CN109930607A - 一种带自启闭功能的双重注浆喷嘴装置 - Google Patents

Abstract

本发明保护一种带自启闭功能的双重注浆喷嘴装置，是一种带有自动启闭盖板的双重高压注浆喷嘴机构，一种带自启闭功能的双重注浆喷嘴装置，包括钻头体和活塞体，活塞体内腔装配有活塞杆和拉杆，拉杆包括两组，两组拉杆分别对称分布在活塞杆的上下端，两组拉杆分别穿过拉杆尾部外围设置的第二定位套，并通过紧定螺钉和盖板连接；本装置可以内置在钻杆体内，在非工作状态时盖板处于封闭状态，盖住喷嘴，可以有效避免外界地层的压力浆液倾入喷嘴及钻杆内导致钻具的堵塞和破坏；在工作状态时，带有高压的浆液和压缩空气迫使活塞后退，带动拉杆和盖板一起联动，瞬间打开盖板，继而从喷嘴喷出。

Description

一种带自启闭功能的双重注浆喷嘴装置

技术领域

本发明涉及喷嘴装置技术领域，具体为一种带自启闭功能的双重注浆喷嘴装置。

背景技术

道桥及轨道交通的发展带动了基础工程的庞大施工需求，在基础工程施工领域经常需要涉及深基坑施工、地基改良施工、止水围幕注浆施工，而高质量的精准注浆施工、以及深入地层的多角度高压旋喷注浆施工工艺更是因其效率高、施工干扰少得到越来越多的应用和推广，但传统高压旋喷注浆喷嘴装置本质上是属于开放式的，无论是浆液通道还是高压气通道均易受到返浆的倾入，形成堵塞，工地施工时为了克服这一根本性的缺陷，在施工开始下入钻杆时和施工结束提取钻杆时均需保持喷水状态，既浪费水资源，又会造成既有工程质量的破坏，影响成桩效果和注浆效果。

结构上传统的双重喷嘴装置需要分别设计安装浆液喷嘴和空气喷嘴的结构，增加了制造和装配的复杂程度，而且易造成两组喷嘴的不同心，影响喷射效果。本喷嘴装置采用压盖本身的结构作为高压气通道，集成度好，且有单向密封功能，具备较新颖的创造性。

发明内容

本装置核心内容为一组带有自动启闭功能的双重喷嘴机构，喷嘴由高压浆喷嘴和压缩空气喷嘴组成，压缩空气喷嘴利用其自身的开槽结构作为高压气体通路，同时又作为高压浆喷嘴的压紧盖，较大的螺纹规格可以保证压紧效果更好，同时内置于其中的无骨架橡胶圈又能作为单向密封圈的作用存在，防止外界地层返浆压力的倾入。

自动盖板由一组活塞杆和两组拉杆组成，工作时形成联动结构，同时进退。拉杆对称分布于钻杆的两侧，带动盖板启闭。活塞杆和拉杆均采用多道密封圈进行密封，防止高压浆液的倾入。盖板为常闭式，活塞杆受弹簧的作用，正常处于闭合状态。

高压浆通道和压缩空气通道均设计在钻杆体内，钻头体和活塞工作段、喷浆体段均采用特殊的周向螺栓连接结构，自成一体，不超径，不影响钻具本身的通路和在主机动力头上的通过性能，紧固效果好，拆卸方便。

按照本发明提供的技术方案，一种带自启闭功能的双重注浆喷嘴装置，其特征在于，

包括钻头体和活塞体，活塞体内腔装配有活塞杆和拉杆，所述拉杆包括两组，两组拉杆分别对称分布在活塞杆的上下端，所述两组拉杆分别穿过拉杆尾部外围设置的第二定位套，并通过紧定螺钉和盖板连接；

钻头体和活塞体通过第三内六角螺栓和第三弹簧垫圈连接，并通过其身的定位台阶定位，然后通过第一密封圈实现角密封；

联动块设置在活塞体内腔的前端；

联动块通过第一内六角螺栓、第一弹簧垫圈与活塞杆连接，实现联动；

联动块通过第二内六角螺栓、第二弹簧垫圈与拉杆连接，实现联动；

活塞体内还装配有铜扶正套、第一定位套，铜扶正套和第一定位套外围包裹设置有喷浆体；

第一定位套内装有弹簧，弹簧的端面顶住活塞杆的台阶；第一定位套外围装有第二密封圈；

活塞杆的活塞段沿着轴向依次装有2道第二UN密封圈；

第二定位套的外圆上装有第三密封圈，并和安装在喷浆体上的第一UN密封圈共同实现组拉杆的往复密封；

活塞体和喷浆体之间通过定位销、第三内六角螺栓、弹簧垫圈连接；

喷浆体上设置有高压浆喷嘴，高压浆喷嘴通过其自身的螺纹拧紧在喷浆体上，其下部压第四密封圈；

高压浆喷嘴外围套设有喷嘴套；

喷嘴套上设置有空气环，空气环通过其自身的螺纹拧紧在喷嘴套上，内台阶上通过卡簧卡住无骨架油封，油封的唇边紧贴高压浆喷嘴的外圆面，起到密封作用；

所述喷浆体上还安装有弧形盖板。

对上述方案的进一步改进，喷嘴套是通过焊接的方式连接在喷浆体预先加工好的定位孔内。

对上述方案的进一步改进，弧形盖板通过8组第四内六角螺栓安装在喷浆体上，其平面上开有通过盖板的槽。

本发明具有以下优点：

1、带有自动启闭盖板的喷嘴机构，可以有效避免外界地层的压力浆液倾入喷嘴及钻杆内导致钻具的堵塞和破坏。

2、喷嘴的双重机构采用特殊的空气环结构，既能起到浆液喷嘴的压紧盖作用，又利用其本身的开槽结构作为压缩空气的通路，集成度好。

3、空气环内部装有无骨架油封，可以有效地起到单向封闭功能，起到二重保护的作用。

4、高压浆通道和压缩空气通道均设计在钻杆体内，钻头体和活塞工作段、喷浆体段均采用特殊的周向螺栓连接结构，自成一体，不超径，不影响钻具本身的通路和在主机动力头上的通过性能，紧固效果好，拆卸方便。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的钻头体横切端面图。

图3为本发明的浆和气进入通道图。

图4为本发明的钻头体和活塞体、喷浆体连接图，以及弧形盖板安装图。

图5为本发明的高压浆和高压气端面通道表达图。

图6为本发明的喷浆体图。

图7为本发明的空气环的示意图。

图8为本发明的弧形盖板的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本装置核心内容为一组带有自动启闭功能的双重喷嘴机构，喷嘴由高压浆喷嘴和压缩空气喷嘴组成，压缩空气喷嘴利用其自身的开槽结构作为高压气体通路，同时又作为高压浆喷嘴的压紧盖，较大的螺纹规格可以保证压紧效果更好，同时内置于其中的无骨架橡胶圈又能作为单向密封圈的作用存在，防止外界地层返浆压力的倾入。

自动盖板由一组活塞杆和两组拉杆组成，工作时形成联动结构，同时进退。拉杆对称分布于钻杆的两侧，带动盖板启闭。活塞杆和拉杆均采用多道密封圈进行密封，防止高压浆液的倾入。盖板为常闭式，活塞杆受弹簧的作用，正常处于闭合状态。

高压浆通道和压缩空气通道均设计在钻杆体内，钻头体和活塞工作段、喷浆体段均采用特殊的周向螺栓连接结构，自成一体，不超径，不影响钻具本身的通路和在主机动力头上的通过性能，紧固效果好，拆卸方便。

请参阅图1-8，为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带自启闭功能的双重注浆喷嘴装置，其特征在于，

包括钻头体1和活塞体10，活塞体10内腔装配有活塞杆9和拉杆8，所述拉杆8包括两组，两组拉杆分别对称分布在活塞杆的上下端，所述两组拉杆8分别穿过拉杆尾部外围设置的第二定位套17，并通过紧定螺钉19和盖板21连接；

钻头体1和活塞体10通过第三内六角螺栓29和第三弹簧垫圈30连接，并通过其身的定位台阶定位，然后通过第一密封圈7实现角密封；

联动块6设置在活塞体内腔的前端；

联动块6通过第一内六角螺栓2、第一弹簧垫圈3与活塞杆9连接，实现联动；

联动块6通过第二内六角螺栓4、第二弹簧垫圈5与拉杆8连接，实现联动；

活塞体10内还装配有铜扶正套11、第一定位套13，铜扶正套11和第一定位套13外围包裹设置有喷浆体15；

第一定位套13内装有弹簧12，弹簧12的端面顶住活塞杆9的台阶；第一定位套13外围装有第二密封圈14；

活塞杆9的活塞段沿着轴向依次装有2道第二UN密封圈20；

第二定位套17的外圆上装有第三密封圈16，并和安装在喷浆体15上的第一UN密封圈18共同实现2组拉杆8的往复密封；

活塞体10和喷浆体15之间通过定位销28、第三内六角螺栓29、弹簧垫圈3连接；

喷浆体15上设置有高压浆喷嘴25，高压浆喷嘴25通过其自身的螺纹拧紧在喷浆体15上，其下部压第四密封圈27；

高压浆喷嘴25外围套设有喷嘴套22；

喷嘴套22上设置有空气环23，空气环23通过其自身的螺纹拧紧在喷嘴套22上，内台阶上通过卡簧24卡住无骨架油封26，油封26的唇边紧贴高压浆喷嘴25的外圆面，起到密封作用；

所述喷浆体15上还安装有弧形盖板34。

对上述方案的进一步改进，喷嘴套22是通过焊接的方式连接在喷浆体15预先加工好的定位孔内。

对上述方案的进一步改进，弧形盖板34通过8组第四内六角螺栓33安装在喷浆体15上，其平面上开有通过盖板21的槽，既达到往复导向的作用，又作为盖板21的保护盖板，使喷浆段形成一段自然的圆柱体。

工作过程：

如附图一，非工作状态下，活塞杆9在弹簧12的作用下顶至图示腔体的右侧，活塞杆9通过连接螺栓将联动块6，拉杆8、盖板21同步带至右侧，将喷嘴封闭。

工作状态时，高压浆通过浆液通道进入喷浆体15中间型腔，并在高压浆喷嘴25处积聚能量，进一步形成增压作用，活塞杆9外的弹簧12力被克服，活塞杆9被推至左侧，联动块6，拉杆8、盖板21同步被推至左侧，至此喷嘴处的盖板打开，喷浆开始。

工作状态时，压缩空气通过空气通道进入喷浆体15的配气空，并经喷浆体的钻孔通道分配至两侧空气环23，经空气环23的周向槽，克服无骨架油封26的唇边，在高压浆喷嘴25处形成高压空气环，形成气包浆的二重喷射状态。

在上述工作状态下，各处的密封圈始终起着密封浆液和高压气的作用。

如图中所示，盖板21在弧形盖板34的槽内滑动。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (3)

1.一种带自启闭功能的双重注浆喷嘴装置，其特征在于，

包括钻头体（1）和活塞体（10），活塞体（10）内腔装配有活塞杆（9）和拉杆（8），所述拉杆（8）包括两组，两组拉杆分别对称分布在活塞杆的上下端，所述两组拉杆（8）分别穿过拉杆尾部外围设置的第二定位套（17），并通过紧定螺钉（19）和盖板（21）连接；

钻头体（1）和活塞体（10）通过第三内六角螺栓（29）和第三弹簧垫圈（30）连接，并通过其身的定位台阶定位，然后通过第一密封圈（7）实现角密封；

联动块（6）设置在活塞体内腔的前端；

联动块（6）通过第一内六角螺栓（2）、第一弹簧垫圈（3）与活塞杆（9）连接，实现联动；

联动块（6）通过第二内六角螺栓（4）、第二弹簧垫圈（5）与拉杆（8）连接，实现联动；

活塞体（10）内还装配有铜扶正套（11）、第一定位套（13），铜扶正套（11）和第一定位套（13）外围包裹设置有喷浆体（15）；

第一定位套（13）内装有弹簧（12），弹簧（12）的端面顶住活塞杆（9）的台阶；第一定位套（13）外围装有第二密封圈（14）；

活塞杆（9）的活塞段沿着轴向依次装有道第二UN密封圈（20）；

第二定位套（17）的外圆上装有第三密封圈（16），并和安装在喷浆体（15）上的第一UN密封圈（18）共同实现2组拉杆（8）的往复密封；

活塞体（10）和喷浆体（15）之间通过定位销（28）、第三内六角螺栓（29）、弹簧垫圈（3）连接；

喷浆体（15）上设置有高压浆喷嘴（25），高压浆喷嘴（25）通过其自身的螺纹拧紧在喷浆体（15）上，其下部压第四密封圈（27）；

高压浆喷嘴（25）外围套设有喷嘴套（22）；

喷嘴套（22）上设置有空气环（23），空气环（23）通过其自身的螺纹拧紧在喷嘴套（22）上，内台阶上通过卡簧（24）卡住无骨架油封（26），油封（26）的唇边紧贴高压浆喷嘴（25）的外圆面，起到密封作用；

所述喷浆体（15）上还安装有弧形盖板（34）。

2.如权利要求1所述的一种带自启闭功能的双重注浆喷嘴装置，其特征在于，

喷嘴套（22）是通过焊接的方式连接在喷浆体（15）预先加工好的定位孔内。

3.如权利要求1所述的一种带自启闭功能的双重注浆喷嘴装置，其特征在于，弧形盖板（34）通过8组第四内六角螺栓（33）安装在喷浆体（15）上，其平面上开有通过盖板（21）的槽。