CN201891117U - 打桩机缓冲器 - Google Patents

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郭伟
姜曦
郭信生
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Zhengzhou Xin Gao hi energy pile driver Co., Ltd.
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郭伟
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Abstract

本实用新型涉及以液体火药为动力的打桩机的缓冲器的设计，在打桩机的下部采用了气压缓冲的方式吸收反跳部分下落的能量，避免刚性碰撞並产生所需的打桩力。在具体实施方式中采用了可以调整预压力的压缩气体产生打桩所需要的压力及适当的缓冲力，通过可在缓冲缸体中滑动的缓冲活塞把力传递到桩上，使桩进入土中。充分利用了液体火药燃烧压力打桩的剩余反跳能量，减少了能量损耗，提高了打桩频率，延长了打桩力的作用时间，可实现一次点火燃烧多次打桩。

Description

打桩机缓冲器
技术领域
本实用新型涉及以液体火药为动力的打桩机的设计，是对其打桩原理和缓冲器结构的改进。
背景技术
本实用新型是在原《以液体火药为动力的打桩机》发明专利(申请号：CN87108193.8)上的改进。原发明采用液体火药作为打桩的能源，利用液体火药在燃烧室燃烧产生的压力通过活塞杆推动桩进入土中，形成第一次打桩，利用液压缓冲器来吸收反跳部分的下落能量並产生打桩力，形成第二次打桩。其不足之处是：液压缓冲器吸收反跳部分的下落能量时产生较大的热量，造成能源的浪费。
发明内容
本发明的目的是克服原《以液体火药为动力的打桩机》设计的不足之处，避免液压缓冲器在吸收反跳部分的下落能量时产生的热量和造成的能源浪费。
本设计采用了气压缓冲代替了原液压缓冲。在打桩原理上用接近于完全弹性碰撞的缓冲和打桩方式替代了接近于完全塑性碰撞的缓冲和打桩方式。从而使采用了气压缓冲器的以液体火药为动力的打桩机更省能量，打桩频率更快。
气压缓冲器的结构这样的：打桩机下部有一个可在缓冲缸体中上下活动的缓冲活塞，缓冲活塞、缓冲缸体及与缸体相连通的腔体形成一个密封的空间，其内充有压缩气体，或具有充有气体的气囊，能够推动缓冲活塞向下，形成一个压缩气弹簧。当反跳部分落下时，压缩压缩气弹簧，使动能消耗在压缩压缩气弹簧的过程中，避免了刚性碰撞。由于压缩气弹簧的反弹力远大于反跳部分的重量，当压缩气弹簧复原时又推动反跳部分向上运动，使压缩气弹簧的压缩势能再次传到反跳部分，为下一次下落打桩储备了能量。由于作用力与反作用力大小相等方向相反，当压缩气弹簧被压缩时及复位时，产生压桩的力，使桩进入土中。由于压缩气弹簧在压缩时较接近完全弹性碰撞，能量损失较小，发热量也较小。减少了打桩的能量消耗。另外的优点是可以实现一次点火多次打桩。
压缩气弹簧缓冲力的大小可以调节。方法之一是通过气泵泵入或泵出缓冲器内的压缩气体来调整压缩气体的预压力。方法之二是通过液体泵泵入或泵出缓冲器内的液体来调整压缩气体的预压力，缓冲器中的液体还起到密封和润滑作用。
附图说明
图1是以液体火药为动力的打桩机和桩的总体图，用于表示打桩机缓冲器的位置。
图2是本实用新型的一个具体缓冲器的结构图。
图中：1.桩、2.桩帽、3.缓冲活塞、4.缓冲缸体、5.容器、6.液体、7.活塞杆、8.压缩气体、9.防碰撞开口气缸
具体实施方式
在以液体火药为动力的打桩机的下部，活塞杆(7)、桩帽(2)、和桩(1)连接在一起由其下的土壤支持。打桩机的其余部分均属于反跳部分。图2所示为静止时各部分的平衡位置。容器(5)中的压缩气体(8)把缓冲活塞(3)推至下死点，反跳部分的重量通过缓冲活塞(3)中的防碰撞开口气缸(9)的端面传递到桩帽(2)和桩(1)上。
第一次打桩与原设计相同，仍然是利用液体火药在燃烧室内燃烧产生的压力通过活塞杆(7)将桩(1)压向土中，同时推动反跳部分向上运动。第二次打桩则是采用本设计完成的：当反跳部分从高处落下时，缓冲活塞(3)与桩帽(2)上的凸台接触，其运动速度很快与桩帽(2)的速度相同，由于反跳部分的下落速度大于桩帽(2)和桩(1)的速度，缓冲活塞(3)脱离下死点的支撑面，开始在缓冲缸体(4)中滑动，进一步压缩了压缩气体(8)，压缩气体(8)所产生的压力向下推动桩(1)进入土中，向上推反跳部分，使其下落速度降低，避免刚性碰撞。反跳部分的下落动能被转化成压缩气弹簧的压缩势能，当反跳部分的速度与桩(1)的速度相同时，缓冲活塞(3)在缓冲缸(4)的压缩距离达到最大值，然后压缩气弹簧开始伸张，推动反跳部分向上运动，同时仍通过缓冲活塞(3)将气压力传到桩帽(2)上和桩(1)上，使桩(1)进入土中。当压缩气弹簧完全复位时，缓冲活塞(3)运动到下死点停止，反跳部分在惯性的作用下继续向上运动，缓冲活塞(3)与桩帽(2)的上部凸台脱离接触，气压打桩力消失，第二次打桩结束。
采用气压缓冲的优点是节省能源，缓冲器发热量较小，打桩力的作用时间较长，打桩力较为平均，打桩频率较高，並可实现一次点火多次打桩。
打桩机缓冲活塞(3)下部的防碰撞开口气缸(9)的作用是为了避免缓冲活塞(3)与桩帽凸台之间的刚性碰撞。防碰撞开口气缸(9)中的空气起到气垫作用，在缓冲活塞(3)与桩帽凸台接触之前，压缩了防碰撞开口气缸(9)中的空气，产生足够大的力推动缓冲活塞(3)开始在缓冲缸体(4)中运动。
为了安全，缓冲器可仍保留部分液压缓冲器的功能。当气压缓冲在预定的距离上未能完全吸收反跳部分的能量时，液压缓冲器就开始起作用，吸收反跳部分过多的能量，避免造成破坏，保持正常工作。

Claims (5)

1.以液体火药为动力的打桩机，其特征是：在打桩机的下部采用了气压缓冲的方式吸收反跳部分下落的能量，避免刚性碰撞並产生所需的打桩力。
2.根据权利要求1所述的打桩机，其气压缓冲器由以下部分组成：一个能够在缓冲缸体中上下活动的缓冲活塞，缓冲活塞、缓冲缸体及与缸体相连通的腔体形成一个密封的空间，其内充有压缩气体，或具有充有气体的气囊，能够推动缓冲活塞向下，形成一个压缩气弹簧。
3.根据权利要求2所述的打桩机，其气压缓冲器的缓冲力的大小可以调节，方法之一是通过气泵泵入或泵出缓冲器内的压缩气体来调整气体的预压力；方法之二是通过液体泵泵入或泵出缓中器内的液体来调整压缩气体的预压力，缓冲器中的液体还起到密封和润滑作用。
4.根据权利要求2所述的打桩机，其气压缓冲器的缓冲活塞的下部有防碰撞开口气缸，其作用是为了避免缓冲活塞与桩帽凸台之间的刚性碰撞；防碰撞开口气缸中的空气起到气垫作用，在缓冲活塞与桩帽凸台接触之前，压缩了防碰撞开口气缸中的空气，产生足够大的力推动缓冲活塞开始在缓冲缸体运动。
5.根据权利要求2所述的打桩机，其气压缓冲器可仍保留部分液压缓冲器的功能，当气压缓冲在预定的距离上未能完全吸收反跳部分的能量时，液压缓冲器就开始起作用，吸收反跳部分过多的能量。
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