CN219365942U - 一种三维立体深层搅拌桩钻具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三维立体深层搅拌桩钻具，包括主齿轮轴，还包括分动箱，主齿轮轴纵向贯穿分动箱，且主齿轮轴的顶端与上部钻头连接，主齿轮轴的底端与下部钻头连接，主齿轮轴位于分动箱内的部分套设固定有主动锥齿轮，从齿轮轴一端设置有从动锥齿轮，另一端穿出分动箱侧部与侧部钻头连接，主动锥齿轮和从动锥齿轮啮合，注浆通道依次穿过上部钻头、主齿轮轴、下部钻头后与下部钻头上的径向出浆孔连接。本实用新型使用方便简单；进行砂泥软基的桩孔钻孔更加高效，水泥浆喷出后搅拌更加均匀；密封性更好。

Description

一种三维立体深层搅拌桩钻具

技术领域

本实用新型属于水泥土搅拌桩技术领域，具体涉及一种三维立体深层搅拌桩钻具，适用于水泥土搅拌桩施工，尤其适用于砂泥软基的水泥土搅拌桩施工。

背景技术

水泥土搅拌桩是软基处理的一种有效形式，将水泥作为主固化剂，施工时钻杆带动钻具旋转搅拌下沉，再喷浆搅拌提升，重复搅拌，最后形成水泥土桩体使软土硬结而提高地基强度。

当前水泥土搅拌桩越来越多地应用到填海工程的砂泥软基处理项目，但是现有水泥桩搅拌钻头在软基上施工的过程中，存在软基搅拌不够均匀的问题，例如实用新型专利：一种自动刮泥水泥搅拌桩机，申请号2018203135911，其钻具即为常用钻具，包括主轴和设置在主轴底端的搅拌桨，但是这种钻具在实际应用中，水泥土仅仅在主轴底端的搅拌桨处得到搅拌，但是主轴侧部无法得到同步搅拌，搅拌方式单一，搅拌不均匀。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的上述不足，提供一种三维立体深层搅拌桩钻具。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种三维立体深层搅拌桩钻具，包括主齿轮轴，还包括分动箱，主齿轮轴纵向贯穿分动箱，且主齿轮轴的顶端与上部钻头连接，主齿轮轴的底端与下部钻头连接，主齿轮轴位于分动箱内的部分套设固定有主动锥齿轮，从齿轮轴一端设置有从动锥齿轮，另一端穿出分动箱侧部与侧部钻头连接，主动锥齿轮和从动锥齿轮啮合，注浆通道依次穿过上部钻头、主齿轮轴、下部钻头后与下部钻头上的径向出浆孔连接。

如上所述上部钻头包括上部连接筒体和设置在上部连接筒体侧壁的上部搅拌叶片，上部连接筒体顶部与上部法兰连接，注浆通道贯穿上部法兰中部，主齿轮轴的顶端插入固定到上部连接筒体底端，主齿轮轴的顶端外壁与上部连接筒体底端内壁之间设置有上部钻头密封圈。

如上所述下部钻头包括下部连接筒体和设置在下部连接筒体侧壁的下部搅拌叶片，下部连接筒体底端为锥形，主齿轮轴的底端插入固定到下部连接筒体顶端，主齿轮轴的底端外壁与下部连接筒体顶端内壁之间设置有下部钻头密封圈，主齿轮轴的底部设固定有下部法兰，下部连接筒体顶端外壁设置有钻头法兰，下部法兰和钻头法兰通过螺栓连接。

如上所述分动箱为竖直筒状，分动箱的顶端密封盖设有上端盖，上端盖上设置有上端盖轴孔，主齿轮轴贯穿上端盖轴孔，上端盖轴孔和主齿轮轴之间设置有上端盖密封圈，分动箱的底端密封盖设有下端盖，下端盖上设置有下端盖轴孔，主齿轮轴贯穿下端盖轴孔，下端盖轴孔和主齿轮轴之间设置有下端盖密封圈。

如上所述主齿轮轴位于分动箱内的部分分为上部轴、中部轴和下部轴，上部轴与分动箱上部内壁之间设置有上部深沟球轴承和上部推力球轴承，下部轴与分动箱下部内壁之间设置有下部深沟球轴承和下部推力球轴承，中部轴套设固定有主动锥齿轮。

如上所述分动箱的侧壁设置有侧部轴孔，侧部轴孔与侧部挡环连通，侧部钻头包括横向筒体和设置在横向筒体外壁的侧部搅拌叶片，横向筒体内端罩设在侧部挡环上，横向筒体内端的内壁与侧部挡环外壁之间设置有侧部密封圈，从齿轮轴内端设置从动锥齿轮，从齿轮轴外端与横向筒体的外端面连接，从齿轮轴中部通过两个圆锥辊子轴承与侧部挡环内壁连接。

如上所述从齿轮轴为多个，各个从齿轮轴绕主齿轮轴的中心轴中心对称分布，侧部钻头的个数与从齿轮轴的个数对应一致。

如上所述分动箱上位于相邻的侧部钻头之间的侧壁设置有挤压件，挤压件的顶部设置两块八字形分布的上部挤压板，挤压件的底部设置有两块倒八字形分布的下部挤压板。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、使用方便简单，仅仅需要将上部法兰与钻杆连接，注浆通道与注浆设备连接，既可以工作；

2、本实用新型中，除了设置有上部钻头和下部钻头之外，还在主齿轮轴的周向设置有侧部钻头，使得软基的桩孔钻孔更加高效，水泥浆喷出后搅拌更加均匀；

3、本实用新型设置有上部钻头密封圈、下部钻头密封圈、上端盖密封圈、下端盖密封圈、以及侧部密封圈，使得本实用新型中相对有旋转的部分均做到密封处理，密封性更好。

附图说明

图1为本实用新型的立体示意图；

图2为本实用新型的剖面示意图。

图中：1-主齿轮轴；2-分动箱；3-上部钻头；4-下部钻头；5-主动锥齿轮；6-从齿轮轴；7-从动锥齿轮；8-侧部钻头；9-注浆通道；10-径向出浆孔；11-上部法兰；12-下部法兰；201-上端盖；202-上端盖密封圈；203-下端盖；204-下端盖密封圈；205-上部深沟球轴承；206-上部推力球轴承；207-下部深沟球轴承；208下部推力球轴承；209-侧部轴孔；210-侧部挡环；301-上部连接筒体；302-上部搅拌叶片；303-上部钻头密封圈；401-下部连接筒体；402-下部搅拌叶片；403-下部钻头密封圈；404-钻头法兰；801-横向筒体；802-侧部搅拌叶片；803-侧部密封圈；804-圆锥辊子轴承；805-锁紧螺母；806-侧面端盖；13-挤压件；1301-上部挤压板；1302-下部挤压板。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合实例对本实用新型作进一步的详细描述，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并非是对本实用新型的限制。

实施例1：

一种三维立体深层搅拌桩钻具，包括上部钻头3、主齿轮轴1、分动箱2、下部钻头4、从齿轮轴6和侧部钻头8，主齿轮轴1纵向贯穿分动箱2，且主齿轮轴1的顶端与上部钻头3连接，上部钻头3转动带动主齿轮轴1转动，主齿轮轴1的底端与下部钻头4连接，主齿轮轴1转动带动下部钻头4转动，主齿轮轴1位于分动箱2内的部分套设固定有主动锥齿轮5，从齿轮轴6一端设置有从动锥齿轮7，另一端穿出分动箱2侧部与侧部钻头8连接，主动锥齿轮5和从动锥齿轮7啮合，注浆通道9依次穿过上部钻头3、主齿轮轴1、下部钻头4后与下部钻头4上的径向出浆孔10连接。主齿轮轴1转动带动主动锥齿轮5转动，主动锥齿轮5带动从动锥齿轮7转动，从动锥齿轮7带动从齿轮轴6转动，进而带动侧部钻头8转动。

上部钻头3包括上部连接筒体301和设置在上部连接筒体301侧壁的上部搅拌叶片302，上部连接筒体301顶部与上部法兰11连接，注浆通道9贯穿上部法兰11中部，上部法兰11与钻杆连接，为上部钻头3提供旋转动力，进而带动上部搅拌叶片302旋转对水泥土进行搅拌，主齿轮轴1的顶端插入固定到上部连接筒体301底端，主齿轮轴1的顶端外壁与上部连接筒体301底端内壁之间设置有上部钻头密封圈303，主齿轮轴1的顶端和上部连接筒体301底端之间可以通过螺栓或者销钉等方式进行固定。

下部钻头4包括下部连接筒体401和设置在下部连接筒体401侧壁的下部搅拌叶片402，下部连接筒体401底端为锥形，锥形的底部方便更好的向下贯穿，主齿轮轴1的底端插入固定到下部连接筒体401顶端，主齿轮轴1的底端外壁与下部连接筒体401顶端内壁之间设置有下部钻头密封圈403，下部钻头密封圈403用于实现注浆通道9与外部的密封，主齿轮轴1的底部(露出下部连接筒体401的部分)套设固定有下部法兰12，下部连接筒体401顶端外壁设置有钻头法兰404，下部法兰12和钻头法兰404通过螺栓连接，通过下部法兰12和钻头法兰404的连接，实现主齿轮轴1与下部钻头4之间的连接。

分动箱2为竖直筒状，分动箱2的顶端密封盖设有上端盖201，上端盖201上设置有上端盖轴孔，主齿轮轴1贯穿上端盖轴孔，上端盖轴孔和主齿轮轴1之间设置有上端盖密封圈202，上端盖密封圈202实现分动箱2的顶端和主齿轮轴1之间的密封。分动箱2的底端密封盖设有下端盖203，下端盖203上设置有下端盖轴孔，主齿轮轴1贯穿下端盖轴孔，下端盖轴孔和主齿轮轴1之间设置有下端盖密封圈204，下端盖密封圈204实现分动箱2的底端和主齿轮轴1之间的密封。

主齿轮轴1位于分动箱2内的部分分为上部轴、中部轴和下部轴，上部轴与分动箱2上部内壁之间设置有上部深沟球轴承205和上部推力球轴承206，下部轴与分动箱2下部内壁之间设置有下部深沟球轴承207和下部推力球轴承208，中部轴套设固定有主动锥齿轮5。上部深沟球轴承205和下部深沟球轴承207实现主齿轮轴1相对于分动箱2实现自转，同时还可以承受一定的径向作用力；上部推力球轴承206和下部推力球轴承208使得主齿轮轴1相对于分动箱2可以实现自转的，同时还可以承受一定的轴向作用力。

作为一种可实施的安装方式，上部深沟球轴承205和下部深沟球轴承207的内圈分别与上部轴和下部轴连接，上部深沟球轴承205和下部深沟球轴承207的外圈分别与分动箱2上部内壁和分动箱2下部内壁连接。上部推力球轴承206和下部推力球轴承208的轴圈分别与上部轴和下部轴连接，上部推力球轴承206和下部推力球轴承208的座圈分别与分动箱2上部内壁和分动箱2下部内壁连接。

分动箱2的侧壁设置有侧部轴孔209，侧部轴孔209与侧部挡环210连通，侧部轴孔209与侧部挡环210用于从齿轮轴6从分动箱2穿出与侧部钻头8进行安装，侧部钻头8包括横向筒体801和设置在横向筒体801外壁的侧部搅拌叶片802，横向筒体801内端(靠近主齿轮轴1一端)罩设在侧部挡环210上，横向筒体801内端的内壁与侧部挡环210外壁之间设置有侧部密封圈803，侧部密封圈803用于实现转动的横向筒体801与侧部挡环210之间的密封，从齿轮轴6内端(靠近主齿轮轴1一端)设置从动锥齿轮7，从齿轮轴6外端(远离主齿轮轴1一端)与横向筒体801的外端面(远离主齿轮轴1一端的端面)连接，从齿轮轴6中部通过两个圆锥辊子轴承804与侧部挡环210内壁连接。两个圆锥辊子轴承804可承受的轴向荷载方向相反。两个圆锥辊子轴承804可以实现从齿轮轴6相对于侧部挡环210自转，也即实现相对于分动箱2自转，同时还可以承受一部分轴向荷载的压力。

作为一种可选的连接方式，从齿轮轴6外端与横向筒体801的外端面连接的部分为渐变轴，渐变轴的外径自从齿轮轴6的外端至内端依次变大，渐变轴上设置有花键，横向筒体801的外端面设置有安装孔，安装孔内壁设置有与花键位置一致的花键槽，从齿轮轴6外端贯穿安装孔时，花键插入到花键槽中，从齿轮轴6外端延伸到横向筒体801的外端面外侧的部分通过螺纹与锁紧螺母805连接，侧面端盖806罩设固定在从齿轮轴6外端延伸到横向筒体801的外端面外侧的部分，且侧面端盖806与横向筒体801连接，由于渐变轴的外径自从齿轮轴6的外端至内端依次变大，因此花键插入到花键槽的过程中，先是花键的外端可以穿过花键槽，插入到一定程度的时候，花键的中部或者内端会卡在花键槽中，因此，通过拧紧锁紧螺母805，将横向筒体801往从齿轮轴6内端方向推动时，推到一定程度，花键会卡在花键槽中，进而实现从齿轮轴6的外端与横向筒体801的外端面之间的轴向方向的固定。

作为一种可实施方案，从齿轮轴6为对称分布的多个，各个从齿轮轴6绕主齿轮轴1的中心轴中心对称分布，侧部钻头8的个数与从齿轮轴6的个数对应一致。图1中，作为一个实例，从齿轮轴6和侧部钻头8为2个，但是从齿轮轴6和侧部钻头8不局限于为2个。

分动箱2上位于相邻的侧部钻头8之间的侧壁设置有挤压件13，挤压件13的顶部设置两块八字形分布的上部挤压板1301，挤压件13的底部设置有两块倒八字形分布的下部挤压板1302。在提升的过程，两块八字形分布的上部挤压板1301将水泥土挤排到两侧的两个侧部钻头8进行混合搅拌，在下沉的过程中，两块倒八字形分布的下部挤压板1302将水泥土挤排到两侧的两个侧部钻头8进行混合搅拌。

本实用新型的使用包括以下步骤：

步骤1、搅拌下沉

在上部法兰11与钻杆连接，进而带动上部钻头3、侧部钻头8以及下部钻头4进行旋转，实现上部钻头3、侧部钻头8以及下部钻头4在软基中同步旋转和下沉；

步骤2、喷浆搅拌提升

上部钻头3、侧部钻头8以及下部钻头4在软基中同步旋转和提升，水泥浆沿着注浆通道进行传输，同时在下部钻头4的径向出浆孔10中喷出，水泥浆经径向出浆孔10喷出后与软基中的土混合；

步骤3、重复搅拌

重复步骤1和步骤2，即可实现重复搅拌。

需要指出的是，本实用新型中所描述的具体实施例仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种三维立体深层搅拌桩钻具，包括主齿轮轴(1)，其特征在于，还包括分动箱(2)，主齿轮轴(1)纵向贯穿分动箱(2)，且主齿轮轴(1)的顶端与上部钻头(3)连接，主齿轮轴(1)的底端与下部钻头(4)连接，主齿轮轴(1)位于分动箱(2)内的部分套设固定有主动锥齿轮(5)，从齿轮轴(6)一端设置有从动锥齿轮(7)，另一端穿出分动箱(2)侧部与侧部钻头(8)连接，主动锥齿轮(5)和从动锥齿轮(7)啮合，注浆通道(9)依次穿过上部钻头(3)、主齿轮轴(1)、下部钻头(4)后与下部钻头(4)上的径向出浆孔(10)连接；

所述下部钻头(4)包括下部连接筒体(401)和设置在下部连接筒体(401)侧壁的下部搅拌叶片(402)，下部连接筒体(401)底端为锥形，主齿轮轴(1)的底端插入固定到下部连接筒体(401)顶端，主齿轮轴(1)的底端外壁与下部连接筒体(401)顶端内壁之间设置有下部钻头密封圈(403)，主齿轮轴(1)的底部设固定有下部法兰(12)，下部连接筒体(401)顶端外壁设置有钻头法兰(404)，下部法兰(12)和钻头法兰(404)通过螺栓连接；

所述从齿轮轴(6)为多个，各个从齿轮轴(6)绕主齿轮轴(1)的中心轴中心对称分布，侧部钻头(8)的个数与从齿轮轴(6)的个数对应一致，所述分动箱(2)上位于相邻的侧部钻头(8)之间的侧壁设置有挤压件(13)，挤压件(13)的顶部设置两块八字形分布的上部挤压板(1301)，挤压件(13)的底部设置有两块倒八字形分布的下部挤压板(1302)；

从齿轮轴(6)外端与横向筒体(801)的外端面连接的部分为渐变轴，渐变轴的外径自从齿轮轴(6)的外端至内端依次变大，渐变轴上设置有花键，横向筒体(801)的外端面设置有安装孔，安装孔内壁设置有与花键位置一致的花键槽，从齿轮轴(6)外端贯穿安装孔时，花键插入到花键槽中，从齿轮轴(6)外端延伸到横向筒体(801)的外端面外侧的部分通过螺纹与锁紧螺母(805)连接，侧面端盖(806)罩设固定在从齿轮轴(6)外端延伸到横向筒体(801)的外端面外侧的部分，且侧面端盖(806)与横向筒体(801)连接。

2.根据权利要求1所述一种三维立体深层搅拌桩钻具，其特征在于，所述上部钻头(3)包括上部连接筒体(301)和设置在上部连接筒体(301)侧壁的上部搅拌叶片(302)，上部连接筒体(301)顶部与上部法兰(11)连接，注浆通道(9)贯穿上部法兰(11)中部，主齿轮轴(1)的顶端插入固定到上部连接筒体(301)底端，主齿轮轴(1)的顶端外壁与上部连接筒体(301)底端内壁之间设置有上部钻头密封圈(303)。

3.根据权利要求1所述一种三维立体深层搅拌桩钻具，其特征在于，所述分动箱(2)为竖直筒状，分动箱(2)的顶端密封盖设有上端盖(201)，上端盖(201)上设置有上端盖轴孔，主齿轮轴(1)贯穿上端盖轴孔，上端盖轴孔和主齿轮轴(1)之间设置有上端盖密封圈(202)，分动箱(2)的底端密封盖设有下端盖(203)，下端盖(203)上设置有下端盖轴孔，主齿轮轴(1)贯穿下端盖轴孔，下端盖轴孔和主齿轮轴(1)之间设置有下端盖密封圈(204)。

4.根据权利要求1所述一种三维立体深层搅拌桩钻具，其特征在于，所述主齿轮轴(1)位于分动箱(2)内的部分分为上部轴、中部轴和下部轴，上部轴与分动箱(2)上部内壁之间设置有上部深沟球轴承(205)和上部推力球轴承(206)，下部轴与分动箱(2)下部内壁之间设置有下部深沟球轴承(207)和下部推力球轴承(208)，中部轴套设固定有主动锥齿轮(5)。

5.根据权利要求1所述一种三维立体深层搅拌桩钻具，其特征在于，所述分动箱(2)的侧壁设置有侧部轴孔(209)，侧部轴孔(209)与侧部挡环(210)连通，侧部钻头(8)包括横向筒体(801)和设置在横向筒体(801)外壁的侧部搅拌叶片(802)，横向筒体(801)内端罩设在侧部挡环(210)上，横向筒体(801)内端的内壁与侧部挡环(210)外壁之间设置有侧部密封圈(803)，从齿轮轴(6)内端设置从动锥齿轮(7)，从齿轮轴(6)外端与横向筒体(801)的外端面连接，从齿轮轴(6)中部通过两个圆锥辊子轴承(804)与侧部挡环(210)内壁连接。