CN204645013U - 重型或超重型圆锥动力触探设备 - Google Patents

Abstract

一种重型或超重型圆锥动力触探设备，包括支撑及动力系统(100)、垂直校准系统(200)、扶正系统(300)、落锤牵引系统(400)、贯入系统(500)和退磁系统(600)，垂直校准系统(200)、扶正系统(300)、落锤牵引系统(400)、贯入系统(500)安装在支撑及动力系统(100)上，扶正系统(300)固定在支撑及动力系统(100)上部，扶正系统(300)、落锤牵引系统(400)、贯入系统(500)依次连接；垂直校准系统(200)在通电前对扶正系统(300)、落锤牵引系统(400)和贯入系统(500)进行垂直度校准；退磁系统(600)对落锤牵引系统(400)长期反复磁化后进行剩磁处理。本实用新型可防止设备倾倒造成人员伤亡，贯入垂直度高。

Description

重型或超重型圆锥动力触探设备

技术领域

本实用新型涉及动力触探设备，特别涉及重型的圆锥动力触探设备。

背景技术

现有的在建设工程领域中通常采用圆锥动力触探试验来测试地基土的承载力，比其他试验方法简单、快捷。但是重型和超重型圆锥动力触探试验，由于落锤质量较大，靠人力抬举落锤既费时又费力，且极其不安全，易发生安全事故。所以，一些新型的重型、超重型圆锥动力触探设备相继出现，落锤的提升实现了半自动化和机械化，试验效率和人员安全方面都得到了很大的提高。目前现有的重型、超重型圆锥动力触探设备存在以下几个缺点：

1、当圆锥动力触探试验贯入深度较浅时，落锤落下后，探杆易倾倒，一方面容易造成人员安全事故，另一方面，贯入垂直度难以保证。

2、落锤牵引设备采用钢珠咬合设计，钢珠易磨损；提升落锤时，钢珠所受应力较大，易破碎。容错率低，当个别钢珠出现磨损或破碎后易出现功能障碍，且牵引设备的钢珠更换比较麻烦。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种性能可靠的重型或超重型圆锥动力触探设备。

本实用新型为达到上述目的所采用的一个技术方案是：一种重型或超重型圆锥动力触探设备，包括支撑及动力系统、垂直校准系统、扶正系统、落锤牵引系统、贯入系统和退磁系统，垂直校准系统、扶正系统、落锤牵引系统、贯入系统安装在支撑及动力系统上，扶正系统、落锤牵引系统、贯入系统依次连接；垂直校准系统通电前对扶正系统、落锤牵引系统和贯入系统进行垂直度校准；退磁系统对落锤牵引系统长期反复磁化后进行剩磁处理。

进一步地，所述支撑及动力系统包括三脚架和电动提升机，电动提升机固定在三脚架上。

更进一步地，三脚架的上部设有定滑轮和水平支撑杆，定滑轮用于改变钢丝绳的受力方向，磁悬浮轴承的通电线圈圆环固定在水平支撑杆上，电动提升机固定在支撑及动力系统的底部。

进一步地，所述垂直校准系统包括垂绳和圆锥形重物，垂绳的一端固定圆锥形重物，垂绳的另一端系在三脚架上。

进一步地，所述扶正系统包括磁悬浮轴承和滑动杆，磁悬浮轴承包括通电线圈圆环和中心套管，滑动杆与中心套管构成伸缩杆，滑动杆的下端与落锤牵引系统的撞板连接，通电线圈圆环固定在三脚架的水平支撑杆上。

进一步地，所述落锤牵引系统包括撞板、通电穿心磁力吊、落锤、支撑杆及锤座，通电穿心磁力吊顶面和底面分别设有触发开关，通电穿心磁力吊顶面设有对称挂钩两个，与钢丝绳连接，受电动提升机牵引；撞板触发通电穿心磁力吊上的触发开关；落锤呈圆柱形，截面为空心圆心形状；通电穿心磁力吊和落锤套在支撑杆上，通电穿心磁力吊和落锤可沿着支撑杆上下移动，落锤在通电穿心磁力吊的下方；支撑杆支撑起整个落锤牵引系统，支撑杆的上端与撞板连接，支撑杆的下端与锤座连接；锤座是落锤的落脚点。

进一步地，所述贯入系统包括探杆、探头，探杆由若干节拼接组成，探头呈圆锥形，探杆的上端与落锤牵引系统的锤座连接，探头固定在探杆的下端。

进一步地，所述退磁系统包括退磁线圈和电源，对落锤长期反复磁化后进行剩磁处理。

本实用新型可防止设备倾倒造成人员伤亡，贯入垂直度高。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例的示意图；

图2是本实用新型较佳实施例之通电线圈圆环的示意图；

图3是本实用新型较佳实施例之通电线圈圆环的侧面示意图；

图4是本实用新型较佳实施例之中心套管与滑动杆的连接示意图；

图5是本实用新型较佳实施例之通电穿心磁力吊的示意图；

图6是本实用新型较佳实施例之通电穿心磁力吊的侧面示意图；

图7是本实用新型较佳实施例之通电穿心磁力吊的电路原理图；

图8是本实用新型较佳实施例之撞板与支撑杆的连接示意图；

图9是本实用新型较佳实施例之支撑杆、落锤和探杆的连接示意图；

图10是本实用新型较佳实施例之探杆与探头的连接示意图；

图11是本实用新型较佳实施例之退磁系统的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种重型或超重型圆锥动力触探设备，包括支撑及动力系统100、垂直校准系统200、扶正系统300、落锤牵引系统400、贯入系统500和退磁系统600，垂直校准系统200、扶正系统300、落锤牵引系统400、贯入系统500安装在支撑及动力系统100上，扶正系统300固定在支撑及动力系统100上部，落锤牵引系统400的上端与扶正系统300的下端连接，贯入系统500的上端与落锤牵引系统400的下端连接；

垂直校准系统200在通电前对扶正系统300、落锤牵引系统400和贯入系统500进行垂直度校准；

退磁系统600对落锤牵引系统400长期反复磁化后进行剩磁处理。

其中所述支撑及动力系统100包括三脚架1和电动提升机2，电动提升机2固定在三脚架1上，三脚架1的上部设有定滑轮4和水平支撑杆7，定滑轮4用于改变钢丝绳3的受力方向，电动提升机2固定在支撑及动力系统的底部。三脚架1为整个设备提供支撑；电动提升机2为落锤牵引系统400提供动力，使落锤牵引系统400可升降。

所述垂直校准系统200包括铅垂绳5和圆锥形重物，铅垂绳5的一端固定圆锥形重物，铅垂绳5的另一端系在三脚架1上。垂直校准系统200用于通电前对扶正系统300、落锤牵引系统400和贯入系统500进行垂直度校准，保证贯入的垂直度。垂直校准系统200不需要用时可缠绕于三脚架1上，不妨碍圆锥动力触探试验的进行。

所述扶正系统300包括磁悬浮轴承6和滑动杆8，磁悬浮轴承包括通电线圈圆环17和中心套管19，滑动杆8与中心套管19构成伸缩杆，滑动杆8的下端与落锤牵引系统的撞板9连接，通电线圈圆环17固定在三脚架的水平支撑杆7上，如图2、图3、图8所示。通电线圈圆环的线圈18通电后产生磁力，使中心套管19位置相对固定，不会发生中心套管19倾倒现象，具有扶正居中作用。中心套管19由铁磁性材料做成，承受磁力作用不发生倾倒。如图4所示，滑动杆8插入中心套管19内，滑动杆8与中心套管19之间设有润滑剂20。滑动杆8为非铁磁性材料，与中心套管19构成伸缩杆，可自由伸缩，利用润滑油作为润滑剂20；主要作用是使磁悬浮轴承的磁力与落锤自由下落对锤座的锤击力之间互不影响。

所述落锤牵引系统400包括撞板9、通电穿心磁力吊10、落锤13、支撑杆12及锤座14，通电穿心磁力吊10的顶面和底面分别设有触发开关11，通电穿心磁力吊10的顶面设有对称挂钩两个，与钢丝绳3连接，受电动提升机2牵引；撞板9触发通电穿心磁力吊上的触发开关11；落锤13呈圆柱形，截面为空心圆心形状；通电穿心磁力吊10和落锤13套在支撑杆12上，通电穿心磁力吊10和落锤13可沿着支撑杆12上下移动，落锤13在通电穿心磁力吊10的下方；支撑杆12支撑起整个落锤牵引系统，支撑杆12的上端与撞板9连接，支撑杆12的下端与锤座14连接，如图8、图9所示；锤座14是落锤13的落脚点。

如图5、图6所示，通电穿心磁力吊10的底面至少设置两个吸盘21，吸盘21上设有磁性实心杆23，磁性实心杆23上缠绕有线圈22，设置在通电穿心磁力吊10顶面的触发开关11为常闭按钮开关24，设置在通电穿心磁力吊10底面的触发开关11为常开按钮开关25。如图5、图7所示，本实施例中采用四个电磁力吸盘，图7中的SB1为常闭按钮开关24，SB2为常开按钮开关25，四个线圈23分别为L9、L10、L11、L12。

本实施例中，撞板9采用非铁磁性材料，用于触发通电穿心磁力吊上的常闭开关24。通电穿心磁力吊10为非永磁磁力吊，通电后才产生磁力。通电穿心磁力吊顶面的常闭按钮开关24，可利用撞板9触发，底面的常开按钮开关25，可利用通电穿心磁力吊的自重触发。落锤13采用铁磁性材料。对于重型圆锥动力触探试验，落锤13的质量为63.5±0.5kg，有效落距为76±2cm；对于超重型圆锥动力触探试验，落锤13的质量为120±1kg，有效落距为100±2cm。支撑杆12采用非铁磁性材料，不受通电穿心磁力吊10的磁力影响，主要作用是支撑起整个落锤牵引系400。锤座14采用非铁磁性材料，不受通电穿心磁力吊10的磁力影响，是落锤13的落脚点。

如图10所示，所述贯入系统500包括探杆15、探头16，探杆15由若干节杆拼接组成，探头16呈圆锥形，探杆15的上端与落锤牵引系统的锤座14连接，探头16固定在探杆15的下端。探杆15由许多节组成，可拼接，具体长度由实际贯入深度决定。对于重型圆锥动力触探试验，探杆直径为42～50mm；对于超重型圆锥动力触探试验，探杆直径为50～60mm。探头16呈圆锥形，锥角为60±2°，直径为74±1mm。

所述退磁系统600包括退磁线圈和电源，对落锤长期反复磁化后进行剩磁处理。图11中，退磁线圈为L13。

工作时，首先选好圆锥动力触探试验地点，架好三脚架1和电动提升机2，并将磁悬浮轴承中的通电线圈圆环17固定于三脚架上面的水平支撑杆7上。然后，将扶正系统中的中心套管19、滑动杆8，落锤牵引系统的撞板9、支撑杆12、通电穿心磁力吊10、落锤13、锤座14，贯入系统的探杆15、探头16依次组装好后，由下而上穿入磁悬浮轴承的通电线圈圆环17内，需确保中心套管19在通电线圈圆环17的磁力影响范围内，然后扶正，用垂直校准系统校200准垂直度，通电线圈圆环17通电。之后，将钢丝绳3固定在通电穿心磁力吊10的两个对称挂钩上面。将电动提升机2和通电穿心磁力吊10通电，让电动提升机2释放钢丝绳3使通电穿心磁力吊10下降触碰落锤13，然后钢丝绳3不受力，利用通电穿心磁力吊10的自重触发其底面的常开按钮开关25，此时通电穿心磁力吊10通电并产生磁力，吸附落锤13，然后让电动提升机收拢钢丝绳3使通电穿心磁力吊10上升触碰撞板9，触发通电穿心磁力吊顶面的常闭按钮开关24，此时通电穿心磁力吊10断电，磁力消失，落锤13沿着支撑杆12自由落下，撞击锤座14带动探杆15和探头16贯入地基土层中，完成一击，如此循环直至试验结束。当贯入深度大于滑动杆8在中心套管19内的行程时，可增加探杆15的节数；将探杆15从中松开，提升通电穿心磁力吊10触碰撞板9来带动滑动杆8上升，探杆15之间拉出空段，将新的探杆节杆加入空段中并与原有节杆连接固定后，就可开始新一轮的贯入。当落锤13中剩磁较大时，需拆卸下来放到退磁系统600中进行退磁处理方可继续试验。

本实用新型的扶正系统可防止设备倾倒造成人员伤亡，利用磁悬浮轴承将探杆固定，使得落锤落下后，探杆不会倾倒，保证了人员安全和贯入垂直度。利用铅垂线在圆锥动力触探试验前对探杆的垂直度进行校准，保证贯入垂直度，贯入垂直度高。落锤牵引系统利用电磁感应原理，将通电穿心磁力吊下降至落锤处，触发通电按钮，产生磁场吸引力，将落锤吸住，由电动提升机提供动力实现提升，然后到指定高度触发断电按钮，磁场吸引力消失，实现落锤自由下落。整个试验过程自动触发，操作简单，且落锤牵引系统由电路自动控制，系统稳定，不易出现功能障碍，不须经常更换，性能更加可靠。

Claims (10)

1.一种重型或超重型圆锥动力触探设备，其特征在于：包括支撑及动力系统(100)、垂直校准系统(200)、扶正系统(300)、落锤牵引系统(400)、贯入系统(500)和退磁系统(600)，垂直校准系统(200)、扶正系统(300)、落锤牵引系统(400)、贯入系统(500)安装在支撑及动力系统(100)上，扶正系统(300)固定在支撑及动力系统(100)上部，扶正系统(300)、落锤牵引系统(400)、贯入系统(500)依次连接；

垂直校准系统(200)在通电前对扶正系统(300)、落锤牵引系统(400)和贯入系统(500)进行垂直度校准；

退磁系统(600)对落锤牵引系统(400)长期反复磁化后进行剩磁处理。

2.根据权利要求1所述的重型或超重型圆锥动力触探设备，其特征在于：所述支撑及动力系统(100)包括三脚架(1)和电动提升机(2)，电动提升机(2)固定在三脚架(1)上。

3.根据权利要求2所述的重型或超重型圆锥动力触探设备，其特征在于：三脚架(1)的上部设有定滑轮(4)和水平支撑杆(7)，定滑轮(4)用于改变钢丝绳(3)的受力方向，电动提升机(2)固定在支撑及动力系统的底部。

4.根据权利要求1所述的重型或超重型圆锥动力触探设备，其特征在于：所述垂直校准系统(200)包括铅垂绳(5)和圆锥形重物，铅垂绳(5)的一端固定圆锥形重物，铅垂绳(5)的另一端系在三脚架(1)上。

5.根据权利要求1所述的重型或超重型圆锥动力触探设备，其特征在于：所述扶正系统(300)包括磁悬浮轴承(6)和滑动杆(8)，磁悬浮轴承(6)包括通电线圈圆环(17)和中心套管(19)，滑动杆(8)与中心套管(19)构成伸缩杆，滑动杆(8)的下端与落锤牵引系统的撞板(9)连接，通电线圈圆环(17)固定在三脚架的水平支撑杆(7)上。

6.根据权利要求5所述的重型或超重型圆锥动力触探设备，其特征在于：滑动杆(8)插入中心套管(19)内，滑动杆(8)与中心套管(19)之间设有润滑剂(20)。

7.根据权利要求1所述的重型或超重型圆锥动力触探设备，其特征在于：所述落锤牵引系统(400)包括撞板(9)、通电穿心磁力吊(10)、落锤(13)、支撑杆(12)及锤座(14)，通电穿心磁力吊(10)的顶面和底面分别设有触发开关(11)，通电穿心磁力吊(10)的顶面设有对称挂钩两个，与钢丝绳(3)连接，受电动提升机(2)牵引；撞板(9)触发通电穿心磁力吊上的触发开关；落锤(13)呈圆柱形，截面为空心圆心形状；通电穿心磁力吊(10)和落锤(13)套在支撑杆(12)上，通电穿心磁力吊(10)和落锤(13)可沿着支撑杆(12)上下移动，落锤(13)在通电穿心磁力吊(10)的下方；支撑杆(12)支撑起整个落锤牵引系统，支撑杆(12)的上端与撞板(9)连接，支撑杆(12)的下端与锤座(14)连接；锤座(14)是落锤(13)的落脚点。

8.根据权利要求7所述的重型或超重型圆锥动力触探设备，其特征在于：通电穿心磁力吊(10)的底面至少设置两个吸盘(21)，吸盘(21)上设有磁性实心杆(23)，磁性实心杆(23)上缠绕有线圈(22)，设置在通电穿心磁力吊(10)顶面的触发开关(11)为常闭按钮开关(24)，设置在通电穿心磁力吊(10)底面的触发开关(11)为常开按钮开关(25)。

9.根据权利要求1所述的重型或超重型圆锥动力触探设备，其特征在于：所述贯入系统(500)包括探杆(15)、探头(16)，探杆(15)由若干节杆拼接组成，探头(16)呈圆锥形，探杆(15)的上端与落锤牵引系统的锤座(14)连接，探头(16)固定在探杆(15)的下端。

10.根据权利要求1所述的重型或超重型圆锥动力触探设备，其特征在于：所述退磁系统(600)包括退磁线圈和电源，对落锤长期反复磁化后进行剩磁处理。