CN112709277A - 一种土木工程用筒形挤扩器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种土木工程用筒形挤扩器，包括外筒组件、挤扩组件、导向架和支腿；所述外筒组件包括第一筒身、第一扩展叶片、第一上支撑块、第一下支撑块、第二筒身、第二扩展叶片、第二上支撑块、第二下支撑块、第三扩展叶片、第三上支撑块和第三下支撑块；所述挤扩组件包括中心轴、固定支撑件、第一支撑臂、移动支撑件、第二支撑臂、支撑架和第四扩展叶片。本发明提供的土木工程用筒形挤扩器相较于传统将挤扩器直接插入土壤进行挤扩的方式，减小了挤扩器受到的初始载荷，可更快、更稳的进行挤扩作业，不仅提升了挤扩作业质量，而且节省了能耗，并且降低了挤扩器受损的风险，延长了挤扩器的使用寿命。

Description

一种土木工程用筒形挤扩器

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种土木工程用筒形挤扩器。

背景技术

筒形挤扩器是土木工程技术领域中常用的一种施工设备，挤扩作业是采用挤扩器以小孔径植入土中，再通过挤扩器挤扩作用使孔达到设计孔径的施工技术，具有施工便捷，无振动、噪声、污染的优点。传统的筒形挤扩器是通过机械设备直接打入土壤中进行扩土作业，定位能力弱，容易造成挤扩设备的损坏，以及降低扩土作业的质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种定位能力强、可避免挤扩器损坏的土木工程用筒形挤扩器。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种土木工程用筒形挤扩器，包括外筒组件、挤扩组件、导向架和支腿；

所述外筒组件包括第一筒身、第一扩展叶片、第一上支撑块、第一下支撑块、第二筒身、第二扩展叶片、第二上支撑块、第二下支撑块、第三扩展叶片、第三上支撑块和第三下支撑块；

所述导向架的内壁沿铅垂方向设有导轨，所述第一筒身的外壁设有与所述导轨滑动配合的滑动块，所述导向架通过三条以上所述支腿支撑在地面上；

所述第一筒身和第二筒身均为圆柱形，所述第一筒身沿轴线设有第一通孔，所述第二筒身沿轴线设有第二通孔，所述第二筒身收容于所述第一通孔内，所述挤扩组件收容于所述第二通孔内；

所述第一上支撑块和第一下支撑块在所述第一通孔的侧壁的母线上呈上下设置，所述第一扩展叶片与所述第一通孔的侧壁铰接，所述第一扩展叶片位于所述第一上支撑块和第一下支撑块之间，当所述第一扩展叶片抵靠在所述第一上支撑块上时，所述第一扩展叶片与所述第一通孔的侧壁的母线的夹角为锐角，当所述第一扩展叶片抵靠在所述第一下支撑块上时，所述第一扩展叶片与所述第一通孔的侧壁的母线的夹角为直角；

所述第二上支撑块和第二下支撑块在所述第二筒身的外壁的母线上呈上下设置，所述第二扩展叶片与所述第二筒身的外壁铰接，所述第二扩展叶片位于所述第二上支撑块和第二下支撑块之间，当所述第二扩展叶片抵靠在所述第二上支撑块上时，所述第二扩展叶片与所述第二筒身的外壁的母线的夹角为锐角，当所述第二扩展叶片抵靠在所述第二下支撑块上时，所述第二扩展叶片与所述第二筒身的外壁的母线的夹角为直角；

两个以上所述第一扩展叶片和两个以上所述第二扩展叶片沿垂直于所述第一通孔的轴线的圆周方向交替设置，两个以上所述第一扩展叶片和两个以上所述第二扩展叶片拼合后将所述第一通孔封堵；

所述第三上支撑块和第三下支撑块在所述第二通孔的侧壁的母线上呈上下设置，所述第三扩展叶片与所述第二通孔的侧壁铰接，所述第三扩展叶片位于所述第三上支撑块和第三下支撑块之间，当所述第三扩展叶片抵靠在所述第三上支撑块上时，所述第三扩展叶片与所述第二通孔的侧壁的母线的夹角为直角，当所述第三扩展叶片抵靠在所述第三下支撑块上时，所述第三扩展叶片与所述第二通孔的侧壁的母线的夹角为锐角；

两个以上所述第三扩展叶片沿垂直于所述第二通孔的轴线的圆周方向均布，两个以上所述第三扩展叶片拼合后将所述第二通孔封堵；

所述挤扩组件包括中心轴、固定支撑件、第一支撑臂、移动支撑件、第二支撑臂、支撑架和第四扩展叶片，所述中心轴沿所述第二通孔的轴线设置，所述中心轴的表面设有调节外螺纹，所述固定支撑件固定设置在所述中心轴上，所述第一支撑臂的一端与所述固定支撑件铰接，所述第一支撑臂的另一端与所述支撑架铰接，所述移动支撑件与所述调节外螺纹螺纹配合，所述第二支撑臂的一端与所述移动支撑件铰接，所述第二支撑臂的另一端与所述支撑架铰接，所述第一支撑臂的转动平面和第二支撑臂的转动平面均与所述第二通孔的轴线重合，所述第四扩展叶片与所述支撑架可拆卸连接，当所述第四扩展叶片抵靠在所述第二通孔的侧壁上时，所述第一支撑臂与所述第二支撑臂的夹角小于或等于140°。

本发明的有益效果在于：提供一种土木工程用筒形挤扩器，外筒组件的第一筒身和第二筒身之间形成第一腔室，第一筒身和第二筒身分别设置第一扩展叶片和第二扩展叶片，当外筒组件进入土层时，挤扩组件随外筒同步向下运动，第一扩展叶片和第二扩展叶片上翻开启，土壤进入第一腔室中，第一上支撑块和第二上支撑块分别对第一扩展叶片和第二扩展叶片起到支撑定位作用，限制第一扩展叶片和第二扩展叶片的上翻角度，这样在外筒组件退出土层时，第一腔室内的土壤在重力作用下向下挤压第一扩展叶片和第二扩展叶片，使得第一扩展叶片和第二扩展叶片下翻拼合，第一下支撑块和第二下支撑块分别对第一扩展叶片和第二扩展叶片起到支撑定位作用，限制第一扩展叶片和第二扩展叶片的下翻角度并对其支撑，使第一腔室的底端开口封闭，从而让土壤封存在第一腔室中随外筒组件带出，在第二筒身内设有第二通孔，形成第二腔室，在第二腔室的底部开口端设置第三扩展叶片，第三下支撑块对第三扩展叶片起到支撑固定的作用，这样在外筒组件进入土层时，第三扩展叶片在土壤的压力下容易上翻闭合，避免土壤进入第二腔室中，第三上支撑块对第三扩展叶片起到支撑固定的作用，在外筒组件退出土层时，挤扩组件留在土层内，挤扩组件将第三上支撑块向下抵开，挤扩组件的固定支撑件固定在中心轴上，挤扩组件的移动支撑件可移动的设置在中心轴上，固定支撑件和移动支撑件分别通过第一支撑臂和第二支撑臂连接支撑架，支撑架用以安装第四扩展叶片与传统挤扩叶片的原理相同，当移动支撑件沿中心轴螺纹转动时，支撑架在支撑件的作用下被推开，第四扩展叶片展开至大于第一筒身的外径后开始进行挤扩作业，将第一支撑臂与第二支撑臂的初始夹角设计为小于或等于140°，以及通过外筒组件在挤扩组件外先行扩展出合适的孔洞，相较于传统将挤扩器直接插入土壤进行挤扩的方式，减小了挤扩器受到的初始载荷，可更快、更稳的进行挤扩作业，不仅提升了挤扩作业质量，而且节省了能耗，并且能够避免挤扩器载荷过大或使用时间较长后发生损坏，降低了挤扩器受损的风险，延长了挤扩器的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例的土木工程用筒形挤扩器的结构示意图；

图2为本发明实施例的外筒组件的结构示意图；

图3为本发明实施例的外筒组件的另一结构示意图；

图4为本发明实施例的土木工程用筒形挤扩器的另一结构示意图；

图5为本发明实施例的土木工程用筒形挤扩器的另一结构示意图；

图6为本发明实施例的挤扩组件的结构示意图；

标号说明：

1、外筒组件；11、第一筒身；111、第一通孔；12、第一扩展叶片；13、第一上支撑块；14、第一下支撑块；15、第二筒身；151、第二通孔；16、第二扩展叶片；17、第二上支撑块；18、第二下支撑块；19、第三扩展叶片；191、第三上支撑块；192、第三下支撑块；

2、挤扩组件；21、中心轴；22、固定支撑件；23、第一支撑臂；24、移动支撑件；25、第二支撑臂；26、支撑架；27、第四扩展叶片；

3、导向架；31、导轨；

4、支腿。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图6，一种土木工程用筒形挤扩器，包括外筒组件、挤扩组件、导向架和支腿；

所述外筒组件包括第一筒身、第一扩展叶片、第一上支撑块、第一下支撑块、第二筒身、第二扩展叶片、第二上支撑块、第二下支撑块、第三扩展叶片、第三上支撑块和第三下支撑块；

所述导向架的内壁沿铅垂方向设有导轨，所述第一筒身的外壁设有与所述导轨滑动配合的滑动块，所述导向架通过三条以上所述支腿支撑在地面上；

所述第一筒身和第二筒身均为圆柱形，所述第一筒身沿轴线设有第一通孔，所述第二筒身沿轴线设有第二通孔，所述第二筒身收容于所述第一通孔内，所述挤扩组件收容于所述第二通孔内；

所述第一上支撑块和第一下支撑块在所述第一通孔的侧壁的母线上呈上下设置，所述第一扩展叶片与所述第一通孔的侧壁铰接，所述第一扩展叶片位于所述第一上支撑块和第一下支撑块之间，当所述第一扩展叶片抵靠在所述第一上支撑块上时，所述第一扩展叶片与所述第一通孔的侧壁的母线的夹角为锐角，当所述第一扩展叶片抵靠在所述第一下支撑块上时，所述第一扩展叶片与所述第一通孔的侧壁的母线的夹角为直角；

所述第二上支撑块和第二下支撑块在所述第二筒身的外壁的母线上呈上下设置，所述第二扩展叶片与所述第二筒身的外壁铰接，所述第二扩展叶片位于所述第二上支撑块和第二下支撑块之间，当所述第二扩展叶片抵靠在所述第二上支撑块上时，所述第二扩展叶片与所述第二筒身的外壁的母线的夹角为锐角，当所述第二扩展叶片抵靠在所述第二下支撑块上时，所述第二扩展叶片与所述第二筒身的外壁的母线的夹角为直角；

两个以上所述第一扩展叶片和两个以上所述第二扩展叶片沿垂直于所述第一通孔的轴线的圆周方向交替设置，两个以上所述第一扩展叶片和两个以上所述第二扩展叶片拼合后将所述第一通孔封堵；

所述第三上支撑块和第三下支撑块在所述第二通孔的侧壁的母线上呈上下设置，所述第三扩展叶片与所述第二通孔的侧壁铰接，所述第三扩展叶片位于所述第三上支撑块和第三下支撑块之间，当所述第三扩展叶片抵靠在所述第三上支撑块上时，所述第三扩展叶片与所述第二通孔的侧壁的母线的夹角为直角，当所述第三扩展叶片抵靠在所述第三下支撑块上时，所述第三扩展叶片与所述第二通孔的侧壁的母线的夹角为锐角；

两个以上所述第三扩展叶片沿垂直于所述第二通孔的轴线的圆周方向均布，两个以上所述第三扩展叶片拼合后将所述第二通孔封堵；

所述挤扩组件包括中心轴、固定支撑件、第一支撑臂、移动支撑件、第二支撑臂、支撑架和第四扩展叶片，所述中心轴沿所述第二通孔的轴线设置，所述中心轴的表面设有调节外螺纹，所述固定支撑件固定设置在所述中心轴上，所述第一支撑臂的一端与所述固定支撑件铰接，所述第一支撑臂的另一端与所述支撑架铰接，所述移动支撑件与所述调节外螺纹螺纹配合，所述第二支撑臂的一端与所述移动支撑件铰接，所述第二支撑臂的另一端与所述支撑架铰接，所述第一支撑臂的转动平面和第二支撑臂的转动平面均与所述第二通孔的轴线重合，所述第四扩展叶片与所述支撑架可拆卸连接，当所述第四扩展叶片抵靠在所述第二通孔的侧壁上时，所述第一支撑臂与所述第二支撑臂的夹角小于或等于140°。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：提供一种土木工程用筒形挤扩器，外筒组件的第一筒身和第二筒身之间形成第一腔室，第一筒身和第二筒身分别设置第一扩展叶片和第二扩展叶片，当外筒组件进入土层时，挤扩组件随外筒同步向下运动，第一扩展叶片和第二扩展叶片上翻开启，土壤进入第一腔室中，第一上支撑块和第二上支撑块分别对第一扩展叶片和第二扩展叶片起到支撑定位作用，限制第一扩展叶片和第二扩展叶片的上翻角度，这样在外筒组件退出土层时，第一腔室内的土壤在重力作用下向下挤压第一扩展叶片和第二扩展叶片，使得第一扩展叶片和第二扩展叶片下翻拼合，第一下支撑块和第二下支撑块分别对第一扩展叶片和第二扩展叶片起到支撑定位作用，限制第一扩展叶片和第二扩展叶片的下翻角度并对其支撑，使第一腔室的底端开口封闭，从而让土壤封存在第一腔室中随外筒组件带出，在第二筒身内设有第二通孔，形成第二腔室，在第二腔室的底部开口端设置第三扩展叶片，第三下支撑块对第三扩展叶片起到支撑固定的作用，这样在外筒组件进入土层时，第三扩展叶片在土壤的压力下容易上翻闭合，避免土壤进入第二腔室中，第三上支撑块对第三扩展叶片起到支撑固定的作用，在外筒组件退出土层时，挤扩组件留在土层内，挤扩组件将第三上支撑块向下抵开，挤扩组件的固定支撑件固定在中心轴上，挤扩组件的移动支撑件可移动的设置在中心轴上，固定支撑件和移动支撑件分别通过第一支撑臂和第二支撑臂连接支撑架，支撑架用以安装第四扩展叶片与传统挤扩叶片的原理相同，当移动支撑件沿中心轴螺纹转动时，支撑架在支撑件的作用下被推开，第四扩展叶片展开至大于第一筒身的外径后开始进行挤扩作业，将第一支撑臂与第二支撑臂的初始夹角设计为小于或等于140°，以及通过外筒组件在挤扩组件外先行扩展出合适的孔洞，相较于传统将挤扩器直接插入土壤进行挤扩的方式，本发明先用外筒组件将挤扩组件周围的土壤取出部分，从而减小了挤扩器受到的初始载荷，可更快、更稳的进行挤扩作业，不仅提升了挤扩作业质量，而且节省了能耗，并且能够避免挤扩器载荷过大或使用时间较长后发生损坏，降低了挤扩器受损的风险，延长了挤扩器的使用寿命。

进一步的，所述第一上支撑块设有第一支撑面，所述第一下支撑块设有第二支撑面，所述第二上支撑块设有第三支撑面，所述第二下支撑块设有第四支撑面，所述第一支撑面、第二支撑面、第三支撑面和第四支撑面的表面均设有超高分子聚乙烯层。

由上述描述可知，第一支撑面、第二支撑面、第三支撑面和第四支撑面均用以支撑扩展叶片，支撑面上设置的超高分子聚乙烯层具有耐压、耐磨的良好性能，提升了挤扩器整体的可靠性和安全性。

进一步的，所述第一扩展叶片和第二扩展叶片投影在垂直于所述第一通孔的轴线的平面上的形状均为扇环形，所述第三扩展叶片投影在垂直于所述第二通孔的轴线的平面上的形状为扇形。

由上述描述可知，第一扩展叶片和第二扩展叶片在拼合后形成完成的环形，从而将第一腔室的开口密封，防止土壤泄露，第三扩展叶片拼合后形成完成的环形，将第二腔室的开口密封，防止土壤泄露。

进一步的，当所述第一扩展叶片抵靠在所述第一上支撑块上时，所述第一扩展叶片与所述第一通孔的侧壁的母线的夹角范围为30°～60°，当所述第二扩展叶片抵靠在所述第二上支撑块上时，所述第二扩展叶片与所述第二筒身的外壁的母线的夹角范围为30°～60°，当所述第三扩展叶片抵靠在所述第三下支撑块上时，所述第三扩展叶片与所述第二通孔的侧壁的母线的夹角范围为30°～60°。

由上述描述可知，上述扩展叶片与轴线的夹角均不宜过大或过小，比如第一扩展叶片和第二扩展叶片对应的上述夹角过大时，在外筒组件插入土层时，土壤不易进入内部，第一扩展叶片和第二扩展叶片对应的上述夹角过小时，在外筒组件退出土层时，土壤不易使叶片下翻闭合，容易造成土壤泄露，第三扩展叶片对应的上述夹角同理。

进一步的，所述第一扩展叶片、第二扩展叶片和第三扩展叶片的表面均设有氧化铝耐磨层。

由上述描述可知，氧化铝耐磨层可以提高扩展叶片的强度和耐磨性，从而保证挤扩器的挤扩效果，延长部件的使用寿命。

进一步的，所述第一筒身的底部边缘和第二筒身的底部边缘均设有破土锥。

由上述描述可知，破土锥呈环形布置在第一筒身和第二筒身的底部，便于外筒组件进入土层。

进一步的，所述第一筒身与所述第二筒身可拆卸连接，所述第二筒身与所述中心轴可拆卸连接。

由上述描述可知，当筒形挤扩器进入土层时，第二筒身先插入土层，第一筒身后插入土层，可降低受到的载荷力；第一筒身先插入土层，第二筒身后插入土层，且第二筒身与中心轴相对固定，有助于提升挤扩作业的施工准确性。

进一步的，所述第一支撑臂的长度、第二支撑臂的长度以及所述中心轴的半径之和大于所述第一筒身的外径。

由上述描述可知，只有第一支撑臂和第二支撑臂的外径大于第一筒身的外径时，才能保证挤扩作用的有效性。

进一步的，四根以上所述第一支撑臂与四根以上所述第二支撑臂一一对应设置。

由上述描述可知，第一支撑臂和第二支撑臂协同配合，对支撑架起到支撑推展的作用。

进一步的，所述第三扩展叶片的表面设有透水滤膜。

由上述描述可知，透水滤膜可以使土层中的水通过并进入挤扩器内部，从而提高处理后的土层结构的稳定性。

进一步的，所述土木工程用筒形挤扩器还包括升降调节油缸，所述升降调节油缸设置在所述导向架上，所述升降调节油缸与所述第一筒身连接。

由上述描述可知，升降调节油缸用以驱动第一筒身沿导向架的导轨上下滑动，提高了作业效率和质量，减少了人力物力，安全性好。

进一步的，所述导轨和滑动块的截面形状均为方形。

由上述描述可知，导轨和滑动块的截面形状采用方形设计，可提高导轨和滑动配合的稳定性，提高导向精度。

进一步的，所述支腿的底端设有入土锥。

由上述描述可知，入土锥用以提高支腿固定在地面上的稳定性，进而提升整体结构稳定性和作业质量。

请参照图1至图6，本发明的实施例一为：一种土木工程用筒形挤扩器，包括外筒组件1、挤扩组件2、导向架3和支腿4；

所述外筒组件1包括第一筒身11、第一扩展叶片12、第一上支撑块13、第一下支撑块14、第二筒身15、第二扩展叶片16、第二上支撑块17、第二下支撑块18、第三扩展叶片19、第三上支撑块191和第三下支撑块192；

所述导向架3的内壁沿铅垂方向设有导轨31，所述第一筒身11的外壁设有与所述导轨31滑动配合的滑动块，所述导向架3通过三条以上所述支腿4支撑在地面上；

所述第一筒身11和第二筒身15均为圆柱形，所述第一筒身11和第二筒身15可拆卸连接，所述第一筒身11沿轴线设有第一通孔111，所述第二筒身15沿轴线设有第二通孔151，所述第二筒身15收容于所述第一通孔111内，所述挤扩组件2收容于所述第二通孔151内；

所述第一上支撑块13和第一下支撑块14在所述第一通孔111的侧壁的母线上呈上下设置，所述第一扩展叶片12与所述第一通孔111的侧壁铰接，所述第一扩展叶片12位于所述第一上支撑块13和第一下支撑块14之间，当所述第一扩展叶片12抵靠在所述第一上支撑块13上时，所述第一扩展叶片12与所述第一通孔111的侧壁的母线的夹角为锐角，当所述第一扩展叶片12抵靠在所述第一下支撑块14上时，所述第一扩展叶片12与所述第一通孔111的侧壁的母线的夹角为直角；

所述第二上支撑块17和第二下支撑块18在所述第二筒身15的外壁的母线上呈上下设置，所述第二扩展叶片16与所述第二筒身15的外壁铰接，所述第二扩展叶片16位于所述第二上支撑块17和第二下支撑块18之间，当所述第二扩展叶片16抵靠在所述第二上支撑块17上时，所述第二扩展叶片16与所述第二筒身15的外壁的母线的夹角为锐角，当所述第二扩展叶片16抵靠在所述第二下支撑块18上时，所述第二扩展叶片16与所述第二筒身15的外壁的母线的夹角为直角；

两个以上所述第一扩展叶片12和两个以上所述第二扩展叶片16沿垂直于所述第一通孔111的轴线的圆周方向交替设置，两个以上所述第一扩展叶片12和两个以上所述第二扩展叶片16拼合后将所述第一通孔111封堵；

所述第三上支撑块191和第三下支撑块192在所述第二通孔151的侧壁的母线上呈上下设置，所述第三扩展叶片19与所述第二通孔151的侧壁铰接，所述第三扩展叶片19位于所述第三上支撑块191和第三下支撑块192之间，当所述第三扩展叶片19抵靠在所述第三上支撑块191上时，所述第三扩展叶片19与所述第二通孔151的侧壁的母线的夹角为直角，当所述第三扩展叶片19抵靠在所述第三下支撑块192上时，所述第三扩展叶片19与所述第二通孔151的侧壁的母线的夹角为锐角；

两个以上所述第三扩展叶片19沿垂直于所述第二通孔151的轴线的圆周方向均布，两个以上所述第三扩展叶片19拼合后将所述第二通孔151封堵；

所述挤扩组件2包括中心轴21、固定支撑件22、第一支撑臂23、移动支撑件24、第二支撑臂25、支撑架26和第四扩展叶片27，所述中心轴21沿所述第二通孔151的轴线设置，所述中心轴21的表面设有调节外螺纹，所述固定支撑件22固定设置在所述中心轴21上，所述第一支撑臂23的一端与所述固定支撑件22铰接，所述第一支撑臂23的另一端与所述支撑架26铰接，所述移动支撑件24与所述调节外螺纹螺纹配合，所述第二支撑臂25的一端与所述移动支撑件24铰接，所述第二支撑臂25的另一端与所述支撑架26铰接，所述第一支撑臂23的转动平面和第二支撑臂25的转动平面均与所述第二通孔151的轴线重合，所述第四扩展叶片27与所述支撑架26可拆卸连接，当所述第四扩展叶片27抵靠在所述第二通孔151的侧壁上时，所述第一支撑臂23与所述第二支撑臂25的夹角小于或等于140°。

所述第一上支撑块13设有第一支撑面，所述第一下支撑块14设有第二支撑面，所述第二上支撑块17设有第三支撑面，所述第二下支撑块18设有第四支撑面，所述第一支撑面、第二支撑面、第三支撑面和第四支撑面的表面均设有超高分子聚乙烯层。所述第一扩展叶片12和第二扩展叶片16投影在垂直于所述第一通孔111的轴线的平面上的形状均为扇环形，所述第三扩展叶片19投影在垂直于所述第二通孔151的轴线的平面上的形状为扇形。当所述第一扩展叶片12抵靠在所述第一上支撑块13上时，所述第一扩展叶片12与所述第一通孔111的侧壁的母线的夹角范围为30°～60°，当所述第二扩展叶片16抵靠在所述第二上支撑块17上时，所述第二扩展叶片16与所述第二筒身15的外壁的母线的夹角范围为30°～60°，当所述第三扩展叶片19抵靠在所述第三下支撑块192上时，所述第三扩展叶片19与所述第二通孔151的侧壁的母线的夹角范围为30°～60°。所述第一扩展叶片12、第二扩展叶片16和第三扩展叶片19的表面均设有氧化铝耐磨层。所述第一筒身11的底部边缘和第二筒身15的底部边缘均设有破土锥。所述第一筒身11与所述第二筒身15可拆卸连接，所述第二筒身15与所述中心轴21可拆卸连接。在第三扩展叶片19的底部设有分土板，分土板沿扩展叶片的径向设置，并沿着扩展叶片的圆周方向阵列布置。所述第一支撑臂23的长度、第二支撑臂25的长度以及所述中心轴21的半径之和大于所述第一筒身11的外径。四根以上所述第一支撑臂23与四根以上所述第二支撑臂25一一对应设置。所述第三扩展叶片19的表面设有透水滤膜。所述土木工程用筒形挤扩器还包括升降调节油缸，所述升降调节油缸设置在所述导向架3上，所述升降调节油缸与所述第一筒身11连接。所述导轨31和滑动块的截面形状均为方形。所述支腿4的底端设有入土锥。

综上所述，本发明提供一种土木工程用筒形挤扩器，外筒组件的第一筒身和第二筒身之间形成第一腔室，第一筒身和第二筒身分别设置第一扩展叶片和第二扩展叶片，当外筒组件进入土层时，挤扩组件随外筒同步向下运动，第一扩展叶片和第二扩展叶片上翻开启，土壤进入第一腔室中，第一上支撑块和第二上支撑块分别对第一扩展叶片和第二扩展叶片起到支撑定位作用，限制第一扩展叶片和第二扩展叶片的上翻角度，这样在外筒组件退出土层时，第一腔室内的土壤在重力作用下向下挤压第一扩展叶片和第二扩展叶片，使得第一扩展叶片和第二扩展叶片下翻拼合，第一下支撑块和第二下支撑块分别对第一扩展叶片和第二扩展叶片起到支撑定位作用，限制第一扩展叶片和第二扩展叶片的下翻角度并对其支撑，使第一腔室的底端开口封闭，从而让土壤封存在第一腔室中随外筒组件带出，在第二筒身内设有第二通孔，形成第二腔室，在第二腔室的底部开口端设置第三扩展叶片，第三下支撑块对第三扩展叶片起到支撑固定的作用，这样在外筒组件进入土层时，第三扩展叶片在土壤的压力下容易上翻闭合，避免土壤进入第二腔室中，第三上支撑块对第三扩展叶片起到支撑固定的作用，在外筒组件退出土层时，挤扩组件留在土层内，挤扩组件将第三上支撑块向下抵开，挤扩组件的固定支撑件固定在中心轴上，挤扩组件的移动支撑件可移动的设置在中心轴上，固定支撑件和移动支撑件分别通过第一支撑臂和第二支撑臂连接支撑架，支撑架用以安装第四扩展叶片与传统挤扩叶片的原理相同，当移动支撑件沿中心轴螺纹转动时，支撑架在支撑件的作用下被推开，第四扩展叶片展开至大于第一筒身的外径后开始进行挤扩作业，将第一支撑臂与第二支撑臂的初始夹角设计为小于或等于140°，以及通过外筒组件在挤扩组件外先行扩展出合适的孔洞，相较于传统将挤扩器直接插入土壤进行挤扩的方式，减小了挤扩器受到的初始载荷，可更快、更稳的进行挤扩作业，不仅提升了挤扩作业质量，而且节省了能耗，并且能够避免挤扩器载荷过大或使用时间较长后发生损坏，降低了挤扩器受损的风险，延长了挤扩器的使用寿命。第一支撑面、第二支撑面、第三支撑面和第四支撑面均用以支撑扩展叶片，支撑面上设置的超高分子聚乙烯层具有耐压、耐磨的良好性能，提升了挤扩器整体的可靠性和安全性。第一扩展叶片和第二扩展叶片在拼合后形成完成的环形，从而将第一腔室的开口密封，防止土壤泄露，第三扩展叶片拼合后形成完成的环形，将第二腔室的开口密封，防止土壤泄露。上述扩展叶片与轴线的夹角均不宜过大或过小，比如第一扩展叶片和第二扩展叶片对应的上述夹角过大时，在外筒组件插入土层时，土壤不易进入内部，第一扩展叶片和第二扩展叶片对应的上述夹角过小时，在外筒组件退出土层时，土壤不易使叶片下翻闭合，容易造成土壤泄露，第三扩展叶片对应的上述夹角同理。氧化铝耐磨层可以提高扩展叶片的强度和耐磨性，从而保证挤扩器的挤扩效果，延长部件的使用寿命。破土锥呈环形布置在第一筒身和第二筒身的底部，便于外筒组件进入土层。当筒形挤扩器进入土层时，第二筒身先插入土层，第一筒身后插入土层，可降低受到的载荷力；第一筒身先插入土层，第二筒身后插入土层，且第二筒身与中心轴相对固定，有助于提升挤扩作业的施工准确性。只有第一支撑臂和第二支撑臂的外径大于第一筒身的外径时，才能保证挤扩作用的有效性。第一支撑臂和第二支撑臂协同配合，对支撑架起到支撑推展的作用。透水滤膜可以使土层中的水通过并进入挤扩器内部，从而提高处理后的土层结构的稳定性。升降调节油缸用以驱动第一筒身沿导向架的导轨上下滑动，提高了作业效率和质量，减少了人力物力，安全性好。导轨和滑动块的截面形状采用方形设计，可提高导轨和滑动配合的稳定性，提高导向精度。入土锥用以提高支腿固定在地面上的稳定性，进而提升整体结构稳定性和作业质量。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种土木工程用筒形挤扩器，其特征在于，包括外筒组件、挤扩组件、导向架和支腿；

所述外筒组件包括第一筒身、第一扩展叶片、第一上支撑块、第一下支撑块、第二筒身、第二扩展叶片、第二上支撑块、第二下支撑块、第三扩展叶片、第三上支撑块和第三下支撑块；

所述导向架的内壁沿铅垂方向设有导轨，所述第一筒身的外壁设有与所述导轨滑动配合的滑动块，所述导向架通过三条以上所述支腿支撑在地面上；

所述第一筒身和第二筒身均为圆柱形，所述第一筒身沿轴线设有第一通孔，所述第二筒身沿轴线设有第二通孔，所述第二筒身收容于所述第一通孔内，所述挤扩组件收容于所述第二通孔内；

所述第一上支撑块和第一下支撑块在所述第一通孔的侧壁的母线上呈上下设置，所述第一扩展叶片与所述第一通孔的侧壁铰接，所述第一扩展叶片位于所述第一上支撑块和第一下支撑块之间，当所述第一扩展叶片抵靠在所述第一上支撑块上时，所述第一扩展叶片与所述第一通孔的侧壁的母线的夹角为锐角，当所述第一扩展叶片抵靠在所述第一下支撑块上时，所述第一扩展叶片与所述第一通孔的侧壁的母线的夹角为直角；

所述第二上支撑块和第二下支撑块在所述第二筒身的外壁的母线上呈上下设置，所述第二扩展叶片与所述第二筒身的外壁铰接，所述第二扩展叶片位于所述第二上支撑块和第二下支撑块之间，当所述第二扩展叶片抵靠在所述第二上支撑块上时，所述第二扩展叶片与所述第二筒身的外壁的母线的夹角为锐角，当所述第二扩展叶片抵靠在所述第二下支撑块上时，所述第二扩展叶片与所述第二筒身的外壁的母线的夹角为直角；

两个以上所述第一扩展叶片和两个以上所述第二扩展叶片沿垂直于所述第一通孔的轴线的圆周方向交替设置，两个以上所述第一扩展叶片和两个以上所述第二扩展叶片拼合后将所述第一通孔封堵；

所述第三上支撑块和第三下支撑块在所述第二通孔的侧壁的母线上呈上下设置，所述第三扩展叶片与所述第二通孔的侧壁铰接，所述第三扩展叶片位于所述第三上支撑块和第三下支撑块之间，当所述第三扩展叶片抵靠在所述第三上支撑块上时，所述第三扩展叶片与所述第二通孔的侧壁的母线的夹角为直角，当所述第三扩展叶片抵靠在所述第三下支撑块上时，所述第三扩展叶片与所述第二通孔的侧壁的母线的夹角为锐角；

两个以上所述第三扩展叶片沿垂直于所述第二通孔的轴线的圆周方向均布，两个以上所述第三扩展叶片拼合后将所述第二通孔封堵；

所述挤扩组件包括中心轴、固定支撑件、第一支撑臂、移动支撑件、第二支撑臂、支撑架和第四扩展叶片，所述中心轴沿所述第二通孔的轴线设置，所述中心轴的表面设有调节外螺纹，所述固定支撑件固定设置在所述中心轴上，所述第一支撑臂的一端与所述固定支撑件铰接，所述第一支撑臂的另一端与所述支撑架铰接，所述移动支撑件与所述调节外螺纹螺纹配合，所述第二支撑臂的一端与所述移动支撑件铰接，所述第二支撑臂的另一端与所述支撑架铰接，所述第一支撑臂的转动平面和第二支撑臂的转动平面均与所述第二通孔的轴线重合，所述第四扩展叶片与所述支撑架可拆卸连接，当所述第四扩展叶片抵靠在所述第二通孔的侧壁上时，所述第一支撑臂与所述第二支撑臂的夹角小于或等于140°。

2.根据权利要求1所述的土木工程用筒形挤扩器，其特征在于，所述第一上支撑块设有第一支撑面，所述第一下支撑块设有第二支撑面，所述第二上支撑块设有第三支撑面，所述第二下支撑块设有第四支撑面，所述第一支撑面、第二支撑面、第三支撑面和第四支撑面的表面均设有超高分子聚乙烯层。

3.根据权利要求1所述的土木工程用筒形挤扩器，其特征在于，所述第一扩展叶片和第二扩展叶片投影在垂直于所述第一通孔的轴线的平面上的形状均为扇环形，所述第三扩展叶片投影在垂直于所述第二通孔的轴线的平面上的形状为扇形。

4.根据权利要求1所述的土木工程用筒形挤扩器，其特征在于，当所述第一扩展叶片抵靠在所述第一上支撑块上时，所述第一扩展叶片与所述第一通孔的侧壁的母线的夹角范围为30°～60°，当所述第二扩展叶片抵靠在所述第二上支撑块上时，所述第二扩展叶片与所述第二筒身的外壁的母线的夹角范围为30°～60°，当所述第三扩展叶片抵靠在所述第三下支撑块上时，所述第三扩展叶片与所述第二通孔的侧壁的母线的夹角范围为30°～60°。

5.根据权利要求1所述的土木工程用筒形挤扩器，其特征在于，所述第一筒身与所述第二筒身可拆卸连接，所述第二筒身与所述中心轴可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的土木工程用筒形挤扩器，其特征在于，所述第一支撑臂的长度、第二支撑臂的长度以及所述中心轴的半径之和大于所述第一筒身的外径。

7.根据权利要求1所述的土木工程用筒形挤扩器，其特征在于，四根以上所述第一支撑臂与四根以上所述第二支撑臂一一对应设置。

8.根据权利要求1所述的土木工程用筒形挤扩器，其特征在于，所述土木工程用筒形挤扩器还包括升降调节油缸，所述升降调节油缸设置在所述导向架上，所述升降调节油缸与所述第一筒身连接。

9.根据权利要求1所述的土木工程用筒形挤扩器，其特征在于，所述导轨和滑动块的截面形状均为方形。

10.根据权利要求1所述的土木工程用筒形挤扩器，其特征在于，所述支腿的底端设有入土锥。

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