CN212479077U - 一种气动冲击钻头 - Google Patents

Abstract

一种气动冲击钻头，包括外管、内管和硬质挤压头，外管从前向后依次分为钻进部、扩径部、排气部和连接部，钻进部和排气部均为圆台结构，钻进部的大直径端和排气部的大直径端分别和扩径部的两端平滑连接，扩径部设有用以确定成孔孔径的定径环，硬质挤压头固定在钻进部的小直径端，排气部的锥面上沿周向开设多个排气狭缝，连接部一端和排气部的小直径端平滑连接，另一端和冲击器连接；所述内管固定在外管的管腔中，内管前端呈封闭状态，后端通过连接部实现与冲击器气路的连通，在内管的管壁上开设有多个通气孔，以连通内管和外管的管腔。本实用新型在钻孔效率得到提升的同时，钻头结构更为简单，其造价也更低，因此具有较高的性价比。

Description

一种气动冲击钻头

技术领域

本实用新型属于钻进成孔设备领域，具体涉及一种安装在气动冲击器前端的冲击钻头。

背景技术

目前深基坑支护的主要形式有：土钉墙支护、钢板桩支护、水泥土墙支护、排桩内支撑支护、排桩土层锚杆支护和地下连续墙支护。其中土钉墙支护具有造价低、施工快且性能可靠等优势，被广泛应用。

土钉墙（Soil Nail Wall）是一种原位土体加筋技术。将基坑边坡通过由钢筋制成的土钉进行加固，边坡表面铺设一道钢筋网再喷射一层砼面层和土方边坡相结合的边坡加固型支护施工方法。其构造为设置在坡体中的加筋杆件（即土钉或锚杆）与其周围土体牢固粘结形成的复合体，以及面层所构成的类似重力挡土墙的支护结构。

土钉墙具有多种形式，如钻孔注浆型、直接打入型和打入注浆型。其中，钻孔注浆型是先用钻机等机械设备在土体中钻孔，成孔后置入杆体（一般采用HRB335 带肋钢筋制作），然后沿全长注水泥浆。钻孔注浆型几乎适用于各种土层，抗拔力较高，质量较可靠，造价较低，是最常用的土钉墙类型。

目前用于土钉墙施工成孔时的钻头包括气动式的潜孔钻头和带有螺纹齿的钻头。

对于潜孔钻头来说，一般多适用于岩层，而对于土层来说，很难正常使用，其原因在于，潜孔钻头需要和气动冲击器连接，并要保持气路的畅通，才能确保气动冲击器的正常工作，而潜孔钻头前端设有排气孔，在土层中作业时，一方面是容易被土堵塞，另一方面是，钻孔打出的土渣会堵在钻头和孔壁之间，使得钻头前方排出的气无法向后排出，因此导致气动冲击器无法正常工作，潜孔钻头也就不能正常钻进。此外，潜孔钻头的造价也很大，无疑又会增加施工的成本。

对于带有螺纹齿的钻头，虽然其造价低，但是钻进时，需要旋转钻进，其阻力较大，进而导致钻孔效率较低，例如采用该种钻头的单机头钻机，每天的钻进长度只有300m，很难满足施工方的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种气动冲击钻头，通过对钻头结构的整体优化，使得钻孔效率得到大幅提高，而且钻头的制造成本也远低于气动式的潜孔钻头，因此具有优良的综合性能。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种气动冲击钻头，包括外管、内管和硬质挤压头，所述外管从前向后依次分为钻进部、扩径部、排气部和连接部，所述钻进部和排气部均为圆台结构，所述钻进部的大直径端和所述排气部的大直径端分别和所述扩径部的两端平滑连接，所述扩径部的最大外径位置为用以确定成孔孔径的定径环，所述硬质挤压头固定在钻进部的小直径端，所述排气部的锥面上沿周向开设多个排气狭缝，所述连接部一端和所述排气部的小直径端平滑连接，连接部的另一端用于和气动冲击器连接；所述内管固定在所述外管的管腔中，内管前端呈封闭状态，内管后端固定在连接部或排气部内壁上，并通过连接部的通道实现与冲击器气路的连通，在所述内管的管壁上开设有多个通气孔，以连通内管的管腔和外管的管腔。

所述硬质挤压头焊接在所述钻进部的小直径端。

所述硬质挤压头为钢制球头。

所述钢制球头上的一部分球面位于所述外管的管腔内，其余的球面位于外管以外，且钢制球头进入外管的深度小于钢制球头自身的半径。

所述内管的前端和进入外管管腔的钢制球头的球面焊接，以实现对内管前端的封闭。

所述内管为圆柱管。

所述钻进部锥面的母线长度大于排气部锥面的母线长度。

所述排气狭缝的长度不大于排气部锥面的母线长度。

所述扩径部为圆柱形或鼓形。

所述连接部设有连接气动冲击器的内丝孔。

本实用新型的有益效果是：第一，本实用新型将钻头的形状设置成前、后为圆台形，中段是圆柱形或鼓形的扩径部，这样无论采用旋转推进还是直线推进的方式，钻头前端的锥面对土层都是挤压钻进，因此产生的土渣较少，不会去堵塞排气孔；况且，本实用新型的排气孔是设置在同样是锥面的排气部上，可以实现向后排气，在钻孔时，因为钻头后部是处于成孔后的钻孔中，因此通过孔口可以和外界连通的，所以就可以始终保持冲击器和钻头的气路畅通；还有，本实用新型扩径部的最大外径处的工作环是贴紧孔壁的，因此即使产生的少量土渣也会被工作部封闭在钻头前端，而不会堵塞在钻头后端的排气孔。这样就可以解决现有技术中，潜孔钻头用于土层成孔后容易堵塞气路的问题。此外，本实用新型采用排气狭缝作为排气孔，可以有效增大排气面积，并且设置狭缝后，气流速度增大，进一步确保从冲击器到钻头再到钻孔的气路的畅通。但是，在性能得到提升的同时，钻头结构更为简单，其造价也更低，因此具有较高的性价比。

第二，本实用新型外管上没有设置螺纹齿等，而是通体光滑的，成孔时通过对土体的挤压成孔，并且外管上设有定径环，定径环的目的是确定并稳定钻孔的孔径，同时还可以减少钻头与土层的接触面积，尤其是当钻头工作部采用鼓形时，极大地降低了钻头和土层之间的摩擦阻力，因此，相较于带有螺纹齿的钻头，本实用新型可以将钻孔效率提高数倍。据对比试验，在成孔直径相同的情况下，一根带有螺纹齿的钻头每天可以钻进300米，而采用本实用新型的钻头后，每天可钻进1500米。

第三，本实用新型在使用时，仍然是安装在传统的气动冲击器上，因此没有安装使用门槛，并且该钻头不仅可以用于在土层（硬质土、软土）中钻孔，还可以在砂卵地质使用，因此通用性较好。

附图说明

图1为本实用新型外部的结构示意图；

图2为本实用新型内部的结构示意图；

图中标记：1、外管、2、内管，3、球头，4、前锥部，5、工作部，6、后锥部、7、连接部，8、排气狭缝。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不作为对实用新型做任何限制的依据，以下所述的“前”、“后”均是以钻进方向为前，与之相反的方向为后。

参照附图所示，一种气动冲击钻头，该钻头用于和气动冲击器连接，以实现在基坑支护中钻孔作业。该钻头包括外管1、内管2和硬质挤压头3。

根据在钻进过程中的不同作用，可以将所述外管1从前向后依次分为以下几段：钻进部4、扩径部5、排气部6和连接部7，以上各部之间为平滑连接。所述钻进部4用于挤压土体成孔，因此钻进部4采用圆台结构，其管壁为锥面，钻进部4的小直径端为外管1的前端，和所述硬质挤压头3固定连接，钻进部4的大直径端平滑连接在所述扩径部5的前端。所述扩径部5主要用于确定钻进部4钻出的孔的最终孔径，扩径部5上具有用于确定孔径的定位环，扩径部5可以是圆柱形或是鼓形，对于圆柱形，其定位环为圆柱面；对于鼓形，由于鼓形侧面是中间凸出的弧面，因此鼓形上最大直径处即为所述的定位环，定位环的外径即为钻孔的孔径。所述排气部6主要用于钻头内的空气排出，以确保钻头内部气路和气动冲击器的气路通畅，进而保证气动作业的顺利进行，因此，需要将排气部6设置成圆台结构，即排气部6位置的管壁为锥面，且排气部6的大直径端和所述扩径部5的后端连接，排气部6的小直径端和所述连接部7连接，这样，排气部6和钻进部4就分别位于扩径部5的轴向两端，在排气部6的锥面上沿其周向均布有多个排气狭缝8，因此，排气狭缝8的排气方向就是向后的，即朝向钻孔孔口，这样可以有利于顺利排气，钻进中的土渣也不会堵塞排气狭缝。所述连接部7上设有内丝孔，以便将钻头和气动冲击器连接，连接部7上还设有气体通道，以连通气动冲击器的气路和钻头内部的气路。

所述硬质挤压头3采用钢制球头，焊接在所述钻进部4的小直径端，并且钢制球头上的一部分球面位于所述外管1的管腔内，其余的球面位于外管1以外，且钢制球头进入外管1的深度小于钢制球头自身的半径。

所述内管2为圆柱空心管，内管2前端焊接在钢制球头上，形成内管2前端的封闭，内管2后端的管壁焊接在外管1内壁上，焊接部位可以是连接部7或排气部6内壁上，但是要确保内管2后端的端口和连接部7内的气体通道连接，其目的是让气动冲击器的空气沿内管2进入钻头。内管2的管壁上设有多个通气孔，以连通内管2的管腔和外管1的管腔。

进一步的，所述钻进部4锥面的母线长度大于排气部6锥面的母线长度，以减小钻进的阻力，提高钻孔效率。

更进一步的，所述排气狭缝8的长度不大于排气部6锥面的母线长度，以确保可以向后排气并不被堵塞。

本实用新型在使用时，通过连接部7的内丝孔和气动冲击器连接，钻孔过程中，前端的硬质挤压头3和钻进部4的锥面挤压土层而向前推进，扩径部5的定径环可以稳定钻孔的孔径。参考图2箭头所示，气动冲击器内的空气经连接部7的气体通道进入内管2后，从内管2上的通气孔进入外管1的管腔，然后再从排气部6的排气狭缝8排出，因为钻头前端没有设置任何排气孔，排气部6的排气狭缝8始终处于成孔后的钻孔后部，且不与孔壁接触，因此钻进中的土渣等不会堵塞气路，从而确保钻进的顺利进行。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气动冲击钻头，其特征在于：包括外管、内管和硬质挤压头，所述外管从前向后依次分为钻进部、扩径部、排气部和连接部，所述钻进部和排气部均为圆台结构，所述钻进部的大直径端和所述排气部的大直径端分别和所述扩径部的两端平滑连接，所述扩径部的最大外径位置为用以确定成孔孔径的定径环，所述硬质挤压头固定在钻进部的小直径端，所述排气部的锥面上沿周向开设多个排气狭缝，所述连接部一端和所述排气部的小直径端平滑连接，连接部的另一端用于和气动冲击器连接；所述内管固定在所述外管的管腔中，内管前端呈封闭状态，内管后端固定在连接部或排气部内壁上，并通过连接部的通道实现与冲击器气路的连通，在所述内管的管壁上开设有多个通气孔，以连通内管的管腔和外管的管腔。

2.根据权利要求1所述的一种气动冲击钻头，其特征在于：所述硬质挤压头焊接在所述钻进部的小直径端。

3.根据权利要求1所述的一种气动冲击钻头，其特征在于：所述硬质挤压头为钢制球头。

4.根据权利要求3所述的一种气动冲击钻头，其特征在于：所述钢制球头上的一部分球面位于所述外管的管腔内，其余的球面位于外管以外，且钢制球头进入外管的深度小于钢制球头自身的半径。

5.根据权利要求1所述的一种气动冲击钻头，其特征在于：所述内管的前端和进入外管管腔的钢制球头的球面焊接，以实现对内管前端的封闭。

6.根据权利要求1所述的一种气动冲击钻头，其特征在于：所述内管为圆柱管。

7.根据权利要求1所述的一种气动冲击钻头，其特征在于：所述钻进部锥面的母线长度大于排气部锥面的母线长度。

8.根据权利要求1所述的一种气动冲击钻头，其特征在于：所述排气狭缝的长度不大于排气部锥面的母线长度。

9.根据权利要求1所述的一种气动冲击钻头，其特征在于：所述扩径部为圆柱形或鼓形。

10.根据权利要求1所述的一种气动冲击钻头，其特征在于：所述连接部设有连接气动冲击器的内丝孔。

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