CN114458170A - 一种高速公路工程路面钻孔系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速公路工程路面钻孔系统，包括机架组件（100），机架组件（100）作为钻孔组件的定位基础，机架组件（100）包括安装架（110）和动力装置（120），安装架（110）与钻进组件固定连接，安装架（110）由液压升降装置带动上下移动，动力装置（120）固定在安装架（110）上用于带动钻孔组件转动，所述钻孔组件包括中心钻（200）和取芯钻（300）；中心钻（200）与取芯钻（300）同轴固定连接，中心钻（200）的切削部（210）伸入取芯钻（300）内。通过取芯钻和普通的杆钻的配合使用，将取芯钻内的芯体在钻进过程中破碎成块状，加快钻进的速率，降低钻孔导致的扬尘。

Description

一种高速公路工程路面钻孔系统

技术领域

本发明涉及一种公路工程钻孔设备，具体设计一种高速公路路面施工用钻孔装置。

背景技术

高速公路边侧围栏安装需要对路面进行钻孔，钻孔操作通常比较耗时，单孔钻成的效率较低，而且灰尘非常大，通常需要额外的喷雾或是抽吸过滤操作。

发明内容

本申请实施例通过提供一种高速公路工程路面钻孔系统，解决了现有技术中钻孔耗时长，扬尘大的问题，实现了钻进速率快，扬尘非常少的效果。

本申请实施例提供了一种高速公路工程路面钻孔系统，包括机架组件，机架组件作为钻孔组件的定位基础，机架组件包括安装架和动力装置，安装架与钻进组件固定连接，安装架由液压升降装置带动上下移动，动力装置固定在安装架上用于带动钻孔组件转动，

所述钻孔组件包括中心钻和取芯钻；

中心钻与取芯钻同轴固定连接，中心钻的切削部伸入取芯钻内。

进一步的，所述取芯钻包括钻进筒、连接部，所述钻进筒底边带有截割齿，用于在路面纵向切割一个圆柱体；所述钻进筒的上部为连接部，连接部上带有向取芯钻中心突出的应力点，应力点用于抵触钻进筒切割形成的芯体；应力点水平位置与中心钻的切削部对应。

进一步的，所述连接部为多个杆，所述应力点数量与杆的数量相同。

进一步的，还包括螺旋导流片，螺旋导流片内侧螺旋边与中心钻的外壁固定连接，螺旋导流片的外侧螺旋边与取芯钻内侧壁固定连接，螺旋导流片随中心钻旋转时将碎块排出钻孔外。

进一步的，所述中心钻的切削部端部为非对称形状，其非对称侧相对中心钻轴线之间的最大距离，大于切削部其它位置与轴线之间的距离。

进一步的，所述切削部的底面为锥面，切削部内在非对称侧底面处开有进水孔，进水孔贯穿切削部与连接杆内的管道连通，连接杆顶端带有进液槽，在进液槽外包覆滑动密封配合的进液盘，进液盘带有进水管，进水管通过进液槽与非对称侧底面处的进水孔连通。

进一步的，切削部的底端与取芯钻底边之间的纵向距离不大于3cm。

进一步的，还包括一个第二取芯钻，第二取芯钻的与中心钻同轴固定，第二取芯钻位于取芯钻内，第二取芯钻底边纵向位置不高于中心钻的底端，且第二取芯钻底边纵向位置高于取芯钻底边的纵向位置。

进一步的，在第二取芯钻的第二钻进筒侧壁内部开有输送管，第二钻进筒顶部固定一个储存部，储存部用于存放吸饱水后的高吸水性球形树脂颗粒；储存部与输送管连通，输送管底端为一个纵截面为梯形的缺口，第二取芯钻旋转中，高吸水性树脂颗粒在梯形缺口的一个侧壁处被挤压破碎。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：通过取芯钻和普通的杆钻的配合使用，将取芯钻内的芯体在钻进过程中破碎成块状，加快钻进的速率，降低钻孔导致的扬尘。

附图说明

图1 是本发明结构示意图；

图2 是钻进过程的俯视图；

图 3 是螺旋导流片带有防退板时俯视图；

图4 是大直径中心钻与取芯钻配合时结构示意图；

图5 是本发明工作状态示意图；

图6 是带有第二取芯钻时结构示意图；

图7 是第二取芯钻的底面结构示意图。

图中，机架组件100、安装架110、动力装置120；

中心钻200、切削部210、非对称侧211、压力管212、连接杆220、进液槽230、进液盘240；

取芯钻300、钻进筒310、连接部320、应力点321、固定部330、螺旋导流片340、防退板341；

第二取芯钻400、第二钻进筒410、输送管420、梯形口421、储存部430。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

通过取芯钻和普通的杆钻的配合使用，将取芯钻内的芯体在钻进过程中破碎成块状，加快钻进的速率，降低钻孔导致的扬尘。

实施例一

如图1-4所示，一种高速公路工程路面钻孔系统，包括机架组件100，机架组件100作为钻孔组件的定位基础，机架组件100包括安装架110和动力装置120，安装架110与钻进组件固定连接，安装架110由液压升降装置带动上下移动，动力装置120固定在安装架110上用于带动钻孔组件转动，

所述钻孔组件包括中心钻200和取芯钻300；

中心钻200与取芯钻300同轴固定连接，中心钻200的切削部210伸入取芯钻300内。

所述取芯钻300包括钻进筒310、连接部320，所述钻进筒310底边带有截割齿，用于在路面纵向切割一个圆柱体；所述钻进筒310的上部为连接部320，连接部320上带有向取芯钻300中心突出的应力点321，应力点321用于抵触钻进筒310切割形成的圆柱体；应力点321水平位置与中心钻200的切削部210对应。

所述连接部320为多个杆，所述应力点321数量与杆的数量相同。

使用时：如图1-3所示，将钻孔组件压在路面上，开启动力装置120可以是电机、减速机、液压马达等，带动钻孔组件旋转，取芯钻300切出一个圆柱形芯，中心钻200钻进圆柱形芯内，因为有取芯钻300的限制，中心钻200与取芯钻300之间的芯体部分会迅速开裂，尤其是在有应力点321的作用下，在应力点处会形成应力集中，芯体在挤压下开裂成小的碎块。这样，钻进过程并不需要把钻孔内的物料用钻头完全切削成小颗粒和灰尘，大部分是以较大的碎块呈现。同时，取芯钻内的芯体不断的破碎，取芯钻300是在间断式的完成取芯钻进操作，每当芯体破碎，取芯钻300内部留存的芯体部分就变得非常短，取芯钻的旋转基本不收内部芯体的限制，震动减少，机架组件100下移施加的轴向压力，能够更有效的转化成取芯钻300截割齿。中心钻200的直径与取芯钻300内径之间的比例最好是在1:10-1:3之间。

为了方便取出碎块，增加随着钻头转动把碎块排出孔外的部件。

还包括螺旋导流片340，螺旋导流片340内侧螺旋边与中心钻200的外壁固定连接，螺旋导流片340的外侧螺旋边与取芯钻300内侧壁固定连接，螺旋导流片340随中心钻200旋转时将碎块排出钻孔外。螺旋导流片340上带有均匀分布的条状凸起，避免碎块向下滑落。

螺旋导流片的底端可以是在切削部210与连接杆220的连接处，当然也可以下移一些，但始终要与钻头底端保持一定的距离，给芯体的破碎留缓冲空间。

实施例二

中心钻200的结构对芯体受力方式有直接的影响，正常的钻头200是为了钻取规则的孔，但中心钻200的目的是为了让芯体收到挤压。这个时候，有应力集中最好，便于芯体的快速破碎。因此，对中心钻200的切削部210做改良。

如图5-6所示，中心钻200的切削部210端部为非对称形状，其非对称侧211相对中心钻200轴线之间的最大距离，大于切削部其它位置与轴线之间的距离。

因为有非对称侧存在，在旋转钻进芯体时，非对称侧211对芯体施加的压力更大，受力不均，更易破裂。

所述切削部210的底面为锥面，切削部210内在非对称侧211底面处开有进水孔，进水孔贯穿切削部210与连接杆220内的管道连通，连接杆220顶端带有进液槽230，在进液槽230外包覆滑动密封配合的进液盘240，进液盘240带有进水管，通过进液槽230与非对称侧211底面处的进水孔连通。

通过向非对称侧211底面处通入高压水，中心钻200两侧压力的差距，加速芯体的破裂。

实施例三

在钻进水泥混凝土路面时，因为混凝土是脆性材料，延展性非常差，在中心钻200钻进过程中会快速破裂，尤其是有应力点321和非对称侧211时，破碎更快。

为了进一步加快钻进的速率，即让整个钻进过程，完整的芯体高度尽可能小，形成逐层剥离钻孔的效果。中心钻200切削部210的底端与取芯钻300底边之间的纵向距离不大于3cm。

如图6所示，此外，增加一个第二取芯钻400，第二取芯钻400的与中心钻200同轴固定，第二取芯钻400位于取芯钻300内，第二取芯钻400底边纵向位置不高于中心钻200的底端，且第二取芯钻400底边纵向位置高于取芯钻300的位置。

在路面时沥青混凝土时，破碎的难度较大，对中心钻200直径的选择，应力点321的位置和凸起大小要求更进准。

如图6-7所示，为了能够适应不同的路面情况，第二取芯钻400的结构做改良。在第二取芯钻400的第二钻进筒410侧壁内部开输送管420，第二钻进筒410顶部固定一个储存部430，储存部430用于存放吸饱水后的高吸水性球形树脂颗粒。储存部430与输送管420连通，输送管420底端为一个纵截面为梯形的缺口，即梯形口421，第二取芯钻400旋转中，高吸水性树脂颗粒在梯形缺口的一个侧壁处被挤压破碎。

高吸水性树脂颗粒可通过冰冻的方式制成结冰的颗粒，挤压变形破碎的高吸水性树脂颗粒，因为有结晶的冰能够冷却沥青混凝土，降低其因为摩擦而升高的温度，降低其因为升温而提高的延展性和韧性，使沥青混凝土更脆，从而加快沥青混凝土的破碎速率。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高速公路工程路面钻孔系统，包括机架组件（100），机架组件（100）作为钻孔组件的定位基础，机架组件（100）包括安装架（110）和动力装置（120），安装架（110）与钻进组件固定连接，安装架（110）由液压升降装置带动上下移动，动力装置（120）固定在安装架（110）上用于带动钻孔组件转动，

其特征在于，所述钻孔组件包括中心钻（200）和取芯钻（300）；

中心钻（200）与取芯钻（300）同轴固定连接，中心钻（200）的切削部（210）伸入取芯钻（300）内。

2.根据权利要求1所述的高速公路工程路面钻孔系统，其特征在于，所述取芯钻（300）包括钻进筒（310）、连接部（320），所述钻进筒（310）底边带有截割齿，用于在路面纵向切割一个圆柱体；所述钻进筒（310）的上部为连接部（320），连接部（320）上带有向取芯钻（300）中心突出的应力点（321），应力点（321）用于抵触钻进筒（310）切割形成的芯体；应力点（321）水平位置与中心钻（200）的切削部（210）对应。

3.根据权利要求2所述的高速公路工程路面钻孔系统，其特征在于，所述连接部（320）为多个杆，所述应力点（321）数量与杆的数量相同。

4.根据权利要求1所述的高速公路工程路面钻孔系统，其特征在于，还包括螺旋导流片（340），螺旋导流片（340）内侧螺旋边与中心钻（200）的外壁固定连接，螺旋导流片（340）的外侧螺旋边与取芯钻（300）内侧壁固定连接，螺旋导流片（340）随中心钻（200）旋转时将碎块排出钻孔外。

5.根据权利要求1所述的高速公路工程路面钻孔系统，其特征在于，所述中心钻（200）的切削部（210）端部为非对称形状，其非对称侧（211）相对中心钻（200）轴线之间的最大距离，大于切削部其它位置与轴线之间的距离。

6.根据权利要求5所述的高速公路工程路面钻孔系统，其特征在于，所述切削部（210）的底面为锥面，切削部（210）内在非对称侧（211）底面处开有进水孔，进水孔贯穿切削部（210）与连接杆（220）内的管道连通，连接杆（220）顶端带有进液槽（230），在进液槽（230）外包覆滑动密封配合的进液盘（240），进液盘（240）带有进水管，进水管通过进液槽（230）与非对称侧（211）底面处的进水孔连通。

7.根据权利要求1所述的高速公路工程路面钻孔系统，其特征在于，切削部（210）的底端与取芯钻（300）底边之间的纵向距离不大于3cm。

8.根据权利要求7所述的高速公路工程路面钻孔系统，其特征在于，还包括一个第二取芯钻（400），第二取芯钻（400）的与中心钻（200）同轴固定，第二取芯钻（400）位于取芯钻（300）内，第二取芯钻（400）底边纵向位置不高于中心钻（200）的底端，且第二取芯钻（400）底边纵向位置高于取芯钻（300）底边的纵向位置。

9.根据权利要求8所述的高速公路工程路面钻孔系统，其特征在于，在第二取芯钻（400）的第二钻进筒（410）侧壁内部开有输送管（420），第二钻进筒（410）顶部固定一个储存部（430），储存部（430）用于存放吸饱水后的高吸水性球形树脂颗粒；储存部（430）与输送管（420）连通，输送管（420）底端为一个纵截面为梯形的缺口，第二取芯钻（400）旋转中，高吸水性树脂颗粒在梯形缺口的一个侧壁处被挤压破碎。

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