滑动地安装。
优选地，缓冲器装置包括设置在滑架的第一部分与第二部分之间的弹簧构件。弹簧构件优选地由缓冲器与同轴弹簧一起构成。替代地，缓冲器装置包括与上述类型相同的液压缓冲器设备。
有利地，与上述实施例结合，钻孔模块还包括在钻孔期间阻止钻孔模块水平移动的防摇设备。
有利地，防摇设备包括设置在钻孔模块的侧边上并被构造成支撑于挖掘部的至少一个壁的可展开式衬垫(deployable pad)。
一个优势在于，防止钻孔模块摇摆，因而能够避免钻孔路径脱离所需路径，并且还避免切割构件发生没有用的移动。
有利地，钻孔机还包括用于调节缓冲器装置的缓冲系数的设备。优势在于，能够使缓冲器装置适应于土壤的性质并适应于在切割构件上施加的推力。
有利地，钻孔机是一种具有包括两对柱状物的切割构件的铣孔机，这两对柱状物可围绕平行、不同且垂直于支撑件的纵向方向的旋转轴线而旋转。
附图说明
通过阅读作为非限制性示例给出的本发明的实施例的以下描述并参考附图，更能够理解本发明，在附图中：
-图1示出本发明的钻孔机的第一实施例，其中移动设备包括液压致动器；
-图2示出用于图1的移动设备的缓冲器装置的示例；
-图3A和图3B示出本发明的第二实施例，其中缓冲器装置包括设置在框架与钻孔模块之间的弹簧；以及
-图4A和图4B示出本发明的第三实施例，其中移动设备包括可滑动地安装在悬臂上的滑架。
具体实施方式
图1示出本发明的钻孔机10的第一实施例。钻孔机10被用于沿大体上竖直的钻孔方向F在地面S中生成挖掘部E。
钻孔机10包括支撑件12，在该示例中，该支撑件12具有大体上竖直的纵向方向L。钻孔机10还包括设有切割构件16的钻孔模块14。在该示例中，钻孔机10是一种铣孔机，其中切割构件16包括设有切割齿22的两对柱状物18、20，两对柱状物18、20被安装成围绕各自的旋转轴线A、B旋转，所述旋转轴线A、B平行、不同且垂直于支撑件12的纵向方向L。
钻孔模块14包括承载切割构件16、且特别是柱状物18、20的底部部段24。底部部段24还包括泵模块26，该泵模块26用于吸收所挖掘地面的碎屑，以将这些碎屑排放到表面。
钻孔模块14还包括在钻孔期间用于阻止钻孔模块14水平移动的防摇设备30。防摇设备包括可展开式衬垫32、34，所述可展开式衬垫32、34被设置在钻孔模块14的底部部段24的侧边24a、24b。这些可展开式衬垫被设置成，当可展开式衬垫被水平地展开时，与挖掘部的壁协作。可展开式衬垫32、34由设置在钻孔模块14的底部部段24中的致动器(未示出)致动。
钻孔模块14还包括在底部部段24上方竖直延伸的顶部部段40，在该示例中，该顶部部段40呈纵向地穿过支撑件12的杆的形式。在该示例中，支撑件12是框架，该框架包括引导构件42，顶部部段40可滑动地安装在引导构件42中。因此，可以理解的是，顶部部段40被安装成相对于框架13沿大体上竖直的方向滑动，从而使钻孔模块14相对于支撑件12可平移移动。
在该第一实施例中，钻孔模块可沿大体上竖直的钻孔模块方向F相对于支撑件平移移动。
钻孔模块14的顶部部段40具有在支撑件12的顶端12a上方突出的顶端40a，该顶端40被连接到升降电缆50的底端50a。升降电缆50被连接到本身已知的载体(未示出)的顶端。
钻孔模块10还包括移动设备60，该移动设备60被设置在支撑件12与钻孔模块14之间并用于沿着支撑件的纵向方向相对于支撑件12移动钻孔模块14。换言之，移动设备用于沿大体上竖直的钻孔方向F相对于支撑件移动钻孔模块。
在第一实施例中，移动设备60包括将支撑件12连接到钻孔模块14的底部部段24的一对液压致动器62、64。因此，可以理解的是，液压致动器62、64被连接到支撑件12并被连接到钻孔模块14，从而致动它们能够使钻孔模块相对于支撑件12竖直地移动。
根据本发明，移动设备60还包括在钻孔期间用于缓冲由钻孔模块14产生的振动的缓冲器装置70。
图2以图解的方式示出本发明的第一实施例中的钻孔机10，与缓冲器装置70一起。缓冲器装置包括与液体致动器62、64流体流动连接的液压缓冲器设备72。在该示例中，缓冲器设备(装置)包括弹簧蓄能器74和收缩部77。当切割构件16受到冲击时，液压致动器62、64的大的腔室62a、64a中包含的油被压缩并经收缩部77流向弹簧蓄能器74，因而缓冲油中的压力升高，从而提供缓冲。缓冲器装置70还包括用于调节缓冲器装置的刚度系数、更准确地调节弹簧蓄能器74的刚度的设备76。缓冲器装置70还包括用于调节流过收缩部77的漏流流速以调节缓冲器装置的缓冲系数的装置。因此，冲击期间，由切割构件产生的振动不会传递到支撑件12。
在本发明的另一方案中，框架13包括适于阻止支撑件12相对于挖掘部的壁移动的锚固设备80。锚固设备80包括构造为支撑于挖掘部的较大表面，以在挖掘时稳定保持支撑件12的多个可展开式锚固衬垫，其标记为82。
参考图3A和图3B，以下是本发明的钻孔机10的第二实施例的描述。与第一实施例中相同的特征以相同的数字标记加值100来给出。因此，图3A中示出的钻孔机110包括将支撑件112连接到钻孔模块114的移动设备160。在该示例中，钻孔模块114具有支撑旋转柱状物118、120的平台115。移动设备160具有将支撑件112的底端112b连接到平台115的一对致动器162、164。致动液压致动器162、164使钻孔模块114能够沿钻孔方向F相对于支撑件112平移移动。
在该第二实施例中，缓冲器装置170(图3B中清楚可见)包括液压致动器162、164，与两个缓冲器构件163、165一起被设置在支撑件112与钻孔模块114之间。在该示例中，缓冲器构件163、165包括围绕液压致动器162、164的弹簧167、169。
因此，关联弹簧(associating springs)167、169与液压致动器162、164构成缓冲器装置，所述缓冲器装置用于在钻孔期间对具有缓冲由钻孔模块114所产生振动的功能的缓冲器装置进行缓冲，并且因此阻止振动被传递到支撑件212。在没有背离本发明的范围的情况下，弹簧167、169可以被设置在液压致动器162、164的旁边而不与所述液压致动器同轴。
参考图4A和图4B，以下是本发明的支撑件210的第三实施例的描述。再次，与第一实施例中相同的元件以相同的数字标记加值200来给出。在该第三实施例中，钻孔机210具有将支撑件212紧固到其上的履带传动载体211，在该示例中，支撑件呈竖直延伸的纵向悬臂的形式。
钻孔模块214的切割构件216位于钻孔模块的纵向杆的底端213a处，通常被称为“主动钻杆”。
移动设备260被设置在钻孔模块214的杆213与悬臂212之间，并且用于沿悬臂的纵向方向L相对于悬臂212移动钻孔模块214。为此，移动设备260包括滑架271(从图4B中更好地看出)，滑架271被安装在悬臂212上，以便沿着悬臂的纵向方向L可滑动。滑架271与杆213协作，以沿着悬臂的纵向方向移动钻孔模块214。在该示例中，滑架271包括固定设备，该固定设备使杆213能够被固定到所述滑架271，沿悬臂212的纵向方向L移动滑架271导致钻孔模块214与其一起沿钻孔方向移动。在该示例中，滑架271通过移动构件273上下移动，移动构件273包括紧固到滑架271的相对两端的电缆275和277。
可以理解的是，滑架271通过在电缆275和277上施加牵引力而朝向悬臂212的顶端和底端移动，所述电缆由设置在载体上的一个或多个绞盘来致动，这些绞盘本身是已知的。
滑架271具有以可滑动方式紧固到悬臂212的第一部分281，该第一部分281被连接到电缆275的端部。滑架271还具有第二部分283，第二部分283承载杆213，同时被安装成沿杆213的纵向方向相对于滑架的第一部分滑动。
在本发明中，移动设备260还包括在钻孔期间用于缓冲由钻孔模块214产生的振动的缓冲器装置270。缓冲器装置210被设置在滑架271的第一部分281与第二部分283之间。可以理解的是，在第二实施例中，该移动设备260的滑架271包括缓冲器装置270。
在该示例中，缓冲器装置270在该示例中构成悬架(suspension)，悬架包括将滑架271的第一部分281连接到第二部分283的一个或多个液压缓冲器262，这些缓冲器与弹簧263平行地关联。
可以理解的是，钻孔期间，由切割构件216产生的振动沿杆213被传递到第二部分283，以便随后被缓冲器装置270吸收，从而使振动不被传递到第一部分281或悬臂212。在没有背离本发明的范围的情况下，弹簧263可以被设置在缓冲器262旁边而不与其同轴。

Claims (11)

1.一种沿大体上竖直的钻孔方向在地面中生成挖掘部的钻孔机，所述钻孔机包括：
支撑件，具有纵向方向；
钻孔模块，设有切割构件，所述钻孔模块沿着所述支撑件的纵向方向相对于所述支撑件能平移移动；以及
移动设备，设置在所述支撑件与所述钻孔模块之间，以沿着所述支撑件的纵向方向相对于所述支撑件移动所述钻孔模块，所述移动设备包括将所述支撑件连接到所述钻孔模块的至少一个液压致动器；
其特征在于，所述移动设备包括与所述液压致动器流体流动连接的液压缓冲器设备，在钻孔期间用于缓冲由所述钻孔模块产生的振动，其特征还在于，所述钻孔机还包括用于调节所述液压缓冲器设备的缓冲系数的设备。
2.根据权利要求1所述的钻孔机，其中，所述钻孔模块具有承载所述切割构件的底部部段、以及纵向地穿过所述支撑件的顶部部段，所述顶部部段相对于所述支撑件能滑动地安装并具有连接到升降电缆的底端的顶端。
3.根据权利要求2所述的钻孔机，其中，所述支撑件是框架，所述框架的横向尺寸被认为处在与所述纵向方向垂直的平面中，所述横向尺寸大体上等于或小于所述钻孔模块的横向尺寸，而且，所述框架包括锚固设备，所述锚固设备适于阻止所述框架相对于所述挖掘部的壁移动。
4.一种沿大体上竖直的钻孔方向在地面中生成挖掘部的钻孔机，所述钻孔机包括：
支撑件，具有纵向方向；
钻孔模块，设有切割构件，所述钻孔模块沿着所述支撑件的纵向方向相对于所述支撑件能平移移动；以及
移动设备，设置在所述支撑件与所述钻孔模块之间，以沿着所述支撑件的纵向方向相对于所述支撑件移动所述钻孔模块，所述移动设备包括将所述支撑件连接到所述钻孔模块的至少一个液压致动器；
其特征在于，所述移动设备包括缓冲器装置，所述缓冲器装置在钻孔期间用于缓冲由所述钻孔模块产生的振动，其特征还在于，所述缓冲器装置包括与液压致动器同轴的且设置在所述支撑件与所述钻孔模块之间的弹簧。
5.根据权利要求1所述的钻孔机，其中，所述支撑件包括悬臂，其中，所述切割构件位于所述钻孔模块的杆的底端，而且其中，所述移动设备包括滑架，所述滑架安装在所述悬臂上，以沿着所述悬臂的纵向方向能够滑动，所述滑架与所述杆协作，以沿所述悬臂的纵向方向移动所述钻孔模块。
6.根据权利要求5所述的钻孔机，其中，所述滑架包括缓冲器装置。
7.根据权利要求6所述的钻孔机，其中，所述滑架包括能滑动地安装在所述悬臂上的第一部分、与所述杆协作的第二部分，而且其中，所述缓冲器装置被设置在所述滑架的第一部分与第二部分之间。
8.根据权利要求7所述的钻孔机，其中，所述缓冲器装置包括联接到液压缓冲器设备的液压致动器。
9.根据权利要求1所述的钻孔机，其中，所述钻孔模块还包括防摇设备，所述防摇设备在钻孔期间阻止所述钻孔模块的水平移动。
10.根据权利要求9所述的钻孔机，其中，所述防摇设备包括可展开式衬垫，所述可展开式衬垫设置在所述钻孔模块的侧边并设置成与所述挖掘部的壁协作。
11.根据权利要求1所述的钻孔机，其中，所述钻孔机是具有包括两对柱状物的切割构件的铣孔机，所述柱状物能围绕平行、不同且垂直于所述支撑件的纵向方向的旋转轴线而旋转。
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