TW201931990A - 具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置 - Google Patents

Abstract

一種具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，包含有：一噴頭單元，用以連接於一噴管之底端，該噴頭單元內部具有一水道，且該噴頭單元具有朝下的一下出水口連通於該水道，該噴管係提供水源進入該水道，並由該下出水口噴出強力水射流；其中，該噴頭單元底端具有用以接觸並衝擊土壤之一破擊部。本發明主要是在噴頭單元設置朝上的上出水口連通於該水道，該至少一上出水口係用以向上噴出強力水射流，藉由這個向上的水射流來帶走孔穴內的泥水及泥砂。

Description

具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置

本發明係有關於一種具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置。

中華民國I581699號專利，揭露了一種於樹木生育地土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，該案於先前技術中已詳細說明土壤為何需要挖出柱狀孔穴，才能使土壤的環境改善，提供大的土壤粒子孔隙、連續性的土壤間隙、深層有效孔隙，進而讓樹木的根系能生長在含氧率及含水率良好的環境，藉以使樹木得以成長。該案並舉出多個先前技術，說明了先前技術以氣壓式、機械式及水壓式的方式來對土壤進行改善，然而，都有些缺失有待改進。

前述中華民國I581699號專利，其技術特徵除了噴管、噴頭之外，主要技術特徵在於具有一衝擊頭，利用衝擊頭前端的破擊部來衝擊土壤，以及利用衝擊頭中心具有的出射孔射出強力水射流來沖激土壤，藉此來形成一可深達土壤硬盤層的柱狀孔穴。此案技術雖然可以達到挖掘柱狀孔穴的目的，然而，在挖掘過程中，由於水是一直噴入這個柱狀孔穴而沒有排出的機制，因此在水愈積愈多之後，即會在這個柱狀孔穴的底部與沖激下來的泥砂混合形成泥水，這些泥水中所含有的泥砂如果太多或濃度太高時，反而會阻礙強力水射流造成其衝激力降低，進而影響挖掘的效率，因此，若能將這些泥水排出，無疑地可以增進孔穴挖掘的效率。

目前已知的排出泥水技術，主要是使用一排泥設備以抽水的方式將孔穴內的泥水抽出，然而，必須與挖掘動作分開，也就是分別進行挖掘及排泥水的動作，在設備的使用上，也就會變成先以挖掘設備進行挖掘，欲抽水時，就將挖掘設備取出，置入抽水設備來進行抽水，在抽完水後，又必須將抽水設備取出，再置入挖掘設備繼續挖掘，這樣實在是非常麻煩而不方便。

本發明之主要目的乃在於提供一種具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其可在挖掘土壤時，一併將孔穴內的泥水向外排出至孔穴外。

本發明之主要目的乃在於提供一種具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其相較於習知無法排出泥水的挖掘裝置而言，可以達到增進孔穴挖掘效率的效果。

為了達成上述目的，本發明提供一種具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，包含有：一噴頭單元，用以連接於一噴管之底端，該噴頭單元內部具有一水道，且該噴頭單元具有朝下的一下出水口連通於該水道，該噴管係提供水源進入該水道，並由該下出水口噴出強力水射流；其中，該噴頭單元底端具有用以接觸並衝擊土壤之一破擊部；該噴頭單元具有朝上的至少一上出水口連通於該水道，該至少一上出水口係用以向上噴出強力水射流。

藉此，可達到在挖掘土壤時，一併將孔穴內的泥水向外排出至孔穴外的效果，而且相較於習知無法排出泥水的挖掘裝置而言，本發明還可以達到增進孔穴挖掘效率的效果。

為了詳細說明本發明之技術特點所在，茲舉以下之較佳實施例並配合圖式說明如後，其中：

須先說明的是，為了表示上的方便以及方便理解，本發明之圖式並非以真實比例繪製，各個元件的大小以及出水口的口徑，並非如圖式示之比例。

如第1圖至第2圖所示，本發明一較佳實施例所說明之一種具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置10，主要具有一噴頭單元11，其中：

該噴頭單元11，於本實施例中係僅由一個噴頭組成，其具有一連接孔12連接於一噴管21的底端，該噴頭單元11內部具有一水道13，該連接孔12連於該水道13且位於該噴頭單元11上部，且該噴頭單元11下部具有朝下的一下出水口14連通於該水道13。該噴管21是用來連接於一高壓水源29藉以提供水源的，提供的水源進入水道13後，即由該下出水口14噴出一道強力水射流。

該噴頭單元11底端具有用以接觸並衝擊土壤的破擊部111。於本實施例中，該破擊部111呈尖錐狀，而由該噴頭單元11於該下出水口14的周圍向下延伸而成。

此外，該噴頭單元11的上部具有朝上的兩個上出水口16，這兩個上出水口16連通於該水道13，用以向上噴出強力水射流。

以上說明了本第一實施例之架構，接下來說明本第一實施例的操作狀態。

請參閱第3圖，在欲對土壤挖掘孔穴時，使用者可以手持噴管21連同本發明之噴頭單元11置於土壤表面，並開啟該高壓水源29，該噴頭單元11之下出水口14即會噴出一高壓的強力水射流，並衝擊在土壤表面，同時該二上出水口16也會噴出高壓的強力水射流，在此同時，使用者亦可以手持該噴管21向下撞擊，使該噴頭單元11末端的破擊部111衝擊土壤，在水流衝擊以軟化土壤以及破擊部111實體衝擊以擊碎硬化土壤的雙重力量作用下，可以很輕易的將土壤表面向下挖掘出一段深度的孔穴91(示於第4圖)，藉此讓該噴頭單元11逐步的向下深入至該孔穴91中。至於被沖碎的土壤則分散為泥砂而與水混合成為泥水，並存留在該孔穴91中。

如第4圖所示，在該噴頭單元11進入該孔穴91而達到該二上出水口16也被泥水淹没的程度時，該二上出水口16所噴出的強力水射流即可帶動其周圍的泥水一齊向上噴出該孔穴91，藉此，本第一實施例可在挖掘孔穴91的同時，把高於該二上出水口16的泥水帶出該孔穴91，如此一來，泥砂不斷的被清出孔穴91，而僅存留不高於該二上出水口16高度的泥水，如此可以確保挖掘的效率不會受到影響。由此亦可知本發明之挖掘效率必然優於前述之先前技術。

然而，如第5圖所示，隨著孔穴91愈挖愈深，該二上出水口16所噴出的強力水射流即可能會噴到該孔穴91的壁面，而使得孔穴91的壁面土壤也被沖激軟化，如此一來若是孔穴91壁面的土壤也因沖激軟化而崩塌，則所挖掘的孔穴91即不會呈現柱狀，而會呈現上大下小的孔穴91了。因此，若是考慮到不希望孔穴91變得上大下小，則可以選擇不要將孔穴91挖得太深，或是選擇挖淺孔穴91的場合。

本第一實施例中，上述的噴頭單元11結構中，破擊部111乃是呈尖錐狀的，然而，如第6圖所示，該破擊部111A亦可以呈筒狀。此外，如第7圖所示，這個筒狀的破擊部111B也可以有別種實施方式，即，使該噴頭單元11B由一個上件112B以及一個筒狀結構113B組成，而使該下出水口14B及該二上出水口16B位於該上件112B，該筒狀結構113B結合於該上件112B而圍住該下出水口14B周圍，並使該破擊部111B形成於該筒狀結構113B底部。

至於挖掘的柱狀孔穴91可以對樹木構成何種有利效果以及其所能維持的時間，均可參酌I581699號專利之發明說明內容來得知，於此不再贅述。

此外，上述的噴頭單元11結構中，其連接孔12乃是位於噴頭單元11上部。然而，連接孔12的位置並不限於噴頭單元11上部，如第8圖所示，連接孔12C也可以設置在噴頭單元11C的側邊，同樣可以達到將水送入該噴頭單元11C內水道13C的效果。

尚須補充說明的一點是，該二上出水口16的噴水方向並不以垂直朝上為限制，如第9圖所示，該二上出水口16D的噴水方向朝向斜向的方式也可以達到將泥水帶出孔穴91(示於第4至5圖)的效果。

由上可知，本第一實施例將衝擊挖掘裝置與吸泥裝置結合在一噴頭上，可以在狹小的孔洞空間，同時達到水力挖掘土壤與排除淤泥的工作，大大的改善了先前技術的缺點。

此外，先前技術必須水力挖掘與抽泥作業交替使用，本發明則是可同時操作水力挖掘與抽泥作業，因而可以提高工作效率。

請再參閱第10 圖，本發明第二較佳實施例所說明之一種具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置30，主要概同於前揭第一實施例，不同之處在於：

本第二實施例更具有一排泥管51，藉由一固定機制52來與該噴頭單元31保持固定的相對空間關係，該噴頭單元31僅具有一個上出水口36，這個上出水口36所噴出的強力水射流乃是由這個排泥管51的底部進入這個排泥管51內並朝上噴發。此外，該排泥管51底部具有一入泥口511，可供泥水進入。

前述的固定機制52可以有多種方式，例如第10圖所示的夾具即做為該固定機制52，使該夾具52設於該排泥管51，並用以夾持於該噴頭單元31；又，或者是例如第11圖所示的嵌入關係做為固定機制52A，主要是使該噴頭單元31A的部分嵌入該排泥管51A管壁，並且使該上出水口36A位於該排泥管51A內；又，也可以是例如第12圖所示的夾具來做為固定機制52B，設於該排泥管51B，並夾持於該噴管41B。前述的幾種固定機制52,52A,52B都可以保持排泥管51與噴頭單元31保持固定相對的空間關係。

前述該上出水口36所噴出的強力水射流由該排泥管51底部進入的方式可以有多種方式，例如第11圖所示的狀態，是使該噴頭單元31A的部分嵌入該排泥管51A管壁，且該上出水口36A位於該排泥管51A內，所噴出的強力水射流則是直接進入該排泥管51A；又，或者是例如第12圖所示的狀態，其主要是使該噴頭單元31B位於該排泥管51B外，並使該上出水口36B所噴出的強力水射流由該入泥口511B進入該排泥管51B；此外，也可以例如第10圖所示的狀態，使該噴頭單元31位於該排泥管51底部且對應於該入泥口511，而有部分位於該排泥管51內，該上出水口36則位於該排泥管51內。前述的幾種方式都可以使該上出水口36,36A,36B噴出的強力水射流由該排泥管51底部進入該排泥管51。

接下來以第10圖所顯示的架構為例來說明本第二實施例的操作方式。如第13圖所示，由於該排泥管51乃是藉由一固定機制52來保持與該噴頭單元31的固定相對關係，因此在挖掘孔穴91的過程中， 隨著孔穴91的深度愈來愈深，該排泥管51是隨著該噴頭單元31一起深入孔穴91的。由於該上出水口36所噴出的強力水射流由於是直接進入該排泥管51，而且該孔穴91內的泥水也會由該排泥管51的入泥口511進入該排泥管51，因此，噴入該排泥管51的強力水射流即會帶動該排泥管51內的泥水朝向該排泥管51的另一端移動，進而排出該排泥管51，達到將泥水排出孔穴91的效果。

須補充說明的一點是，若是該上出水口36噴出強力水射流的方向是平行於該排泥管51的軸向，則可以達到最佳的帶動泥水的效果。然而，若是噴出方向略斜於該排泥管51的軸向，則雖然會因為噴水方向的歪斜而些微影響帶動泥水的效果，但整體而言，仍能有效帶動泥水由該排泥管51向外排出。

本第二實施例的其餘結構及所能達成的功效，均概同於前揭第一實施例，容不再予贅述。

請再參閱第14 圖，本發明第二較佳實施例所說明之一種具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置60，主要概同於前揭第二實施例，不同之處在於：

該噴頭單元61係具有一岐管611、一下噴頭612以及一上噴頭613，該岐管611用以連接於該噴管71的底端，該下噴頭612連接於該岐管611，該下出水口64設於該下噴頭612，該上噴頭613連接於該岐管611，該上出水口66設於該上噴頭613。

本第三實施例中，主要是把上出水口66及下出水口64分別設置於上噴頭613以及下噴頭612，此種分開設置的方式，同樣能達到向下及向上分別噴出強力水射流的效果。這樣的架構雖然使用兩個噴頭，但仍為可行且為本案之創作精神所涵蓋。此外，在有些狀況下，製造者有可能將該岐管611與該噴管71一體製造出來，也就是一體成型，這樣雖會提高成本，但在製造上也是可行的方式之一，而應為本案之技術範圍所涵蓋。

此外，於第14圖中，將排泥管81局部剖開以方便檢視該上噴頭613的相關位置。

本第三實施例由於使用了兩個噴頭的架構，因此無法做到如同第二實施例所能達到的整合至一個小型噴頭的縮小體積效果，但仍能達到同時進行水力挖掘與抽泥作業的效果。

本第三實施例的其餘結構及所能達成的功效，均概同於前揭第二實施例，容不再予贅述。

10‧‧‧具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置

11‧‧‧噴頭單元

111‧‧‧破擊部

12‧‧‧連接孔

13‧‧‧水道

14‧‧‧下出水口

16‧‧‧上出水口

21‧‧‧噴管

29‧‧‧高壓水源

111A‧‧‧破擊部

11B‧‧‧噴頭單元

111B‧‧‧破擊部

112B‧‧‧上件

113B‧‧‧筒狀結構

14B‧‧‧下出水口

16B‧‧‧上出水口

11C‧‧‧噴頭單元

12C‧‧‧連接孔

13C‧‧‧水道

16D‧‧‧上出水口

30‧‧‧具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置

31‧‧‧噴頭單元

36‧‧‧上出水口

51‧‧‧排泥管

511‧‧‧入泥口

52‧‧‧固定機制(夾具)

31A‧‧‧噴頭單元

36A‧‧‧‧‧‧上出水口

51A‧‧‧‧‧‧排泥管

52A‧‧‧固定機制

31B‧‧噴頭單元

36B‧‧‧上出水口

41B‧‧‧噴管

51B‧‧‧排泥管

511B‧‧‧入泥口

52B‧‧‧固定機制

60‧‧‧具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置

61‧‧‧噴頭單元

611‧‧‧岐管

612‧‧‧下噴頭

613‧‧‧上噴頭

64‧‧‧下出水口

66‧‧‧上出水口

71‧‧‧噴管

81‧‧‧排泥管

91‧‧‧孔穴

第1圖係本發明第一較佳實施例之正視示意圖。 第2圖係本發明第一較佳實施例之剖視示意圖。 第3圖係本發明第一較佳實施例之動作示意圖。 第4圖係本發明第一較佳實施例之再一動作示意圖。 第5圖係本發明第一較佳實施例之又一動作示意圖。 第6圖係本發明第一較佳實施例之另種架構的噴頭單元剖視圖。 第7圖係本發明第一較佳實施例之再一種架構的噴頭單元剖視圖。 第8圖係本發明第一較佳實施例之又一種架構的噴頭單元剖視圖。 第9圖係本發明第一較佳實施例之又另一種架構的噴頭單元剖視圖。 第10圖係本發明第二較佳實施例之局部剖視示意圖。 第11圖係本發明第二較佳實施例之另種架構之局部剖視示意圖。 第12圖係本發明第二較佳實施例之再一種架構的局部剖視示意圖。 第13圖係本發明第二較佳實施例之動作示意圖。 第14圖係本發明第三較佳實施例之局部剖視示意圖。

Claims (17)

1. 一種具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，包含有： 一噴頭單元，用以連接於一噴管之底端，該噴頭單元具有一水道，且該噴頭單元具有朝下的一下出水口連通於該水道，該噴管係提供水源進入該水道，並由該下出水口噴出強力水射流； 其中，該噴頭單元底部具有用以接觸並衝擊土壤之一破擊部； 其特徵在於： 該噴頭單元具有朝上的至少一上出水口連通於該水道，該至少一上出水口係用以向上噴出強力水射流。
2. 依據申請專利範圍第1項之具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其中：更包含有一排泥管，藉由一固定機制來與該噴頭單元保持固定相對空間關係，該噴頭單元之至少一上出水口所噴出的強力水射流係由該排泥管之底部進入而於該排泥管內朝上噴發；該排泥管底部具有一入泥口，供泥水進入。
3. 依據申請專利範圍第2項之具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其中：該固定機制係為一夾具，設於該排泥管，並用以夾持於該噴管。
4. 依據申請專利範圍第2項之具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其中：該固定機制係為：該噴頭單元之部分嵌入該排泥管管壁；該至少一上出水口位於該排泥管內。
5. 依據申請專利範圍第2項之具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其中：該固定機制係為一夾具，設於該排泥管，並夾持於該噴頭單元。
6. 依據申請專利範圍第2項之具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其中： 該噴頭單元之部分嵌入該排泥管管壁，且該至少一上出水口位於該排泥管內，所噴出的強力水射流直接進入該排泥管。
7. 依據申請專利範圍第2項之具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其中：該至少一上出水口所噴出的強力水射流係由該入泥口進入該排泥管。
8. 依據申請專利範圍第7項之具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其中：該噴頭單元係位於排泥管底部且對應於該入泥口，而有部分位於該排泥管內，該至少一上出水口係位於該排泥管內。
9. 依據申請專利範圍第7項之具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其中：該噴頭單元係位於該排泥管外。
10. 依據申請專利範圍第2項之具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其中：該至少一上出水口噴出強力水射流的方向係平行於該排泥管之軸向。
11. 依據申請專利範圍第1項之具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其中：該噴頭單元係僅由一個噴頭組成。
12. 依據申請專利範圍第11項之具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其中：該噴頭具有一連接孔供該噴管連接，該連接孔連通於該水道並位於該噴頭上部，該下出水口位於該噴頭下部，該至少一上出水口位於該噴頭上部。
13. 依據申請專利範圍第11項之具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其中： 該噴頭具有一連接孔供該噴管連接，該連接孔連通於該水道並位於該噴頭側邊，該下出水口位於該噴頭下部，該至少一上出水口位於該噴頭上部。
14. 依據申請專利範圍第11項之具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其中：該破擊部係呈尖錐狀，由該噴頭於該下出水口之周圍向下延伸而成。
15. 依據申請專利範圍第11項之具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其中：該破擊部係呈筒狀，由該噴頭於該下出水口之周圍向下延伸而成。
16. 依據申請專利範圍第11項之具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其中：該噴頭係由一上件以及一筒狀結構所組成，該下出水口及該至少一上出水口係位於該上件，該筒狀結構結合於該上件而圍住該下出水口周圍，該破擊部形成於該筒狀結構底部。
17. 依據申請專利範圍第1項之具有排泥功能的高壓水力挖掘裝置，其中：該噴頭單元係具有一岐管、一下噴頭以及一上噴頭，該岐管用以連接於該噴管的底端，該下噴頭連接於該岐管，該下出水口設於該下噴頭，該上噴頭連接於該岐管，該至少一上出水口設於該上噴頭。