CN201627219U - 伸缩套环式坑内钻掘机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种伸缩套环式坑内钻掘机，用以固定在地底工作井的钢套管内，具有一可以改变径向长度的伸缩套环以及一位于伸缩套环内侧向下钻凿地层的钻掘机具，上述伸缩套环具有一纵向开口，并于纵向开口的两侧设有一个及一个以上的致动器以及定位件，而上述钻掘机具设有一伸缩手臂，并于伸缩手臂底部设置一钻头结构。本实用新型于钻掘机吊挂至钢套管内时，透过致动器来顶撑扩大伸缩套环的径向长度，让钻掘机直接定位在工作井中的预设位置，并由操控界面来控制伸缩手臂进行挖凿工程，而且钻掘机可配合钢套管直接转动，藉此改善传统施工的缺失来提升施工的质量及效率。

Description

伸缩套环式坑内钻掘机

技术领域

本实用新型有关一种应用在地底工作井内施工挖掘的钻掘机，特别是指一种具有伸缩套环顶撑于工作井内固定的钻掘机。

背景技术

传统卫生下水道的施工方式是以纵向的立坑摇管机夹持钢管来进行作业，透过立坑摇管机将钢管夹制定位后，再由进行往覆式转动将钢管打入地底的作业，并让钢管埋入地底至一预设深度来完成卫生下水道工程的钢管沉埋作业。

另外当钢管沉埋作业完成后，还需要对钢管内部进行坑内挖掘来形成下水道，传统钢管内部的挖掘工程是利用一大型钻掘机具直接对钢管内部进行挖掘，然而，当施工地底层为一岩盘层时，钢管埋沉作业将无法完成，因此需要有一个能够深入地底进行钻凿挖掘的机具。

一般大部分的大型挖掘机具是无法有效的针对地底岩盘进行开挖，市面上虽有少部分特殊的大型挖掘机具可以直接进行开挖，但由于大型挖掘机具所占的空间过于庞大，其仅能在大条的街道上进行施工，若是施工区域为一个狭小巷道时，此种特殊大型挖掘机具将无用武之地。

为解决此一问题，一般最常见的挖掘方式就是将施工人员以及小型气动凿具载至工作井底部，由施工人员直接手动操作小型的气动凿具，然而，这种小型的气动凿具最大的问题就是其仅适用于某些地质较软的地层，对于较硬的砾石岩层还是无法有效的将岩层钻凿开来，因此，市面上另有一种在钢管内部放置一台小型钻掘机或破碎机来进行地底岩盘层挖掘的施工法。

此方式是透过吊车将小型钻掘机直接吊挂进入钢管的工作井内，并由工作人员在钢管内部操作小型钻掘机来进行岩盘挖掘工程，此时挖掘出来的砂石将放置于一容器，并由吊车将此容器向外载出倾倒，如此即可透过小型钻掘机来达成岩盘挖掘工程。

然而，以小型钻掘机来进行挖掘工程的缺点在于无论是如何简化缩小钻掘机，小型钻掘机为了能够达到挖开岩层的效果，就目前的技术而言，钻掘机本身的体积仅能缩小到刚好符合钢管结构的大小，因此，当小型钻掘机放入工作井内施工时，仅能单一方向进行施工挖掘，而且小型钻掘机无法在钢管内自行转向，因此，若要改变挖掘的方向则需再配合吊车将其吊出地面进行转向，当转向完成后再次将小型钻掘机放入钢管内部进行不同方位的挖掘。

由于此种施工方式的步骤繁琐，往往会拖长工时而造成施工成本增加，因此针对目前下水道的地底挖设的施工安全性来进行考虑，传统在钢管工作井中应用小型钻掘机的施工方式实有改良的必要。

发明内容

本实用新型的主要目的，旨在提供一种伸缩套环式坑内钻掘机，此坑内钻掘机具有可以改变径向长度的伸缩套环，并于伸缩套环内部设置一可向下开挖的钻掘机具，藉此让钻掘机可直接固定在工作井中进行挖掘工程，有效减少传统钻掘机体积过于庞大所造成的施工不便，而且伸缩套环可直接配合坑内钢套管直接旋转，改善传统体积庞大的钻掘机需要重复吊挂来改变挖掘方向，藉此提升施工的效率。

为达到所述目的，本实用新型伸缩套环式坑内钻掘机是由一伸缩套环与一设于上述伸缩套环内部的钻掘机具所构成，上述伸缩套设有一环形管，上述环形管一侧设有一由顶部贯穿至底部的纵向开口，而上述环形管于纵向开口位置设有一个及一个以上的定位件以及一个及一个以上的致动器；上述钻掘机具于上述环形管内周侧设有一可纵向伸缩长度的伸缩手臂，并于伸缩手臂底部设置一钻头结构，而上述钻掘机具另设有一与上述钻头结构、伸缩手臂及致动器连接的操控界面，上述伸缩手臂设有两个与上述环形管连接的枢转座，两枢转座之间设有一由枢转轴组枢接的固定臂，上述固定臂外侧设有一可纵向位移的滑动臂，上述固定臂与滑动臂之间设有一可控制伸缩长度的致动装置，而上述钻头结构活动组接于上述滑动臂底端。

本实用新型的特点在于上述伸缩套环透过致动器的顶撑让本身的径向长度扩张，使伸缩套环配合钢套管的内径顶撑固定。

上述伸缩套环顶部进一步设有复数个吊挂件，上述吊挂件设为一向外延伸的凸块，上述凸块内部设有一贯穿孔；上述定位件于纵向开口的一侧边位置向外凸设一定位杆，并于纵向开口的另一侧边对应位置设置一具有穿套孔的套合座，上述定位杆穿过穿套孔内部与套合座相对位移。

上述致动装置设有一定位于上述固定臂一端的固定托座，并以一枢杆将液压主体设置于固定托座上，而上述液压主体连设一可伸缩移动的液压杆，并于液压杆的端部枢设一上述滑动臂另一端固定的枢接座。

上述钻掘机具进一步于上述伸缩套环内周侧设置一连接臂，上述连接臂的另一端与上述固定臂相连接，并配合上述枢转座来控制钻掘机具的左右旋转。

上述钻头结构设有一旋转单元，并于旋转单元的底部设有一钻头，而上述旋转单元以一活动件连接于上述滑动臂，让钻头结构具有前后左右的十字枢转功效，而上述钻头设有一配合组装于上述旋转单元的固定轴，上述固定轴底部设为一贯穿岩盘的钻齿，并于四周侧设置两螺旋叶片，上述两螺旋叶片的底端面设有复数个小型钻齿；而上述操控界面设置于上述伸缩套环内部。

本实用新型的另一目的在于将钻掘机具的动力源设置于工作井外的地面上，让外接动力源与钻掘机具分离使用，可以改善钻掘机在工作井中的废气排放问题，藉以提升施工人员在工作井内的施工安全性。

本实用新型的坑内钻掘机进一步设有一外接动力源，上述外接动力源设置于上述钢套管外部的地面上方，并以一个及一个以上的连接油管与工作井内的钻掘机具相互连接，其中，上述外接动力源内部设有一加压泵组、一与上述加压泵组连接的引擎动力组以及一与上述加压泵组连接的操作油箱，上述加压泵组用以组接上述连接油管。

于另一可行实施例中，上述外接动力源内部设有一加压泵组、一与上述加压泵组连接的电力源以及一与上述加压泵组连接的操作油箱，上述加压泵组与连接油管相互组接。

于再一可行实施例中上述外接动力源设为一具有引擎结构及加压泵单元的工作母机，由于一般工作母机本身内部即具有的引擎结构以及加压泵组，因此，上述外接动力源亦可直接使用现有施工的挖掘机，让挖掘机来提供本实用新型施工机具的动力来源。

于上述三个较佳实施例中，上述钻掘机具的操控界面可设于上述外接动力源外部，方便施工人员直接在地面上进行操作。

本实用新型克服了以往钻掘机施工单一、施工步骤繁琐的缺陷，具有使用方便，施工安全，容易操作，工作效率高的优点。

附图说明

图1是本实用新型在立坑摇管机所形成的工作井使用的示意图；

图2是本实用新型一较佳实施例的立体图；

图3是图2显示定位件及致动器的断面图；

图4是图2显示钻掘机的断面图；

图5是图4钻掘机内部的示意图；

图6是本实用新型吊挂于工作井中未顶撑的断面示意图；

图7是本实用新型吊挂于工作井中顶撑的断面示意图；

图8是本实用新型配合一外接动力源应用的立体图；

图9是本实用新型外接动力源内部结构的方块示意图；以及

图10至图12是本实用新型钻掘机进行地层钻掘的流程示意图。

【主要组件符号说明】

10......立坑摇管机    262......贯穿孔        33......操控界面

11......钢套管        30......钻掘机具       40......外接动力源

20......钻掘机        31......伸缩手臂       41......连接油管

21......伸缩套环      311......枢转座        411......第一油管

22......环形管        312......枢转轴        412......第二油管

23......纵向开口      313......固定臂        42......引擎动力组

24......致动器        314......滑动臂        43......加压泵组

241......固定托座     315......致动装置      44......操作油箱

242......枢杆         316......连接臂        45......电力源

243......液压主体     32......钻头结构       451......发电机

244......液压杆       321......旋转单元      452......电动马达

245......枢接座       322......活动件        453......外接电源

25......定位件        323......钻头          46......工作母机

251......定位杆       324......固定轴        47......上方控制阀

252......套合座       325......钻齿          48......下方坑内控制阀

26......吊挂件        326......螺旋叶片      50......预设孔洞

261......凸块         327......小型钻齿      51......破坏孔洞

具体实施方式

为便于更进一步对本实用新型的构造、使用及其特征有更深一层明确详实的认识与了解，现举出较佳实施例，配合附图详细说明如下：

首先请参阅图1及图2所示，本实用新型伸缩套环式坑内钻掘机是应用在立坑摇管机10将钢套管11打入地底所形成工作井中，上述钻掘机20设有一个径向长度略小于上述钢套管11的伸缩套环21以及一设于上述伸缩套环21内部的钻掘机具30。

请参阅图3所示，上述伸缩套环21设有一径向长度略小上述钢套管11的环形管22，上述环形管22于一侧设有一由顶部贯穿至底部的纵向开口23，而上述环形管22内侧的纵向开口23位置设有两个致动器24以及一位于上述两致动器24之间的定位件25，此用为方便举例说明，并非加以限制致动器24及定位件25的数量，亦即上述致动器24及定位件25皆可依据使用需来设为一个及一个以上的预定数量。

上述定位件25于纵向开口23一侧边位置向外凸设一定位杆251，并于纵向开口23另一侧边的对应位置设有一套合座252，上述套合座252设有一穿套孔供上述定位杆251穿入相对位移。

上述致动器24设有一定位于上述纵向开口23一侧的固定托座241，并以一枢杆242将液压主体243设置于上述固定托座241上，而上述液压主体243连设一可伸缩移动的液压杆244，并于液压杆244的端部枢设一与上述纵向开口23另一侧固定的枢接座245。

请参阅图4所示，上述钻掘机具30是由一可纵向伸缩长度的伸缩手臂31、一向地底地层开挖的钻头结构32以及一操控界面33所构成，其中，上述伸缩手臂31设有两个与上述环形管22连接的枢转座311，两枢转座311之间设有一由枢转轴312组枢接的固定臂313，上述固定臂313外侧设有一可纵向位移的滑动臂314，上述固定臂313与滑动臂314之间设有一可控制伸缩长度的致动装置315，而上述钻头结构32活动组接于上述滑动臂314底端；上述钻掘机具30进一步于上述伸缩套环21内周侧设置一连接臂316，上述连接臂316的另一端与上述固定臂313相连接，并配合上述枢转座311来控制钻掘机具30的左右旋转。

请阅图5所示，上述致动装置315与上述致动器24的结构相同，在此不加以赘述，而上述钻头结构32设有一旋转单元321，并于旋转单元321的底部设有一钻头323，而上述旋转单元321以一活动件322连接于上述滑动臂314，让钻头结构32具有前后左右的十字枢转功效；于图示一较佳实施例中，上述钻头323设有一配合组装于上述旋转单元321的固定轴324，上述固定轴324底部设为一贯穿岩盘的钻齿325，并于四周侧设置两螺旋叶片326，上述两螺旋叶片326的底端面设有复数个小型钻齿327，然而，此一钻头结构32仅为方便举类说明，并非加以限制。

请参阅图3所示，上述操控界面33电性连接于上述钻头结构32、伸缩手臂31、连接臂316以及致动器24，用以控制上述钻头结构32的启动旋转、上述伸缩手臂31的纵向位移、上述伸缩手臂31的横向旋转以及上述致动器24的横向顶撑，于图示一较佳实施例中，上述操控界面33设置于伸缩套环21内部，供工作井内的施工人员方便操作钻头结构32的旋转、伸缩手臂31的纵向位移以及致动器24的左右横向顶撑。

上述伸缩套环21顶部另设有复数个吊挂件26，上述吊挂件26设为一向内延伸的凸块261，上述凸块261内部设有一供连接缆线的贯穿孔262，本实用新型的伸缩套环21透过吊挂件26的贯穿孔262与具有吊挂缆线的垂吊机具组接吊置，并由垂吊机具将上述伸缩套环21放至于钢套管11内部的预设位置。

请参阅图6及图7所示，本实用新型的特点在于伸缩套环21透过致动器24的顶撑让本身的径向长度扩张，使伸缩套环21配合钢套管11的内径顶撑固定，并由操控界面33来控制钻掘机具30进行伸缩及旋钻动作，藉此让本实用新型的钻掘机20可以进行工作井底部的钻凿工程；此外，当施工过程中需要改变钻掘方向时，仅需要使用立坑摇管机10将钢套管11旋转，即可同步让伸缩套环21内的钻掘机具30改变方位，藉以改善传统施工不便的问题。

请参阅图8所示，为了减少传统施工方式容易造成工作井内施工人员的发生意外，本实用新型的施工载具进一步设有一外接动力源40，上述外接动力源40设置于工作井外的地面上方，并以一个及一个以上的连接油管41与工作井内的钻掘机具30相互连接，上述外接动力源40用以提供钻掘机具30的动力来源。

请参阅图9所示，于一可行实施例中，上述外接动力源40内部设有一引擎动力组42、一加压泵组43以及一操作油箱44，其中，上述引擎动力组42连接于加压泵组43，上述操作油箱44亦同样的连接于加压泵组43，而上述加压泵组43连接于上述连接油管41。

于另一可行实施例中，上述外接动力源40内部设有一电力源45、一加压泵组43以及一操作油箱44，上述电力源45可由一发电机451配合一电动马达452来构成，或者是由一外接电源453配合一电动马达452来构成，上述电力源45与操作油箱44皆连接于上述加压泵组43，而上述加压泵组43与连接油管41相互组接。

于又一可行实施例中，上述外接动力源40亦可设为一具有引擎结构及加压泵单元的工作母机46，由工作母机46直接连接上述连接油管41，如此即可使用一般挖土机结构的工作母机46来提供本实用新型的动力来源，藉此减少施工机具及施工成本。

上述外接动力源40与钻掘机具30之间进一步设有一控制阀结构，藉以操控外接动力源40的动力输出大小；于图式一较佳实施例中，上述外接动力源40与连接油管41之间可设置一上方控制阀47，于图式另一较佳实施例中，上述连接油管41与钻掘机具30之间亦可设置一下方坑内控制阀48。

以上三个实施例中，上述钻掘机具30的操控界面33皆设置于上述外接动力源40，藉此方便施工人员直接在地面上操控伸缩手臂31、钻头结构32、连接臂316以及致动器24的作动，如此即可让施工人员不需要下工作井施工。

本实用新型将钻掘机具30的外接动力源40设置于工作井外的地面上，让外接动力源40与伸缩套环21内部的钻掘机具30分离，有效减少工作井中的废气排放量来改善工作井内的施工环境，而且操控界面33亦可直接设置于地面上的外接动力源40，藉以提升施工人员的施工安全性。

请参阅图10至图12所示，当应用本实用新型钻掘机在工作井中钻掘地层时，必须先把伸缩套环固定在工作井内的预设位置，并将钻掘机具30的钻头结构32透过连接臂316及活动件322的枢转，把钻头结构32调整至对应的钻掘位置，此时由于钻头结构32尚未固定，因此需要先以操控界面33来控制钻头323进行低速旋转，并且开挖出一小范围的预设孔洞50，之后钻头结构32的固定轴324及螺旋叶片326会卡制在挖开的预设孔洞50之中，此时再以操控界面33将钻头32调节成高速旋转状态即可钻掘出深达一米高的破坏孔洞51，再来以一定的间隔距离进行反复的钻掘工程，把地层岩盘钻掘出多数个相同大小的破坏孔洞51，如此即可将整个工作井中的地层结构加以破坏，最后再使用一般的抓斗将受到破坏的地层岩盘挖掘抓出，有效改善传统施工不便的问题。

综上所述，本实用新型透过吊挂机具置入工作井中，由致动器的顶撑来改变伸缩套环的径向长度，将伸缩套环稳固地定位于工作井中，并于伸缩套环的内周侧设置一对应地层结构的钻掘机具，让钻掘机具直接对地层进行钻凿，有效提升此类纵坑施工的效率；此外，将外接动力源设置于工作井外的地面上，藉以提升施工人员在工作井内的施工安全性。

以上所举实施例仅用为方便说明本实用新型并非加以限制，在不离本实用新型精神范畴，熟悉本行业技术人员所可作的各种简易变形与修饰，均仍应含括于本实用新型专利保护的范围内。

Claims (10)

1.一种伸缩套环式坑内钻掘机，其特征在于：所述钻掘机的结构包含：

一伸缩套环，上述伸缩套设有一径向长度小于上述钢套管的环形管，上述环形管一侧设有一由顶部贯穿至底部的纵向开口，而上述环形管于纵向开口位置设有一个及一个以上的定位件以及一个及一个以上的致动器；以及

一钻掘机具，上述钻掘机具于上述环形管内周侧设有一可纵向伸缩长度的伸缩手臂，并于伸缩手臂底部设置一钻头结构，而上述钻掘机具另设有一与上述钻头结构、伸缩手臂及致动器连接的操控界面，上述伸缩手臂设有两个与上述环形管连接的枢转座，两枢转座之间设有一由枢转轴组枢接的固定臂，上述固定臂外侧设有一可纵向位移的滑动臂，上述固定臂与滑动臂之间设有一可控制伸缩长度的致动装置，而上述钻头结构活动组接于上述滑动臂底端；

其中，上述伸缩套环透过致动器的顶撑让本身的径向长度扩张，使伸缩套环配合钢套管的内径顶撑固定。

2.根据权利要求1所述的伸缩套环式坑内钻掘机，其特征在于：所述钻掘机具进一步于上述伸缩套环内周侧设置一连接臂，上述连接臂的另一端与上述固定臂相连接，并配合上述枢转座来控制钻掘机具的左右旋转。

3.根据权利要求1所述的伸缩套环式坑内钻掘机，其特征在于：所述钻头结构设有一旋转单元，并于旋转单元的底部设有一钻头，而上述旋转单元以一活动件连接于上述滑动臂，让钻头结构具有前后左右的十字枢转功效。

4.根据权利要求3所述的伸缩套环式坑内钻掘机，其特征在于：所述钻头设有一配合组装于上述旋转单元的固定轴，上述固定轴底部设为一贯穿岩盘的钻齿，并于四周侧设置两螺旋叶片，上述两螺旋叶片的底端面设有复数个小型钻齿。

5.根据权利要求1所述的伸缩套环式坑内钻掘机，其特征在于：所述钻掘机具的操控界面设置于上述伸缩套环内部。

6.根据权利要求1所述的伸缩套环式坑内钻掘机，其特征在于：所述钻掘机进一步设有一外接动力源，上述外接动力源设置于上述钢套管外部的地面上方，并以一个及一个以上的连接油管与工作井内的钻掘机具相互连接。

7.根据权利要求6所述的伸缩套环式坑内钻掘机，其特征在于：所述外接动力源内部设有一加压泵组、一与上述加压泵组连接的引擎动力组以及一与上述加压泵组连接的操作油箱，上述加压泵组用以组接上述连接油管。

8.根据权利要求6所述的伸缩套环式坑内钻掘机，其特征在于：所述外接动力源内部设有一加压泵组、一与上述加压泵组连接的电力源以及一与上述加压泵组连接的操作油箱，上述加压泵组与连接油管相互组接。

9.根据权利要求6所述的伸缩套环式坑内钻掘机，其特征在于：所述外接动力源设为一具有引擎结构及加压泵单元的工作母机。

10.根据权利要求6所述的伸缩套环式坑内钻掘机，其特征在于：所述钻掘机具的操控界面设于上述外接动力源外部。

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