CN109882070A - 旋挖钻机的筒钻组件及利用该组件卸土的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋挖钻机的筒钻组件及旋挖钻机的筒钻组件卸土的方法，该组件包括筒钻和固定在旋挖钻机桅杆上的压盘；筒钻包括开口向下的筒体，筒体顶板设有用于与钻杆对接的连接头，筒体底部设有切削斗齿；筒体内腔设有推泥板，筒体顶板设有导向孔，导向孔内滑动配合有导向杆，导向杆下端与推泥板固定；导向杆上段伸出筒体的部分与顶板之间设有复位拉簧；筒体侧壁的顶部设有第一排渣孔；该方法关键在于：用压盘卡住卡环及推泥板，再驱动筒钻下降以排土。该筒钻组件及方法能将堆积在筒钻内腔、推泥板上部空间的土体有效排出。

Description

旋挖钻机的筒钻组件及利用该组件卸土的方法

技术领域

本发明涉及土木工程中的桩基施工设备技术领域，具体讲是一种旋挖钻机的筒钻组件及利用该组件卸土的方法。

背景技术

旋挖钻机是桩基础工程中成孔作业的一种常用机械设备，其原理是依靠动力头驱动钻杆向下钻进，实现筒钻回转切削岩土，最后提升钻杆，使筒钻提升至孔外卸土，如此往复，周期旋合作业直至成孔。

旋挖钻机中最关键的部件之一就是位于钻杆底部的筒形钻头，即筒钻。传统的筒钻就是一个开口向下的筒体，筒体顶板上设有用于固定钻杆的连接头，筒体底部设有切削斗齿。该筒钻下钻并挤满土体后，需要上提孔外卸土，即将筒钻迅速升降、抖动或快速正反转切换，利用重力将筒钻内的土体甩出。但上述操作中的快速抖动、升降、正反转对钻杆的破坏较大，会影响钻杆工作的稳定性，降低钻杆的使用寿命。

为克服上述问题，也有人提出了改进方案，即在筒钻内设置一个推泥板，推泥板上固定有推杆，推杆穿过筒钻顶板并伸出筒钻外，且在旋挖钻机的桅杆上固定一个压盘，压盘上设供钻杆穿过的中心孔；需要卸土时，上提钻杆和筒钻，使得推杆与压盘抵靠，再继续上提筒钻，使得推泥板相对筒钻下压，将筒钻内的土体推出。综上所述，上述的筒钻需要与钻机桅杆上的压盘配合使用才能发挥其推土的功能，故将上述的筒钻和压盘并成为筒钻组件。

上述现有技术的筒钻组件存在以下缺陷：即为保证推泥板在筒钻内部平顺升降，所以推泥板外边缘与筒钻内壁必然设置有间隙，这样，筒钻下钻成孔的过程中，破碎的土体由于钻进的压力不断从上述间隙挤入到推泥板上部的筒钻内腔，并不断堆积；且卸土时，推泥板也很难将位于其上方的土体从筒钻内腔推出，故堆积在筒钻内腔、推泥板上方的土体会越积越多，挤占筒钻内部用来挖土的作业空间，严重降低筒钻破碎取土的效率。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是，提供一种能将堆积在筒钻内腔、推泥板上部空间的土体有效排出的旋挖钻机的筒钻组件。

本发明的一种技术解决方案是，提供一种旋挖钻机的筒钻组件，它包括筒钻和固定在旋挖钻机桅杆上的压盘；

筒钻包括开口向下的筒体，筒体顶板设有用于与钻杆对接的连接头，筒体底部设有切削斗齿；筒体内腔设有推泥板，筒体顶板设有导向孔，导向孔内滑动配合有导向杆，导向杆下端与推泥板固定；导向杆上段伸出筒体的部分与顶板之间设有复位拉簧；筒体侧壁的顶部设有第一排渣孔。

采用以上结构的旋挖钻机的筒钻组件与现有技术相比，具有以下优点。

首先，由于设置了复位拉簧，对筒体内腔的推泥板始终存在一个向上的力，使得推泥板尽量靠拢筒体顶板，这就为推泥板下部的泥浆沿推泥板与筒体间隙进入到推泥板上方提供了阻力，虽然不能阻止土体从缝隙进入推泥板上方，但至少减慢了该位置土体的积累过程；而且，由于筒体侧壁的顶部第一排渣孔的存在，使得原本堆积在筒体内腔推泥板上部的碎土有了排出通道，实现该区域碎土的有效排出。

作为优选，第一排渣孔为多个，呈一圈沿周向均匀分布在筒体侧壁的顶部；这样，增加了排渣通道，且排渣方向均匀，排渣效果好。

作为进一步优选，筒钻侧壁由上部的小径部和中下部的大径部构成，小径部和大径部之间形成环形台阶面，小径部上可转动套合有一个挡圈，该挡圈搁置在环形台阶面上，挡圈上设有与第一排渣孔一一对应的第二排渣孔；这样，需要排渣时，手动旋转挡圈，使得第一排渣孔与第二排渣孔正对连通，利于排渣，而筒钻挖土钻进时，又可以调整挡圈，使得两种排渣孔相互错开，封闭排渣通道，避免土体从排渣通道落入筒钻内腔；而且，上述结构装配方便，只需要将挡圈套入即可，且挡圈外圆周面与大径部平齐，使得筒钻整体尺寸平齐，利于钻进。

作为再进一步优选，挡圈设有过孔，过孔内设有锁紧螺栓，小径部设有螺纹孔，当过孔和螺纹孔正对时，第一排渣孔和第二排渣孔错开，锁紧螺栓经过孔旋入螺纹孔；这样，当筒钻钻进过程中，锁紧螺栓锁死挡圈，防止挡圈受孔壁摩擦意外旋转，保证钻进过程中排渣通道始终封闭。

作为又进一步优选，导向杆为三根，导向孔为三个，三根导向杆顶部共同连接有一个卡环；卡环底面沿径向设有电磁铁，电磁铁芯轴设有通电后伸出的卡块；压盘下部设有一圈环形板，环形板底部设有一圈当电磁铁通电芯轴伸出后卡住卡块的限位卷边。

上述结构的动作过程为：当推泥板上部碎土积存较多需要排除时，上提钻杆，使得卡环伸入环形板且与压盘底面抵靠，再对电磁铁通电使得芯轴带动卡块伸出，卡紧在限位卷边上，这样，卡环、导向杆及推泥板高度被定死，此刻向下驱动筒钻，就能使得推泥板上方、筒钻顶板下方积存的碎土被快速压迫，自动排出。上述结构，提高了排土的效率，自动化程度高，省时省力，排土压力大，排土效果好。

本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种能将积存在筒钻内腔推泥板上部的碎土有效排出的旋挖钻机的筒钻组件卸土的方法。

本发明的另一种技术解决方案是，提供一种旋挖钻机的筒钻组件卸土的方法，其步骤包括：

上提筒钻至孔口高度，观测此刻导向杆伸出筒体顶板的长度，当此刻导向杆的伸出长度小于初始伸出长度的一半时，旋松挡圈的锁紧螺栓，并手动旋转挡圈，使得第一排渣孔与第二排渣孔正对；继续上提钻杆，使得卡环伸入压盘的环形板内且卡环与压盘底面抵靠，对卡环的电磁铁通电，使得卡块顶出并与环形板的限位卷边钩挂固定，进而导致推泥板高度固定，最后驱动钻杆及筒钻下降，使得推泥板上部筒钻内腔的泥巴从第一排渣孔与第二排渣孔挤出。

采用以上旋挖钻机的筒钻组件卸土的方法与现有技术相比，具有以下优点。

该方法的核心在于：通过电磁铁使卡块自动顶出，以实现卡环及推泥板的高度向定位，再驱动钻杆及筒钻下钻，使得位于筒钻内部推泥板上方的碎土被强力挤出，该方式根除了碎土淤积的死角，避免碎土在推泥板上方不断积累而侵占筒钻工作空间的弊端，将筒钻内部的碎土彻底排除干净，保障了钻进效率。

附图说明

图1是本发明旋挖钻机的筒钻组件安装在钻机上的正视结构示意图。

图2是本发明旋挖钻机的筒钻组件的实施例1的侧剖视结构示意图。

图3是本发明旋挖钻机的筒钻组件的实施例1的推泥板的俯视结构示意图。

图4是本发明旋挖钻机的筒钻组件的实施例1的筒体的俯视结构示意图。

图5是本发明旋挖钻机的筒钻组件的实施例2的结构示意图。

图6是本发明旋挖钻机的筒钻组件的实施例2爆炸开挡圈后的结构示意图。

图7是本发明旋挖钻机的筒钻组件的实施例2的压盘及卡环卡接处的侧剖视结构示意图。

图8是本发明旋挖钻机的筒钻组件的实施例2的卡环的仰视结构示意图。

图中所示1、桅杆，2、压盘，3、筒体，3.1、顶板，3.2、侧壁，3.2.1、小径部，3.2.2、大径部，4、钻杆，5、连接头，6、推泥板，7、导向杆，8、复位拉簧，9、第一排渣孔，10、环形台阶面，11、挡圈，12、第二排渣孔，13、过孔，14、锁紧螺栓，15、螺纹孔，16、卡环，17、电磁铁，18、卡块，19、限位卷边，20、环形板，21、动力头，22、活门，23、联动销，24、连板，25、挂钩。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4所示，本发明旋挖钻机的筒钻组件的实施例1，它包括筒钻和固定在旋挖钻机桅杆1上的压盘2；该压盘2设有供钻杆4穿过的中心孔。钻杆2上端与动力头21连接，且动力头21位于压盘2上方。

筒钻包括开口向下的筒体3，筒体3顶板3.1设有用于与钻杆4对接的连接头5，筒体3底部设有切削斗齿；上述的切削斗齿可以设置在筒体3底部的圆弧边上，当然还可以在筒体3底部铰接一个活门22，活门22上开有入土口，而切削斗齿设置在入土口处。

筒体3内腔设有推泥板6，筒体3顶板3.1设有三个导向孔，三个导向孔内各自滑动配合有一个导向杆7，导向杆7下端与推泥板6固定。

推泥板6常规状况是向下推土排土，为增强推土效率，活门22设有锁扣装置，该锁扣装置经联动销23驱动，联动销23穿过推泥板6和顶板3.1的缺口伸出筒体3。当筒体3上升时，联动销23也会被压盘2抵靠下压，经锁扣装置的连板24、挂钩25松开活门22。

导向杆7上段伸出筒体3的部分与顶板3.1之间设有复位拉簧8；具体的说，复位拉簧8套在导向杆7外，复位拉簧3两端分别与导向杆7的上段和顶板3.1固定。

筒体3侧壁3.2的顶部设有第一排渣孔9。第一排渣孔9为多个，呈一圈沿周向均匀分布在筒体3侧壁3.2的顶部。

如图5、图6、图7、图8所示，本发明旋挖钻机的筒钻组件的实施例2，该实施例与上一个实施例的区别如下。

筒钻侧壁3.2由上部的小径部3.2.1和中下部的大径部3.2.2构成，小径部3.2.1和大径部3.2.2之间形成环形台阶面10，小径部3.2.1上可转动套合有一个挡圈11，该挡圈11搁置在环形台阶面10上，挡圈11上设有与第一排渣孔9一一对应的第二排渣孔12。

挡圈11设有过孔13，过孔13内设有锁紧螺栓14，小径部3.2.1设有螺纹孔15，当过孔13和螺纹孔15正对时，第一排渣孔9和第二排渣孔12错开，锁紧螺栓14经过孔13旋入螺纹孔15。

三根导向杆7顶部共同连接有一个卡环16；为了避免干扰活门22打开排土，卡环16上也设有供联动销23穿过的孔。

卡环16底面沿径向设有多组电磁铁17，每组电磁铁17芯轴设有通电后伸出的卡块18；芯轴还设有复位拉簧，确保电磁铁17断电后卡块18缩回。上述电磁铁17的供电可以采用直流电源，该电源及从属电路可以内置在卡环16内部。且上述直流电源电路可以设一个信号接收模块，用于控制电路的开关。

当然，还可以采用别的动力源控制卡块18的顶出或缩回，如采用气缸等。

压盘2下部设有一圈环形板20，环形板20底部设有一圈当电磁铁17通电芯轴伸出后卡住卡块18的限位卷边19。

利用本发明旋挖钻机的筒钻组件卸土的方法，其步骤包括如下。

上提筒钻至孔口高度，观测此刻导向杆7伸出筒体3顶板3.1的长度，当此刻导向杆7的伸出长度小于初始伸出长度的一半时，比如，初始状态下导向杆7伸出80cm，而此刻伸出长度不足40cm，则判断推泥板6上方积累较多土体需要排除。则旋松挡圈11的锁紧螺栓14，并手动旋转挡圈11，使得第一排渣孔9与第二排渣孔12正对；继续上提钻杆4，使得卡环16伸入压盘2的环形板20内且卡环16与压盘2底面抵靠，对卡环16的电磁铁17通电，使得卡块18顶出并与环形板20的限位卷边19钩挂固定无法向下运动，进而导致卡环16、导向杆7和推泥板6高度固定，均无法向下运动，最后驱动钻杆4及筒钻下降，使得推泥板6上部筒钻内腔的泥巴从第一排渣孔9与第二排渣孔12挤出。

Claims (6)

1.一种旋挖钻机的筒钻组件，它包括筒钻和固定在旋挖钻机桅杆(1)上的压盘(2)；

筒钻包括开口向下的筒体(3)，筒体(3)顶板(3.1)设有用于与钻杆(4)对接的连接头(5)，筒体(3)底部设有切削斗齿；筒体(3)内腔设有推泥板(6)，筒体(3)顶板(3.1)设有导向孔，导向孔内滑动配合有导向杆(7)，导向杆(7)下端与推泥板(6)固定；其特征在于：导向杆(7)上段伸出筒体(3)的部分与顶板(3.1)之间设有复位拉簧(8)；筒体(3)侧壁(3.2)的顶部设有第一排渣孔(9)。

2.根据权利要求1所述的旋挖钻机的筒钻组件，其特征在于：第一排渣孔(9)为多个，呈一圈沿周向均匀分布在筒体(3)侧壁(3.2)的顶部。

3.根据权利要求1所述的旋挖钻机的筒钻组件，其特征在于：筒钻侧壁(3.2)由上部的小径部(3.2.1)和中下部的大径部(3.2.2)构成，小径部(3.2.1)和大径部(3.2.2)之间形成环形台阶面(10)，小径部(3.2.1)上可转动套合有一个挡圈(11)，该挡圈(11)搁置在环形台阶面(10)上，挡圈(11)上设有与第一排渣孔(9)一一对应的第二排渣孔(12)。

4.根据权利要求3所述的旋挖钻机的筒钻组件，其特征在于：挡圈(11)设有过孔(13)，过孔(13)内设有锁紧螺栓(14)，小径部(3.2.1)设有螺纹孔(15)，当过孔(13)和螺纹孔(15)正对时，第一排渣孔(9)和第二排渣孔(12)错开，锁紧螺栓(14)经过孔(13)旋入螺纹孔(15)。

5.根据权利要求1所述的旋挖钻机的筒钻组件，其特征在于：导向杆(7)为三根，导向孔为三个，三根导向杆(7)顶部共同连接有一个卡环(16)；卡环(16)底面沿径向设有电磁铁(17)，电磁铁(17)芯轴设有通电后伸出的卡块(18)；

压盘(2)下部设有一圈环形板(20)，环形板(20)底部设有一圈当电磁铁(17)通电芯轴伸出后卡住卡块(18)的限位卷边(19)。

6.利用权利要求1～5所述旋挖钻机的筒钻组件卸土的方法，其特征在于：其步骤包括：

上提筒钻至孔口高度，观测此刻导向杆(7)伸出筒体(3)顶板(3.1)的长度，当此刻导向杆(7)的伸出长度小于初始伸出长度的一半时，旋松挡圈(11)的锁紧螺栓(14)，并手动旋转挡圈(11)，使得第一排渣孔(9)与第二排渣孔(12)正对；继续上提钻杆(4)，使得卡环(16)伸入压盘(2)的环形板(20)内且卡环(16)与压盘(2)底面抵靠，对卡环(16)的电磁铁(17)通电，使得卡块(18)顶出并与环形板(20)的限位卷边(19)钩挂固定，进而导致推泥板(6)高度固定，最后驱动钻杆(4)及筒钻下降，使得推泥板(6)上部筒钻内腔的泥巴从第一排渣孔(9)与第二排渣孔(12)挤出。