CN212105756U - 一种可测桩径的长螺旋扩底钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可测桩径的长螺旋扩底钻头，其包括钻杆、固定于钻杆外壁的螺旋叶片，所述钻杆下端设置有挖齿，所述钻杆中空设置，且下端呈尖角朝下的V字形设置，且两侧面形成贯穿钻杆内外的开口，所述钻杆上还设置有两分别启闭开口的门板，所述钻杆下端设置有转轴三，两所述门板转动连接于转轴三上，并自由垂落状态时，与水平面的倾斜角度小于70°。本实用新型具有钻杆实现桩孔开挖的同时，可给予混凝土浇筑通道，方便开孔工作完成后，混凝土桩浇筑工作的效果。

Description

一种可测桩径的长螺旋扩底钻头

技术领域

本实用新型涉及桩孔开挖设备的技术领域，尤其是涉及一种可测桩径的长螺旋扩底钻头。

背景技术

目前桩基础灌注桩成孔施工方法主要有人工挖孔，泥浆护壁钻孔，长螺旋全套管钻孔等几种，人工挖孔效率低，施工人员风险程度高；泥浆护壁钻孔，泥浆污染严重；长螺旋全套管钻孔成孔施工速度快，无需泥浆护壁。

现有的授权公告号为CN209457882U的中国专利公开了一种螺旋钻头自动止回装置，包括螺旋钻杆和套设于螺旋钻杆之外的钢套管，螺旋转杆与螺旋钻头连接，螺旋钻头的叶片上通过铰链转动连接有止回挡板，顺时针钻孔时，止回挡板在渣土的冲击下自动开启，渣土随螺旋叶片排出孔外，逆时针旋转提钻时，止回挡板在回流渣土的作用下，实现自动闭合，对存留在螺旋叶片上的渣土起到阻挡作用，可便于将螺旋叶片上的渣土一同带出孔外。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：桩孔开挖完成后，需要朝桩孔内进行混凝土浇筑，一般需将钻杆提出桩孔后，在钻机上更换导向套筒，并将导向套筒插接于桩孔内底部并与底部留有一定空隙后，朝导向套筒内浇筑混凝土，边浇筑混凝土边对导向套筒进行提升，实现浇筑混凝土桩的工作，此种操作方式，需要对钻杆进行更换，并重复将导向套筒放入桩孔内，操作较为麻烦。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种可测桩径的长螺旋扩底钻头，具有钻杆实现桩孔开挖的同时，可给予混凝土浇筑通道，方便开孔工作完成后，混凝土桩浇筑工作的效果。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种可测桩径的长螺旋扩底钻头，包括钻杆、固定于钻杆外壁的螺旋叶片，所述钻杆下端设置有挖齿，所述钻杆中空设置，且下端呈尖角朝下的V字形设置，且两侧面形成贯穿钻杆内外的开口，所述钻杆上还设置有两分别启闭开口的门板，所述钻杆下端设置有转轴三，两所述门板转动连接于转轴三上，并自由垂落状态时，与水平面的倾斜角度小于70°。

通过采用上述技术方案，钻孔过程中，土壤与门板抵接，驱使门板对开口进行封闭，钻孔工作完成后，朝上提起钻杆，使其钻杆下端与孔底有一定间隙，再将混凝土从钻杆上端灌入，使其混凝土对门板起到冲击作用，将门板打开，混凝土经开口流入桩孔内，如此依次浇筑混凝土的同时逐渐提钻，使其完成混凝土桩的浇筑工作，在此过程中，利用钻杆可完成钻孔工作的同时，进行混凝土桩的浇筑工作，达到一杆两用，无需进行部件更换，简化操作步骤，达到方便操作并提高工作效率的效果。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述钻杆下端固定有凹形座，所述转轴三插接于凹形座内，且所述门板自由垂落状态时，外壁与凹形座内壁抵接。

通过采用上述技术方案，利用凹形座对转轴三进行支撑，使其转轴三可稳定的固定于钻杆上，同时，凹形座可对门板起到限位作用，使其门板可保持与水平面呈70°的角度，方便钻孔过程中，土壤顶推门板朝上位移封闭开口。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述挖齿固定于凹形座下端，且挖齿呈朝钻杆顺时针方向倾斜设置。

通过采用上述技术方案，利用挖齿倾斜设置，使其钻杆顺时针转动进行钻孔时，增强对土壤的开挖作用，有助于提高钻孔效率。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述螺旋叶片包括不连续的且由低至高设置的叶片一和叶片二，所述叶片一与叶片二之间设置有扩张组件，所述扩张组件包括转动连接于钻杆外壁的扩张臂以及驱使扩张臂自转的液压缸，液压缸一端与叶片二转动连接，活塞杆与扩张臂朝叶片二的一端转动连接，所述扩张臂朝叶片一的一端为尖锐设置，所述扩张臂转动过程中，尖锐端做突出或不突出螺旋叶片之外；所述液压缸包括缸体，所述活塞杆插接于缸体内，且所述活塞杆处于缸体内的一端同轴开设有插槽，插槽内插接配合有检测杆，所述检测杆转动连接于缸体内，且所述缸体内设置有与检测杆同轴连接的角度传感器；所述检测杆周壁开设有螺旋槽，所述插槽内设置有插接于螺旋槽内的限位柱。

通过采用上述技术方案，钻直孔时，液压缸驱使扩张臂合拢于钻杆上，钻机驱使钻头朝下位移的同时自转，利用挖齿对土壤进行开挖，同时土壤在螺旋叶片的导向作用下，朝上位移排出至孔外；当需要进行扩孔时，液压缸的活塞杆朝外位移，驱使扩张臂尖锐端朝螺旋叶片外凸出，使其扩张臂的尖锐端对直孔的侧壁进行开挖，使其无需更换不同的钻头，即可实现扩底孔的开挖工作，达到操作简便，工作效率高的效果；

同时，钻直孔的过程中，扩张臂的尖锐端不突出于螺旋叶片之外，使其开挖直孔过程中，减少扩张臂的尖锐端与土壤的接触，有助于降低扩张臂尖锐端受到的磨损，便于后续扩孔工作的开展；

进而活塞杆伸缩的过程中，在限位柱对检测杆外部螺旋槽的配合作用下，驱使检测杆做周向转动，进而带动角度传感器的活动轴转动，检测出检测杆的转动角度，进而换算为活塞杆的位移距离，使其工作人员可实时得知扩张臂的张开范围，保证扩底孔的精度，可保证扩底孔的孔径达到设计要求，避免扩底孔孔径过大，浪费之后需浇筑的混凝土。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述螺旋槽沿检测杆外壁圆周均匀开设有两组，所述限位柱对应设置有两组。

通过采用上述技术方案，由于活塞杆位移过程中受到的作用力较大，利用检测杆外壁开设的两组螺旋槽分别与一限位柱配合，使其可保证活塞杆与检测杆之间稳定的配合关系。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述螺旋槽的横截面为半圆形，所述限位柱的一端为半球头设置；且所述限位柱外壁开设有外螺纹，所述活塞杆开设有供限位柱配合的螺纹孔。

通过采用上述技术方案，利用限位柱的半球头与螺旋槽的截面为半圆形，使其限位柱与螺旋槽弧形连接，降低两者之间的摩擦力，保证检测杆相对活塞杆做稳定的周向转动的同时，减少限位柱与螺旋槽的相互磨损；

进而利用限位柱与活塞杆螺纹连接，方便限位柱的拆装工作，当限位柱磨损时，方便更换新的限位柱。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述角度传感器与检测杆之间设置有连接板，所述连接板与角度传感器的活动轴以及检测杆同轴固定，且所述连接板外壁与缸体内壁抵接。

通过采用上述技术方案，利用连接板实现角度传感器与检测杆的同步转动工作，同时连接板与缸体内壁抵接，可起到对缸体的密封作用，可避免油流入角度传感器内，影响角度传感器检测的准确度。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述连接板与缸体之间设置有油封，且所述连接板远离检测杆的一端与缸体之间通过轴承连接。

通过采用上述技术方案，利用轴承方便连接板相对缸体的周向转动，同时可对连接板进行轴向限位，同时利用连接板与缸体之间的油封，进一步增强连接板与缸体之间的密封性。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.利用钻杆可完成钻孔工作的同时，进行混凝土桩的浇筑工作，达到一杆两用，无需进行部件更换，简化操作步骤，达到方便操作并提高工作效率的效果；

2.扩张臂扩孔开挖工作过程中，活塞杆直线位移过程中，在螺旋槽与限位柱的配合作用下，驱使检测杆做周向转动，同时角度传感器检测出检测杆周向转动角度，从而得知活塞杆的位移距离，使其工作人员可实时得知活塞杆的位移距离，从而得知扩张臂的张开范围，保证扩底孔的精度，可保证扩底孔的孔径达到设计要求，避免扩底孔孔径过大，浪费之后需浇筑的混凝土。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是图1中扩张组件的结构示意图；

图3是图2中液压缸的结构示意图；

图4是图3中活塞杆与缸体的局部剖面示意图；

图5是图4中A部分的局部放大示意图；

图6是图3中检测杆的结构示意图。

图中，1、钻杆；2、挖齿；3、螺旋叶片；31、叶片一；32、叶片二；4、扩张组件；41、扩张臂；42、回转体；43、U型座；44、转轴一；45、转轴二；5、液压缸；51、缸体；52、活塞杆；53、插槽；54、检测杆；6、角度传感器；7、安装筒；8、油封；81、导引环；82、密封圈；83、外环圈；84、V型槽；85、通孔；9、限位柱；10、螺旋槽；11、推力轴承；12、端盖；13、放置槽；14、连接板；15、凹形座；16、斗齿；17、门板；18、转轴三；20、套管；21、法兰。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1和2，为本实用新型公开的一种可测桩径的长螺旋扩底钻头，包括内部中空设置的钻杆1，钻杆1上端固定有法兰21，利用法兰21与钻机连接；钻杆1下端固定有挖齿2，钻杆1处于法兰21下方的侧壁上固定有螺旋叶片3，螺旋叶片3沿钻杆1圆周均匀设置有两组；其中，螺旋叶片3从低至高分为两段不连续的叶片一31和叶片二32，叶片一31与叶片二32之间的空隙中设置有扩张组件4；钻机驱动钻杆1转动利用挖齿2进行钻直孔，直到设计高度后，扩张组件4朝外扩张，对直孔侧壁进行开挖，实现扩底孔的开挖工作。

其中，为方便土壤进入螺旋叶片3上，在叶片一31较低的一端固定有三组斗齿16，斗齿16上端面为尖角朝下的倾斜设置。

上述扩张组件4包括扩张臂41，扩张臂41朝叶片一31的一端为尖锐端，另一端一体成型回转体42，回转体42为圆柱形设置，钻杆1侧壁对应固定有U型座43，回转体42与U型座43同轴设置，且通过转轴一44穿过U型座43与回转体42同轴固定；回转体42内还偏心固定有转轴二45，转轴二45与转轴一44平行设置，叶片二32上转动连接有液压缸5，液压缸5的活塞杆52与转轴二45转动连接，液压缸5工作过程中，驱使扩张臂41做翻转工作，使其尖锐端与螺旋叶片3外壁齐平或突出螺旋叶片3外壁之外。本实施例中，液压缸5的油管沿钻杆1内延伸至外部，与液压泵站连通。

其中，钻杆1下端为尖角朝下的V字形设置，且V字形两个侧面形成开口；钻杆1下端还固定有凹形座15，凹形座15内插接有转轴三18，转轴三18上转动连接有两组分别启闭开口的门板17，两门板17的一端分别固定有套接并转动连接于转轴三18上的套管20；门板17翻转过程中，外壁与凹形座15的底壁抵接，并此时门板17与水平面的夹角为小于70°，本实施例中，优选50°。钻杆1钻入土壤的过程中，土壤驱使门板17朝上闭合开口。

本实施例中，挖齿2固定于凹形座15下端，且以钻杆1中心朝两侧延伸的挖齿2呈朝顺时针方向倾斜设置，其倾斜角度为45°，使其钻杆1顺时针转动钻孔时，增强挖齿2对土壤的开挖效果。

参照图3和6，上述液压缸5包括缸体51，活塞杆52插接于缸体51内，且活塞杆52的一端延伸至缸体51之外；活塞杆52处于缸体51内的一段同轴开设有插槽53，插槽53内插接配合有检测杆54，检测杆54远离活塞杆52的一端连接有角度传感器6，角度传感器6通过电线与外界中控显示屏连接；检测杆54的周壁沿轴向开设有螺旋槽10，活塞杆52外壁垂直连接有一端插接于螺旋槽10内的限位柱9；活塞杆52直线往复位移过程中，检测杆54做周向转动，角度传感器6检测检测杆54的转动角度，并输出数据给予中控显示屏，可得知活塞杆52的直线位移距离。本实施例中，角度传感器6通过电线与地面的中控显示屏连接，电线设置于钻机的钻杆1内。

本实施例中，上述螺旋槽10沿检测杆54周向均布设置有两道，限位柱9对应沿活塞杆52周向设置有两组；其中，限位柱9外壁开设有外螺纹，活塞杆52的外壁开设有与限位柱9配合螺纹孔，同时限位柱9插接于螺旋槽10内的一端为半球头设置，螺旋槽10的横截面呈与半球头直径相同的半圆形。

参照图4，本实施例中，缸体51远离活塞杆52的一端为开口设置，开口端可拆卸连接有端盖12，端盖12上开设有放置角度传感器6的放置槽13。

上述缸体51内部处于检测杆54与角度传感器6之间转动连接有连接板14，连接板14呈圆柱形设置，且连接板14一端与检测杆54同轴固定，另一端同轴开设有供角度传感器6的活动轴插接的限位槽，本实施例中，角度传感器6的活动轴横截面为六边形。

参照图4和5，上述端盖12朝活塞杆52的一端固定有安装筒7，连接板14插接于安装筒7内且与安装筒7之间设置有油封8，同时安装筒7朝端盖12的一端内壁固定有安装环，连接板14与安装环之间设置有推力轴承11，实现连接板14相对安装筒7的周向转动连接。

本实施例中，上述油封8沿连接板14轴向设置有两组，油封8包括导引环81，导引环81固定于连接板14周壁，且导引环81的截面呈凹形，导引环81内套接有密封圈82，上述安装筒7内壁对应开设有环槽，环槽内设置有外环圈83，外环圈83内壁与密封圈82外壁固定于一体，且外环圈83外周的横截面为波浪形。

其中，上述导引环81朝活塞杆52的侧壁沿自身周向开设有若干通孔85，上述密封圈82处于导引环81内的部分朝通孔85的一侧开设有V型槽84；且密封圈82相对V型槽84的一侧与导引环81之间设置有尼龙挡环。本实施例中，外环圈83与密封圈82由聚氨酯橡胶制成。

本实施例的实施原理为：先利用法兰21实现钻杆1与钻机的连接，钻机驱使钻杆1顺时针转动，并驱使钻杆1朝下位移，挖齿2对土壤进行开挖，并经螺旋叶片3的导向作用，驱使土壤排出桩孔之外，直到直孔的设计标高后，液压缸5的活塞杆52工作，驱使扩张臂41做朝外的展开工作，钻杆1继续转动，对直孔侧壁进行开挖，实现扩底孔的开挖工作；

开孔工作完成后，将钻杆1朝上位移部分，再将混凝土从钻杆1上端浇入，混凝土对门板17造成冲击力，驱使门板17翻转打开开口，混凝土经开口流入桩孔内，如此持续浇筑混凝土的同时，钻杆1逐渐朝上位移，实现对混凝土桩的浇筑工作；

此过程中，活塞杆52带动限位柱9做轴线位移工作，限位柱9沿检测杆54的螺旋槽10滑动，在螺旋槽10的导向作用下，驱使检测杆54周向转动，进而带动连接板14以及角度传感器6的活动轴转动，角度传感器6检测出检测杆54的周向转动角度，并将数据输送至中控显示屏，并可根据转动角度换算为活塞杆52的轴线位移，从而使其工作人员可实施监控活塞杆52的伸缩距离,可准确的控制扩翼的展开范围。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可测桩径的长螺旋扩底钻头，包括钻杆(1)、固定于钻杆(1)外壁的螺旋叶片(3)，所述钻杆(1)下端设置有挖齿(2)，其特征在于：所述钻杆(1)中空设置，且下端呈尖角朝下的V字形设置，且两侧面形成贯穿钻杆(1)内外的开口，所述钻杆(1)上还设置有两分别启闭开口的门板(17)，所述钻杆(1)下端设置有转轴三(18)，两所述门板(17)转动连接于转轴三(18)上，并自由垂落状态时，与水平面的倾斜角度小于70°。

2.根据权利要求1所述的一种可测桩径的长螺旋扩底钻头，其特征在于：所述钻杆(1)下端固定有凹形座(15)，所述转轴三(18)插接于凹形座(15)内，且所述门板(17)自由垂落状态时，外壁与凹形座(15)内壁抵接。

3.根据权利要求2所述的一种可测桩径的长螺旋扩底钻头，其特征在于：所述挖齿(2)固定于凹形座(15)下端，且挖齿(2)呈朝钻杆(1)顺时针方向倾斜设置。

4.根据权利要求1所述的一种可测桩径的长螺旋扩底钻头，其特征在于：所述螺旋叶片(3)包括不连续的且由低至高设置的叶片一(31)和叶片二(32)，所述叶片一(31)与叶片二(32)之间设置有扩张组件(4)，所述扩张组件(4)包括转动连接于钻杆(1)外壁的扩张臂(41)以及驱使扩张臂(41)自转的液压缸(5)，液压缸(5)一端与叶片二(32)转动连接，活塞杆(52)与扩张臂(41)朝叶片二(32)的一端转动连接，所述扩张臂(41)朝叶片一(31)的一端为尖锐设置，所述扩张臂(41)转动过程中，尖锐端做突出或不突出螺旋叶片(3)之外；所述液压缸(5)包括缸体(51)，所述活塞杆(52)插接于缸体(51)内，且所述活塞杆(52)处于缸体(51)内的一端同轴开设有插槽(53)，插槽(53)内插接配合有检测杆(54)，所述检测杆(54)转动连接于缸体(51)内，且所述缸体(51)内设置有与检测杆(54)同轴连接的角度传感器(6)；所述检测杆(54)周壁开设有螺旋槽(10)，所述插槽(53)内设置有插接于螺旋槽(10)内的限位柱(9)。

5.根据权利要求4所述的一种可测桩径的长螺旋扩底钻头，其特征在于：所述螺旋槽(10)沿检测杆(54)外壁圆周均匀开设有两组，所述限位柱(9)对应设置有两组。

6.根据权利要求5所述的一种可测桩径的长螺旋扩底钻头，其特征在于：所述螺旋槽(10)的横截面为半圆形，所述限位柱(9)的一端为半球头设置；且所述限位柱(9)外壁开设有外螺纹，所述活塞杆(52)开设有供限位柱(9)配合的螺纹孔。

7.根据权利要求4所述的一种可测桩径的长螺旋扩底钻头，其特征在于：所述角度传感器(6)与检测杆(54)之间设置有连接板(14)，所述连接板(14)与角度传感器(6)的活动轴以及检测杆(54)同轴固定，且所述连接板(14)外壁与缸体(51)内壁抵接。

8.根据权利要求7所述的一种可测桩径的长螺旋扩底钻头，其特征在于：所述连接板(14)与缸体(51)之间设置有油封(8)，且所述连接板(14)远离检测杆(54)的一端与缸体(51)之间通过轴承连接。

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