CN211171944U - 一种水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构，该结构包括钻杆，所述钻杆的前端形成有钻尖，所述钻杆上固定连接有第一刀盘，所述钻杆上位于所述第一刀盘上方固定连接有底板；所述钻杆的内部中空形成有钻杆浆孔。本申请提供的水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构，结构简单合理，安装使用方便。使用行星齿轮技术原理实现钻杆自身双向搅拌。无需专门制作的带双电机的动力箱作为驱动，充分利用购买桩机时配装的电机，不浪费社会财富。没有动力箱，重量轻，不需要吊车装卸动力箱、不需要长途运输。效率高，施工成本极大降低，可以实现一只电机打一根桩且实现双向搅拌。柴油或电力，节省50%以上，产生的效益非常可观。

Description

一种水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构

技术领域

本实用新型涉及搅拌桩施工设备技术领域，特别是涉及一种水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构。

背景技术

水泥深层搅拌桩是利用水泥与土搅拌均匀，形成化学反应形成具备一定强度的桩体，除了干喷水泥粉搅拌之外，用的较多的是水泥浆喷射进入土壤形成桩体。市场上有单向、双向深层搅拌桩，单向搅拌桩是在水泥浆喷射入土壤后，单电机驱动单轴钻杆上的刀盘，单方向旋转搅拌水泥浆；双向水泥搅拌桩是目前专利施工方式，在水泥浆喷射入土壤后，双电机驱动单轴钻杆上的刀盘，刀盘分别焊接在重叠（小钢管放在大钢管里面）在一起的内外双层钢管上的下端，小钢管下段伸出大钢管，小钢管的刀盘正方向旋转、大钢管的刀盘反方向旋转，两个方向（双向）同时旋转，搅拌水泥浆和土。

水泥双向搅拌桩比较水泥单向搅拌桩，搅拌质量更均匀，水泥浆喷射后与土正向搅拌后、同步再反向同时搅拌，搅拌质量大大提高，因而桩的成型质量大大提高，目前，已经在我国高速铁路、沿海高速铁路、房建工程等领域逐步推广并获得大量使用。

现有技术中水泥双向搅拌桩，施工速度非常慢，每天只能施工约350米，施工单价成本相对较高。一台机械一根钻杆，钻杆上方吊篮里是错位安放上下二台电机，再用二台电机分别驱动里外二层钢管组成的一根钻杆，进行转动并在重力作用下下沉钻杆施工，里层钢管下端长度伸出外层钢管，伸出部分焊接刀盘和设置2公分直径喷浆口，里层钢管的下端焊接钻头，里层钢管下钻时同步进行喷浆，同时正方向旋转，带动刀盘搅拌水泥浆和土，外层钢管焊接刀盘，由另一只电机驱动旋转，带动上边焊接的刀盘，反方向转动，再次搅拌水泥浆和土，使得水泥浆和土搅拌更均匀。相比原来单向搅拌桩一喷四搅的工序，搅拌速度明显加快，打桩的施工速度也加快。

现有技术中的水泥双向搅拌桩存在以下缺陷：

1、二台电机只能带一根钻杆工作，效率低，因为它是通过二台电机分别驱动内外二根钢管转动作为一根钻杆（小钢管放在大钢管里），一台电机驱动大钢管正转，一台电机驱动里面的小钢管反转，实现附带的刀盘正反转，从而实现对喷孔喷出的水泥浆和土进行二次复搅。

2、相对耗用电能多，二台电机才实现进尺，如果是野外发电施工，油耗惊人，成本加大。

3、相对钢管用的长度加长，内外层钢管会增加钢管运输、施工前钻杆的电焊联接工作量。

4、无法实现二根钻杆同步施工，无法提高产量。如果二根钻杆同时施工，就需要有四台电机驱动内外钢管，四台电机的重量较大，目前市场上现有的大批轻型机械的井架无法承受其弯矩，改造机械，用四台电机又加大机械的重量和行走刚度和电路配置，成本加大。机械要重新设计。

实用新型内容

本实用新型提供了一种水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构。在钻杆旋转驱动刀盘正向转动搅拌的同时，利用咬合星形齿轮转动可以改变齿轮转动方向，连锁实现钻头旋转器自身的同步反向转动搅拌，达到双向搅拌水泥桩的目的。

本实用新型提供了如下方案：

一种水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构，包括：

钻杆，所述钻杆的前端形成有钻尖，所述钻杆上固定连接有第一刀盘，所述钻杆上位于所述第一刀盘上方固定连接有底板；所述钻杆的内部中空形成有钻杆浆孔，所述第一刀盘的内部沿其轴向形成有出浆孔，所述出浆孔与所述钻杆浆孔相导通；

第一圆形钢板以及第二圆形钢板，所述第一圆形钢板以及所述第二圆形钢板分别套装于所述钻杆外侧且可相对所述钻杆转动；所述第一圆形钢板的下表面与所述底板的上表面相抵接；所述第一圆形钢板以及所述第二圆形钢板上分别连接有阻滞器；

圆形钢筒，所述圆形钢筒套装于所述钻杆外侧且位于所述第二圆形钢板与所述第一圆形钢板之间；所述圆形钢筒的外侧连接有第二刀盘；

多根行星主轴，多根所述行星主轴均位于所述钻杆与所述圆形钢筒之间，所述行星主轴的分别与所述第一圆形钢板以及所述第二圆形钢板相铰接；

其中，所述钻杆位于所述第一圆形钢板以及所述第二圆形钢板之间的外表面形成有第一竖向轮齿，各所述行星主轴的外表面均形成有第二竖向轮齿，所述圆形钢筒的内侧表面形成有第三竖向轮齿；所述第一竖向轮齿与所述第三竖向轮齿分别与各个所述行星主轴包含的第二竖向轮齿啮合连接。

优选地：所述第一刀盘的直径、所述第二刀盘的直径以及所述阻滞器外沿所在圆的直径均相同，所述阻滞器的宽度大于所述第二刀盘的宽度。

优选地：所述第一圆形钢板的上表面以及所述第二圆形钢板的下表面分别形成有沿各自周向的滑槽，所述圆形钢筒的上下两端面分别形成有沿其周向的且与所述滑槽适配的滑道。

优选地：所述行星主轴为四根且均匀分布。

优选地：所述第一圆形钢板以及所述第二圆形钢板上分别连接有两套所述阻滞器。

优选地：所述第二圆形钢板的上部设置有套装于所述钻杆外侧的盖板。

优选地：所述钻杆的尾端连接有法兰，所述法兰用于实现与旋转驱动设备的相连接。

优选地：所述钻杆以及所述圆形钢筒的材质均为20铬锰钛钢。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

通过本实用新型，可以实现一种水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构，在一种实现方式下，该结构可以包括钻杆，所述钻杆的前端形成有钻尖，所述钻杆上固定连接有第一刀盘，所述钻杆上位于所述第一刀盘上方固定连接有底板；所述钻杆的内部中空形成有钻杆浆孔，所述第一刀盘的内部沿其轴向形成有出浆孔，所述出浆孔与所述钻杆浆孔相导通；第一圆形钢板以及第二圆形钢板，所述第一圆形钢板以及所述第二圆形钢板分别套装于所述钻杆外侧且可相对所述钻杆转动；所述第一圆形钢板的下表面与所述底板的上表面相抵接；所述第一圆形钢板以及所述第二圆形钢板上分别连接有阻滞器；圆形钢筒，所述圆形钢筒套装于所述钻杆外侧且位于所述第二圆形钢板与所述第一圆形钢板之间；所述圆形钢筒的外侧连接有第二刀盘；多根行星主轴，多根所述行星主轴均位于所述钻杆与所述圆形钢筒之间，所述行星主轴的分别与所述第一圆形钢板以及所述第二圆形钢板相铰接；其中，所述钻杆位于所述第一圆形钢板以及所述第二圆形钢板之间的外表面形成有第一竖向轮齿，各所述行星主轴的外表面均形成有第二竖向轮齿，所述圆形钢筒的内侧表面形成有第三竖向轮齿；所述第一竖向轮齿与所述第三竖向轮齿分别与各个所述行星主轴包含的第二竖向轮齿啮合连接。本申请提供的水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构，结构简单合理，安装使用方便。使用行星齿轮技术原理实现钻杆自身双向搅拌。无需专门制作的带双电机的动力箱作为驱动，充分利用购买桩机时配装的电机，不浪费社会财富。没有动力箱，重量轻，不需要吊车装卸动力箱、不需要长途运输。效率高，施工成本极大降低，可以实现一只电机打一根桩且实现双向搅拌。柴油或电力，节省50%以上，产生的效益非常可观。

当然,实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构的结构示意图;

图2是本实用新型实施例提供的A-A面的剖视图。

图中：钻杆1、钻尖2、第一刀盘3、底板4、钻杆浆孔5、出浆孔6、第一圆形钢板7、第二圆形钢板8、阻滞器9、圆形钢筒10、第二刀盘11、行星主轴12、第一竖向轮齿13、第二竖向轮齿14、第三竖向轮齿15、盖板16、法兰17。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

参见图1、图2，为本实用新型实施例提供的一种水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构，如图1、图2所示，该结构包括钻杆1，所述钻杆1的前端形成有钻尖2，所述钻杆1上固定连接有第一刀盘3，所述钻杆1上位于所述第一刀盘3上方固定连接有底板4；所述钻杆1的内部中空形成有钻杆浆孔5，所述第一刀盘3的内部沿其轴向形成有出浆孔6，所述出浆孔6与所述钻杆浆孔5相导通；

第一圆形钢板7以及第二圆形钢板8，所述第一圆形钢板7以及所述第二圆形钢板8分别套装于所述钻杆1外侧且可相对所述钻杆1转动；所述第一圆形钢板7的下表面与所述底板4的上表面相抵接；所述第一圆形钢板7以及所述第二圆形钢板8上分别连接有阻滞器9；具体的，所述第一圆形钢板7以及所述第二圆形钢板8上分别连接有两套所述阻滞器9。

圆形钢筒10，所述圆形钢筒10套装于所述钻杆1外侧且位于所述第二圆形钢板8与所述第一圆形钢板7之间；所述圆形钢筒10的外侧连接有第二刀盘11；

多根行星主轴12，多根所述行星主轴12均位于所述钻杆1与所述圆形钢筒10之间，所述行星主轴12的分别与所述第一圆形钢板7以及所述第二圆形钢板8相铰接；具体的，所述行星主轴12为四根且均匀分布。

其中，所述钻杆1位于所述第一圆形钢板7以及所述第二圆形钢板8之间的外表面形成有第一竖向轮齿13，各所述行星主轴12的外表面均形成有第二竖向轮齿14，所述圆形钢筒10的内侧表面形成有第三竖向轮齿15；所述第一竖向轮齿13与所述第三竖向轮齿15分别与各个所述行星主轴12包含的第二竖向轮齿14啮合连接。

进一步的，为方便第一圆形钢板7以及第二圆形钢板8在入土后的固定，所述第一刀盘的直径、所述第二刀盘的直径以及所述阻滞器外沿所在圆的直径均相同，所述阻滞器的宽度大于所述第二刀盘的宽度。

进一步的，为了减小圆形钢筒上下两端可以第一圆形钢板的上表面以及第二圆形钢板的下表面的摩擦力，本申请实施例还可以提供所述第一圆形钢板的上表面以及所述第二圆形钢板的下表面分别形成有沿各自周向的滑槽，所述圆形钢筒的上下两端面分别形成有沿其周向的且与所述滑槽适配的滑道。滑槽和滑轨的设置可以保证连接后滑道顺畅，减小相对的摩擦力。

进一步的，所述第二圆形钢板8的上部设置有套装于所述钻杆1外侧的盖板16。所述钻杆1的尾端连接有法兰17，所述法兰17用于实现与旋转驱动设备的相连接。为了提高该结构的整体强度，所述钻杆以及所述圆形钢筒的材质均为20铬锰钛钢。其钢材使用刚度较大的20铬锰钛钢并切割成齿轮，刚度和强度均大于40铬钢材。

该结构在实际应用中，该结构可以由一台电机驱动钻杆工作实现双向搅拌，钻杆在电机带动下顺时针旋转，钻尖以及下部刀盘转动形成桩孔，并可通过内侧钻杆的出浆孔以及下部刀盘的出浆孔进行注浆。随着桩孔的加深，阻滞器进入桩孔，由于阻滞器宽度大（宽度大于第二刀盘的宽度），与孔壁产生的周向摩擦力大，因此不会旋转，第一圆形钢板以及第二圆形钢板可作为行星齿轮结构中的行星轮的固定支架使用，此时，钻杆作为太阳轮使用，行星主轴作为行星轮使用。具体的，内侧钻杆的第一竖向轮齿会带动行星主轴旋转，行星主轴的第二竖向轮齿会带动外侧圆形钢筒圆筒逆时针旋转，进而带动上部刀盘逆时针旋转，实现双向搅拌。该结构可以由一台电机带动一根钻杆旋转，钻杆与圆形钢筒同时平行工作，实现自身的正向、反向同步旋转搅拌，对水泥浆和土实行双向搅拌。在实际应用中，一台机械吊篮通常放置二只电机，37.5KW或45KW的电机装配在一只吊篮里，每台电机分别驱动一根钻杆旋转，二根钻杆同时平行工作。效率提高，效率是原来的2倍。使用该结构日产量可以达到800-1000米，工作时一台电机运转带动一根钻杆实现双向搅拌，每米消耗的电能（或发电机组的柴油燃料）减半，无需增加任何配置。

总之，本申请提供的水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构，结构简单合理，安装使用方便。使用行星齿轮技术原理实现钻杆自身双向搅拌。无需专门制作的带双电机的动力箱作为驱动，充分利用购买桩机时配装的电机，不浪费社会财富。没有动力箱，重量轻，不需要吊车装卸动力箱、不需要长途运输。效率高，施工成本极大降低，可以实现一只电机打一根桩且实现双向搅拌。柴油或电力，节省50%以上，产生的效益非常可观。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构，其特征在于，包括：

钻杆，所述钻杆的前端形成有钻尖，所述钻杆上固定连接有第一刀盘，所述钻杆上位于所述第一刀盘上方固定连接有底板；所述钻杆的内部中空形成有钻杆浆孔，所述第一刀盘的内部沿其轴向形成有出浆孔，所述出浆孔与所述钻杆浆孔相导通；

第一圆形钢板以及第二圆形钢板，所述第一圆形钢板以及所述第二圆形钢板分别套装于所述钻杆外侧且可相对所述钻杆转动；所述第一圆形钢板的下表面与所述底板的上表面相抵接；所述第一圆形钢板以及所述第二圆形钢板上分别连接有阻滞器；

圆形钢筒，所述圆形钢筒套装于所述钻杆外侧且位于所述第二圆形钢板与所述第一圆形钢板之间；所述圆形钢筒的外侧连接有第二刀盘；

多根行星主轴，多根所述行星主轴均位于所述钻杆与所述圆形钢筒之间，所述行星主轴的分别与所述第一圆形钢板以及所述第二圆形钢板相铰接；

其中，所述钻杆位于所述第一圆形钢板以及所述第二圆形钢板之间的外表面形成有第一竖向轮齿，各所述行星主轴的外表面均形成有第二竖向轮齿，所述圆形钢筒的内侧表面形成有第三竖向轮齿；所述第一竖向轮齿与所述第三竖向轮齿分别与各个所述行星主轴包含的第二竖向轮齿啮合连接。

2.根据权利要求1所述的水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构，其特征在于，所述第一刀盘的直径、所述第二刀盘的直径以及所述阻滞器外沿所在圆的直径均相同，所述阻滞器的宽度大于所述第二刀盘的宽度。

3.根据权利要求1所述的水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构，其特征在于，所述第一圆形钢板的上表面以及所述第二圆形钢板的下表面分别形成有沿各自周向的滑槽，所述圆形钢筒的上下两端面分别形成有沿其周向的且与所述滑槽适配的滑道。

4.根据权利要求1所述的水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构，其特征在于，所述行星主轴为四根且均匀分布。

5.根据权利要求1所述的水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构，其特征在于，所述第一圆形钢板以及所述第二圆形钢板上分别连接有两套所述阻滞器。

6.根据权利要求1所述的水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构，其特征在于，所述第二圆形钢板的上部设置有套装于所述钻杆外侧的盖板。

7.根据权利要求1所述的水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构，其特征在于，所述钻杆的尾端连接有法兰，所述法兰用于实现与旋转驱动设备的相连接。

8.根据权利要求1所述的水泥双向搅拌桩单轴连锁钻头结构，其特征在于，所述钻杆以及所述圆形钢筒的材质均为20铬锰钛钢。

Images