CN112012205A - 一种用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，包括相配合的吸附机构、破碎机构和挖掘管；挖掘管通过外部吊装机构吊装伸入预制管桩中并逐步下降以在破碎机构的驱动下将预制管桩内和预制管桩底端的泥沙破坏，吸附机构设有吸管，吸管连通于吸附机构与预制管桩中的挖掘管之间、用于当吸附机构抽风吸附时通过吸管将挖掘管内挖掘的泥沙吸出以便于预制管桩穿透沙层。本发明具有施工方便快捷、施工成本低、能大大提高压桩深度、不会对预制管桩造成损害、安全环保的优点。

Description

一种用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置

技术领域

本发明主要涉及工程施工设备领域，尤其涉及一种用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置。

背景技术

静压沉桩法是通过静力压桩机的自重和机架上的配重提供反力而将预制管桩压入土中的沉桩工艺。此工艺具有无振动、无冲击，无噪音等优点。同时桩身选用高强度预应力预制管桩，以该桩作为基础具有工艺简明，质量可靠，造价低，检测方便等特点。

在某些地质条件下，在压桩的过程中会遇到较厚的沙层。施工时，静力压桩机首先会在自身及配重的重力作用下使得中间为中空的预制管桩下沉，预制管桩穿透泥土层到达沙层。穿透泥土层时由于压力的作用在预制管桩的中心孔内已堆积了较厚的土层，土层本身不易挖出。而当到达沙层时，由于沙层的特性使得压桩时预制桩受到的阻力变大，受管内泥土和管外沙层的双层阻力而无法继续下沉，导致静力压桩施工困难。而如果不能提高压桩的深度，则单根桩的可承载的负载降低，不但不安全，而且势必会要增加单位面积内的管桩数量，进而增加了施工成本。

为解决静力压桩机在压桩过程中穿透沙层困难的问题，目前有几种解决方案：1、在压桩前进行引孔，在测定好桩位出钻孔，钻孔直径小于桩孔，以减少压桩阻力。但此方法消耗时间长，施工成本高。且容易塌孔，压桩机对正孔位难。2、在无法依靠静压继续沉桩的情况下，采用直接锤击预制管桩的方法，依靠对沙层的冲击来穿透沙层。但此方法对于预制管桩损害较大，会造成桩身的损伤，噪音大，油污飞溅污染环境。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种施工方便快捷、施工成本低、能大大提高压桩深度、不会对预制管桩造成损害、安全环保的一种用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，包括相配合的吸附机构、破碎机构和挖掘管；所述挖掘管通过外部吊装机构吊装伸入预制管桩中并逐步下降以在破碎机构的驱动下将预制管桩内和预制管桩底端的泥沙破坏，所述吸附机构设有吸管，所述吸管连通于吸附机构与预制管桩中的挖掘管之间、用于当吸附机构抽风吸附时通过吸管将挖掘管内挖掘的泥沙吸出以便于预制管桩穿透沙层。

作为本发明的进一步改进，所述破碎机构包括第一机架、用于和外部吊装机构连接以吊装在预制管桩的上方，所述第一机架上设有用于和挖掘管连接的旋转驱动组件，所述挖掘管的底部设有破碎组件，所述旋转驱动组件驱动挖掘管旋转、以通过破碎组件将预制管桩内和预制管桩底端的泥沙破坏。

作为本发明的进一步改进，所述破碎组件包括多个凸出设置于挖掘管底端上的齿形部、和一个以上铰接安装于挖掘管底端上的活动板，所述活动板上也设有多个凸出的齿形部，当旋转驱动组件驱动挖掘管逆向旋转时所述活动板绕铰接点旋转朝外散开、以用于扩大挖掘面积；所述挖掘管底端上还设有一个以上的限位部，当旋转驱动组件驱动挖掘管正向旋转时所述活动板绕铰接点旋转朝内收折并被限位部抵住限位、以便于挖掘管于预制管桩内上下移动。

作为本发明的进一步改进，所述活动板呈弧形，所述挖掘管底端上设有两个以上依次设置的活动板、以用于收折限位后使两个以上的活动板合围呈管状，所述挖掘管底端上设有两个以上朝下凸出的弧形安装部，所述弧形安装部的一侧用于铰接安装活动板，所述弧形安装部的另一侧用于设置成台阶状的限位部。

作为本发明的进一步改进，所述旋转驱动组件包括连接管、回转支承、旋转马达和设于旋转马达旋转轴端上的主动齿轮，所述回转支承的外圆周上设有一圈齿圈，所述吸管与回转支承的内圈顶部固定连接，所述挖掘管通过连接管与回转支承的外圈底部连接，所述主动齿轮与齿圈啮合、用于在旋转马达驱动回转支承外圈旋转时使连接管带动挖掘管旋转。

作为本发明的进一步改进，所述破碎机构包括高压水箱机构、水管和多个高压喷嘴，多个所述高压喷嘴设置于挖掘管下端部的圆周面上，所述高压水箱机构通过水管与多个所述高压喷嘴连通、用于通过高压冲水以将预制管桩内和预制管桩底端的泥沙破坏。

作为本发明的进一步改进，所述吸附机构包括抽风机组件和密封的外筒，所述外筒内套设有底部开口的内筒以在外筒和内筒之间形成分离仓，所述外筒内于内筒的下方设有第一收集仓，所述吸管与分离仓的上端部连通，所述抽风机组件通过风道与内筒的顶部连通，当抽风机组件抽风产生负压时所述挖掘管内的空气和泥沙被抽进分离仓内形成由上往下运动的气流后再由下往上进入内筒内、以使气流携带的泥沙在分离仓内分离并掉落至第一收集仓内。

作为本发明的进一步改进，所述吸管与外筒的内壁圆周面相切布置，所述外筒内于分离仓的顶部处设有一块朝下倾斜的导流板，所述吸管与分离仓的连通口靠近导流板倾斜最高处的下方设置、、用于使空气和泥沙被抽进分离仓后形成螺旋向下运动的外旋气流以使泥沙在离心力作用下被甩向外筒内壁以分离掉落。

作为本发明的进一步改进，所述外筒内于内筒的下方设有朝下凸出设置的锥形板、以用于使分离仓内由上往下运动的气流在接触到锥形板后形成螺旋向上运动的内旋气流以快速进入内筒内，所述锥形板朝下凸出的端部开设有沉降孔、以使分离仓内分离的异物经沉降孔掉落至第一收集仓内。

作为本发明的进一步改进，所述外筒外的一侧设有后围板组件、以在后围板组件和外筒之间合围形成空腔，所述空腔内设有竖向的后风道隔板、以在空腔内分隔成仅底部相连通的左风道和右风道，所述空腔内于左风道和右风道的底部下方形成第二收集仓，所述左风道的顶部用于与内筒顶部连通，所述右风道的顶部与抽风机组件对接、用于抽风时使进入内筒内的气流从上往下进入左风道后再逆向从下往上进入右风道以使气流内的异物分离而掉落至第二收集仓内。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

一是本发明的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，通过设置相互配合的吸附机构、破碎机构和挖掘管，不但能够将预制管桩内挤压的泥沙破坏并抽出，同时还能够深入预制管桩底端，将底端的泥沙层破坏并抽出，使得预制管桩能够轻松的穿透沙层，最终达到预定深度。这使得压桩的深度大大增大，从而使得单根桩的可承载的负载大大增强，单位面积内的管桩数量减少，成本降低，经济效益显著。

二是本发明的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，完全不同于现有的引孔施工方式和锤击施工方式，自动挖掘并同步吸附收集使得施工方便快捷、施工成本低、施工效率高，不会对预制管桩造成损害，大大降低了施工噪音和油污飞溅的情况，安全环保。

三是本发明的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，挖掘管深入挖掘的方式无需自带吊装机构，能够和工地上现成的施工设备形成配合利用。而吸附机构由于设有吸管，使得其可以灵活安置在施工场地的任一空地处，只要通过吸管和挖掘管连通即可，吸附机构不会占用太大的施工面积。

四是本发明的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，通过设置活动板，当挖掘管逆时针旋转时挖掘时，活动板逐渐朝外旋转打开，使得挖掘管覆盖圆周方向的的挖掘面积增大，使得预制管桩能够轻松的穿透沙层，最终达到预定深度，这使得压桩更加轻松，压桩深度大大增大。当挖掘管顺时针旋转时，活动板持关闭状态，使得活动板不会和预制管桩内壁形成阻碍关系，便于挖掘管于预制管桩内上下移动。

五是本发明的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，通过对吸附机构进行科学设计，不会占用压桩施工现场的太大地方，保证了极佳的吸附力，压力损失小，抽吸效果极佳；同时分离效果极佳，不容易造成二次污染。也即兼顾了预制管桩内的挖掘和预制管桩外的吸附，最终相互配合提升了预制管桩的施工效果。

附图说明

图1是本发明的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置在使用时的结构原理示意图1。

图2是本发明的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置的结构原理示意图。

图3是本发明的破碎机构的结构原理示意图。

图4是本发明的破碎机构的局部立体结构原理示意图。

图5是本发明的挖掘管的立体结构原理示意图1。

图6是本发明的挖掘管在使用时的俯视结构原理示意图1。

图7是本发明的挖掘管在使用时的俯视结构原理示意图2。

图8是本发明的挖掘管在使用时的结构原理示意图。

图9是本发明的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置在使用时的结构原理示意图2。

图10是本发明的挖掘管的立体结构原理示意图2。

图11是本发明的吸附机构的内部结构原理示意图1。

图12是本发明的吸附机构的内部结构原理示意图2。

图13是本发明的吸附机构的内部结构原理示意图3。

图14是本发明的吸附机构的俯视结构原理示意图。

图15是图14中A-A剖视结构原理示意图。

图16是本发明的锥形板的立体结构原理示意图。

图中各标号表示：

1、吸附机构；11、吸管；12、抽风机组件；13、外筒；14、内筒；15、分离仓；16、第一收集仓；17、导流板；18、锥形板；181、沉降孔；191、后围板组件；192、后风道隔板；193、左风道；194、右风道；195、第二收集仓；2、破碎机构；21、第一机架；22、旋转驱动组件；221、连接管；222、回转支承；223、旋转马达；224、主动齿轮；23、高压水箱机构；24、水管；25、高压喷嘴；3、挖掘管；31、破碎组件；311、齿形部；312、活动板；313、限位部；32、弧形安装部。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1至图16所示，本发明提供一种用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，包括相配合的吸附机构1、破碎机构2和挖掘管3；挖掘管3的长度为0.1米至20米之间，挖掘管3通过外部吊装机构吊装伸入预制管桩中并逐步下降以在破碎机构2的驱动下将预制管桩内和预制管桩底端的泥沙破坏，吸附机构1设有吸管11，吸管11连通于吸附机构1与预制管桩中的挖掘管3之间、用于当吸附机构1抽风吸附时通过吸管11将挖掘管3内挖掘的泥沙吸出以便于预制管桩穿透沙层。外部吊装机构如附图中X所示，为现有技术中静力压桩机自带的吊臂，也即本装置无需自带吊装机构，能够和工地上现成的施工设备形成配合利用。而吸附机构1由于设有吸管11，使得其可以灵活安置在施工场地的任一空地处，只要通过吸管11和挖掘管3连通即可，吸附机构1不会占用太大的施工面积。具体实施原理如下：

当压桩时预制管桩受到的阻力变大时，外部吊装机构将挖掘管3吊装起来并使之伸入预制管桩中(预制管桩如附图中Y所示)，然后启动破碎机构2，在破碎机构2的驱动下通过挖掘管3的配合将预制管桩内挤紧的泥沙破坏形成松土状态(关于破碎机构2的破碎配合在下文进行详述)。此时吸附机构1同步工作进行抽风吸附形成负压，并通过吸管11将挖掘管3内挖掘的松土泥沙吸出。这不但减轻了管内挤紧的泥沙对预制管桩形成的阻力，同时使得挖掘管3有进一步下降的空间。在外部吊装机构的吊装下，挖掘管3进一步下降和破碎机构2进一步配合进行挖掘。直至下降至预制管桩底端的下面，将预制管桩底端的泥沙层也破坏并抽出。此时预制管桩内挤压的泥沙和预制管桩底端的泥沙层均被破坏并抽出，使得预制管桩能够轻松的穿透沙层，最终达到预定深度。通过以上特殊的科学设计，具有如下技术优点：

一是本发明的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，通过设置相互配合的吸附机构1、破碎机构2和挖掘管3，不但能够将预制管桩内挤压的泥沙破坏并抽出，同时还能够深入预制管桩底端，将底端的泥沙层破坏并抽出，使得预制管桩能够轻松的穿透沙层，最终达到预定深度。这使得压桩的深度大大增大，从而使得单根桩的可承载的负载大大增强，单位面积内的管桩数量减少，成本降低，经济效益显著。

二是本发明的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，完全不同于现有的引孔施工方式和锤击施工方式，自动挖掘并同步吸附收集使得施工方便快捷、施工成本低、施工效率高，不会对预制管桩造成损害，大大降低了施工噪音和油污飞溅的情况，安全环保。

三是本发明的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，挖掘管3深入挖掘的方式无需自带吊装机构，能够和工地上现成的施工设备形成配合利用。而吸附机构1由于设有吸管11，使得其可以灵活安置在施工场地的任一空地处，只要通过吸管11和挖掘管3连通即可，吸附机构1不会占用太大的施工面积。

进一步，在较佳实施例中，破碎机构2包括第一机架21、用于和外部吊装机构连接以吊装在预制管桩的上方，第一机架21上设有用于和挖掘管3连接的旋转驱动组件22，挖掘管3的底部设有破碎组件31，旋转驱动组件22驱动挖掘管3旋转、以通过破碎组件31将预制管桩内和预制管桩底端的泥沙破坏。在本实施例中，第一机架21不但用于和外部吊装机构连接形成吊装，还用于安装与挖掘管3相连接的旋转驱动组件22，同时本第一机架21设有两根以上平行布置的横杆(横杆如附图中所示的W)，两根以上的横杆之间形成限位空间(呈H形)、会将静力压桩机本身存在的两根竖向的施工杆(施工杆如附图中所示的K)限位卡设在限位空间内，这使得旋转驱动组件22驱动挖掘管3旋转时，悬空吊装的第一机架21受到两根竖向施工杆的限位而不会发生大幅度的水平转动，施工安全性和施工效率大大提高。

进一步，在较佳实施例中，破碎组件31包括多个凸出设置于挖掘管3底端上的齿形部311、和一个以上铰接安装于挖掘管3底端上的活动板312，活动板312上也设有多个凸出的齿形部311，当旋转驱动组件22驱动挖掘管3逆向旋转时活动板312绕铰接点旋转朝外散开、以用于扩大挖掘面积；挖掘管3底端上还设有一个以上的限位部313，当旋转驱动组件22驱动挖掘管3正向旋转时活动板312绕铰接点旋转朝内收折并被限位部313抵住限位、以便于挖掘管3于预制管桩内上下移动。活动板312可以绕铰链自由旋转一定角度。如图三所示，当挖掘管3逆时针旋转时挖掘时，活动板312在被挖掘物(泥沙)给予的圆周切线阻力的带动下，活动板312逐渐朝外旋转打开，使得挖掘管3覆盖圆周方向的的挖掘面积增大，这使得在预制管桩内时挖掘效果更好，尤其只当伸入至预制管桩底端时，旋转打开到位的活动板312可以突破预制管桩的限制，进而将预制管桩底端更大面积的泥沙层破坏，使得预制管桩能够轻松的穿透沙层，最终达到预定深度，这使得压桩更加轻松，压桩深度大大增大。如图三所示，当挖掘管3顺时针旋转时，活动板312在外部阻力及自身惯性作用下朝内收折并被限位部313抵住限位保持关闭状态，使得活动板312不会和预制管桩内壁形成阻碍关系，便于在外部吊装机构的吊装下将挖掘管3进一步下降进行挖掘。甚至在作业结束后，先使挖掘管3顺时针旋转将活动板312收折，然后可以顺利的将挖掘管3朝上吊出，也即便于了挖掘管3于预制管桩内上下移动。

进一步，在较佳实施例中，活动板312呈弧形，挖掘管3底端上设有两个以上依次设置的活动板312、以用于收折限位后使两个以上的活动板312合围呈管状，挖掘管3底端上设有两个以上朝下凸出的弧形安装部32，弧形安装部32的一侧用于铰接安装活动板312，弧形安装部32的另一侧用于设置成台阶状的限位部313。如图所示，在本实施例中，设有两个活动板312和两个弧形安装部32。弧形的活动板312更加便于活动板312朝外散开时随挖掘管3一起转动，转动阻力更小，挖掘效果更佳。同时弧形的活动板312和弧形安装部32配合，便于收折状态时使得合围呈整体圆柱体，吸附机构1的吸附效果更佳。

进一步，在较佳实施例中，旋转驱动组件22包括连接管221、回转支承222、旋转马达223和设于旋转马达223旋转轴端上的主动齿轮224，回转支承222的外圆周上设有一圈齿圈，吸管11与回转支承222的内圈顶部固定连接，挖掘管3通过连接管221与回转支承222的外圈底部连接，主动齿轮224与齿圈啮合、用于在旋转马达223驱动回转支承222外圈旋转时使连接管221带动挖掘管3旋转。

回转支承222为现有技术的常规件，其包括套设的内圈和外圈，内圈和外圈可相对旋转。在本实施中，回转支承222内圈上的法兰通过安装件安装于第一机架21上，使得内圈保持固定、而外圈可旋转，且旋转马达223也通过安装件安装于第一机架21上。吸管11的下端与回转支承222的内圈顶部通过法兰组件固定连接。而连接管221的上端与回转支承222的可旋转的外圈底部通过法兰组件固定连接、且连接管221的下端通过法兰组件与挖掘管3的上端固定连接。当需要作业时，旋转马达223旋转，由于主动齿轮224与回转支承222外圈上的齿圈啮合，通过主动齿轮224带动回转支承222的外圈旋转(此时回转支承222的内圈和吸管11均不会旋转)，进而带动连接管221旋转。旋转的连接管221势必会带动下方固定连接的挖掘管3旋转，通过挖掘管3和破碎组件31进行旋转破碎式的挖掘作业。同时挖掘管3内的泥土异物依次经挖掘管3、连接管221、吸管11被及时的抽吸走。在本实施例中，连接管221为多根、且每根长度不一，由于作业深度不同，可以按照实际情况安装不同长度的连接管221，使得挖掘管3实现各个深度的挖掘。

关于破碎机构2，除了上述的旋转挖掘方式，还有其他的实施方式。例如进一步，在另一实施例中，破碎机构2包括高压水箱机构23、水管24和多个高压喷嘴25，多个高压喷嘴25设置于挖掘管3下端部的圆周面上，高压水箱机构23通过水管24与多个高压喷嘴25连通、用于通过高压冲水以将预制管桩内和预制管桩底端的泥沙破坏。高压喷嘴25呈圆周布置且喷射方向向下或向挖掘管3外方向设置，作业时挖掘管3不用旋转，从高压喷嘴25内喷出的高压水流迅速冲击破坏周边土层或沙层结构，同时达到了将预制管桩内和预制管桩底端的泥沙破坏的目的。松散的泥沙和污水也同样被吸附机构1吸附。在本实施例中，挖掘管3下端部处也设有一圈齿状件，以提高挖掘管3破坏泥沙的能力。也即挖掘管3不用再旋转，其可以伸出预制管桩外，然后通过类似第一机架21的机架和外部吊装机构连接以吊装在预制管桩的上方，也可以伸出预制管桩外直接通过吊索、绳索等将挖掘管3和外部吊装机构连接。

预制管桩内和预制管桩底端的泥沙破坏虽然得到了破坏变松散，但是如果不能将这些松散泥土从狭长的预制管桩内及时运出，仍不能达到顺利施工的效果。因此，挖掘是一个重点，吸附同样是另一个重点。为此，本装置对吸附机构1进行了特殊设计。进一步，在较佳实施例中，吸附机构1包括抽风机组件12和密封的外筒13，外筒13内套设有底部开口的内筒14以在外筒13和内筒14之间形成分离仓15，外筒13内于内筒14的下方设有第一收集仓16，吸管11与分离仓15的上端部连通，抽风机组件12通过风道与内筒14的顶部连通，当抽风机组件12抽风产生负压时挖掘管3内的空气和泥沙被抽进分离仓15内形成由上往下运动的气流后再由下往上进入内筒14内、以使气流携带的泥沙在分离仓15内分离并掉落至第一收集仓16内。

当抽风机组件12抽风产生负压时，挖掘管3内的空气和泥沙(泥沙内可能包括泥块、尘埃、泥水、泥土中本身存在的羽毛、塑料袋等轻飘物等)被抽进分离仓15内，重力大的泥块自然会在重力作用下朝下掉落。同时，由于内筒14底部开口，而吸管11与分离仓15的上端部连通，所以进入分离仓15内的气流只能形成由上往下运动后，再由下往上进入内筒14内。在这个一下一上的逆向过程中，重力较轻的泥块、泥水也会由于朝下运动的惯性而产生和气流的分离，也在分离仓15内分离并掉落至第一收集仓16内。通过这种设置，使得质量重的、轻的泥块、泥水都能够在分离仓15内产生分离并掉落。在本实施例中，外筒13的底部设有可开合的卸料门，在需要卸料时可以驱动卸料门朝下打开进行卸料。通过以上特殊的科学设计，具有如下技术优点：一是本发明的吸附机构1结构简单紧凑，外筒13、内筒14、抽风机组件12全部集成在一起，集成度高、体积小，不会占用压桩施工现场的太大地方。二是本发明的吸附机构1，外筒13、内筒14相互配合形成分离仓15，形成了先由上往下运动后、再下往上进入内筒14内的特殊气流。在这个一下一上的逆向过程中，不但保证了极佳的吸附力，压力损失小，抽吸效果极佳；同时通过这种设置，使得质量重的、轻的泥块、泥水都能够在分离仓15内产生分离并掉落，分离效果极佳，不容易造成二次污染。也即兼顾了预制管桩内的挖掘和预制管桩外的吸附，最终相互配合提升了预制管桩的施工效果。

进一步，在较佳实施例中，吸管11与外筒13的内壁圆周面相切布置，外筒13内于分离仓15的顶部处设有一块朝下倾斜的导流板17，吸管11与分离仓15的连通口靠近导流板17倾斜最高处的下方设置、用于使空气和泥沙被抽进分离仓15后形成螺旋向下运动的外旋气流以使泥沙在离心力作用下被甩向外筒13内壁以分离掉落。如图12所示，为专门单独展示的外旋气流。同时接触到倾斜的导流板17，在外筒13的内壁和导流板17的双重导向配合作用下，这种特殊设计使得抽进来的气流在一接触到外筒13的内壁圆周面后，同时接触到倾斜的导流板17，在外筒13的内壁和导流板17的双重导向配合作用下，气流不但由直线运动变为圆周运动，而且迅速形成朝下运动的螺旋外旋气流。在这一过程中，螺旋外旋气流会产生离心力，使得气流中的重度大于气体的泥沙被甩向外筒13内壁，泥沙一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和重力沿壁面下落，同样进入第一收集仓16，分离和收集效果极佳。

进一步，在较佳实施例中，外筒13内于内筒14的下方设有朝下凸出设置的锥形板18、以用于使分离仓15内由上往下运动的气流在接触到锥形板18后形成螺旋向上运动的内旋气流以快速进入内筒14内，锥形板18朝下凸出的端部开设有沉降孔181、以使分离仓15内分离的异物经沉降孔181掉落至第一收集仓16内。如图13所示，为专门单独展示的内旋气流。如图11所示，为展示的由上往下运动的外旋气流在接触到锥形板18后形成螺旋向上运动的内旋气流。形成由上往下运动的外旋气流虽然能够在分离仓15内形成极佳的分离效果，但是如何使快速的朝下的外旋气流形成反转并快速的被朝上抽走，保证极佳的抽吸力度和负压效果，这成为一个技术难题，否则会导致本装置需要很高的风压。为此，本发明进一步设计了朝下凸出设置的锥形板18，锥形板18呈碗状，但是碗底部开设沉降孔181。这使得由上往下运动的气流在接触到锥形板18后，被内凹形的锥形板18导向，而在外旋气流内又形成了螺旋由下向上运动的内旋气流以快速进入内筒14内。这兼顾了外旋朝下和内旋朝上的技术要求，同时也兼顾了高速旋转分离和高速逆向运动的技术要求。抽吸力强、分离效果好。在本实施例中，内筒14内的顶部处设有可拆卸的过滤板组件(如附图中所示的Q)、以用于对进入内筒14内的气流进行过滤。抽吸过程中，可能有部分很轻的异物例如羽毛、塑料片、尘粒等仍随气流一起被吸附进内筒14内。此时，通过顶部处设有可拆卸的过滤板组件，能够对这些异物进行二次过滤降尘，使得后续的过滤效果极佳。

进一步，在较佳实施例中，外筒13外的一侧设有后围板组件191、以在后围板组件191和外筒13之间合围形成空腔，如附图所示，后围板组件191包括多块板，例如背板、两块侧板、顶板、底板，正好和外筒13外壁一起合围形成狭小的空腔。空腔内设有竖向的后风道隔板192、以在空腔内分隔成仅底部相连通的左风道193和右风道194，空腔内于左风道193和右风道194的底部下方形成第二收集仓195，左风道193的顶部用于与内筒14顶部连通，右风道194的顶部与抽风机组件12对接、用于抽风时使进入内筒14内的气流从上往下进入左风道193后再逆向从下往上进入右风道194以使气流内的异物分离而掉落至第二收集仓195内

也即通过以上的特殊设置，再次形成了一个一下一上的逆向分离气道。被抽进内筒14内的气流从内筒14顶部进入左风道193的顶部，然后受到后风道隔板192的限制和导流，使得只能先由上往下运动后，从下方进入右风道194后再由下往上运动。在这个一下一上的逆向过程中，即便仍有泥沙、泥水等异物进入，也会由于朝下运动的下沉惯性而产生和气流的分离，也分离并掉落至第二收集仓195内。在本实施例中，左风道193的顶部还设有喷淋组件(如附图中所示的M)、用于对进入左风道193内的气流进行喷淋以加快异物分离。通过前面的多次分离过滤后，气流中可能只剩下较小的灰尘。为了避免最终抽风机组件12排气造成扬尘，同时为了避免灰尘对抽风机组件12造成污染，通过左风道193的顶部设置喷淋组件，使得进入左风道193内的气流中包含的极小或极轻的尘埃在水雾的作用下增加重量，被水雾喷淋过的尘埃在重力作用下，在一下一上的逆向过程中沉降并掉落至第二收集仓195内，进而使得干净的气体从经抽风机组件12排出。也即本发明吸附机构1的多个技术特征和结构相互配合、相互支持，能够形成两个一下一上的逆向分离气道，形成多级分离、多级过滤降尘，最终不但保证了极佳的挖掘抽吸效果，也兼顾了极佳的环保排放效果。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，其特征在于：包括相配合的吸附机构(1)、破碎机构(2)和挖掘管(3)；所述挖掘管(3)通过外部吊装机构吊装伸入预制管桩中并逐步下降以在破碎机构(2)的驱动下将预制管桩内和预制管桩底端的泥沙破坏，所述吸附机构(1)设有吸管(11)，所述吸管(11)连通于吸附机构(1)与预制管桩中的挖掘管(3)之间、用于当吸附机构(1)抽风吸附时通过吸管(11)将挖掘管(3)内挖掘的泥沙吸出以便于预制管桩穿透沙层。

2.根据权利要求1所述的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，其特征在于：所述破碎机构(2)包括第一机架(21)、用于和外部吊装机构连接以吊装在预制管桩的上方，所述第一机架(21)上设有用于和挖掘管(3)连接的旋转驱动组件(22)，所述挖掘管(3)的底部设有破碎组件(31)，所述旋转驱动组件(22)驱动挖掘管(3)旋转、以通过破碎组件(31)将预制管桩内和预制管桩底端的泥沙破坏。

3.根据权利要求2所述的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，其特征在于：所述破碎组件(31)包括多个凸出设置于挖掘管(3)底端上的齿形部(311)、和一个以上铰接安装于挖掘管(3)底端上的活动板(312)，所述活动板(312)上也设有多个凸出的齿形部(311)，当旋转驱动组件(22)驱动挖掘管(3)逆向旋转时所述活动板(312)绕铰接点旋转朝外散开、以用于扩大挖掘面积；所述挖掘管(3)底端上还设有一个以上的限位部(313)，当旋转驱动组件(22)驱动挖掘管(3)正向旋转时所述活动板(312)绕铰接点旋转朝内收折并被限位部(313)抵住限位、以便于挖掘管(3)于预制管桩内上下移动。

4.根据权利要求3所述的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，其特征在于：所述活动板(312)呈弧形，所述挖掘管(3)底端上设有两个以上依次设置的活动板(312)、以用于收折限位后使两个以上的活动板(312)合围呈管状，所述挖掘管(3)底端上设有两个以上朝下凸出的弧形安装部(32)，所述弧形安装部(32)的一侧用于铰接安装活动板(312)，所述弧形安装部(32)的另一侧用于设置成台阶状的限位部(313)。

5.根据权利要求2所述的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，其特征在于：所述旋转驱动组件(22)包括连接管(221)、回转支承(222)、旋转马达(223)和设于旋转马达(223)旋转轴端上的主动齿轮(224)，所述回转支承(222)的外圆周上设有一圈齿圈，所述吸管(11)与回转支承(222)的内圈顶部固定连接，所述挖掘管(3)通过连接管(221)与回转支承(222)的外圈底部连接，所述主动齿轮(224)与齿圈啮合、用于在旋转马达(223)驱动回转支承(222)外圈旋转时使连接管(221)带动挖掘管(3)旋转。

6.根据权利要求1所述的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，其特征在于：所述破碎机构(2)包括高压水箱机构(23)、水管(24)和多个高压喷嘴(25)，多个所述高压喷嘴(25)设置于挖掘管(3)下端部的圆周面上，所述高压水箱机构(23)通过水管(24)与多个所述高压喷嘴(25)连通、用于通过高压冲水以将预制管桩内和预制管桩底端的泥沙破坏。

7.根据权利要求1所述的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，其特征在于：所述吸附机构(1)包括抽风机组件(12)和密封的外筒(13)，所述外筒(13)内套设有底部开口的内筒(14)以在外筒(13)和内筒(14)之间形成分离仓(15)，所述外筒(13)内于内筒(14)的下方设有第一收集仓(16)，所述吸管(11)与分离仓(15)的上端部连通，所述抽风机组件(12)通过风道与内筒(14)的顶部连通，当抽风机组件(12)抽风产生负压时所述挖掘管(3)内的空气和泥沙被抽进分离仓(15)内形成由上往下运动的气流后再由下往上进入内筒(14)内、以使气流携带的泥沙在分离仓(15)内分离并掉落至第一收集仓(16)内。

8.根据权利要求7所述的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，其特征在于：所述吸管(11)与外筒(13)的内壁圆周面相切布置，所述外筒(13)内于分离仓(15)的顶部处设有一块朝下倾斜的导流板(17)，所述吸管(11)与分离仓(15)的连通口靠近导流板(17)倾斜最高处的下方设置、、用于使空气和泥沙被抽进分离仓(15)后形成螺旋向下运动的外旋气流以使泥沙在离心力作用下被甩向外筒(13)内壁以分离掉落。

9.根据权利要求8所述的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，其特征在于：所述外筒(13)内于内筒(14)的下方设有朝下凸出设置的锥形板(18)、以用于使分离仓(15)内由上往下运动的气流在接触到锥形板(18)后形成螺旋向上运动的内旋气流以快速进入内筒(14)内，所述锥形板(18)朝下凸出的端部开设有沉降孔(181)、以使分离仓(15)内分离的异物经沉降孔(181)掉落至第一收集仓(16)内。

10.根据权利要求1所述的用于使预制管桩施工中穿透沙层的装置，其特征在于：所述外筒(13)外的一侧设有后围板组件(191)、以在后围板组件(191)和外筒(13)之间合围形成空腔，所述空腔内设有竖向的后风道隔板(192)、以在空腔内分隔成仅底部相连通的左风道(193)和右风道(194)，所述空腔内于左风道(193)和右风道(194)的底部下方形成第二收集仓(195)，所述左风道(193)的顶部用于与内筒(14)顶部连通，所述右风道(194)的顶部与抽风机组件(12)对接、用于抽风时使进入内筒(14)内的气流从上往下进入左风道(193)后再逆向从下往上进入右风道(194)以使气流内的异物分离而掉落至第二收集仓(195)内。

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