CN112475395B - 一种气动钻孔清理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种气动钻孔清理装置及方法，涉及钻孔清理领域，包括固定管和套设在固定管外部的转动管、壳体，壳体与固定管之间形成环形腔，转动管一端外圆周面上安装有扇叶，转动管与壳体转动连接并使扇叶位于环形腔内；固定管内部设有相隔离的第一通道和第二通道，第一通道对应固定管侧壁设有第一气孔，第二通道对应固定管侧壁设有第二气孔，转动管设有贯穿其侧壁的清扫孔，第一气孔和第二气孔均连通清扫孔；利用气源作为单一能量源，实现同时吹、吸、扫，能有效扫动孔内灰尘并吹气将其扬起，同时吸收扬尘防止其回落，达到清理钻孔的目的。

Description

一种气动钻孔清理装置及方法

技术领域

本公开涉及钻孔清理领域，特别涉及一种气动钻孔清理装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

在建筑物后增结构、建筑物改造、道路护栏增设等施工过程中，植筋作为一种基本工程，使用广泛且有重要影响，植筋效果决定了后增结构强度。而决定植筋效果的一大重点便是植筋孔清理。钻孔后，大量碎屑灰尘附着在孔壁，尘屑会阻碍植筋胶接触孔壁，降低植筋质量。所以植筋前应当对孔道内灰尘进行清理，使植筋胶能切实附着于孔壁。

发明人发现，现有清孔方法，常为人工使用毛刷、气泵清孔，即工人使用气泵吹出浮尘，再拔出气泵使用毛刷插入孔内上下抽拉，此过程要循环三次以保证清孔质量。使用此方法清孔会涉及多种工具反复取拿、交替使用，工作效率低；使用此方法中毛刷上下抽拉清理可能导致孔壁清理不均匀，需要多次清扫才能保证效果；常规方法清理时毛刷上下抽拉、气泵吹气导致灰尘逸出，不利于环保且吸入有害；传统清理方式气泵配合直管只能直吹孔底，对侧壁清理效果较差；

另一方面，采用转动毛刷清理钻孔时，若采用风批驱动毛刷的形式则难以实现钻孔内灰尘的清理排除，若采用电驱动毛刷配合吸尘器的结构，需要配置多种能量源，并且吸尘器只能工作在钻孔的顶部开口位置，无法探入钻孔内进行精准、彻底的灰尘、杂质清理，难以满足现有对钻孔清理的需求。

发明内容

本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种钻孔清理装置及方法，利用气源作为单一能量源，正压气源驱动扇叶带动转动管绕固定管旋转进而使转动管侧壁毛刷实现旋转扫动，并能够通过第一通道输出扰动气流，负压气源接入第二通道形成负压环境，吸收钻孔内的灰尘，实现同时吹、吸、扫，能有效扫动孔内灰尘并吹气将其扬起，同时吸收扬尘防止其回落，达到清理钻孔的目的。

本申请的第一目的是提供一种钻孔清理装置，采用以下技术方案：

包括固定管和套设在固定管外部的转动管、壳体，壳体与固定管之间形成环形腔，转动管一端外圆周面上安装有扇叶，转动管与壳体转动连接并使扇叶位于环形腔内；固定管内部设有相隔离的第一通道和第二通道，第一通道对应固定管侧壁设有第一气孔，第二通道对应固定管侧壁设有第二气孔，转动管设有贯穿其侧壁的清扫孔，第一气孔和第二气孔均连通清扫孔；第一通道和环形腔用于接入正压气源，能够驱动扇叶带动转动管绕其轴线自转，第二通道用于接入负压气源。

进一步地，所述壳体为圆管结构，一个端面连接固定管，另一个端面转动连接转动管侧壁；转动管内壁与固定管外壁之间转动连接，转动管能够在叶片驱动下相对于固定管转动。

进一步地，所述固定管内设有沿轴向布置的隔板，隔板将转动管分隔为第一通道和第二通道，第一气孔沿第一通道轴向依次间隔分布有多个，第二气孔沿第二通道轴向依次间隔分布有多个。

进一步地，所述转动管上设有相对轴线对称分布的两组清扫孔，同一组的多个清扫孔沿转动管同一母线间隔分布。

进一步地，每个第一气孔均与一个第二气孔和两个清扫孔分布在同一轴向位置。

进一步地，所述第一通道一端用于接入正压气源，另一端安装带有开孔的封堵板，第二通道一端用于接入负压气源，另一端开口。

进一步地，所述转动管位于壳体外的部分，沿环向设有多个毛刷，毛刷沿转动管母线分布，转动管位于壳体内的部分，沿环向连接有多个扇叶。

进一步地，所述壳体上设有连通环形腔的进气管和出气口，进气管与第一通道共同接入正压气源，进气管一端连通环形腔的开口朝向扇叶。

本公开的第二目的是提供一种气动钻孔清理方法，利用如上所述的气动钻孔清理装置，包括以下步骤：

将第一通道一端和环形腔进气口共同接入正压气源，第二通道一端接入负压气源；

将转动管下放入已成型的钻孔内，气流输入环形腔后吹动扇叶带动转动管绕轴线自转，使得清扫孔交替连通第一气孔和第二气孔；

第一通道输入的正压气流通过第一气孔、清扫孔输出到钻孔内，扰动钻孔内待清理杂质；第二通道利用负压通过第二气孔、清扫孔将钻孔内被扰动的杂质吸入第二通道内，并排出。

进一步地，所述固定管和壳体上设有握持部，第一通道和环形腔通过气管汇合后接入正压气源。

与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：

(1)利用气源作为单一能量源，正压气源驱动扇叶带动转动管绕固定管旋转进而使转动管侧壁毛刷实现旋转扫动，并能够通过第一通道输出扰动气流，负压气源接入第二通道形成负压环境，吸收钻孔内的灰尘，实现同时吹、吸、扫，能有效扫动孔内灰尘并吹气将其扬起，同时吸收扬尘防止其回落，达到清理钻孔的目的；

(2)转动管侧壁设有毛刷，扇叶受到气流作用带动转动管转动，并通过毛刷转动清扫，避免采用传统毛刷仅通过上下抽拉清理，所导致的孔壁清理不均匀的问题，提高了清孔均匀性，使侧壁附着尘屑更易脱落，加强清理效果；

(3)通过装置吹、扫、吸同步进行，及时将孔内扰动产生扬尘吸出，使其不会逸出孔口，利于环保，保障施工人员健康；

(4)通过将气孔、清扫孔沿对应管道的侧壁设置，侧壁设置有多组沿转动管环向分布气孔，使气流能够吹向孔壁，避免传统气泵配合气管只能吹到孔底的缺点，保证侧壁清理质量。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1、2中钻孔清理装置的整体结构示意图；

图2为本公开实施例1、2中第一气孔布置在固定管上的示意图；

图3为本公开实施例1、2中第二气孔布置在固定管上的示意图；

图4为本公开实施例1、2中壳体结构示意图；

图5为本公开实施例1、2中转动管、固定管侧壁开孔配合工作时纵向剖面示意图，其中箭头为气流方向示意；

图6为本公开实施例1、2中转动管扫动时工作纵向剖面示意图，其中箭头为气流方向示意；

图7为本公开实施例1、2中壳体内构件横向剖面示意图；

图8为本公开实施例1、2中转动管的结构示意图；

图9为本公开实施例1、2中壳体的剖面示意图。

图中，2-固定管，3-转动管，4-壳体，201-负压气管对接口，202-侧边抽气开口，203-封堵板，204-底部开孔，205-隔板，206-正压气管对接口，207-侧边出气开口，301-扇叶，302-侧边开口，303-毛刷，401-进气管，402-转动管连接板，403-出气口，404-固定管连接板，501-轴承

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本公开中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

正如背景技术中所介绍的，现有清孔方法，存在多种工具交替使用、清理不均匀、不利于环保、气流对侧壁清理效果较差，针对上述问题，本公开提出了一种钻孔清理装置及方法。

实施例1

本公开的一种典型的实施方式中，如图1-图9所示，提出了一种钻孔清理装置。

主要包括固定管、转动管和壳体，固定管、转动管和壳体从内到外依次同轴套设，壳体和固定管作为固定结构，壳体的一端连接固定管，另一端套设在活动管外部，转动管作为活动元件；

结合附图，壳体与固定管之间形成环形腔，转动管一端外圆周面上安装有扇叶，转动管与壳体转动连接并使扇叶位于环形腔内；

扇叶能够接受气流作用，带动转动管整体绕轴线自转；

通过转动管一端通过壳体与固定管连接并同轴转动配合，转动管在壳体空腔内的一端固定有扇叶，气源接通后，扇叶能够接收气源输出的气流作用带动转动管绕其轴线自转。

固定管内部设有相隔离的第一通道和第二通道，第一通道对应固定管侧壁设有第一气孔，第二通道对应固定管侧壁设有第二气孔，转动管设有贯穿其侧壁的清扫孔，第一气孔和第二气孔均连通清扫孔；

第一通道和环形腔用于接入正压气源，输入第一通道的正压气流能够从第一气孔内输出，输入环形腔内的正压气流能够驱动扇叶带动转动管绕其轴线自转；

第二通道用于接入负压气源，负压气源抽取第二通道内的气体，使得第二通道内形成负压，在工作时能够抽取钻孔内夹杂有灰尘、杂质的空气并排出到钻孔外，实现清理。

具体的，结合附图，固定管2、转动管3和壳体4，转动管和固定管通过轴承501实现转动连接，以使转动管相对于固定管转动，壳体套设在固定管外部，转动管一端位于壳体内，转动管侧壁通过密封轴承转动连接壳体，使壳体内形成环形空腔，转动管位于环形空腔内的外圆周壁上设有扇叶301。

壳体为圆管结构，一个端面连接固定管，另一个端面转动连接转动管侧壁；转动管内壁与固定管外壁之间转动连接，转动管能够在叶片驱动下相对于固定管转动；

在本实施例中，壳体一端通过壳体固定管连接板404与固定管固定连接，另一端通过转动管连接板402固定连接密封轴承侧壁，两者共同作用约束转动管的轴向移动，使得转动管在叶片驱动下只能绕其轴线自转。

对于第一通道和第二通道的建立，在固定管内设有沿轴向布置的隔板205，隔板将转动管分隔为第一通道和第二通道，第一气孔沿第一通道轴向依次间隔分布有多个，第二气孔沿第二通道轴向依次间隔分布有多个；

具体地，所述隔板居中布置，隔离成的两通道互不干涉；

在本实施例中，所述第一通道在管壁设置第一气孔作为侧边出气开口207，在正压气源作用下，向外输出气体，利用气流扰动钻孔内的灰尘和杂质；所述第二通道在管壁设置第二气孔作为侧边抽气开口202，在负压气源作用下，将钻孔内的灰尘和杂质抽出。

固定管侧壁设有出气、抽气开口，并有转动管侧边开口配合，避免传统方法只能吹到孔底的缺点，每个开口均对孔壁尘埃有所影响，保证侧壁清理质量；

气孔可以为多种形状，如图2所示，在本实施例中，第一气孔作为出气开口为矩形，第二气孔作为抽气开口为圆形，可以将吸气开口也设计为圆形开口，降低加工难度；

需要特别指出的是，为了增强气流的输出效率和回收效率，第一气孔的截面积小于第二气孔的截面面积，采用大截面积的气孔方便杂质和灰尘回收进入第二通道内，采用小截面的气孔方便输出气流，增加气流输出压力提高扰动效率。

进一步地，出气开口第一气孔在沿靠近壳体一端到远离壳体的方向上，开口截面积依次增大，以防止泄压速度过快，保证到固定管远离壳体一端有足够气压，使所有开口均吹出气流，确保清理过程中孔壁吹扫均匀，孔底出气有力。

进一步地，抽气开口面积适当加大，保证能将较大的粒状碎屑吸出而不堵口，加强清理质量，降低装置故障率。

在本实施例中，所述第一通道靠近壳体一端设置正压气管对接口206，所述第二通道靠近壳体一端设置负压气管对接口201；

具体地，所述气源接口可为卡套式管接头，固定管气源接头处设有卡套，将气管接头插入卡套内，利用卡套螺母锁紧抵触卡套，卡套内刃均匀地切入气管接头，形成有效密封；

当然，可以选用其他接头形式，如扩口式管接头、扣压式管接头等，保证连接牢固，拆装顺畅即可。

在本实施例中，所述第一通道远离壳体一端端头设置封堵板203；

在本实施例中，所述封堵板上设有直径小于固定管半径的底部开孔204，用于输出气流扰动钻孔底部的尘土；

通过设封堵板、收缩底孔面积，从而提高气流压力，相较于端部使用通道孔，气流大但压力小的方案，本实施例方案能输出更强气流扰动钻孔底部的尘土，达到冲击清理底部的效果；

需要特别指出的是，可以在封堵板处设置毛刷，加强底部刷毛覆盖率，提升扫动面积。

进一步地，对于转动管的配置，转动管上设有相对轴线对称分布的两组清扫孔，同一组的多个清扫孔沿转动管同一母线间隔分布；

在本实施例中，所述转动管管壁设置配合第一气孔和第二气孔的侧边开口302作为清扫孔，第一气孔、第二气孔在转动管转动过程中，交替与清扫孔连通，从而输出气流扰动钻孔内灰尘或吸入气流排出灰尘、杂质。

具体地，侧边开口成对布置，可以同时配合固定管出气、抽气开口，加强清扫效率；每个第一气孔均与一个第二气孔和两个清扫孔分布在同一轴向位置，使得第一气孔、第二气孔的排气和吸气过程不受阻挡，提高扰动和吸收效率。

具体地，转动管侧边开口应能覆盖固定管侧壁对应气口范围，保证气流通过顺畅；

可以理解的是，转动管侧边开口可以有多种开口形式，如图3所示，在本实施例中，侧边开口为矩形开口，开口也可为圆形开口、条形开口，开口形式要求能有效配合固定管进行吸排气，并且为毛刷部分留下足够面积。

进一步的，在转动管内壁与固定管外壁间有多个轴承配合，轴承之间相对封闭，将转动管侧边开口与其相应的固定管气口隔离形成气室，多个气室独立发挥作用，防止因单个孔口堵塞影响装置整体使用，提高装置可靠度；

通过安装多个轴承，可使转动管与固定管连接更紧密，装置整体刚度得到加强，能有效抵抗转动时受力不均带来的变形，提高转动管轴向转动稳定性。

进一步地，所述转动管位于壳体外的部分，沿环向设有多个毛刷，毛刷沿转动管母线分布，转动管位于壳体内的部分，沿环向连接有多个扇叶；

为了提高清扫效率，所述转动管管壁设置毛刷303，用于转动清扫孔壁；

具体地，毛刷采用胶粘方式固定于转动管管壁，当刷毛损耗后，再次粘上新刷毛即可；

具体地，毛刷有多组，多组刷毛和预设的多组排气孔沿转动管环向交替分布；

具体地，如图1所示，在本实施例中，所述毛刷为直排毛刷，在其他可能的实施方式中，毛刷可以为其他形状，如螺旋形，其由远离固定管一端开始螺旋发展，发展方向与转动管转动方向相同，毛刷从相邻侧边开口间穿过，至靠近壳体一端停止，在转动清扫时，螺旋形刷毛可将清理出的尘土上旋，由多个气孔共同处理，更快完成清理工作；毛刷也可为放射状分布，与垂直转动轴方向呈一定角度，增大扫过面积；

进一步地，所述转动管外壁上设有毛刷槽，一毛刷槽与一组胶底毛刷对应配合安装，胶底毛刷可拆卸替换；

使用可替换胶底刷头，相较于将毛刷粘贴至侧壁，耐久性更好，且胶底刷头替换方便，工人将不需要携带多根毛刷，只需携带刷头，在需要时替换即可，提高工作效率。

壳体上设有连通环形腔的进气管和出气口，进气管与第一通道共同接入正压气源，进气管一端连通环形腔的开口朝向扇叶；

所述壳体有对接正压气源的分接口作为进气管401，接口对侧设置出气口403，使气流可以驱动扇叶连带转动管进行转动；

具体地，如图3所示，本实施例中扇叶为矩形扇叶，当然，扇叶可以为其他类型，如牛角叶片、桨型叶片，通过变更叶片类型以改善驱动效率。

沿转动管侧壁母线方向安装有可替换毛刷，通过转动管旋转毛刷得以转动清扫钻孔，避免了上下抽拉清理导致的孔壁清理不均匀；利用气源作为单一能量源，避免电能、气压能多种能量的混用，降低施工场地的设备数量，提高处理效率。

实施例2

本公开的另一典型实施例中，如图1-图9所示，给出一种气动钻孔清理方法，利用如实施例1所述的气动钻孔清理装置。

包括以下步骤：

将第一通道一端和环形腔进气口共同接入正压气源，第二通道一端接入负压气源；

将转动管下放入已成型的钻孔内，气流输入环形腔后吹动扇叶带动转动管绕轴线自转，使得清扫孔交替连通第一气孔和第二气孔；

毛刷在转动作用下扫动钻孔侧壁，清扫侧壁上残留的灰尘、杂质；

第一通道输入的正压气流通过第一气孔、清扫孔输出到钻孔内，扰动钻孔内待清理杂质；第二通道利用负压通过第二气孔、清扫孔将钻孔内被扰动的杂质吸入第二通道内，并排出。

进一步地，为了方便使用，固定管和壳体上设有握持部，第一通道和环形腔通过气管汇合后接入正压气源。

同时接入正压、负压气源，能将因吹、扫清理扬起的灰尘吸收，防止其逸散污染环境；通过气口与毛刷配合，在不更换工具的前提下达到吹扫效果，避免工人取换工具带来的麻烦，减少人工浪费，提高作业效率。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种气动钻孔清理装置，其特征在于，包括固定管和套设在固定管外部的转动管、壳体，壳体与固定管之间形成环形腔，转动管一端外圆周面上安装有扇叶，转动管与壳体转动连接并使扇叶位于环形腔内；固定管内部设有相隔离的第一通道和第二通道，第一通道对应固定管侧壁设有第一气孔，第二通道对应固定管侧壁设有第二气孔，转动管设有贯穿其侧壁的清扫孔，第一气孔和第二气孔均连通清扫孔；第一通道和环形腔用于接入正压气源，能够驱动扇叶带动转动管绕其轴线自转，第二通道用于接入负压气源；其中，转动管位于壳体外的部分，沿环向设有多个毛刷；

所述第一通道一端用于接入正压气源，另一端安装带有开孔的封堵板，第二通道一端用于接入负压气源，另一端开口。

2.如权利要求1所述的气动钻孔清理装置，其特征在于，所述壳体为圆管结构，一个端面连接固定管，另一个端面转动连接转动管侧壁；转动管内壁与固定管外壁之间转动连接，转动管能够在叶片驱动下相对于固定管转动。

3.如权利要求1所述的气动钻孔清理装置，其特征在于，所述固定管内设有沿轴向布置的隔板，隔板将转动管分隔为第一通道和第二通道，第一气孔沿第一通道轴向依次间隔分布有多个，第二气孔沿第二通道轴向依次间隔分布有多个。

4.如权利要求3所述的气动钻孔清理装置，其特征在于，所述转动管上设有相对轴线对称分布的两组清扫孔，同一组的多个清扫孔沿转动管同一母线间隔分布。

5.如权利要求4所述的气动钻孔清理装置，其特征在于，每个第一气孔均与一个第二气孔和两个清扫孔分布在同一轴向位置。

6.如权利要求1所述的气动钻孔清理装置，其特征在于，所述毛刷沿转动管母线分布，转动管位于壳体内的部分，沿环向连接有多个扇叶。

7.如权利要求1所述的气动钻孔清理装置，其特征在于，所述壳体上设有连通环形腔的进气管和出气口，进气管与第一通道共同接入正压气源，进气管一端连通环形腔的开口朝向扇叶。

8.一种气动钻孔清理方法，其特征在于，利用如权利要求1-7任一项所述的气动钻孔清理装置，包括以下步骤：

将第一通道一端和环形腔进气管共同接入正压气源，第二通道一端接入负压气源；

将转动管下放入已成型的钻孔内，气流输入环形腔后吹动扇叶带动转动管绕轴线自转，使得清扫孔交替连通第一气孔和第二气孔；

第一通道输入的正压气流通过第一气孔、清扫孔输出到钻孔内，扰动钻孔内待清理杂质；第二通道利用负压通过第二气孔、清扫孔将钻孔内被扰动的杂质吸入第二通道内，并排出。

9.如权利要求8所述的气动钻孔清理方法，其特征在于，所述固定管和壳体上设有握持部，第一通道和环形腔通过气管汇合后接入正压气源。

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