CN116329266A - 新型原位双轴三段式土壤修复装置 - Google Patents

Abstract

新型原位双轴三段式土壤修复装置，包括车体、底盘、履带式行走装置、驾驶室、动力系统、液压站、升降吊架和双轴土壤破碎混药三段式钻削装置，驾驶室设置在车体的左前部，动力系统设置在车体的后部，液压站设置在车体的左侧部，升降吊架设置在车体的前侧中上部，双轴土壤破碎混药三段式钻削装置安装在升降吊架上，动力系统通过动力减速箱提供动力给履带式行走装置和液压站，液压站提供液压动力给升降吊架和双轴土壤破碎混药三段式钻削装置。本发明采用集破碎均混于一体的三段式钻头，能够有效逐层扫描式破碎土壤颗粒，并对药土颗粒进行充分均混，双轴作业，一次能够进行两处土壤修复作业，有效提高工作效率，节省作业频率，减少能耗。

Description

新型原位双轴三段式土壤修复装置

技术领域

本发明土壤修复技术领域，具体的说，涉及一种新型原位双轴三段式土壤修复装置。

背景技术

现阶段的各种普通原位土壤修复装置主要是通过强力切削、辊压等形式，改变土壤粒径，增加与药剂结合度。目前场地重金属污染土壤修复采用的装备中，普通原位均混装备主要是翻抛机/滚筒搅拌机、螺旋钻机/喷浆机两大类，优点是对场地普适性高，缺点是土壤和修复药剂均混性能不强；无法针对不同土壤深度进行土壤修复作业。国内的场地修复工程多是以购买或者租赁该类型装备。国内已有的原位土壤修复装置存在效率低下的问题：要么原位土壤修复装置破碎效率很高，但是药剂和土壤均匀混合效率低下，要么原位土壤修复装置土壤均匀混合效率很高，但是破碎率较低，同时还存在设备维护困难、寿命短的问题；无法满足目前的土壤修复环境需求。这将不利于原位土壤修复装置的规模化和高质量，同时影响重金属土壤修复的效率性。

综上，效能提升、智能化控制、核心部件国产化是修复装备亟待解决的问题。因此，如何提供一种针对不同深度土壤重金属处理过程中，破碎率低、均混性不强、自动化程度低等问题的新型原位土壤修复装置，实现自动化土壤破碎、排药、均混的多元化作业方式，节省土壤修复过程中的大量劳动力，以提高土壤重金属的钝化效率，解决传统普通土壤修复装置效率低下、使用寿命短、结构复杂、控制方便的问题，成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型原位双轴三段式土壤修复装置，本发明设计科学，结构合理，操作简单，控制方便，采用了集破碎均混于一体的三段式钻头，能够有效逐层扫描式破碎土壤颗粒，并对药土颗粒进行充分均混，采用双轴作业，一次能够进行两处土壤修复作业，有效提高工作效率，节省作业频率，减少能耗。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

新型原位双轴三段式土壤修复装置，包括车体、底盘、履带式行走装置、驾驶室、动力系统、液压站、升降吊架和双轴土壤破碎混药三段式钻削装置，车体设置在底盘的上部，履带式行走装置安装在底盘的左右两侧，驾驶室设置在车体的左前部，动力系统设置在车体的后部，液压站设置在车体的左侧部，升降吊架设置在车体的前侧中上部，双轴土壤破碎混药三段式钻削装置安装在升降吊架上，动力系统通过动力减速箱提供动力给履带式行走装置和液压站，液压站提供液压动力给升降吊架和双轴土壤破碎混药三段式钻削装置，驾驶室内设有操控台，操控台分别与升降吊架和双轴土壤破碎混药三段式钻削装置电气信号连接。

升降吊架包括两组钻桅组件，两组钻桅组件结构相同且左右对称设置，左侧的钻桅组件包括桅杆、三角形支座、抬升连杆、第一伸缩同步液压缸和第二伸缩同步液压缸，桅杆竖向设置在车体的前方，三角形支座沿前后方向竖向设置，三角形支座的三个角呈前、下、后分布，三角形支座的前侧角部铰接在桅杆的后侧下侧部且其铰接轴沿左右方向水平设置，抬升连杆左右并排设置有两根且前高后低倾斜设置在车体和三角形支座之间，两根抬升连杆的下端均铰接在车体的前侧边缘部且其铰接轴沿左右方向水平设置，两根抬升连杆的上端均铰接在三角形支座的下侧角部且其铰接轴沿左右方向水平设置，第一伸缩同步液压缸左右并排设置有两个且前高后低倾斜设置在两根抬升连杆之间，两个第一伸缩同步液压缸的缸体下端均铰接在车体的前侧部且其铰接轴沿左右方向水平设置，两个第一伸缩同步液压缸的活塞杆向前上伸出，两个第一伸缩同步液压缸的活塞杆上端均铰接在三角形支座的后侧角部下侧且其铰接轴沿左右方向水平设置，第二伸缩同步液压缸左右并排设置有两个且前高后低倾斜设置在三角形支座的上方，两个第二伸缩同步液压缸的缸体下端均铰接在三角形支座的后侧角部上侧且其铰接轴沿左右方向水平设置，两个第二伸缩同步液压缸的活塞杆向前上伸出，两个第二伸缩同步液压缸的活塞杆上端均铰接在桅杆的后侧中部且其铰接轴沿左右方向水平设置，桅杆上设置有用于吊装双轴土壤破碎混药三段式钻削装置的钢丝绳起吊机构，液压站分别与各个第一伸缩同步液压缸和各个第二伸缩同步液压缸通过液压管路连接，操控台分别与各个第一伸缩同步液压缸和各个第二伸缩同步液压缸信号连接。

钢丝绳起吊机构包括液压卷扬机，液压卷扬机固定在桅杆的后侧下部，桅杆的后侧上侧部转动安装有位于液压卷扬机上方的第一定滑轮，桅杆的上端设置有沿前后方向水平设置的吊机头，吊机头前端部开设有上下通透且前侧敞口的前U型槽，吊机头后端部开设有上下通透且后侧敞口的后U型槽，前U型槽内转动安装有位于桅杆前上侧的第二定滑轮，后U型槽内转动安装有位于第一定滑轮正上方的导向槽轮，第一定滑轮、第二定滑轮和导向槽轮的中心轴均沿左右方向水平设置，液压卷扬机的卷筒上缠绕的钢丝绳向上伸出并依次绕在第一定滑轮的后侧部和导向槽轮后上部，然后钢丝绳水平向前延伸绕在第二定滑轮的前上部，之后钢丝绳竖直向下延伸并与双轴土壤破碎混药三段式钻削装置的顶部吊装连接，液压站与液压卷扬机的液压马达通过液压管路连接，操控台与液压卷扬机的液压马达控制阀组信号连接。

双轴土壤破碎混药三段式钻削装置包括供药箱和两个土壤破碎钻机组件，两个土壤破碎钻机组件结构相同且左右对称分别竖向安装在两根桅杆的前侧，供药箱安装在两个土壤破碎钻机组件的上部；

左侧的土壤破碎钻机组件包括全液压动力头、钻杆和三段式钻头，全液压动力头竖向滑动连接在左侧的桅杆的前侧，钻杆和三段式钻头均竖向设置，钻杆的上端与全液压动力头的输出轴下端同轴传动连接，钻杆的下端与三段式钻头的上端同轴螺纹连接，钻杆和三段式钻头均为中空结构，钻杆和三段式钻头的内部同中心设有药剂蛟龙输送机，药剂蛟龙输送机的液压马达位于钻杆的内孔上端部，药剂蛟龙输送机的中心轴同中心设置在钻杆和三段式钻头的内部，药剂蛟龙输送机的中心轴下端转动在三段式钻头的内孔下端部，药剂蛟龙输送机的螺旋叶片沿其中心轴螺旋布置，药剂蛟龙输送机的输送方向为自上而下，三段式钻头的下侧部外壁上开设有若干个圆周阵列且与三段式钻头内部连通的排药孔，全液压动力头的顶部与左侧的液压卷扬机的钢丝绳伸出端吊装连接，液压站分别与全液压动力头和药剂蛟龙输送机的液压马达通过液压管路连接，操控台分别与全液压动力头和药剂蛟龙输送机的液压马达信号连接；

供药箱水平设置，供药箱的前侧板上设置有加药盖，两根钻杆均竖直贯穿供药箱，供药箱的顶板和底板与两根钻杆之间通过密封轴承转动连接，供药箱内设置有两个左右间隔的密封套筒，密封套筒的上下两端分别固定连接在供药箱顶板和底板的内表面上，两个密封套筒分别同中心套在相应两根钻杆的外部，密封套筒的内径大于钻杆的外径，两个密封套筒的侧壁上均开设有若干个供药孔，每根钻杆的侧壁上均开设有若干个位于相应密封套筒内的进药孔。

三段式钻头包括钻轴和定位钻尖，钻轴的上端与钻杆的下端同轴螺纹连接，定位钻尖为上大下小的锥形定位尖，定位钻尖的上端焊接在钻轴的下端，钻轴为中空轴，钻轴的内孔与钻杆的内孔上下对应连通，药剂蛟龙输送机的中心轴下端转动在钻轴的内孔下端部，钻轴的外圆周上自下而上分为三段，自下而上算，第一段钻轴的外圆周上设置有若干块圆周阵列且沿轴向螺旋布置的挖坑螺旋叶片，各个排药孔圆周阵列设置在第一段钻轴的外圆周上，挖坑螺旋叶片与排药孔在圆周方向间隔布置，各块挖坑螺旋叶片的下端边缘均延伸至钻轴的下端外圆，各块挖坑螺旋叶片的下端边缘设有斗齿，第二段钻轴的外圆周上沿轴向螺旋布置有过渡螺旋叶片，第三段钻轴的外圆周上沿轴向螺旋布置有均混搅拌螺旋叶片，挖坑螺旋叶片的外圆所在圆周直径大于过渡螺旋叶片的外圆所在圆周直径，过渡螺旋叶片的外圆所在圆周直径大于均混搅拌螺旋叶片的外圆所在圆周直径，第三段钻轴的长度大于第一段钻轴与第二段钻轴的长度之和。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明的工作原理为：初始时，各个第一伸缩同步液压缸和各个第二伸缩同步液压缸均处于收缩状态，则两根桅杆处于水平折叠收纳在车体上部的状态，操作人员便可打开加药盖将药剂加入供药箱中，加完药后关闭加药盖，由操作人员在驾驶室驾驶该新型原位双轴三段式土壤修复装置到工作场地，然后，操作人员通过操控台控制各个第一伸缩同步液压缸和各个第二伸缩同步液压缸动作，各个第一伸缩同步液压缸的活塞杆同步伸出，则使两根桅杆在相应抬升连杆的作用下向上抬升，同时各个第二伸缩同步液压缸的活塞杆同步伸出，使两根桅杆由水平向前上旋转至竖直状态，两根桅杆与地面垂直，并使两根桅杆的下端支撑在地面上，然后控制两个液压卷扬机启动，两个液压卷扬机缓慢放卷钢丝绳，进而缓慢下放相应两个全液压动力头，避免因快速下放导致相应钻杆和三段式钻头产生晃动，同时操作人员可通过操控台实时监控三段式钻头距离地面的相对位置，避免三段式钻头提前触地；当两个三段式钻头距离地面10cm时，操作人员通过操控台启动两个全液压动力头，两个全液压动力头便驱动相应钻杆转动，两个全液压动力头将扭矩和压力通过相应钻杆传递到相应三段式钻头，待两个三段式钻头达到目标工作转速后，开始进行钻地作业，控制两个液压卷扬机缓慢放卷钢丝绳，则两个全液压动力头便沿着相应的桅杆缓慢下移，两个三段式钻头便缓慢下移；当相应的定位钻尖开始向下运动到土壤层表面时，定位钻尖便会慢慢破坏其对应的中心位置土壤，实现土壤的第一次破碎，当定位钻尖实现土壤的第一次破碎后，钻轴继续向下运动至挖坑螺旋叶片的下端边缘接触到土壤，则挖坑螺旋叶片的下端边缘处的斗齿便会对定位钻尖周围的土层土壤进行第二次破碎，形成大块土壤，同时在第二次破碎的过程中能够实现作业区域的第一次扩大，随后，钻杆继续向下运动至挖坑螺旋叶片的上端边缘接触到土壤时，能够实现作业区域的第二次扩大，第一段钻轴完全钻入土壤中，在挖坑螺旋叶片随钻杆下移进行挖土、破土工作过程中，供药箱内的药剂不断通过两个密封套筒上的各个供药孔进入相应密封套筒与钻杆之间的环腔中，药剂再通过相应钻杆上的进药孔不断进入到相应钻杆内部，操作人员通过操控台启动两个钻杆内的药剂蛟龙输送机，则相应药剂蛟龙输送机将钻杆内的药剂不断向下输送到相应钻轴内底部，使两根钻轴内的药剂通过相应的各个排药孔高压喷射出去，实现药剂与土壤颗粒的第一次均匀混合，药剂钝化土壤中的重金属，对土壤进行修复；接着钻杆在全液压动力头作用下继续向下运动，挖坑螺旋叶片破碎的大块土壤随挖坑螺旋叶片的螺旋面向上输送到第二段钻轴周围，第二段钻轴开始钻入土壤中，过渡螺旋叶片便随钻轴向下运动到与土壤接触，过渡螺旋叶片便将大块土壤与药剂进行挤压混合，实现了药剂与土壤颗粒的第二次均匀混合，而且过渡螺旋叶片挤压大块土壤时，也能够对大块土壤产生一定的破碎，使大块土壤破碎成小块土壤，实现土壤的第三次破碎，同时实现作业区域的第三次扩大；钻杆继续向下运动，则第二段钻轴完全钻入土壤中，而第二次均匀混合的药剂与土壤颗粒通过过渡螺旋叶片的螺旋面向上输送到第三段钻轴周围，第三段钻轴开始钻入土壤中，均混搅拌螺旋叶片便对药剂和土壤颗粒进行充分搅拌均混，实现药剂与土壤颗粒的第三次均匀混合，完成土壤颗粒的破碎和与药剂均混目标；当三段式钻头即将到达目标深度时，减缓钢丝绳下放速度，使定位钻尖与孔底实现柔性接触，避免发生刚性触底而导致放出多余的钢丝绳，防止发生乱绳，三段式钻头达到目标深度后，两个液压卷扬机停止放卷钢丝绳，两个全液压动力头继续进行一定时间的工作，进而保持一定时间的破碎均混作业，完成破碎均混工作后，控制两个全液压动力头慢速反转，同时控制两个液压卷扬机开始缓慢收卷钢丝绳，上提两个全液压动力头，将两个三段式钻头提升至土层表面，再进行土壤回填，完成一次深层破碎均混的土壤修复作业。

本发明控制方便、效率高，实现了在不同深度土壤重金属处理过程中，土壤破碎率有效提高、药土均混性增强、整体操作自动化程度提高、土壤重金属的钝化效率有效提升。

本发明设计科学，结构合理，操作简单，控制方便，本发明采用了三段式钻头，该三段式钻头集破碎均混于一体，能够有效逐层扫描式破碎土壤颗粒，并对药土颗粒进行充分均混。

本发明采用双轴作业，一次能够进行两处土壤修复作业，有效提高工作效率，节省作业频率，减少能耗。

附图说明

图1是本发明的轴测图。

图2是本发明的前视图。

图3是图2的右视图。

图4是本发明的俯视图。

图5是图1中A处局部放大图。

图6是图3中B处局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

如图1-6所示，新型原位双轴三段式土壤修复装置，包括车体1、底盘2、履带式行走装置3、驾驶室4、动力系统5、液压站、升降吊架和双轴土壤破碎混药三段式钻削装置，车体1设置在底盘2的上部，履带式行走装置3安装在底盘2的左右两侧，驾驶室4设置在车体1的左前部，动力系统5设置在车体1的后部，液压站30设置在车体1的左侧部，升降吊架设置在车体1的前侧中上部，双轴土壤破碎混药三段式钻削装置安装在升降吊架上，动力系统5通过动力减速箱29提供动力给履带式行走装置3和液压站30，液压站30提供液压动力给升降吊架和双轴土壤破碎混药三段式钻削装置，驾驶室4内设有操控台，操控台分别与动力系统5、升降吊架和双轴土壤破碎混药三段式钻削装置电气信号连接。

升降吊架包括两组钻桅组件，两组钻桅组件结构相同且左右对称设置，左侧的钻桅组件包括桅杆6、三角形支座7、抬升连杆8、第一伸缩同步液压缸9和第二伸缩同步液压缸10，桅杆6竖向设置在车体1的前方，三角形支座7沿前后方向竖向设置，三角形支座7的三个角呈前、下、后分布，三角形支座7的前侧角部铰接在桅杆6的后侧下侧部且其铰接轴沿左右方向水平设置，抬升连杆8左右并排设置有两根且前高后低倾斜设置在车体1和三角形支座7之间，两根抬升连杆8的下端均铰接在车体1的前侧边缘部且其铰接轴沿左右方向水平设置，两根抬升连杆8的上端均铰接在三角形支座7的下侧角部且其铰接轴沿左右方向水平设置，第一伸缩同步液压缸9左右并排设置有两个且前高后低倾斜设置在两根抬升连杆8之间，两个第一伸缩同步液压缸9的缸体下端均铰接在车体1的前侧部且其铰接轴沿左右方向水平设置，两个第一伸缩同步液压缸9的活塞杆向前上伸出，两个第一伸缩同步液压缸9的活塞杆上端均铰接在三角形支座7的后侧角部下侧且其铰接轴沿左右方向水平设置，第二伸缩同步液压缸10左右并排设置有两个且前高后低倾斜设置在三角形支座7的上方，两个第二伸缩同步液压缸10的缸体下端均铰接在三角形支座7的后侧角部上侧且其铰接轴沿左右方向水平设置，两个第二伸缩同步液压缸10的活塞杆向前上伸出，两个第二伸缩同步液压缸10的活塞杆上端均铰接在桅杆6的后侧中部且其铰接轴沿左右方向水平设置，桅杆6上设置有用于吊装双轴土壤破碎混药三段式钻削装置的钢丝绳起吊机构，液压站30分别与各个第一伸缩同步液压缸9和各个第二伸缩同步液压缸10通过液压管路连接，操控台分别与各个第一伸缩同步液压缸9和各个第二伸缩同步液压缸10信号连接。

钢丝绳起吊机构包括液压卷扬机，液压卷扬机固定在桅杆6的后侧下部，桅杆6的后侧上侧部转动安装有位于液压卷扬机上方的第一定滑轮11，桅杆6的上端设置有沿前后方向水平设置的吊机头12，吊机头12前端部开设有上下通透且前侧敞口的前U型槽13，吊机头12后端部开设有上下通透且后侧敞口的后U型槽14，前U型槽13内转动安装有位于桅杆6前上侧的第二定滑轮15，后U型槽14内转动安装有位于第一定滑轮11正上方的导向槽轮16，第一定滑轮11、第二定滑轮15和导向槽轮16的中心轴均沿左右方向水平设置，液压卷扬机的卷筒上缠绕的钢丝绳向上伸出并依次绕在第一定滑轮11的后侧部和导向槽轮16后上部，然后钢丝绳水平向前延伸绕在第二定滑轮15的前上部，之后钢丝绳竖直向下延伸并与双轴土壤破碎混药三段式钻削装置的顶部吊装连接，液压站30与液压卷扬机的液压马达通过液压管路连接，操控台与液压卷扬机的液压马达控制阀组信号连接。

双轴土壤破碎混药三段式钻削装置包括供药箱17和两个土壤破碎钻机组件，两个土壤破碎钻机组件结构相同且左右对称分别竖向安装在两根桅杆6的前侧，供药箱17安装在两个土壤破碎钻机组件的上部；

左侧的土壤破碎钻机组件包括全液压动力头18、钻杆19和三段式钻头，全液压动力头18竖向滑动连接在左侧的桅杆6的前侧，钻杆19和三段式钻头均竖向设置，钻杆19的上端与全液压动力头18的输出轴下端同轴传动连接，钻杆19的下端与三段式钻头的上端同轴螺纹连接，钻杆19和三段式钻头均为中空结构，钻杆19和三段式钻头的内部同中心设有药剂蛟龙输送机，药剂蛟龙输送机的液压马达位于钻杆19的内孔上端部，药剂蛟龙输送机的中心轴同中心设置在钻杆19和三段式钻头的内部，药剂蛟龙输送机的中心轴下端转动在三段式钻头的内孔下端部，药剂蛟龙输送机的螺旋叶片沿其中心轴螺旋布置，药剂蛟龙输送机的输送方向为自上而下，三段式钻头的下侧部外壁上开设有若干个圆周阵列且与三段式钻头内部连通的排药孔20，全液压动力头18的顶部与左侧的液压卷扬机的钢丝绳伸出端吊装连接，液压站30分别与全液压动力头18和药剂蛟龙输送机的液压马达通过液压管路连接，操控台分别与全液压动力头18和药剂蛟龙输送机的液压马达信号连接；

供药箱17水平设置，供药箱17的前侧板上设置有加药盖，两根钻杆19均竖直贯穿供药箱17，供药箱17的顶板和底板与两根钻杆19之间通过密封轴承转动连接，供药箱17内设置有两个左右间隔的密封套筒，密封套筒的上下两端分别固定连接在供药箱17顶板和底板的内表面上，两个密封套筒分别同中心套在相应两根钻杆19的外部，密封套筒的内径大于钻杆19的外径，两个密封套筒的侧壁上均开设有若干个供药孔，每根钻杆19的侧壁上均开设有若干个位于相应密封套筒内的进药孔。

三段式钻头包括钻轴21和定位钻尖22，钻轴21的上端与钻杆19的下端同轴螺纹连接，定位钻尖22为上大下小的锥形定位尖，定位钻尖22的上端焊接在钻轴21的下端，钻轴21为中空轴，钻轴21的内孔与钻杆19的内孔上下对应连通，药剂蛟龙输送机的中心轴下端转动在钻轴21的内孔下端部，钻轴21的外圆周上自下而上分为三段，自下而上算，第一段钻轴21的外圆周上设置有若干块圆周阵列且沿轴向螺旋布置的挖坑螺旋叶片23，各个排药孔20圆周阵列设置在第一段钻轴21的外圆周上，挖坑螺旋叶片23与排药孔20在圆周方向间隔布置，各块挖坑螺旋叶片23的下端边缘均延伸至钻轴21的下端外圆，各块挖坑螺旋叶片23的下端边缘设有斗齿24，第二段钻轴21的外圆周上沿轴向螺旋布置有过渡螺旋叶片26，第三段钻轴21的外圆周上沿轴向螺旋布置有均混搅拌螺旋叶片28，挖坑螺旋叶片23的外圆所在圆周直径大于过渡螺旋叶片26的外圆所在圆周直径，过渡螺旋叶片26的外圆所在圆周直径大于均混搅拌螺旋叶片28的外圆所在圆周直径，第三段钻轴21的长度大于第一段钻轴21与第二段钻轴21的长度之和。

操控台、液压卷扬机、药剂蛟龙输送机、加药盖、密封套筒、密封轴承、供药孔、进药孔在图中均未示，底盘2、履带式行走装置3、驾驶室4、操控台、动力系统5、液压站30、第一伸缩同步液压缸9、第二伸缩同步液压缸10、液压卷扬机、全液压动力头18、动力减速箱29、药剂蛟龙输送机和定位钻尖22均为常规技术，具体构造和工作原理不再赘述，操控台为驾驶室4内供操作人员进行操控整个车辆及各运动部件动作的设备，包含各类操控按钮、操纵杆之类，大型工程车辆中常用的操控设备，可以参考现有的中大型旋挖钻机；动力系统5为柴油发动机，柴油发动机的输出轴通过动力减速箱29分别驱动履带式行走装置3和液压站30，柴油发动机通过一个电动马达进行启动，此为车辆启动常规技术，具体工作原理不再赘述，常见于汽车、拖拉机、大型工程车辆的发动机启动。

本发明中相关的液压管路、通信导线在图中均未示。

本发明的工作原理为：初始时，各个第一伸缩同步液压缸9和各个第二伸缩同步液压缸10均处于收缩状态，则两根桅杆6处于水平折叠收纳在车体1上部的状态，操作人员便可打开加药盖将药剂加入供药箱17中，加完药后关闭加药盖，由操作人员在驾驶室4驾驶该新型原位双轴三段式土壤修复装置到工作场地，然后，操作人员通过操控台控制各个第一伸缩同步液压缸9和各个第二伸缩同步液压缸10动作，各个第一伸缩同步液压缸9的活塞杆同步伸出，则使两根桅杆6在相应抬升连杆8的作用下向上抬升，同时各个第二伸缩同步液压缸10的活塞杆同步伸出，使两根桅杆6由水平向前上旋转至竖直状态，两根桅杆6与地面垂直，并使两根桅杆6的下端支撑在地面上，然后控制两个液压卷扬机启动，两个液压卷扬机缓慢放卷钢丝绳，进而缓慢下放相应两个全液压动力头18，避免因快速下放导致相应钻杆19和三段式钻头产生晃动，同时操作人员可通过操控台实时监控三段式钻头距离地面的相对位置，避免三段式钻头提前触地；当两个三段式钻头距离地面10cm时，操作人员通过操控台启动两个全液压动力头18，两个全液压动力头18便驱动相应钻杆19转动，两个全液压动力头18将扭矩和压力通过相应钻杆19传递到相应三段式钻头，待两个三段式钻头达到目标工作转速后，开始进行钻地作业，控制两个液压卷扬机缓慢放卷钢丝绳，则两个全液压动力头18便沿着相应的桅杆6缓慢下移，两个三段式钻头便缓慢下移；当相应的定位钻尖22开始向下运动到土壤层表面时，定位钻尖22便会慢慢破坏其对应的中心位置土壤，实现土壤的第一次破碎，当定位钻尖22实现土壤的第一次破碎后，钻轴21继续向下运动至挖坑螺旋叶片23的下端边缘接触到土壤，则挖坑螺旋叶片23的下端边缘处的斗齿24便会对定位钻尖22周围的土层土壤进行第二次破碎，形成大块土壤，同时在第二次破碎的过程中能够实现作业区域的第一次扩大，随后，钻杆19继续向下运动至挖坑螺旋叶片23的上端边缘接触到土壤时，能够实现作业区域的第二次扩大，第一段钻轴21完全钻入土壤中，在挖坑螺旋叶片23随钻杆19下移进行挖土、破土工作过程中，供药箱17内的药剂不断通过两个密封套筒上的各个供药孔进入相应密封套筒与钻杆19之间的环腔中，药剂再通过相应钻杆19上的进药孔不断进入到相应钻杆19内部，操作人员通过操控台启动两个钻杆19内的药剂蛟龙输送机，则相应药剂蛟龙输送机将钻杆19内的药剂不断向下输送到相应钻轴21内底部，使两根钻轴21内的药剂通过相应的各个排药孔20高压喷射出去，实现药剂与土壤颗粒的第一次均匀混合，药剂钝化土壤中的重金属，对土壤进行修复；接着钻杆19在全液压动力头18作用下继续向下运动，挖坑螺旋叶片23破碎的大块土壤随挖坑螺旋叶片23的螺旋面向上输送到第二段钻轴21周围，第二段钻轴21开始钻入土壤中，过渡螺旋叶片26便随钻轴21向下运动到与土壤接触，过渡螺旋叶片26便将大块土壤与药剂进行挤压混合，实现了药剂与土壤颗粒的第二次均匀混合，而且过渡螺旋叶片26挤压大块土壤时，也能够对大块土壤产生一定的破碎，使大块土壤破碎成小块土壤，实现土壤的第三次破碎，同时实现作业区域的第三次扩大；钻杆19继续向下运动，则第二段钻轴21完全钻入土壤中，而第二次均匀混合的药剂与土壤颗粒在过渡螺旋叶片26的螺旋面向上输送到第三段钻轴21周围，第三段钻轴21开始钻入土壤中，均混搅拌螺旋叶片28便对药剂和土壤颗粒进行充分搅拌均混，实现药剂与土壤颗粒的第三次均匀混合，完成土壤颗粒的破碎和与药剂均混目标；当三段式钻头即将到达目标深度时，减缓钢丝绳下放速度，使定位钻尖22与孔底实现柔性接触，避免发生刚性触底而导致放出多余的钢丝绳，防止发生乱绳，三段式钻头达到目标深度后，两个液压卷扬机停止放卷钢丝绳，两个全液压动力头18继续进行一定时间的工作，进而保持一定时间的破碎均混作业，完成破碎均混工作后，控制两个全液压动力头18慢速反转，同时控制两个液压卷扬机开始缓慢收卷钢丝绳，上提两个全液压动力头18，将两个三段式钻头提升至土层表面，再进行土壤回填，完成一次深层破碎均混的土壤修复作业。

本发明控制方便、效率高，实现了在不同深度土壤重金属处理过程中，土壤破碎率有效提高、药土均混性增强、整体操作自动化程度提高、土壤重金属的钝化效率有效提升。

本发明设计科学，结构合理，操作简单，控制方便，本发明采用了三段式钻头，该三段式钻头集破碎均混于一体，能够有效逐层扫描式破碎土壤颗粒，并对药土颗粒进行充分均混。

本发明采用双轴作业，一次能够进行两处土壤修复作业，有效提高工作效率，节省作业频率，减少能耗。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.新型原位双轴三段式土壤修复装置，其特征在于：包括车体、底盘、履带式行走装置、驾驶室、动力系统、液压站、升降吊架和双轴土壤破碎混药三段式钻削装置，车体设置在底盘的上部，履带式行走装置安装在底盘的左右两侧，驾驶室设置在车体的左前部，动力系统设置在车体的后部，液压站设置在车体的左侧部，升降吊架设置在车体的前侧中上部，双轴土壤破碎混药三段式钻削装置安装在升降吊架上，动力系统通过动力减速箱提供动力给履带式行走装置和液压站，液压站提供液压动力给升降吊架和双轴土壤破碎混药三段式钻削装置，驾驶室内设有操控台，操控台分别与升降吊架和双轴土壤破碎混药三段式钻削装置电气信号连接。

2.根据权利要求1所述的新型原位双轴三段式土壤修复装置，其特征在于：升降吊架包括两组钻桅组件，两组钻桅组件结构相同且左右对称设置，左侧的钻桅组件包括桅杆、三角形支座、抬升连杆、第一伸缩同步液压缸和第二伸缩同步液压缸，桅杆竖向设置在车体的前方，三角形支座沿前后方向竖向设置，三角形支座的三个角呈前、下、后分布，三角形支座的前侧角部铰接在桅杆的后侧下侧部且其铰接轴沿左右方向水平设置，抬升连杆左右并排设置有两根且前高后低倾斜设置在车体和三角形支座之间，两根抬升连杆的下端均铰接在车体的前侧边缘部且其铰接轴沿左右方向水平设置，两根抬升连杆的上端均铰接在三角形支座的下侧角部且其铰接轴沿左右方向水平设置，第一伸缩同步液压缸左右并排设置有两个且前高后低倾斜设置在两根抬升连杆之间，两个第一伸缩同步液压缸的缸体下端均铰接在车体的前侧部且其铰接轴沿左右方向水平设置，两个第一伸缩同步液压缸的活塞杆向前上伸出，两个第一伸缩同步液压缸的活塞杆上端均铰接在三角形支座的后侧角部下侧且其铰接轴沿左右方向水平设置，第二伸缩同步液压缸左右并排设置有两个且前高后低倾斜设置在三角形支座的上方，两个第二伸缩同步液压缸的缸体下端均铰接在三角形支座的后侧角部上侧且其铰接轴沿左右方向水平设置，两个第二伸缩同步液压缸的活塞杆向前上伸出，两个第二伸缩同步液压缸的活塞杆上端均铰接在桅杆的后侧中部且其铰接轴沿左右方向水平设置，桅杆上设置有用于吊装双轴土壤破碎混药三段式钻削装置的钢丝绳起吊机构，液压站分别与各个第一伸缩同步液压缸和各个第二伸缩同步液压缸通过液压管路连接，操控台分别与各个第一伸缩同步液压缸和各个第二伸缩同步液压缸信号连接。

3.根据权利要求2所述的新型原位双轴三段式土壤修复装置，其特征在于：钢丝绳起吊机构包括液压卷扬机，液压卷扬机固定在桅杆的后侧下部，桅杆的后侧上侧部转动安装有位于液压卷扬机上方的第一定滑轮，桅杆的上端设置有沿前后方向水平设置的吊机头，吊机头前端部开设有上下通透且前侧敞口的前U型槽，吊机头后端部开设有上下通透且后侧敞口的后U型槽，前U型槽内转动安装有位于桅杆前上侧的第二定滑轮，后U型槽内转动安装有位于第一定滑轮正上方的导向槽轮，第一定滑轮、第二定滑轮和导向槽轮的中心轴均沿左右方向水平设置，液压卷扬机的卷筒上缠绕的钢丝绳向上伸出并依次绕在第一定滑轮的后侧部和导向槽轮后上部，然后钢丝绳水平向前延伸绕在第二定滑轮的前上部，之后钢丝绳竖直向下延伸并与双轴土壤破碎混药三段式钻削装置的顶部吊装连接，液压站与液压卷扬机的液压马达通过液压管路连接，操控台与液压卷扬机的液压马达控制阀组信号连接。

4.根据权利要求3所述的新型原位双轴三段式土壤修复装置，其特征在于：双轴土壤破碎混药三段式钻削装置包括供药箱和两个土壤破碎钻机组件，两个土壤破碎钻机组件结构相同且左右对称分别竖向安装在两根桅杆的前侧，供药箱安装在两个土壤破碎钻机组件的上部；

左侧的土壤破碎钻机组件包括全液压动力头、钻杆和三段式钻头，全液压动力头竖向滑动连接在左侧的桅杆的前侧，钻杆和三段式钻头均竖向设置，钻杆的上端与全液压动力头的输出轴下端同轴传动连接，钻杆的下端与三段式钻头的上端同轴螺纹连接，钻杆和三段式钻头均为中空结构，钻杆和三段式钻头的内部同中心设有药剂蛟龙输送机，药剂蛟龙输送机的液压马达位于钻杆的内孔上端部，药剂蛟龙输送机的中心轴同中心设置在钻杆和三段式钻头的内部，药剂蛟龙输送机的中心轴下端转动在三段式钻头的内孔下端部，药剂蛟龙输送机的螺旋叶片沿其中心轴螺旋布置，药剂蛟龙输送机的输送方向为自上而下，三段式钻头的下侧部外壁上开设有若干个圆周阵列且与三段式钻头内部连通的排药孔，全液压动力头的顶部与左侧的液压卷扬机的钢丝绳伸出端吊装连接，液压站分别与全液压动力头和药剂蛟龙输送机的液压马达通过液压管路连接，操控台分别与全液压动力头和药剂蛟龙输送机的液压马达信号连接；

供药箱水平设置，供药箱的前侧板上设置有加药盖，两根钻杆均竖直贯穿供药箱，供药箱的顶板和底板与两根钻杆之间通过密封轴承转动连接，供药箱内设置有两个左右间隔的密封套筒，密封套筒的上下两端分别固定连接在供药箱顶板和底板的内表面上，两个密封套筒分别同中心套在相应两根钻杆的外部，密封套筒的内径大于钻杆的外径，两个密封套筒的侧壁上均开设有若干个供药孔，每根钻杆的侧壁上均开设有若干个位于相应密封套筒内的进药孔。

5.根据权利要求4所述的新型原位双轴三段式土壤修复装置，其特征在于：三段式钻头包括钻轴和定位钻尖，钻轴的上端与钻杆的下端同轴螺纹连接，定位钻尖为上大下小的锥形定位尖，定位钻尖的上端焊接在钻轴的下端，钻轴为中空轴，钻轴的内孔与钻杆的内孔上下对应连通，药剂蛟龙输送机的中心轴下端转动在钻轴的内孔下端部，钻轴的外圆周上自下而上分为三段，自下而上算，第一段钻轴的外圆周上设置有若干块圆周阵列且沿轴向螺旋布置的挖坑螺旋叶片，各个排药孔圆周阵列设置在第一段钻轴的外圆周上，挖坑螺旋叶片与排药孔在圆周方向间隔布置，各块挖坑螺旋叶片的下端边缘均延伸至钻轴的下端外圆，各块挖坑螺旋叶片的下端边缘设有斗齿，第二段钻轴的外圆周上沿轴向螺旋布置有过渡螺旋叶片，第三段钻轴的外圆周上沿轴向螺旋布置有均混搅拌螺旋叶片，挖坑螺旋叶片的外圆所在圆周直径大于过渡螺旋叶片的外圆所在圆周直径，过渡螺旋叶片的外圆所在圆周直径大于均混搅拌螺旋叶片的外圆所在圆周直径，第三段钻轴的长度大于第一段钻轴与第二段钻轴的长度之和。

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