CN112709223A - 一种可控制出浆的水泥搅拌桩钻头 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可控制出浆的水泥搅拌桩钻头，其包括：钻头本体，其底端内部设有空腔、浆液输入管和浆液输出管，浆液输入管包括水平的出口，浆液输出管进口端与出口连通，钻头本体设有与浆液输出管出口端连通的喷浆孔，空腔位于浆液输出管左侧；固定铁芯，其设于空腔内；通电线圈，其以水平轴线为转轴绕设于固定铁芯；活动铁芯，其与固定铁芯呈左右相对，活动铁芯设于浆液输出管内且可水平移动以控制出口启闭；复位弹簧，其套在活动铁芯上且左端呈固定设置，右端与活动铁芯连接。通过带通电线圈的固定铁芯和复位弹簧控制活动铁芯移动，控制水泥搅拌桩机喷浆启闭，实现从钻头底端处控制水泥浆从喷浆孔流出，避免在空桩段或预拌下沉时造成水泥浪费。

Description

一种可控制出浆的水泥搅拌桩钻头

技术领域

本发明涉及搅拌桩机技术领域，特别涉及一种可控制出浆的水泥搅拌桩钻头。

背景技术

常规水泥搅拌桩通过水泥搅拌桩机，在地基深处将水泥和土充分搅拌，通过物理、化学反应而形成的一种高强度复合地基桩体，形成的桩体与桩周围土体形成复合地基，加大地基承载力，提高地基整体稳定性，减小不均匀沉降。因此，水泥搅拌桩是一种适合软土地区的新型优质高效质优型桩。

常规的水泥搅拌桩机控制水泥浆喷浆启闭的途径主要有：通过控制后台泥浆泵的送浆压力，来控制钻杆顶部水龙头阀门。

现有的控制水泥浆喷浆启闭的方式具有如下的缺点：第一，控制开启关闭有延迟，不能做到及时控制；第二，灰浆泵或钻杆顶水龙头关闭后，钻杆内部沿深度方向仍滞留有较多水泥浆待排出。

其中，第一个缺点主要针对没有装备任何可控制开启关闭装置的水泥搅拌桩机，当桩机在移位、清理钻头等短暂间歇时段只能保持喷浆状态，直至施工下一根桩。在需要完全停止喷浆时，只能与后台浆池操作人员协调沟通关闭灰浆泵，而一般两者距离较远，空间上的距离决定了两者沟通上的不便。第二个缺点为当钻杆顶部水龙头关闭后，钻杆内部仍存在水泥浆，钻头处的出浆孔仍然有水泥浆流出，直至钻杆内的水泥浆完全流出，造成水泥浆的浪费。

发明内容

本发明目的在于提供一种可控制出浆的水泥搅拌桩钻头，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

本发明提供一种可控制出浆的水泥搅拌桩钻头，所述水泥搅拌桩钻头包括：

钻头本体，其底端内部设有空腔、浆液输入管和浆液输出管；所述浆液输入管包括呈水平的出口，所述浆液输出管的进口端与所述出口连通；所述钻头本体设有喷浆孔，所述浆液输出管的出口端与所述喷浆孔连通；所述空腔位于所述浆液输出管的左侧；

固定铁芯，其固定于所述空腔内部；

通电线圈，其以水平轴线为转轴绕设于所述固定铁芯；

活动铁芯，其与所述固定铁芯呈左右相对设置，所述活动铁芯设于所述浆液输出管内，并且，所述活动铁芯可左右水平移动以控制出口启闭；

复位弹簧，其套在所述活动铁芯上；所述复位弹簧的左端呈固定设置，所述复位弹簧的右端与所述活动铁芯连接。

本发明至少具有如下的有益效果：通过带通电线圈的固定铁芯控制活动铁芯进行往左水平移动，以打开出口，并利用复位弹簧，在通电线圈失电时促使活动铁芯往右水平移动，以堵塞出口，从而控制水泥搅拌桩机喷浆启闭；而且，在钻头本体的底部设置空腔，用以存放固定铁芯，方便固定铁芯对浆液输出管内的活动铁芯进行磁力控制，实现从钻头底端处控制水泥浆从喷浆孔流出，避免在空桩段或预拌下沉时造成水泥浪费。出口呈水平设置，使活动铁芯通过水平移动较为容易将出口进行堵塞。

作为上述技术方案的进一步改进，所述活动铁芯设有用于堵塞所述出口的封堵头。在活动铁芯上设置封堵头，能够更有效的堵塞出口。

作为上述技术方案的进一步改进，所述封堵头的端面设有倒角。在封堵头上设置倒角，促使封堵头与出口的接触更为紧密，增强密封堵塞效果。

作为上述技术方案的进一步改进，所述封堵头为由橡胶制成的封堵头。采用由橡胶制成的封堵头，在封堵出口的时候，可利用橡胶封堵头的形变特性，使出口被紧紧封堵住，避免出现泄漏。

作为上述技术方案的进一步改进，所述浆液输出管设有密封槽，所述密封槽内设有密封圈，所述活动铁芯水平穿过所述密封圈。采用密封槽和密封圈的设计，不仅起到密封作用，还能够对活动铁芯进行限位，促使活动铁芯只能水平移动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述通电线圈设有接入线，所述钻头本体设有用于供接入线走线的线孔，所述线孔位于所述空腔的上方，并且，线孔与空腔连通。在钻头本体内设置与空腔连通的线孔，有利于通电线圈的接入线进行线路布局，从钻头本体外部获得电能，以确保通电线圈能正常工作。

作为上述技术方案的进一步改进，所述复位弹簧的左端与所述浆液输出管的内壁面连接。将复位弹簧设置在浆液输出管内，使得整体结构更为紧凑，节省制造材料。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；

图1是本发明所提供的可控制出浆的水泥搅拌桩钻头中，其一实施例在非喷浆状态时的结构示意图；

图2是图1中A部分的放大图；

图3是本发明所提供的可控制出浆的水泥搅拌桩钻头中，其一实施例在喷浆状态时的结构示意图；

图4是图3中B部分的放大图。

附图中标记如下：100、钻头本体；110、搅拌叶片；120、钻头尖；130、线孔；140、空腔；150、安装盒；210、浆液输入管；220、浆液输出管；230、出口；300、通电线圈；310、接入线；400、固定铁芯；500、活动铁芯；510、封堵头；600、复位弹簧；700、密封圈。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置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发明的限制。

在本发明的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二、第三只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图4，下面对本发明的可控制出浆的水泥搅拌桩钻头举出若干实施例。

本发明一实施例提供一种可控制出浆的水泥搅拌桩钻头，所述水泥搅拌桩钻头包括：钻头本体100、固定铁芯400、通电线圈300、活动铁芯500和复位弹簧600。

其中，所述钻头本体100上设有钻头尖120以及搅拌叶片110，在使用时与钻杆连接，使得钻头本体100能够绕着竖直轴线旋转。钻头本体100的底端内部设有均位于钻头尖120上方的空腔140、浆液输入管210和浆液输出管220。

所述浆液输入管210包括呈水平的出口230以及进口，水泥浆输送至所述进口；所述浆液输出管220的进口端与所述出口230连通。所述钻头本体100设有喷浆孔，喷浆孔可以设置在钻头本体100的侧面。所述浆液输出管220的出口端与所述喷浆孔连通，使得水泥浆从浆液输入管210流至浆液输出管220，最后经喷浆孔喷至外界，使得钻头本体100能够通过搅拌叶片110对水泥浆进行搅拌。所述空腔140位于所述浆液输出管220的左侧。

所述固定铁芯400固定于所述空腔140内部。具体的，空腔140内部设置有固定不动的安装盒150，安装盒150可以通过焊接工艺或者螺丝连接方式与钻头本体100连接。固定铁芯400设在安装盒150内。

所述通电线圈300以水平轴线为转轴绕设于所述固定铁芯400，根据右手螺旋定则，在通电线圈300通电时，固定铁芯400的左端和右端分别为N极和S极或S极和N极，能够对铁等铁磁性物质进行磁吸。

通电线圈300位于安装盒150内。所述通电线圈300设有接入线310，所述钻头本体100设有用于供接入线310走线的线孔130，所述线孔130位于所述空腔140的上方，并且，线孔130与空腔140连通。安装盒150设有开孔，方便接入线310依次经空腔140、线孔130，并顺着上方的钻杆走线，最后与操作台上的电源控制箱连接，以确保通电线圈300能够得电工作。

所述活动铁芯500与所述固定铁芯400呈左右相对设置，具体的，活动铁芯500位于固定铁芯400的右侧。所述活动铁芯500设于所述浆液输出管220内，并且，所述活动铁芯500可左右水平移动以控制出口230启闭。

具体的，所述浆液输出管220设有密封槽，所述密封槽内设有密封圈700，所述活动铁芯500水平穿过所述密封圈700，使得活动铁芯500能够得到有效支撑，并进行水平移动。而密封圈700的设置，可增强密封效果，避免泄漏。在本实施例中，安装盒150设有允许活动铁芯500通过的开口，同时浆液输出管220设置过轴口，活动铁芯500的左端依次穿过所述过轴口和所述开口，使得活动铁芯500能够从浆液输出管220内插入安装盒150内，如图2、图4所示，并且，在过轴口设置密封槽和密封圈700，发挥密封效果，用来封堵活动铁芯500与过轴口之间的缝隙，以防止水泥浆经过轴口流至空腔140内。

在通电线圈300得电后，固定铁芯400产生磁性，能够对活动铁芯500产生磁力作用，促使活动铁芯500往固定铁芯400方向移动，从而解除了活动铁芯500对出口230的封堵，此时，水泥浆便可从浆液输入管210流至浆液输出管220，如图3、图4所示。

在本实施例中，所述活动铁芯500设有用于堵塞所述出口230的封堵头510。所述封堵头510的端面设有倒角。所述封堵头510为由橡胶制成的封堵头。封堵头510可以通过螺丝固定在活动铁芯500的右端。在对出口230进行堵塞时，利用橡胶制成且带倒角的封堵头510，能够利用形变特性，更好对封堵住出口230，以防止泄漏。

所述复位弹簧600套在所述活动铁芯500上；所述复位弹簧600的左端呈固定设置，所述复位弹簧600的右端与所述活动铁芯500连接。由于复位弹簧600的左端固定不动，那么复位弹簧600的右端可对活动铁芯500施以往右的作用力，那么在通电线圈300失电后，活动铁芯500在复位弹簧600的作用下往右移动，以对出口230进行堵塞，完全阻断了水泥浆流出，从而使水泥浆无法流至浆液输出管220，如图1、图2所示。

在本实施例中，所述复位弹簧600的左端与所述浆液输出管220的内壁面连接，将复位弹簧600设置在浆液输出管220内，使得整体结构更为紧凑，节省制造材料。当然，复位弹簧600可以设置在浆液输出管220外，活动铁芯500上设置位于浆液输出管220外的限位块，复位弹簧600的右端与限位块抵接，复位弹簧600的左端与安装盒150的外侧面抵接，由于安装盒150是固定不动的，那么复位弹簧600能对活动铁芯500施以向右的作用力。

该水泥搅拌桩钻头通过带通电线圈的固定铁芯和复位弹簧控制活动铁芯能够水平往复移动，控制水泥搅拌桩机喷浆启闭，实现从钻头底端处控制水泥浆从喷浆孔流出，避免在空桩段或预拌下沉时造成水泥浪费。而且，通过带通电线圈的固定铁芯、活动铁芯及复位弹簧组成了一个常闭型的阀门，能够达到随时控制喷浆的开启与停止的效果。

在进行水泥搅拌桩施工过程中，在空桩段时，可以断开电源，使通电线圈失电，那么活动铁芯在复位弹簧的作用下封堵出口，停止水泥浆继续流出，水泥搅拌桩搅拌下沉，达到随时停浆搅拌的目的。

待钻到试桩桩顶标高时，接通通电线圈的电源，通过固定铁芯对活动铁芯的吸合，使得出口打开，水泥浆开始流出，搅拌桩旋转钻进喷浆，可随时选择注浆搅拌；待钻进喷浆成桩到设计桩长或层位后，搅拌桩开始提升搅拌喷浆，待深度到达试桩桩顶标高时，断开通电线圈的电源，活动铁芯在复位弹簧作用下封堵出口，水泥浆停止流出，直至搅拌头提升至地面。

当水泥搅拌桩采用“二搅一喷”施工工艺时，在预拌下沉时，可断开通电线圈的电源，水泥浆停止流出；待钻进喷浆成桩到设计桩长或层位后，接通通电线圈的电源，出口打开，水泥浆流出，搅拌桩开始提升搅拌喷浆。

在桩机移位、清理钻头等间歇性停顿状态可停浆等待，当施工下一桩位时可随时接通通电线圈的电源，重新喷浆。

综上所述，该水泥搅拌桩钻头结构简单，安装拆卸方便，易于检修维护。在空桩段或预拌下沉段可随时停浆搅拌，从而可减少水泥浪费，节约施工成本。该水泥搅拌桩钻头在保证桩身质量的基础上，优化了水泥搅拌桩针对不同施工工况和工艺的操作空间，避免了预拌下沉或空桩喷浆等不必要的工序，提高了水泥搅拌桩的施工效率。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种可控制出浆的水泥搅拌桩钻头，其特征在于，包括：

钻头本体(100)，其底端内部设有空腔(140)、浆液输入管(210)和浆液输出管(220)；所述浆液输入管(210)包括呈水平的出口(230)，所述浆液输出管(220)的进口端与所述出口(230)连通；所述钻头本体(100)设有喷浆孔，所述浆液输出管(220)的出口端与所述喷浆孔连通；所述空腔(140)位于所述浆液输出管(220)的左侧；

固定铁芯(400)，其固定于所述空腔(140)内部；

通电线圈(300)，其以水平轴线为转轴绕设于所述固定铁芯(400)；

活动铁芯(500)，其与所述固定铁芯(400)呈左右相对设置，所述活动铁芯(500)设于所述浆液输出管(220)内，并且，所述活动铁芯(500)可左右水平移动以控制出口(230)启闭；

复位弹簧(600)，其套在所述活动铁芯(500)上；所述复位弹簧(600)的左端呈固定设置，所述复位弹簧(600)的右端与所述活动铁芯(500)连接。

2.根据权利要求1所述的可控制出浆的水泥搅拌桩钻头，其特征在于，所述活动铁芯(500)设有用于堵塞所述出口(230)的封堵头(510)。

3.根据权利要求2所述的可控制出浆的水泥搅拌桩钻头，其特征在于，所述封堵头(510)的端面设有倒角。

4.根据权利要求3所述的可控制出浆的水泥搅拌桩钻头，其特征在于，所述封堵头(510)为由橡胶制成的封堵头。

5.根据权利要求1至4任一所述的可控制出浆的水泥搅拌桩钻头，其特征在于，所述浆液输出管(220)设有密封槽，所述密封槽内设有密封圈(700)，所述活动铁芯(500)水平穿过所述密封圈(700)。

6.根据权利要求5所述的可控制出浆的水泥搅拌桩钻头，其特征在于，所述通电线圈(300)设有接入线(310)，所述钻头本体(100)设有用于供接入线(310)走线的线孔(130)，所述线孔(130)位于所述空腔(140)的上方，并且，线孔(130)与空腔(140)连通。

7.根据权利要求6所述的可控制出浆的水泥搅拌桩钻头，其特征在于，所述复位弹簧(600)的左端与所述浆液输出管(220)的内壁面连接。

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