CN111501764B - 一种大角度摆喷高压喷射注浆机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大角度摆喷高压喷射注浆机械，包括升降平台，所述升降平台的顶部贯穿设置有钻杆，所述钻杆与升降平台转动连接，所述钻杆的底端固定连接有钻头，所述钻杆的侧壁底端固定连接有多个喷头，所述钻杆位于升降平台上方的外壁固定套接有第一齿轮，所述柱体的顶部转动连接有第二齿轮与第三齿轮，所述第一齿轮、第三齿轮均与第二齿轮相互啮合；本发明通过设置第一齿轮、第二齿轮、第一液压缸、驱动柱、驱动槽、驱动块等，通过控制驱动柱的移动方向即可控制钻杆的转动方向，通过控制驱动柱移动的行程，便可对钻杆的转动角度进行调节，使注浆机械的摆喷方式更加的多样化，可大大降低对凝结体的形状与结构造成的局限性，使用效果好。

Description

一种大角度摆喷高压喷射注浆机械

技术领域

本发明涉及高压注浆技术领域，具体是一种大角度摆喷高压喷射注浆机械。

背景技术

高压喷射注浆法是采用钻孔，将装有特制合金喷嘴的注浆管下到预定位置，然后用高压水泵或高压泥浆泵将水或浆液通过喷嘴喷射出来，冲击破坏土体，使土粒在喷射流束的冲击力、离心力和重力等综合作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列。待浆液凝固以后，在土内就形成一定形状的固结体，高压喷射注浆防渗和加固技术适用于软弱土层。实践证明，砂类土、粘性土、黄土和淤泥等地层均能进行喷射加固，效果较好。

高压喷射注浆形成凝结体的形状与喷嘴移动方向和持续时间有密切关系。喷嘴喷射时，一面提升，一面进行旋喷则形成柱状体；一面提升，一面进行摆喷则形成哑铃体；当喷嘴一面喷射，一面提升，方向固定不变，进行定喷，则形成板状体。这三种喷射形式切割破碎土层的作用，以及被切割下来的土体与浆液搅拌混合，进而凝结、硬化和固结的机制基本相似，只是喷嘴运动方式的不同致使凝结体的形状和结构有所差异。

现有的注浆机械在进行摆喷作业时，往往是通过连杆机构实现钻杆的摆动，其钻杆的摆动角度大都小于90°，且摆动角度大都为固定值，无法进行调节，对凝结体的形状与结构有较大的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大角度摆喷高压喷射注浆机械，以解决钻杆摆动角度具有局限性的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大角度摆喷高压喷射注浆机械，包括升降平台，所述升降平台的顶部贯穿设置有钻杆，所述钻杆与升降平台转动连接，所述钻杆的底端固定连接有钻头，所述钻杆的侧壁底端固定连接有多个喷头，所述钻杆位于升降平台上方的外壁固定套接有第一齿轮，所述升降平台的顶部转动连接有第二齿轮与第三齿轮，所述第一齿轮、第三齿轮均与第二齿轮相互啮合，所述升降平台的顶部固定连接有机架，所述机架的顶部贯穿连接有第一液压缸，所述第一液压缸的底部活动端固定连接有驱动柱，所述第二齿轮的顶部中心处贯穿设置有驱动孔，所述驱动孔的内壁对称固定连接有两个驱动块，所述驱动柱的底端位于驱动孔内，所述升降平台的底部位于驱动孔的正下方贯穿设置有通孔

作为本发明进一步的方案：所述驱动柱包括柱体，所述柱体的外壁均匀设置有四个驱动槽，所述柱体的外壁靠近底端开设有环形槽，所述柱体的外壁位于环形槽上方开设有四个导向槽，四个所述导向槽分别与驱动槽的侧壁底部连通，所述驱动槽、导向槽均与环形槽连通。

作为本发明进一步的方案：所述驱动槽、导向槽、环形槽的深度相同，所述驱动槽为螺旋形。

作为本发明进一步的方案：两个所述驱动块均位于环形槽内。

作为本发明进一步的方案：所述机架的顶部贯穿设置有第二液压缸，所述第二液压缸的底部活动端固定连接有安装箱，所述安装箱的内部固定连接有电机，所述电机的轴伸端贯穿安装箱的底部内壁后固定连接有伸缩机构，所述伸缩机构的底部设置有配合块。

作为本发明进一步的方案：所述第三齿轮的顶部中心处开设有配合槽，所述配合块位于配合槽的正上方。

作为本发明再进一步的方案：所述伸缩机构包括套筒，所述套筒的顶部与电机的轴伸端固定连接，所述套筒的内部由上至下设置有弹簧与限位块，所述弹簧的底端与套筒的顶部内壁相抵，所述弹簧的底端与限位块的顶部相抵，所述限位块与套筒的内壁滑动连接，所述配合块的底端贯穿套筒的底部后与限位块的底部固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置第一齿轮、第二齿轮、第一液压缸、驱动柱、驱动槽、驱动块等，通过控制驱动柱的移动方向即可控制钻杆的转动方向，通过控制驱动柱移动的行程，便可对钻杆的转动角度进行调节，使注浆机械的摆喷方式更加的多样化，可大大降低对凝结体的形状与结构造成的局限性，使用效果好。

2、本发明通过设置第三齿轮、第二液压缸、电机、配合块、配合槽等，当驱动块位于环形槽中时，通过第二液压缸推动安装箱向下移动，使配合块插入配合槽中后，可通过电机驱动第三齿轮转动，继而通过第二齿轮及第二齿轮带动钻杆转动，以实现转喷，使得注浆机械在注浆作业中，可在定喷、摆喷与转喷这三种喷射方式中自由切换，大大提高了注浆机械的适用性。

3、本发明通过设置由套筒、弹簧、限位块组成的伸缩机构，在配合块与配合槽未对齐时，可通过第二液压缸推动安装箱向下移动，之后使配合块的底部与第三齿轮的顶部相抵，以对弹簧进行压缩，之后启动电机带动伸缩机构及其底部的配合块缓慢转动，当配合块与配合槽对齐的瞬间，在弹簧的作用下，配合块将插入配合槽内，以通过配合块与配合槽的相互配合驱动第三齿轮转动。

附图说明

图1为一种大角度摆喷高压喷射注浆机械的结构示意图。

图2为一种大角度摆喷高压喷射注浆机械驱动柱的的结构示意图。

图3为图1中A处的放大图。

图4为图1中B处的放大图。

图中：升降平台1、机架2、钻杆3、钻头4、喷头5、第一齿轮6、第二齿轮7、第三齿轮8、通孔9、第一液压缸10、驱动柱11、柱体12、驱动槽13、导向槽14、环形槽15、驱动孔16、驱动块17、第二液压缸18、安装箱19、电机20、套筒21、弹簧22、限位块23、配合块24、配合槽25。

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。

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种大角度摆喷高压喷射注浆机械，包括升降平台1，升降平台1的顶部贯穿设置有钻杆3，钻杆3与升降平台1转动连接，钻杆3的底端固定连接有钻头4，钻杆3的侧壁底端固定连接有多个喷头5，钻杆3位于升降平台1上方的外壁固定套接有第一齿轮6，升降平台1的顶部转动连接有第二齿轮7与第三齿轮8，第一齿轮6、第三齿轮8均与第二齿轮7相互啮合，升降平台1的顶部固定连接有机架2，机架2的顶部贯穿连接有第一液压缸10，第一液压缸10的底部活动端固定连接有驱动柱11，第二齿轮7的顶部中心处贯穿设置有驱动孔16，驱动孔16的内壁对称固定连接有两个驱动块17，驱动柱11的底端位于驱动孔16内，升降平台1的底部位于驱动孔16的正下方贯穿设置有通孔9。

一种大角度摆喷高压喷射注浆机械，还包括用于安装升降平台1的桩架，用于驱动升降平台1上下移动的卷扬机，用于喷浆的通过管道与喷头5连接的泵送系统及控制器。

请参阅图2，驱动柱11包括柱体12，柱体12的外壁均匀设置有四个驱动槽13，柱体12的外壁靠近底端开设有环形槽15，柱体12的外壁位于环形槽15上方开设有四个导向槽14，四个导向槽14分别与驱动槽13的侧壁底部连通，驱动槽13、导向槽14均与环形槽15连通。

请参阅图2，驱动槽13、导向槽14、环形槽15的深度相同，驱动槽13为螺旋形。

请参阅图3，两个驱动块17均位于环形槽15内。

需要进行摆喷作业时，通过第一液压缸10推动驱动柱11向下移动，使驱动块17脱离环形槽15，并在导向槽14的导向下滑入对应的驱动槽13中，之后操作第一液压缸10带动柱体12往复的进行上下移动，当柱体12上移时，由于驱动槽13为螺旋形，两个驱动块17将在驱动槽13的限位作用下带动第二齿轮7正向转动，继而通过第一齿轮6带动钻杆3反向转动，当转动到一定角度时，可推动柱体12向下移动，以利用相同的原理带动钻杆3正向转动。

综上可知，通过控制柱体12的移动方向即可控制钻杆3的转动方向，通过控制柱体12移动的行程，便可对钻杆3的转动角度进行调节，使的注浆机械的摆喷方式更加的多样化，可大大降低对凝结体的形状与结构造成的局限性，使用效果好。

请参阅图1，机架2的顶部贯穿设置有第二液压缸18，第二液压缸18的底部活动端固定连接有安装箱19，安装箱19的内部固定连接有电机20，电机20的轴伸端贯穿安装箱19的底部内壁后固定连接有伸缩机构，伸缩机构的底部设置有配合块24。

请参阅图4，第三齿轮8的顶部中心处开设有配合槽25，配合块24位于配合槽25的正上方，配合槽25与配合块24的尺寸相适配，配合块24的外观可为圆柱体外的任何规则柱体，如三边形柱体，四边形柱体、五边形柱体等，以防止配合块24插入配合槽25后，配合槽25与配合块24发生相对转动。

当驱动块17位于环形槽15中时，通过第二液压缸18推动安装箱19向下移动，使配合块24插入配合槽25中后，可通过电机20驱动第三齿轮8转动，继而通过第二齿轮7及第一齿轮6带动钻杆3转动，以实现转喷，使得注浆机械在注浆作业中，可在定喷、摆喷与转喷这三种喷射方式中自由切换，大大提高了注浆机械的适用性。

请参阅图4，伸缩机构包括套筒21，套筒21的顶部与电机20的轴伸端固定连接，套筒21的内部由上至下设置有弹簧22与限位块23，弹簧22的底端与套筒21的顶部内壁相抵，弹簧22的底端与限位块23的顶部相抵，限位块23与套筒21的内壁滑动连接，配合块24的底端贯穿套筒21的底部后与限位块23的底部固定连接。

在配合块24与配合槽25未对齐时，可通过第二液压缸18推动安装箱19向下移动，之后使配合块24的底部与第三齿轮8的顶部相抵，以对弹簧22进行压缩，之后启动电机20带动伸缩机构及其底部的配合块24缓慢转动，当配合块24与配合槽25对齐的瞬间，在弹簧22的作用下，配合块24将插入配合槽25内，以通过配合块24与配合槽25的相互配合驱动第三齿轮8转动。

本发明的工作原理是：

需要进行摆喷作业时，通过第一液压缸10推动驱动柱11向下移动，使驱动块17脱离环形槽15，并在导向槽14的导向下滑入对应的驱动槽13中，之后操作第一液压缸10带动柱体12往复的进行上下移动，当柱体12上移时，由于驱动槽13为螺旋形，两个驱动块17将在驱动槽13的限位作用下带动第二齿轮7正向转动，继而通过第一齿轮6带动钻杆3反向转动，当转动到一定角度时，可推动柱体12向下移动，以利用相同的原理带动钻杆3正向转动。

综上可知，通过控制柱体12的移动方向即可控制钻杆3的转动方向，通过控制柱体12移动的行程，便可对钻杆3的转动角度进行调节，使的注浆机械的摆喷方式更加的多样化，可大大降低对凝结体的形状与结构造成的局限性，使用效果好。

当驱动块17位于环形槽15中时，通过第二液压缸18推动安装箱19向下移动，使配合块24插入配合槽25中后，可通过电机20驱动第三齿轮8转动，继而通过第二齿轮7及第一齿轮6带动钻杆3转动，以实现转喷，使得注浆机械在注浆作业中，可在定喷、摆喷与转喷这三种喷射方式中自由切换，大大提高了注浆机械的适用性。

在配合块24与配合槽25未对齐时，可通过第二液压缸18推动安装箱19向下移动，之后使配合块24的底部与第三齿轮8的顶部相抵，以对弹簧22进行压缩，之后启动电机20带动伸缩机构及其底部的配合块24缓慢转动，当配合块24与配合槽25对齐的瞬间，在弹簧22的作用下，配合块24将插入配合槽25内，以通过配合块24与配合槽25的相互配合驱动第三齿轮8转动。

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 (7)

1.一种大角度摆喷高压喷射注浆机械，包括升降平台（1），其特征在于：所述升降平台（1）的顶部贯穿设置有钻杆（3），所述钻杆（3）与升降平台（1）转动连接，所述钻杆（3）的底端固定连接有钻头（4），所述钻杆（3）的侧壁底端固定连接有多个喷头（5），所述钻杆（3）位于升降平台（1）上方的外壁固定套接有第一齿轮（6），所述升降平台（1）的顶部转动连接有第二齿轮（7）与第三齿轮（8），所述第一齿轮（6）、第三齿轮（8）均与第二齿轮（7）相互啮合，所述升降平台（1）的顶部固定连接有机架（2），所述机架（2）的顶部贯穿连接有第一液压缸（10），所述第一液压缸（10）的底部活动端固定连接有驱动柱（11），所述第二齿轮（7）的顶部中心处贯穿设置有驱动孔（16），所述驱动孔（16）的内壁对称固定连接有两个驱动块（17），所述驱动柱（11）的底端位于驱动孔（16）内，所述升降平台（1）的底部位于驱动孔（16）的正下方贯穿设置有通孔（9）。

2.根据权利要求1所述的一种大角度摆喷高压喷射注浆机械，其特征在于：所述驱动柱（11）包括柱体（12），所述柱体（12）的外壁均匀设置有四个驱动槽（13），所述柱体（12）的外壁靠近底端开设有环形槽（15），所述柱体（12）的外壁位于环形槽（15）上方开设有四个导向槽（14），四个所述导向槽（14）分别与驱动槽（13）的侧壁底部连通，所述驱动槽（13）、导向槽（14）均与环形槽（15）连通。

3.根据权利要求2所述的一种大角度摆喷高压喷射注浆机械，其特征在于：所述驱动槽（13）、导向槽（14）、环形槽（15）的深度相同，所述驱动槽（13）为螺旋形。

4.根据权利要求1所述的一种大角度摆喷高压喷射注浆机械，其特征在于：两个所述驱动块（17）均位于环形槽（15）内。

5.根据权利要求1所述的一种大角度摆喷高压喷射注浆机械，其特征在于：所述机架（2）的顶部贯穿设置有第二液压缸（18），所述第二液压缸（18）的底部活动端固定连接有安装箱（19），所述安装箱（19）的内部固定连接有电机（20），所述电机（20）的轴伸端贯穿安装箱（19）的底部内壁后固定连接有伸缩机构，所述伸缩机构的底部设置有配合块（24）。

6.根据权利要求5所述的一种大角度摆喷高压喷射注浆机械，其特征在于：所述第三齿轮（8）的顶部中心处开设有配合槽（25），所述配合块（24）位于配合槽（25）的正上方。

7.根据权利要求5所述的一种大角度摆喷高压喷射注浆机械，其特征在于：所述伸缩机构包括套筒（21），所述套筒（21）的顶部与电机（20）的轴伸端固定连接，所述套筒（21）的内部由上至下设置有弹簧（22）与限位块（23），所述弹簧（22）的底端与套筒（21）的顶部内壁相抵，所述弹簧（22）的底端与限位块（23）的顶部相抵，所述限位块（23）与套筒（21）的内壁滑动连接，所述配合块（24）的底端贯穿套筒（21）的底部后与限位块（23）的底部固定连接。

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