CN113404437A - 一种螺旋挤压钻筒 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种螺旋挤压钻筒，包括钻筒本体，所述钻筒本体底端设有旋切部，所述钻筒本体的外周绕设有螺旋挤压带，以使所述钻筒本体带动所述旋切部旋转切割土料时，所述螺旋挤压带将回填材料压实于所述钻筒本体的外周。上述螺旋挤压钻筒能够实现钻孔取土和材料回填挤压同步进行，提高施工效率，同时节约回填材料，降低施工成本。

Description

一种螺旋挤压钻筒
技术领域
本发明涉及钻探领域，特别涉及一种螺旋挤压钻筒。
背景技术
在传统的桩基础施工过程中，往往会遇到不良的地质条件，比如软弱夹土层、松散土层回填区等等，为保证桩基的施工质量，一般会采用回填胶凝材料(如混凝土等)，等待其凝固达到一定强度后再使用钻筒钻进施工。在上述传统的工艺中，回填必须在钻孔清理后进行，存在着清孔待回填时段塌孔风险。此外，回填料凝固后需要重新钻孔钻进，既造成了胶凝材料的极大浪费，又延长了施工周期。
发明内容
本发明的目的是提供一种螺旋挤压钻筒，该螺旋挤压钻筒能够提高钻孔和回填施工效率，降低施工成本。
为实现上述目的，本发明提供一种螺旋挤压钻筒，包括钻筒本体，所述钻筒本体底端设有旋切部，所述钻筒本体的外周绕设有螺旋挤压带，以使所述钻筒本体带动所述旋切部旋转切割土料时，所述螺旋挤压带将回填材料压实于所述钻筒本体的外周。
可选地，还包括设于所述钻筒本体上方且用以收集钻土的收集筒体，所述收集筒体设有立杆连接器。
可选地，所述收集筒体为圆筒状，所述钻筒本体为自上至下直径渐缩的圆台状。
可选地，所述旋切部为沿所述钻筒本体的周向均布的旋切齿。
可选地，所述旋切齿沿所述钻筒本体的轴向延伸。
可选地，所述收集筒体的直径大于所述钻筒本体的直径的最大值且小于所述螺旋挤压带的外径的最大值。
可选地，所述螺旋挤压带沿所述钻筒本体至所述收集筒体方向弧形弯折。
可选地，所述旋切齿的齿顶宽度小于其齿根宽度。
可选地，所述旋切齿自其齿根方向朝向其齿顶方向倾斜设置。
可选地，所述钻筒本体的底部还设有可开合的封闭单元。
相对于上述背景技术，本发明所提供的螺旋挤压钻筒包括转筒本体、设置在钻筒本体底端的旋切部和设置在钻筒本体外周的螺旋挤压带；当螺旋挤压带为左旋时，通过驱动钻筒本体逆时针旋转，旋切部旋转实现土料切割，土料进入钻筒本体内实现钻孔取土；同时向钻筒本体的外周输送回填材料，螺旋挤压带将回填材料向钻孔下部运输的同时实现将回填材料压实。待钻筒本体内部土料堆满后取出钻筒本体，将土料倾倒至指定位置即可。实现了钻孔取土和材料回填的同步进行，无需钻孔后再进行材料回填和对回填材料进行二次钻孔，不仅节约了回填材料和降低施工成本，而且显著提高了施工效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的螺旋挤压钻筒的示意图；
图2为螺旋挤压钻筒的工作原理图；
图3为本发明另一实施例所提供的螺旋挤压钻筒的仰视图。
其中：
1-收集筒体、2-钻筒本体、3-螺旋挤压带、4-旋切部、5-立杆连接器、6-第一封闭挡板、7-第二封闭挡板、8-转轴、9-止挡部。
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。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图3，图1为本发明实施例所提供的螺旋挤压钻筒的示意图，图2为螺旋挤压钻筒的工作原理图，图3为本发明另一实施例所提供的螺旋挤压钻筒的仰视图。
螺旋挤压钻筒包括转筒本体、旋切部4和螺旋挤压带3，旋切部4设置在钻筒本体2的底端，用来切割土料形成钻孔，土料经钻筒本体2的底部进入钻筒本体2内部，螺旋挤压带3则在钻筒本体2向下钻孔跟随钻筒本体2旋转，将回填材料向下输送。
举例而言，当螺旋挤压带3为左旋时，通过驱动钻筒本体2逆时针旋转，旋切部4旋转实现土料切割，土料进入钻筒本体2内实现钻孔取土；同时向钻筒本体2的外周输送回填材料，螺旋挤压带3将回填材料向钻孔下部运输的同时实现将回填材料压实。待钻筒本体2内部土料堆满后取出钻筒本体2，将土料倾倒至指定位置即可。当螺旋挤压带3为右旋时则需要驱动钻筒本体2顺时针旋转。
上述螺旋挤压钻筒实现了钻孔取土和材料回填的同步进行，无需钻孔后再进行材料回填和对回填材料进行二次钻孔，不仅节约了回填材料和降低施工成本，而且显著提高了施工效率。
下面结合附图和具体实施例对本发明所提供的螺旋挤压钻筒进行更加详细的介绍。
本发明所提供的螺旋挤压钻筒的钻筒本体2呈空心圆台状，钻筒本体2直径至底部至顶部逐渐增大，旋切部4具体为设置在钻筒本体2底端的多个旋切齿，而螺旋挤压带3则绕设在钻筒本体2的外周。螺旋挤压带3的方向为左旋时(俯视)，钻孔取土时钻筒本体2的旋转方向为逆时针，如图2所示；螺旋挤压带3的方向为右旋时，钻孔取土时钻筒本体2的旋转方向为顺时针。螺旋挤压带3在跟随钻筒本体2旋转时，一方面能够将回填材料向下输送，另一方面能够挤压回填材料，使回填材料嵌入钻孔周围的土层形成护壁。为加速护壁成型，本申请对螺旋挤压带3的形状进行优化，使得螺旋挤压带3向上呈弧形翻折。如此以来，螺旋挤压带3的带尖的法向倾斜向下，在离心力及旋转驱动的挤压作用力下，加速回填材料向下输送的同时在钻孔的内壁形成护壁层。
在上述实施例中，旋切部4具体采用多组旋切齿，多组旋切齿设置在钻筒本体2的底部，沿钻筒本体2底端的周向均匀设置，任一旋切齿沿钻筒本体2的轴向延伸。当钻筒本体2旋转时，全部旋切齿在同一圆周上旋转切割，破碎土料形成钻孔，土料从钻筒本体2的底部进入钻筒本体2内，待钻筒本体2内部土料储满后钻筒本体2整体取出，将土料卸载至指定地点后继续进行钻孔。
为提高旋切齿的钻孔碎土效率，旋切齿采用齿根宽、齿顶窄的尖齿，同时考虑到旋切齿的磨损，旋切齿优选采用等腰梯形齿。此外，考虑到钻筒本体2的旋转方向、旋切齿的旋切方向与螺旋挤压带3挤压方向的一致性，旋切齿的一侧自齿根至齿顶倾斜设置。也即当螺旋挤压带3为俯视方向的左旋时，任一旋切齿的右侧面自齿根至齿顶向左下方向倾斜设置，此时旋切齿优选为直角梯形，在齿根宽度一致的前提下，增大了齿顶的宽度和旋切齿的整体强度以及耐磨性能。
作为优选地，螺旋挤压钻筒还包括收集筒体1，收集筒体1设置在钻筒本体2的上方并与钻筒本体2一体成型。收集筒体1优选设置为圆筒状，借助收集筒体1的设置增大螺旋挤压钻筒的内部容量，使得螺旋挤压钻筒在完成一次取土时的下钻深度增大。螺旋挤压带3通常仅设置在钻筒本体2的外周，此时收集筒体1的直径通常大于等于钻筒本体2的直径的最大值，同时小于螺旋挤压带3的直径的最大值。当然，螺旋挤压带3亦可根据需要布设在收集筒体1的周部，本申请不再赘述。收集筒体1的顶部设置立杆连接器5，以便快速连接钻机的立杆和方便更换钻筒。
在本发明所提供的进一步的实施例中，螺旋挤压钻筒的钻筒本体2的底部进一步设置能够打开和闭合的封闭单元。在进行钻孔取土过程中，封闭单元打开，旋切部4旋切的土料进入钻筒本体2内部；当土料集满钻筒本体2和收集筒体1后，螺旋挤压钻筒停止旋转，封闭单元将钻筒本体2的底部封闭，实现将旋切的土料从钻孔中提出。显然，在钻筒本体2采用上大下小的圆台状筒体时，即使未设置封闭单元也能将土料从钻孔提出。
封闭单元的设置可参考图1，包括第一封闭挡板6，第一封闭挡板6优选设置为两组，两组第一封闭挡板6呈中心对称连接在钻筒本体2的底部，两组第一封闭挡板6的中部设有一转轴8，第二封闭挡板7转动连接在转轴8上。第二封闭挡板7设置在第一封闭挡板6的上方，二者配合能够将钻筒本体2的底部封闭，第二封闭挡板7的下端面设置垂直向下延伸的止挡部9，止挡部9具体为固接第二封闭挡板7的挡柱。
当钻筒本高速旋转时，第二封闭挡板7在惯性的作用转动至第一封闭挡板6上方，实现钻筒本体2的底部打开，止挡部9贴合第一封闭挡板6第一侧的边缘，旋切部4对土料旋切，破碎的土料从第一封闭挡板6间的缺口进入钻筒本体2内；当钻筒本体2停止旋转时，第二封闭挡板7在惯性的作用下由第一封闭挡板6的上方转动至第一封闭挡板6的缺口处，止挡部9贴合在第一封闭挡板6第二侧的边缘，实现钻筒本体2的底部封闭，以便将土料从钻孔内运出。
显然，封闭单元的打开和封闭并不限于惯性驱动，还可根据需要设置驱动单元(如电动机带动挡板转动或推杆带动翻板翻转)主动控制钻筒本体2底部的打开和关闭，本申请对此不再详细介绍。
本发明所提供的螺旋挤压钻筒通过钻筒本体2底部的旋切部4切割土料，使得底部的土层破碎松散后进入钻筒本体2内部，随着钻筒本体2的不断深入，钻筒本体2内的土料越来越多，进入收集筒体1存储；而钻筒本体2旋转的同时，螺旋挤压带3给周围的回填材料施加背离钻孔空心向下的挤压力，使得回填材料向下运输的同时并嵌入钻筒本体2周围的土层，形成一个圆周的护壁，实现钻孔取土和材料回填的同步进行，提高了施工效率，降低了施工成本。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的螺旋挤压钻筒进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种螺旋挤压钻筒，其特征在于，包括钻筒本体，所述钻筒本体底端设有旋切部，所述钻筒本体的外周绕设有螺旋挤压带，以使所述钻筒本体带动所述旋切部旋转切割土料时，所述螺旋挤压带将回填材料压实于所述钻筒本体的外周。
2.根据权利要求1所述的螺旋挤压钻筒，其特征在于，还包括设于所述钻筒本体上方且用以收集钻土的收集筒体，所述收集筒体设有立杆连接器。
3.根据权利要求2所述的螺旋挤压钻筒，其特征在于，所述收集筒体为圆筒状，所述钻筒本体为自上至下直径渐缩的圆台状。
4.根据权利要求1-3任一项所述的螺旋挤压钻筒，其特征在于，所述旋切部为沿所述钻筒本体的周向均布的旋切齿。
5.根据权利要求4所述的螺旋挤压钻筒，其特征在于，所述旋切齿沿所述钻筒本体的轴向延伸。
6.根据权利要求2所述的螺旋挤压钻筒，其特征在于，所述收集筒体的直径大于所述钻筒本体的直径的最大值且小于所述螺旋挤压带3的外径的最大值。
7.根据权利要求2或3所述的螺旋挤压钻筒，其特征在于，所述螺旋挤压带沿所述钻筒本体至所述收集筒体方向弧形弯折。
8.根据权利要求5所述的螺旋挤压钻筒，其特征在于，所述旋切齿的齿顶宽度小于其齿根宽度。
9.根据权利要求5所述的螺旋挤压钻筒，其特征在于，所述旋切齿自其齿根方向朝向其齿顶方向倾斜设置。
10.根据权利要求7所述的螺旋挤压钻筒，其特征在于，所述钻筒本体的底部还设有可开合的封闭单元。
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