CN115874612A - 一种双向水泥土搅拌桩机及钻头 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种双向水泥土搅拌桩机及钻头，涉及搅拌桩机的领域，一种双向水泥土搅拌桩机钻头，包括内钻杆、与内钻杆反向转动的外钻杆、用于搅拌水泥土的搅拌组件和用于驱动搅拌组件转动的传动组件，外钻杆套设于内钻杆的外周侧，搅拌组件包括结构相同的第一搅拌件和第二搅拌件，第一搅拌件转动连接于内钻杆的侧壁，第二搅拌件转动连接于外钻杆的侧壁；还公开了一种双向水泥土搅拌桩机，包括设置于地面上的基座、固定安装于基座顶部的机架和滑动连接于机架的升降组件，还包括上述钻头和驱动钻头转动的驱动组件。本申请具有减少了双向水泥土搅拌桩机的驱动组件，从而降低工人检修驱动组件所消耗的人力及成本的效果。
Description
技术领域
本申请涉及搅拌桩机的领域，尤其是涉及一种双向水泥土搅拌桩机及钻头。
背景技术
水泥土搅拌桩是用于加固饱和软黏土地基的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。
而双向水泥土搅拌桩与常规的水泥土搅拌桩相比，其钻头部分的内钻杆和外钻杆旋转方向相反，使得搅拌效率和搅拌均匀性均有所提升，保证了成桩质量。目前，大部分双向水泥土搅拌桩的内钻杆和外钻杆通常由至少两个驱动组件所驱动转动。
针对上述中的相关技术，发明人认为现有的双向水泥土搅拌桩的驱动组件数量较多，工人需要定期对其进行保养及检修，不仅消耗大量人力，还提高了使用成本。
发明内容
为了减少双向水泥土搅拌桩机的驱动组件，从而降低工人检修驱动组件所消耗的人力及成本，本申请提供一种双向水泥土搅拌桩机及钻头。
第一方面，本申请提供一种双向水泥土搅拌桩机钻头，采用如下的技术方案：
一种双向水泥土搅拌桩机钻头，包括内钻杆、与所述内钻杆反向转动的外钻杆、用于搅拌水泥土的搅拌组件和用于驱动所述搅拌组件转动的传动组件，所述外钻杆套设于所述内钻杆的外周侧，所述搅拌组件包括结构相同的第一搅拌件和第二搅拌件，所述第一搅拌件转动连接于所述内钻杆的侧壁，所述第二搅拌件转动连接于所述外钻杆的侧壁，所述传动组件包括用于驱动所述第一搅拌件转动的第一传动件和用于驱动所述第二搅拌件转动的第二传动件。
通过采用上述技术方案，第一搅拌件和第二搅拌件的公转方向相反，能够提高水泥土的搅拌效率，同时，第一搅拌件和第二搅拌件在公转的同时还能够自转，能够将水泥土搅拌得更加均匀，进一步提高了搅拌效率。
可选的，所述第一搅拌件包括转动连接于所述内钻杆的第一安装杆和设置于所述第一安装杆侧壁上的第一搅拌板，所述第二搅拌件包括转动连接于所述外钻杆的第二安装杆和设置于所述第二安装杆侧壁上的第二搅拌板。
通过采用上述技术方案，第一安装杆和第二安装杆在沿内钻杆的几何中心线转动的同时，还能够沿其自身轴线转动，带动第一搅拌板和第二搅拌板对水泥土进行搅拌。
可选的，所述第一搅拌件和所述第二搅拌件均设置有多个。
通过采用上述技术方案，能够将水泥土搅拌得更均匀，保证其成桩质量。
可选的，所述第一传动件包括第一冠状齿圈和与所述第一冠状齿圈啮合连接的第一驱动齿轮，所述第一冠状齿圈固定安装于所述外钻杆的底部，所述第一驱动齿轮套设于所述第一安装杆上，且与所述第一安装杆同轴转动。
通过采用上述技术方案，内钻杆和外钻杆转动方向相反，外钻杆带动第一冠状齿圈转动，同时第一冠状齿圈能够驱动第一驱动齿轮转动，使得第一安装杆在跟随内钻杆转动的同时还能够自转。
可选的，所述内钻杆的侧壁开设有导向槽，所述导向槽沿所述内钻杆周侧呈蛇形设置，所述第二安装杆的一端设置于所述导向槽内，所述外钻杆的侧壁上开设有贯穿的让位孔，所述第二安装杆滑动连接于所述让位孔内。
通过采用上述技术方案，随着内钻杆和外钻杆反向转动，安装杆沿着导向槽的设置方向移动，从而使得第二安装杆在跟随外钻杆转动的同时还能够沿竖直方向上下摆动，进一步提高水泥土的搅拌均匀性。
可选的，所述第二传动件包括驱动齿条和与所述驱动齿条啮合连接的第二驱动齿轮，所述齿条固定安装于所述导向槽的侧壁上，所述第二驱动齿轮套设于所述第二安装杆上，且与所述第二安装杆同轴转动。
通过采用上述技术方案，第二安装杆沿着导向槽的设置方向移动的同时，还能够沿其轴线转动，使得第二搅拌件能够在不增加驱动组件的条件下进行周向运动、轴向运动和沿竖直方向的运动，极大地提升了水泥土的搅拌效率。
可选的，所述第一搅拌板与所述第二搅拌板均设置为弧形，且所述第一搅拌板与所述第二搅拌板的弯曲方向相反。
通过采用上述技术方案，第一搅拌板和第二搅拌板设置为弧形能够增加与水泥土的接触面积，从而增加搅拌量，提升搅拌效率。
可选的，所述外钻杆与所述内钻杆之间设置有与输料管道相连通的输料腔，所述输料腔的侧壁上开设有多个贯穿的灌浆孔，所述内钻杆的外壁上固定安装有输料板，所述输料板沿所述内钻杆的周侧螺旋状设置，且所述输料板远离所述内钻杆的侧壁与所述输料腔的内壁相贴合。
通过采用上述技术方案，当外钻杆和内钻杆反向转动时，水泥灰浆能够通过输料板从输料腔顶部向下运输，从灌浆孔喷出；当外钻杆和内钻杆停止工作时，水泥灰浆也无法运至灌浆孔，从而停止灌浆。
可选的，所述内钻杆的外壁上设置有环形挡板，所述环形挡板设置于所述输料板与所述导向槽之间。
通过采用上述技术方案，阻挡水泥灰浆进入导向槽内，减小因水泥灰浆附着在导向槽内导致第二驱动齿轮无法正常工作的可能性。
第二方面，本申请提供一种双向水泥土搅拌桩机，采用如下的技术方案：
一种双向水泥土搅拌桩机，包括设置于地面上的基座、固定安装于所述基座顶部的机架和滑动连接于所述机架的升降组件，还包括钻头和驱动所述钻头转动的驱动组件，所述钻头转动连接于所述升降组件的底部，所述驱动组件包括电机、套设于所述电机输出轴上的第三驱动齿轮、与所述内钻杆固定连接的冠状齿轮和与所述外钻杆固定连接的第二冠状齿圈，所述冠状齿轮与所述第二冠状齿圈均与所述第三驱动齿轮啮合连接。
通过采用上述技术方案，启动电机，使其带动第三驱动齿轮转动，使得设置于第三驱动齿轮上方和下方的冠状齿轮和第二冠状齿圈反向转动，从而实现内钻杆和外钻杆的反向转动，并且全部组件仅由一个电机提供动力，减少了驱动组件的数量，从而降低了工人检修驱动组件所消耗的人力及成本。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.第二安装杆沿着导向槽的设置方向移动的同时，还能够沿其轴线转动，使得第二搅拌件能够在不增加驱动组件的条件下进行周向运动、轴向运动和沿竖直方向的运动，极大地提升了水泥土的搅拌效率；
2.当外钻杆和内钻杆反向转动时，水泥灰浆能够通过输料板从输料腔顶部向下运输，从灌浆孔喷出，当外钻杆和内钻杆停止工作时，水泥灰浆也无法运至灌浆孔，从而停止灌浆；
3.启动电机，使其带动第三驱动齿轮转动，使得设置于第三驱动齿轮上方和下方的冠状齿轮和第二冠状齿圈反向转动，从而实现内钻杆和外钻杆的反向转动，并且全部组件仅由一个电机提供动力，减少了驱动组件的数量，从而降低了工人检修驱动组件所消耗的人力及成本。
附图说明
图1是本申请实施例1双向水泥土搅拌桩机钻头的结构示意图；
图2是本申请实施例1双向水泥土搅拌桩机钻头的剖视图；
图3是本申请实施例2双向水泥土搅拌桩机的结构示意图。
附图标记说明：1、内钻杆；11、钻尖；12、导向槽；13、环形挡板；2、外钻杆；21、让位孔；22、输料腔；23、灌浆孔；3、搅拌组件；31、第一搅拌件；311、第一安装杆；312、第一搅拌板；32、第二搅拌件；321、第二安装杆；322、第二搅拌板；4、传动组件；41、第一传动件；411、第一冠状齿圈；412、第一驱动齿轮；42、第二传动件；421、驱动齿条；422、第二驱动齿轮；5、输料板；6、基座；7、机架；8、升降组件；9、驱动组件；91、电机；92、第三驱动齿轮；93、冠状齿轮；94、第二冠状齿圈。
实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
实施例1：
参照图1，本申请实施例公开的一种双向水泥土搅拌桩机钻头包括内钻杆1、与内钻杆1同轴反向转动的外钻杆2、用于搅拌水泥土的搅拌组件3和用于驱动搅拌组件3转动的传动组件4，外钻杆2套设于内钻杆1的外周侧，内钻杆1和外钻杆2均设置为圆柱状，内钻杆1的底部设置有锥形的钻尖11。
搅拌组件3包括结构相同的第一搅拌件31和第二搅拌件32，第一搅拌件31和第二搅拌件32沿内钻杆1的轴线均设置有多个，在本实施例中，第一搅拌件31和第二搅拌件32分别设置有两个。
第一搅拌件31包括转动连接于内钻杆1侧壁上的第一安装杆311和设置于第一安装杆311周侧的第一搅拌板312，同样的，第二搅拌件32包括转动连接于外钻杆2侧壁的第二安装杆321和设置于第二安装杆321周侧的第二搅拌板322，第一搅拌板312和第二搅拌板322均周向设置有多个，在本实施例中，每个第一安装杆311上周向设置有四个第一搅拌板312，每个第二安装杆321上也周向设置有四个第二搅拌板322。
需要说明的是，第一搅拌板312和第二搅拌板322均设置为弧形，因为弧形板能够增加其与水泥土的接触面积，具有高剪切力及湍流扩散能力，搅拌范围增大，搅拌效果较直板更好。由于内钻杆1和外钻杆2的转动方向相反，因此第一搅拌板312和第二搅拌板322的弯曲方向也相反。
参照图1和图2，传动组件4包括驱动第一搅拌件31转动的第一传动件41和驱动第二搅拌件32转动的第二传动件42，第一传动件41包括焊接于外钻杆2底部的第一冠状齿圈411和与第一冠状齿圈411啮合连接的第一驱动齿轮412，第一驱动齿轮412套设于第一安装杆311上且与第一安装杆311同轴转动，第一驱动齿轮412与第一安装杆311一一对应。当外钻杆2和内钻杆1反向转动时，第一冠状齿圈411跟随外钻杆2转动的同时还驱动第一驱动齿轮412转动，使得第一驱动齿轮412能够带动第一安装杆311沿其自身轴线转动。由此，第一搅拌件31在随内钻杆1进行公转的同时，还能够沿自身轴线自转对水泥土进行搅拌，提升了双向水泥土搅拌桩机钻头的搅拌均匀性。
另外，在内钻杆1的外侧壁上沿其周侧开设有导向槽12，导向槽12呈蛇形设置，第二安装杆321的一端设置于导向槽12内，外钻杆2的侧壁沿竖直方向开设有贯穿的让位孔21，让位孔21为长条状，第二安装杆321滑动连接于让位孔21内。当外钻杆2和内钻杆1反向转动时，第二安装杆321随着外钻杆2转动的同时，能够沿着导向槽12的设置方向在让位孔21内上下移动。
进一步的，第二传动件42包括粘接于导向槽12侧壁上的驱动齿条421和与驱动齿条421啮合连接的第二驱动齿轮422，第二驱动齿轮422套设于第二安装杆321上，且与第二安装杆321同轴转动，第二驱动齿轮422与第二安装杆321一一对应。当第二安装杆321沿着导向槽12的设置方向移动时，第二驱动齿轮422也沿着导向槽12的设置方向在齿条上移动，使得第二安装杆321能够沿自身轴线转动。由此，当外钻杆2和内钻杆1反向转动时，第二搅拌件32除了随着外钻杆2公转、沿自身轴线自转外，还能够沿竖直方向上下摆动，对水泥土起到竖直方向上的搅拌作用，进一步提高了水泥土的搅拌均匀性和搅拌效率。
除此之外，外钻杆2与内钻杆1之间设置有与输料管道相连通的输料腔22，内钻杆1的外壁上沿其周侧焊接有螺旋状的输料板5，输料板5远离内钻杆1的侧壁与输料腔22的内壁相贴合，外钻杆2的侧壁上开设有多个贯穿的灌浆孔23。当外钻杆2和内钻杆1反向转动时，输料板5能够将水泥灰浆从输料腔22的顶部运送至底部，使水泥灰浆从灌浆孔23喷出；当外钻杆2和内钻杆1停止转动时，输料板5即停止对水泥灰浆的运送。
更优的是，为了尽量避免水泥灰浆进入导向槽12内从而干涉第二驱动齿轮422正常转动的情况发生，在输料板5的下方设置有环形挡板13，环形挡板13焊接于内钻杆1的侧壁上，设置于导向槽12上方，能够阻挡灰浆进入导向槽12内。
本申请实施例一种双向水泥土搅拌桩机钻头的实施原理为：当外钻杆2和内钻杆1沿相反的方向转动时，水泥灰浆由输料板5运送至灌浆孔23，从灌浆孔23喷出；与此同步的，第一搅拌件31和第二搅拌件32在随着内钻杆1和外钻杆2转动的同时，还能够在第一传动件41和第二传动件42的驱动下沿其自身轴线转动。除此之外，第二搅拌件32还能够沿竖直方向上下摆动，将水泥灰浆和软土更加均匀地混合搅拌，提高了双向水泥土搅拌桩机钻头的搅拌效率，保证了成桩质量。
实施例2：
参照图3，本申请实施例公开的一种双向水泥土搅拌桩机包括设置于地面上的基座6、焊接于基座6顶部的机架7、滑动连接于机架7的升降组件8、转动连接于升降组件8底部的钻头和驱动钻头转动的驱动组件9。驱动组件9包括电机91、套设于电机91输出轴上的第三驱动齿轮92、与内钻杆1焊接的冠状齿轮93和与外钻杆2焊接的第二冠状齿圈94，冠状齿轮93转动连接于升降组件8的底部，冠状齿轮93和第二冠状齿圈94均啮合连接与第三驱动齿轮92，且冠状齿轮93设置于第二冠状齿圈94的上方。
本申请实施例一种双向水泥土搅拌桩机的实施原理为：电机91启动时带动第三驱动齿轮92转动，使冠状齿轮93和第二冠状齿圈94能够实现反向转动，从而带动内钻杆1和外钻杆2反向转动。并且双向水泥土搅拌桩机钻头的搅拌功能也是通过驱动组件9的电机91的驱动所实现，与现有的双向水泥土搅拌桩机相比，减少了驱动组件9的数量，从而降低了工人检修驱动组件9所消耗的人力及成本。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双向水泥土搅拌桩机钻头，其特征在于：包括内钻杆（1）、与所述内钻杆（1）反向转动的外钻杆（2）、用于搅拌水泥土的搅拌组件（3）和用于驱动所述搅拌组件（3）转动的传动组件（4），所述外钻杆（2）套设于所述内钻杆（1）的外周侧，所述搅拌组件（3）包括结构相同的第一搅拌件（31）和第二搅拌件（32），所述第一搅拌件（31）转动连接于所述内钻杆（1）的侧壁，所述第二搅拌件（32）转动连接于所述外钻杆（2）的侧壁，所述传动组件（4）包括用于驱动所述第一搅拌件（31）转动的第一传动件（41）和用于驱动所述第二搅拌件（32）转动的第二传动件（42）。
2.根据权利要求1所述的双向水泥土搅拌桩机钻头，其特征在于：所述第一搅拌件（31）包括转动连接于所述内钻杆（1）的第一安装杆（311）和设置于所述第一安装杆（311）侧壁上的第一搅拌板（312），所述第二搅拌件（32）包括转动连接于所述外钻杆（2）的第二安装杆（321）和设置于所述第二安装杆（321）侧壁上的第二搅拌板（322）。
3.根据权利要求2所述的双向水泥土搅拌桩机钻头，其特征在于：所述第一搅拌件（31）和所述第二搅拌件（32）均设置有多个。
4.根据权利要求3所述的双向水泥土搅拌桩机钻头，其特征在于：所述第一传动件（41）包括第一冠状齿圈（411）和与所述第一冠状齿圈（411）啮合连接的第一驱动齿轮（412），所述第一冠状齿圈（411）固定安装于所述外钻杆（2）的底部，所述第一驱动齿轮（412）套设于所述第一安装杆（311）上，且与所述第一安装杆（311）同轴转动。
5.根据权利要求3所述的双向水泥土搅拌桩机钻头，其特征在于：所述内钻杆（1）的侧壁开设有导向槽（12），所述导向槽（12）沿所述内钻杆（1）周侧呈蛇形设置，所述第二安装杆（321）的一端设置于所述导向槽（12）内，所述外钻杆（2）的侧壁上开设有贯穿的让位孔（21），所述第二安装杆（321）穿设于所述让位孔（21）内。
6.根据权利要求5所述的双向水泥土搅拌桩机钻头，其特征在于：所述第二传动件（42）包括驱动齿条（421）和与所述驱动齿条（421）啮合连接的第二驱动齿轮（422），所述驱动齿条（421）固定安装于所述导向槽（12）的侧壁上，所述第二驱动齿轮（422）套设于所述第二安装杆（321）上，且与所述第二安装杆（321）同轴转动。
7.根据权利要求2所述的双向水泥土搅拌桩机钻头，其特征在于：所述第一搅拌板（312）与所述第二搅拌板（322）均设置为弧形，且所述第一搅拌板（312）与所述第二搅拌板（322）的弯曲方向相反。
8.根据权利要求5所述的双向水泥土搅拌桩机钻头，其特征在于：所述外钻杆（2）与所述内钻杆（1）之间设置有与输料管道相连通的输料腔（22），所述输料腔（22）的侧壁上开设有多个贯穿的灌浆孔（23），所述内钻杆（1）的外壁上固定安装有输料板（5），所述输料板（5）沿所述内钻杆（1）的周侧螺旋状设置，且所述输料板（5）远离所述内钻杆（1）的侧壁与所述输料腔（22）的内壁相贴合。
9.根据权利要求8所述的双向水泥土搅拌桩机钻头，其特征在于：所述内钻杆（1）的外壁上设置有环形挡板（13），所述环形挡板（13）设置于所述输料板（5）与所述导向槽（12）之间。
10.一种双向水泥土搅拌桩机，包括设置于地面上的基座（6）、固定安装于所述基座（6）顶部的机架（7）和滑动连接于所述机架（7）的升降组件（8），其特征在于：还包括上述权利要求1-9所述的钻头和驱动所述钻头转动的驱动组件（9），所述钻头转动连接于所述升降组件（8）的底部，所述驱动组件（9）包括电机（91）、套设于所述电机（91）输出轴上的第三驱动齿轮（92）、与所述内钻杆（1）固定连接的冠状齿轮（93）和与所述外钻杆（2）固定连接的第二冠状齿圈（94），所述冠状齿轮（93）与所述第二冠状齿圈（94）均与所述第三驱动齿轮（92）啮合连接。
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