CN115415142B - 一种活塞式气动振动器专用振动方向转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及岩土工程注浆加固维修的技术领域，尤其涉及一种活塞式气动振动器专用振动方向转换装置，其包括外壳、设于外壳内的气动振动器和振动换向部，振动换向部设于气动振动器的工作轴上，工作轴外套设有外伸工作臂，工作轴外套设有外伸工作臂，振动换向部用于将气动振动器的上下振动转换为横向振动；该装置通过设置振动换向部把原本气动振动器竖直方向上的振动转化成水平方向上任意水平方向上的振动且实现了振动方向在水平面360度可调节，水平方向上的振动可以有效地让浆液往土体四周扩散，浆液在振动的影响下填满土体中的缝隙，在注浆修复过程中，可以使浆液更好扩散，此外，本发明结构简单，功能强大，振动效率高。

Description

一种活塞式气动振动器专用振动方向转换装置

技术领域

本发明涉及岩土工程注浆加固维修的技术领域，尤其涉及一种活塞式气动振动器专用振动方向转换装置。

背景技术

气动振动器是一种利用空气压缩机排出的高压气体产生振动的工具。现有的气动振动器外形大多细长，而且产生的振动方向与气动振动器轴向一致。在岩土工程注浆修复领域，针对饱和砂土地基，需要将钻杆深入土体并在钻杆端部施加横向振动完成注浆。注浆时需要在钻杆端部施加横向的振动。由于注浆时依靠注浆设备压力和浆液自身重力不能达到最佳注浆效果，现有的技术只能在钻杆顶部施加振动，振动难以传达到钻杆端部，所以需要在钻杆端部施加水平方向的振动。由于受钻杆直径限制，气动振动器无法横向放置。本发明解决了上述问题使得气动振动器可以在小直径的钻杆中产生横向的振动，申请号为202022422968.7的专利文献公开了一种长螺旋灌注桩加厚软土地基用施工装置。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种活塞式气动振动器专用振动方向转换装置。

为了实现上述目的，本发明提出一种活塞式气动振动器专用振动方向转换装置，包括：外壳、设于所述外壳内的气动振动器和振动换向部，所述振动换向部设于所述气动振动器的工作轴上，所述工作轴外套设有外伸工作臂，所述振动换向部用于将所述气动振动器的上下振动转换为横向振动。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置中，所述振动换向部包括连杆、滑杆和配重块，所述连杆的两端分别与所述配重块和所述工作轴铰接，所述配重块套设于所述滑杆上，所述滑杆的一端与所述外伸工作臂连接。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置中，所述外伸工作臂的上端面设有齿轮，所述工作轴上设有驱动部，所述驱动部驱动所述齿轮转动从而带动所述外伸工作臂转动。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置中，所述活塞式气动振动器专用振动方向转换装置包括两个所述振动换向部。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置中，两个所述配重块设于所述工作轴的左右两侧，两个所述连杆与所述工作轴的铰接处位于滑杆的上下两侧。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置中，所述滑杆的端部和所述外壳的内壁上均设有相匹配的弧形槽，所述弧形槽内设有钢珠。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置中，所述工作轴上转动设有连接件，所述连接件与所述连杆的一端铰接。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置中，所述连接件包括第一铰支座、圆环和滚珠，所述第一铰支座固定在所述圆环上，所述圆环内侧和所述工作轴上均设有相匹配的滚动凹槽，所述滚动凹槽内设有若干滚珠。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置中，所述工作轴外套设有外伸工作臂，所述外伸工作臂位于两个所述圆环之间，所述滑杆与所述外伸工作臂连接。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置中，所述驱动部为微型马达。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置中，所述配重块上设有第二铰支座，所述第二铰支座与所述连杆铰接。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果：本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置通过设置振动换向部把原本气动振动器竖直方向上的振动转化成水平方向上任意水平方向上的振动，本发明主要运用于岩土工程注浆加固维修领域，浆液通过钻杆进入地层中，本发明通过施加水平方向的振动并且实现了振动方向在水平面360度可调节，水平方向上的振动可以有效地让浆液往土体四周扩散，浆液在振动的影响下填满土体中的缝隙，在注浆修复过程中，本发明可以使浆液更好扩散，从而减少注浆所需打孔数量、注浆效率显著提高，此外，本发明结构简单，功能强大，振动效率高。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置的结构示意图；

图2为本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置的第一运动极限状态的结构示意图；

图3为本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置的第二运动极限状态的结构示意图；

图4为本发明本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置的俯视示意图；

图5为图1中滑杆的结构俯视示意图。

【附图标记说明】

1：外壳；2：气动振动器；21：工作轴；3：振动换向部；31：连杆；32：滑杆；33：配重块；4：弧形槽；5：连接件；51：第一铰支座；52：圆环；53：滚珠；6：外伸工作臂；7：齿轮；8：驱动部；9：第二铰支座。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种活塞式气动振动器专用振动方向转换装置，如图1-图5所示，其包括外壳1、设于所述外壳1内的气动振动器2和振动换向部3，气动振动器2可设置在外壳1的底部，所述振动换向部3设于所述气动振动器2的工作轴21上，所述工作轴21外套设有外伸工作臂6，所述外伸工作臂6可转动设置，所述振动换向部3用于将所述气动振动器2的上下振动转换为横向振动。本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置通过设置振动换向部3把原本气动振动器2竖直方向上的振动转化成水平方向上任意水平方向上的振动，本发明主要运用于岩土工程注浆加固维修领域，浆液通过钻杆进入地层中。

如图1所示，在本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置中，所述振动换向部3包括连杆31、滑杆32和配重块33，所述连杆31的两端分别与所述配重块33和所述工作轴21铰接，所述配重块33套设于所述滑杆32上，所述滑杆32的一端与所述外伸工作臂6连接。连杆31与配重块33、连杆31和工作轴21之间均以铰接的方式相连，另外配重块33上可设有滚轮，减小与滑杆32之间的摩擦力。连杆31与配重块33之间、连杆31和工作轴21之间铰接的螺栓上套有轴承以减小摩擦力。气动振动器2内部伸出一根工作轴21做活塞运动，从而带动连杆31运动。所述配重块33可为圆弧结构，与钻杆的内壁弧度相匹配。

进一步的，所述外伸工作臂6的上端面设有齿轮7，所述工作轴21上设有驱动部8，所述驱动部8驱动所述齿轮7转动从而带动所述外伸工作臂6转动，外伸工作臂6转动从而带动滑杆32转动，以实现振动方向在水平面360度可调节。

进一步的，所述活塞式气动振动器专用振动方向转换装置包括两个所述振动换向部3，两个所述振动换向部3可设置在工作轴21的两端部，两个所述振动换向部3可设置在工作轴21的同侧的端部，滑杆32上套设有配重块，两个所述配重块33设于所述工作轴21的左右两侧，两个配重块33之间可形成圆柱形的空腔，两个所述连杆31与所述工作轴21的铰接处位于滑杆32的上下两侧，设置两个所述振动换向部3，使得气动振动器2竖直方向上的活塞运动转换为带动配重块33在滑杆32上做水平方向上的往复运动，从而转换为横向的交替振动，使得外壳1的左壁和右壁都能有振动，具体的，气动振动器2向上运动时，通过连杆31带动左侧的配重块33在滑杆32上向左运动至外壳1内壁，右侧配重块33在滑杆32上向左运动；当气动振动器2向下运动时，通过连杆31带动右侧的配重块33在滑杆32上向右运动至外壳1内壁，左侧的配重块33在滑杆32上向右运动，整个过程可以形成水平方向上的振动，从而将气动转动器将所述气动振动器2的上下振动转换为横向振动。

另外，所述滑杆32的端部和所述外壳1的内壁上均设有相匹配的弧形槽4，所述弧形槽4内设有钢珠，使得滑杆32能够相对于所述外壳1转动，起到导向作用。

如图1所示，在本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置中，所述工作轴21上转动设有连接件5，所述连接件5与所述连杆31的一端铰接。所述连接件5包括第一铰支座51、圆环52和滚珠53，所述第一铰支座51固定在所述圆环52上，所述圆环52内侧和所述工作轴21上均设有相匹配的滚动凹槽，所述滚动凹槽内设有若干滚珠53，以形成类似于轴承的结构，以便于转动。

作为一种可选的实施方案，在本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置中，所述工作轴21外套设有外伸工作臂6，所述外伸工作臂6位于两个所述圆环52之间，所述滑杆32的一端与所述外伸工作臂6连接。所述外伸工作臂6的上端面设有齿轮7，所述外伸工作臂6上方设有驱动部8，驱动部8可为微型马达，驱动部8使用外部电源供电，所述驱动部8驱动所述齿轮7转动，从而使得滑杆32转动，以调节角度；外伸工作臂6包括第一外伸工作臂6、第二外伸工作臂6、第三外伸工作臂6和第四外伸工作臂6，第一外伸工作臂6与所述第二外伸工作臂6之间设有圆环52，以起到限位圆环52的作用，第三外伸工作臂6与所述第四外伸工作臂6之间设有另一圆环52，同样起到限位圆环52的作用，其中第二外伸工作臂6可在驱动部8驱动齿轮7转动的作用下带动其转动，从而使得滑杆32在水平方向上转动，以实现振动方向在水平面360度可调节。

在本发明提供的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置中，所述配重块33上设有第二铰支座9，所述第二铰支座9与所述连杆31铰接。各个零部件的连接处均涂有润滑油。

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铰接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种活塞式气动振动器专用振动方向转换装置，其特征在于，包括外壳(1)、设于所述外壳(1)内的气动振动器(2)和振动换向部(3)，所述振动换向部(3)设于所述气动振动器(2)的工作轴(21)上，所述工作轴(21)外套设有外伸工作臂(6)，所述外伸工作臂(6)的上端面设有齿轮(7)，所述工作轴(21)上设有驱动部(8)，所述驱动部(8)驱动所述齿轮(7)转动从而带动所述外伸工作臂(6)转动，所述振动换向部(3)用于将所述气动振动器(2)的上下振动转换为横向振动；所述振动换向部(3)包括连杆(31)、滑杆(32)和配重块(33)，所述连杆(31)的两端分别与所述配重块(33)和所述工作轴(21)铰接，所述配重块(33)套设于所述滑杆(32)上，所述滑杆(32)的一端与所述外伸工作臂(6)连接；所述工作轴(21)上转动设有连接件(5)，所述连接件(5)与所述连杆(31)的一端铰接。

2.根据权利要求1所述的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置，其特征在于，所述活塞式气动振动器专用振动方向转换装置包括两个所述振动换向部(3)。

3.根据权利要求2所述的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置，其特征在于，两个所述配重块(33)设于所述工作轴(21)的左右两侧，两个所述连杆(31)与所述工作轴(21)的铰接处位于滑杆(32)的上下两侧。

4.根据权利要求2所述的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置，其特征在于，所述滑杆(32)的端部和所述外壳(1)的内壁上均设有相匹配的弧形槽(4)，所述弧形槽(4)内设有钢珠。

5.根据权利要求1所述的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置，其特征在于，所述连接件(5)包括第一铰支座(51)、圆环(52)和滚珠(53)，所述第一铰支座(51)固定在所述圆环(52)上，所述圆环(52)内侧和所述工作轴(21)上均设有相匹配的滚动凹槽，所述滚动凹槽内设有若干滚珠(53)。

6.根据权利要求2所述的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置，其特征在于，所述驱动部(8)为微型马达。

7.根据权利要求2所述的活塞式气动振动器专用振动方向转换装置，其特征在于，所述配重块(33)上设有第二铰支座(9)，所述第二铰支座(9)与所述连杆(31)铰接。