CN201254722Y - 可旋转式孔口封闭器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可旋转式孔口封闭器，包括圆筒形基座、环状止浆组件和钢盖头，环状止浆组件设置在基座内壁的凸台上，基座的下部开设有回浆管接头，钢盖头通过螺纹连接方式旋紧于基座顶部并压紧环状止浆组件，所述环状止浆组件是由下层环状钢垫、下层止浆环垫、止浆缓冲隔垫、上层止浆环垫和上层环状钢垫依次叠加而成。本实用新型止浆材料的耐磨性和密闭性显著提高，并可保证钻杆在灌浆过程中旋转，避免了灌浆设备的频繁启动，节约了能源；同时本实用新型的加工及安装工序简化，有利于提高工效。

Description

可旋转式孔口封闭器

技术领域

本实用新型涉及一种孔口封闭法帷幕灌浆的孔口封闭装置，尤其涉及一种可旋转式的孔口封闭器。

背景技术

目前，水利水电帷幕灌浆孔口封闭法中采用的孔口装置是一种双耳半圆压盖、橡胶止浆的卡式孔口封闭器(如图1、图2所示)，传统的卡式孔口封闭器包括基座1、环状止浆组件和钢盖头2，环状止浆组件包括止浆橡胶环垫31、上层环状钢垫32和下层环状钢垫33。传统卡式孔口封闭器采用摩擦系数大、压缩性高的止浆橡胶环垫31作为止浆的主要构件，且采用螺栓4和螺柱6紧固，不能一次性组装后进行安装。由于通过螺栓4和螺柱6紧固钢盖头2压紧止浆橡胶环垫31保证止浆，因此加工该封闭器时需采用焊接、气割、车工等较多工序，而基座1又是采用螺纹连接，因而安装工具也较多；且由于吊耳5旁的螺柱6较长，安装时易受场地限制，容易与钻机立轴钻杆安装相冲突，导致安装费时。由于采用螺栓4和螺柱6紧固压缩止浆橡胶环垫31止浆，与钻杆之间摩擦系数大，在灌浆过程中活动钻杆时需将螺母松开，再活动钻杆，因此必须中断灌浆作业，设备启动频繁，容易对帷幕灌浆质量造成影响。此外，由于传统的卡式孔口封闭器只有止浆橡胶环垫31进行止浆，止浆橡胶环垫31传递的作用力不均匀，水泥浆液进入钻杆与橡胶之间后不能形成自身润滑而增大了摩擦系数，容易导致橡胶磨损和顶部漏浆。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种耐磨性和密闭性好、加工简便、安装容易、能提高工效、节约能源、并能保证灌浆连续性的可旋转式孔口封闭器。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为一种可旋转式孔口封闭器，包括圆筒形基座、环状止浆组件和钢盖头，环状止浆组件设置在基座内壁中部的凸台上，基座的下部开设有回浆管接头，其特征在于所述钢盖头通过螺纹连接方式旋紧于基座顶部并压紧环状止浆组件，所述环状止浆组件是由下层环状钢垫、下层止浆环垫、止浆缓冲隔垫、上层止浆环垫和上层环状钢垫依次叠加而成。

所述的可旋转式孔口封闭器的下层止浆环垫和上层止浆环垫均为改性聚氨酯止浆环垫，其耐磨度是普通橡胶的6～8倍；所述止浆缓冲隔垫是采用以阴离子聚合反应法制成的铸型尼龙止浆缓冲隔垫。铸型尼龙是采用阴离子聚合反应技术，将加有催化剂的溶融己内酰胺单体在常压下浇注在各种形状模具中进行反应而形成的耐高压铸件制品。铸型尼龙的分子量高达7～10万，为一般尼龙6、尼龙66的3倍，因而其综合机械性好；其摩擦系数通常为0.1～0.3，约为酚醛塑料的1/4，巴氏合金的1/3，因而具有突出的耐磨性。铸型尼龙材料可从市场购入，本实用新型中只需对其进行切割加工，以充分利用已有资源。

下层环状钢垫、下层改性聚氨酯止浆环垫、铸型尼龙止浆缓冲隔垫、上层改性聚氨酯止浆环垫和上层环状钢垫组成本实用新型的止浆部分，改性聚氨酯止浆环垫在上述可旋转型钢盖头的拧紧压力作用下膨胀而与钻杆紧贴，起到密封止浆效果。在灌浆过程中，当灌浆浆液通过进浆管至孔底时，在泥浆泵高压作用下部分浆液渗透进入裂隙，一部分浆液充斥整个孔壁与钻杆(射浆管)之间空腔高速回流，为了防止浆液在钻杆与孔壁之间凝结，需不断转动钻杆，使补充的新鲜浆液迅速和原浆液搅匀同时改变浆液流态，达到防止抱钻、埋钻的目的，同时保障了灌浆过程的连续性。而本实用新型的环状止浆组件具有自润滑功能，可在灌浆过程中不松开钢盖头而用钻机随时活动钻杆，具有良好的密封性能。

本实用新型的可旋转式孔口封闭器可先期进行部分组合，内部进行润滑，待钻杆下至孔底后，将装有环状止浆组件的基座作为整体进行安装，与孔口管相连，待钻杆提起20～50cm后，在基座顶部拧紧钢盖头，接好进回浆管路，即可进行灌浆作业。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型的可旋转式孔口封闭器安装便利、省时，加工简单。本实用新型的可旋转式孔口封闭器采用了改性聚氨酯、铸型尼龙等刚性大、内表面摩擦系数小的材料，不易变形，因而可在灌浆前进行组装，灌浆时一次安装。安装时可旋转式孔口封闭器都是通过螺纹连接，只需管钳即可完成安装，相比于传统的卡式孔口封闭器，本实用新型减少了4处螺栓连接，避免了螺栓连接滑丝或浸入水泥浆液造成安装的不便。

2、本实用新型的可旋转式孔口封闭器能随时旋转钻杆，保证灌浆的连续性。传统的卡式孔口封闭器是采用螺栓紧固压缩橡胶止浆，与钻杆之间摩擦系数大，在灌浆过程中活动钻杆时需将螺母松开，再活动钻杆；而本实用新型的可旋转式孔口封闭器是采用改性聚氨酯、铸型尼龙等材料，在湿润条件下具有自润滑性，摩擦系数较小，可在不松开钢盖头的情况下活动钻杆，以保证灌浆作业的连续性。

3、本实用新型的可旋转式孔口封闭器的止浆组件耐热、耐磨性能好。本实用新型的止浆缓冲隔垫采用的铸型尼龙可广泛代替铜、铝、不锈钢等有色金属，用于制造一般的结构零件，还可制作减磨、耐磨的传动件，其耐磨性是铜的4～10倍。当固体粒子侵入摩擦面后，其自身形成的“油膜”仍能使部件保持良好的润滑性，因而将上述材料用于制作止浆组件，能起到很好的耐磨和自润滑效果。

4、本实用新型的可旋转式孔口封闭器密封性能好。传统的卡式孔口封闭器只有橡胶进行止浆，水泥浆液进入钻杆与橡胶之间后不能形成自身润滑而增大了摩擦系数，导致橡胶易磨损，易从顶部漏浆，而本实用新型采用三层耐磨材料作为环状止浆组件，有效克服了上述缺陷。

由上可见，本实用新型止浆材料的耐磨性和密闭性显著提高，并可保证钻杆在灌浆过程中旋转，避免了灌浆设备的频繁启动，节约了能源；同时本实用新型的加工及安装工序简化，有利于提高工效。

附图说明

图1为传统卡式孔口封闭器的主视图；

图2为图1在A-A处剖视图；

图3为本实用新型的可旋转式孔口封闭器的结构图。

图例说明：

1、基座                 2、钢盖头         3、钻杆

31、止浆橡胶环垫        32、上层环状钢垫  33、下层环状钢垫

34、上层止浆环垫        35、下层止浆环垫  36、止浆缓冲隔垫

4、螺栓                 5、吊耳          6、螺柱

7、孔口管               8、回浆管接头

具体实施方式

如图3所示的可旋转式孔口封闭器，包括圆筒形基座1、环状止浆组件和钢盖头2，环状止浆组件设置在基座1内壁中部的凸台上，基座1的下部开设有回浆管接头8，钢盖头2通过螺纹连接方式旋紧于基座1顶部并压紧环状止浆组件，环状止浆组件是由下层环状钢垫33、下层止浆环垫35、止浆缓冲隔垫36、上层止浆环垫34和上层环状钢垫32依次叠加而成。钢盖头2上开设有与环状止浆组件内径大致相同的通孔，环状止浆组件也是由内径相同的各层环垫组合而成，内径的大小与钻杆3相一致，以便于抱紧钻杆3。

如图3所示，灌浆前首先将钻杆3(灌浆中利用钻杆作为射浆管)下至孔底，然后再采用管钳将基座1与孔口管7螺纹连接，再将下层环状钢垫33、下层止浆环垫35(改性聚氨酯材料)、止浆缓冲隔垫36(铸型尼龙材料)、上层止浆环垫34(改性聚氨酯材料)、上层环状钢垫32依次穿过钻杆3，装入基座1内壁设的凸台部，再安装钢盖头2并拧紧，使环状止浆组件紧密相叠，产生挤压而抱紧钻杆3，达到密封止浆的效果。

安装完成后，将钻杆提起20～50cm，保证浆液在孔底畅通。如图3所示，在灌浆过程中水泥浆液通过钻杆3进入孔底，并通过钻杆3与孔壁之间回流至基座1的回浆管接头8处，最后至灌浆搅拌桶内。由于钻杆3与孔壁间间隙较小，水泥浆液在高压(4～6MPa)下易凝固，使孔壁与钻杆连接在一起，造成抱钻等孔内事故，为了避免孔内事故，需每隔5～10min活动一次钻杆。

由于传统的卡式孔口封闭器中采用橡胶作为止浆部件，与钻杆摩擦力大，遇热易老化，无法利用钻机直接活动钻杆，必须先暂停灌浆并松开钢盖头，待钻杆活动完后再将钢盖头紧固方可继续进行灌浆，以避免浆液喷射及外漏。而本实施例的可旋转式孔口封闭器采用了改性聚氨酯止浆垫及铸型尼龙止浆缓冲隔垫，钻杆与止浆部件摩擦力减小，且止浆部件具有自润滑功能，因此在灌浆过程中可不松开钢盖头而用钻机随时活动钻杆，取得了较好的技术效果。

Claims (2)

1、一种可旋转式孔口封闭器，包括圆筒形基座、环状止浆组件和钢盖头，环状止浆组件设置在基座内壁的凸台上，基座的下部开设有回浆管接头，其特征在于所述钢盖头通过螺纹连接方式旋紧于基座顶部并压紧环状止浆组件，所述环状止浆组件是由下层环状钢垫、下层止浆环垫、止浆缓冲隔垫、上层止浆环垫和上层环状钢垫依次叠加而成。

2、根据权利要求1所述的可旋转式孔口封闭器，其特征在于：所述下层止浆环垫和上层止浆环垫均为改性聚氨酯止浆环垫；所述止浆缓冲隔垫是采用以阴离子聚合反应法制成的铸型尼龙止浆缓冲隔垫。

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