专利名称：一种水下渣石抽吸装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑水下施工的辅助设备，尤其涉及一种方便清理石块打捞钻 头的水下渣石抽吸装置。
背景技术：
钻孔灌注桩经常会用于桥梁、房屋建筑工程的基础，在钻孔桩钻孔施工过
程中偶尔会有钻头与钻杆脱离、钻杆断裂，使钻头脱落至孔底；或是在钻凿深 孔时，钻头颈部受应力集中的作用，从该处断裂，产生所谓断脖钻头，这种断 脖钻头的打捞比较困难。因钻头、钻杆均由钢质材料做成，落入孔底的钻头必 须不分昼夜地及时打撈，否则就会拖延工期，增加工程造价。现有的钻头打捞 器通常由连接法兰、打捞器杆、打捞钩构成，钻头掉钻后打捞器杆与钻机钻杆 相连后下至孔底，通过旋转，直接钩住孔底钻杆或钻头，提升钻杆带出钻头。 这种打捞器不但需要较长的打捞时间，而且仅适用于掉入孔底的钻头不带钻杆 或钻杆基本处于垂直状态的情况，如果掉钻的钻杆较长或钻杆发生倾斜时，现 有的打捞器就无法将其顺利打捞、取出。更重要的是，现有的打捞设备只适用 桩基孔壁尚未掛塌的情况， 一旦桩基孔壁坍塌，如果仅靠现有的打捞器，除了 可能造成钻头无法取出而报废外，还需采取其它烦瑣措施继续钻孔施工，甚至 有可能造成桩基报废而变更设计，不但延误了施工工期，经济损失也十分巨大。 特别是在水底钻孔灌注桩施工中，由于水中作业的风险性与作业困难度大 大高于陆地作业，故钻机钻头一旦脱落，打捞钻头的工程困难重重。如果遇上 钻头脱落处的桩基孔坍塌，仅仅依靠单一的钻头打捞器是完成不了打捞工作的， 此时可能需要潜水人员协助打捞，大大降低了工程的安全系数，且由于人工作 业的局限性，打捞成功率低，工程进度甚受影响。因此，亟待一种能适用于水中作业的打捞钻头工具，快速高效地清理坍塌 桩基孔的一种水下渣石抽吸装置
发明内容
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本发明的目的在于提供一种适用于水中打捞钻头的工具,快速高效地清理 坍塌桩基孔的一种水下渣石抽吸装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为提供一种一种水下渣石抽吸装 置，所述一种水下渣石抽吸装置包括导管和气室，所述导管包括上导管和下导 管，所述上导管可连通地连接于所述下导管，所述气室为中空结构，且所述气 室上开有至少两个进风口，所述下导管上开有数个气孔，所述下导管贯穿所述 气室且与所述气室固定连接，所述气孔位于所述气室内，所述气室通过所述气 孔与所述下导管连通。
较佳地，所述气孔从所述下导管外壁至所述下导管内壁以一锐角向上贯通 设置。
所述气孔通过设置成所述角度，气室内的高压气体能更快速地进入气孔， 从而进入导管，有利于高压气体和导管中的水更高效地结合成气水混合物。在 一实施例中，所述锐角为10。.
较佳地，所述气孔直径为5毫米，且呈五行均匀地设置在所述下导管上。 较佳地，所述气孔位于相对于所述气室的三分之二高度处。 较佳地，所述气室上对称地开有两个所述进风口，所述进风口与空气压缩 机相连。
较佳地，所述气室为钢质材料，且所述气室为圓柱形。圓柱形的气室使得 从进风口进入气室内部的高压气体能更集中地进入所述气孔。
较佳地，所述上导管包括一弯折管，所述弯折管的弯折半径大于或等于50 厘米。在上导管上设置了一段弯折管，有利于被一种水下渣石抽吸装置吸取的 石块被收集。
较佳地，所述上导管分段连接，同样地，所述下导管分段连接。由于导管采用分段连接，当某一段导管发生事故时，能尽快地拆卸该段导管，而不影响 整个一种水下渣石抽吸装置之作业，方便一种水下渣石抽吸装置的安装与维护。
较佳地，所述导管直径等于或大于15厘米，所述下导管的一端对称地开有 两个开口，所述开口为圆弧形，且所述开口的高度大于15厘米。该直径的导管 与该开口配合能使一种水下渣石抽吸装置的石块吸附性能较佳，且适用于各种 类型的水底作业工程。
本发明解决了长期以来水中打捞钻头工程的困难，该一种水下渣石抽吸装 置通过将高压高速气体从气室压入导管，在导管内形成气水混合物，使导管内 外介质产生压力差，最终导管内高速上升的气流吸附导管口附近的石块，靠上 升的水流托举石块沿着导管上升，实现快速高效地清理坍塌桩基孔的目的。一 方面，促进了工程进度，降低工程预算，另一方面，降低了建筑施工现成的风 险性，提高了安全性。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释 本发明的实施例。
图1为本发明一种水下渣石抽吸装置的结构示意图。
图2为图l所示一种水下渣石抽吸装置中气室与下导管结合的示意图。
图3为图2所示气室的俯视图。
图4为图2所示一种水下渣石抽吸装置中，位于气室内的下导管部分剖面 放大图。
图5为本发明一种水下渣石抽吸装置中上导管的部分^L大图。 图6为法兰的俯^L图。
图7为本发明一种水下渣石抽吸装置工作状态示意图。
具体实施例方式
现在参考附图描述发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明旨在提供一种方便打捞钻机钻头、快速高效地清理坍塌 桩基孔的一种水下渣石抽吸装置。下面结合附图，i兌明本发明的结构。
图1为本发明一种水下渣石抽吸装置一个实施例的结构示意图。如图1所
示， 一种水下渣石抽吸装置100包括导管200和气室300,该导管200包括上导 管210和下导管220。上导管210通过法兰400与下导管220连接，且上导管 210与下导管220相互通连。气室300为中空结构，该下导管220贯穿该气室 300且与气室300固定连接。优选地，上导管210和下导管220均为分段连接结 构。具体地，如图1所示，上导管210的各个通连部分通过法兰400分段连接， 同样地，下导管220的各个通连部分也由法兰400分段连接。该结构的导管， 不仅方便安装，适用于各种各样的建筑施工现场，可调整性高，而且由于导管 采用分段连接，当某一段导管发生事故时，能尽快地拆卸该^险导管，而不影响 整个一种水下渣石抽吸装置之作业，方便一种水下渣石抽吸装置的保养与维修。
具体地，在本发明的一个实施例中，如图2-3所示，气室300为一个中空的 圆柱体，且为钢质材料。气室300的上表面310和下表面320上分别开有圆形 孔330,且两个圓形孔330对称设置，即该圓形孔330分别位于该上表面310 和该下表面320的中心位置。下导管220通过圓形孔300贯穿气室300。气室 300的上表面310与下导管220的外壁222接壤处通过电焊密封地连接在一起， 同样地，气室300的下表面320与下导管220的外壁222接壤处通过电焊密封 地连接在一起，使得气室300与下导管220结合成一体。密封在气室300内的 下导管220上开有五行均匀排列的气孔221，在本实施例中，每个气孔221的孔 径为5毫米。从气室300的下表面320至上表面310高度为hl，气孔221位于 该高度hl的三分之二处且相对应的下导管220上。详细地，参考图4，气孔221 从该下导管220的外壁222至该下导管220的内壁223以一锐角向上贯通设置， 该锐角为10°。气室300通过气孔221与下导管220相连通，从而实现气室300 与导管200相连通。
更具体地，参考图2-3，气室300的上表面310上开有两个进风口 340，两 个进风口 340相对于气室300上表面310的中心对称^没置。在本实施例中，两个进风口 340上分别焊接有与进风口 340大小相匹配的钢管350。通过设置该钢 管350，方便气室300通过设置其上的钢管350与空气压缩机(图未示)相连， 空气压缩机通过该钢管350向气室300内送入高压高速的气体。
需要说明的是，下导管上的气孔并不局限于均匀排列的五行气孔，该气孔 也不局限于直径为5毫米的气孔，可为均匀排列设置于下导管上的数个任意直 径的气孔；气孔的位置也不局限于在图2所对应的实施例中，高度hl三分之 二处的下导管上，可为密封在气室内的下导管的任意位置。另外，设置在气室 上表面上的进风口可为三个或以上。本发明一种水下渣石抽吸装置中的进风口 与气孔各自相对应的具体参数由一种水下渣石抽吸装置具体的工作需要决定。 图5所示为本发明一种水下渣石抽吸装置100中上导管210的部分示意图。 参考图5,上导管210包括一个弯折管211,该弯折管211通过法兰400与上 导管210的其它上导管部分相连接并相通连。优选地，在上导管210的一端有 一出口 212,该出口可用于连接石块容纳装置，方便收集经由一种水下渣石抽 吸装置抽取的石块。在本实施例中，该弯折管211的弯折半径R为50厘米， 以该半径设置的弯折管211,能使由一种水下渣石抽吸装置抽取的石块更顺利 地到达出口212处，从而有利于一种水下渣石抽吸装置高效率地工作。需要说 明的是，弯折管的弯折半径并不局限于50厘米，为使一种水下渣石抽吸装置 更好地作业，弯折管的弯折半径可为大于50厘米的任一半径。
图6为法兰示意图。参考图5-6，法兰400将上导管210中的弯折管211与 其它上导管部分连接起来，弯折管211的两端均焊接有法兰盘410,与弯折管 211相连接的其它上导管部分的接壤部位也焊接有法兰盘410,两法兰盘410 通过螺栓420连接。该法兰400也适用于上导管210和下导管220中各个连通 部分的连接。
具体地，在本实施例中，导管200的直径为15厘米。但导管的直径并不局 限于15厘米，可为大于15厘米的任一lt值。如图1所示，所述下导管的一端 对称地开有两开口 230，该开口 230为圆弧形，且该开口的高度h2大于15厘米。
在本发明的其它实施例中，导管的直径由建筑施工现场的情况而设定其具体数值。
结合附图，对本发明一种水下渣石抽吸装置的工作原理啦文详细的说明 图7为本发明一种水下渣石抽吸装置的工作状态示意图。如图7所示，一 种水下渣石抽吸装置100导管200的上导管210设置于水平面500之上，即棵 露在空气中；下导管220设置在水平面500以下，即浸没在水中，下导管220 的末端230接触7jC底坍塌体。参考图7中的箭头指示，启动空气压缩机，空气 压缩机将高压高速气体经由钢管350进入气室300内部，从而经由设置在气室 300内部且位于下导管220上的气孔221,进入下导管220内。由于气室300设 计成圆柱形，以及气孔221以一定的角度倾斜向上贯通设置，两种结构配合， 使得进入气室300内部的气体任然以其高压高速的性质进入下导管220,即进入 导管200。进入导管200的高压高速气体与导管200中的水混合成高速流动的气 水混合物，根据流速大压强小的原理，使导管200内部与导管200外部产生一 定的密度差，从而产生一定的压力差。与此同时，导管200内部高速流动的水 流且高速上升的气流在导管200的底部230处形成一定的真空度，使得导管200 外部的水流急速流入导管200中，同时，急速的水流带动导管末端230附近的 石块进入导管200中。进入导管200中的石块依靠急速流动的气水混合物的托 举力，沿着下导管220上升，经过上导管210,最终到达导管200 —端的出口 212,由与出口 212相接连的收集器收集，完成坍塌桩基孔的清理工作，为钻头 打撈作业估文好前期准备工作，高效高速地完成钻头打撈工作。
其中，如图7所示，高度H1为从水平面500至出口 212的中心线，Hl的值 不应过大。高度H2为从水平面500至气孔221集中区域的中心高度位置，H2的 值不得小于5米。高度H3为从气孔221集中区域的中心高度位置至下导管220 的末端230， H3的值可根据一种水下渣石抽吸装置抽取石块的作业效果，适当 地调整其值。
本发明一种水下渣石抽吸装置并不局限于清理坍塌桩基孔之用，还适用于 水下清淤工程、其它排石工程及排渣工程等。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。
权利要求
1.一种水下渣石抽吸装置，其特征在于所述一种水下渣石抽吸装置包括导管和气室，所述导管包括上导管和下导管，所述上导管可连通地连接于所述下导管，所述气室为中空结构，且所述气室上开有至少两进风口，所述下导管上开有数个气孔，所述下导管贯穿所述气室且与所述气室固定连接，所述气孔位于所述气室内，所述气室通过所述气孔与所述下导管连通。
2. 如权利要求1所述的一种水下渣石抽吸装置，其特征在于所述气孔从所述下导管外壁至所述下导管内壁以一锐角向上贯通设置。
3. 如权利要求2所述的一种水下渣石抽吸装置，其特征在于所述锐角为10。。
4. 如权利要求1所述的一种水下渣石抽吸装置，其特征在于所述气孔直 径为5毫米，且呈五行均匀地设置在所述下导管上。
5. 如权利要求1所述的一种水下渣石抽吸装置，其特征在于所述气室上 对称地开有两个所述进风口 ，所述进风口通过高压风管与空气压缩机相连。
6. 如权利要求1所述的一种水下渣石抽吸装置，其特征在于所述气室为 钢质材料，且所述气室为圆柱形。
7. 如权利要求1所述的一种水下渣石抽吸装置，其特征在于所述上导管 包括一弯折管，所述弯折管的弯折半径等于或大于50厘米。
8. 如权利要求1所述的一种水下渣石抽吸装置，其特征在于所述上导管 分段连接，且所述下导管分段连接。
9. 如权利要求1所述的一种水下渣石抽吸装置，其特征在于所述导管直 径等于或大于15厘米，所述下导管的一端对称地开有两开口，所述开口为圆弧 形，且所述开口的高度大于15厘米。
10. 如权利要求1所述的一种水下渣石抽吸装置，其特征在于所述气孔位 于相对于所述气室的三分之二高度处。
全文摘要
本发明公开了一种水下渣石抽吸装置，其包括导管、风管和气室，所述导管包括上导管和下导管，所述上导管可连通地连接于所述下导管，所述气室为中空结构，且所述气室上开有对称两个进风口，所述风管与所述气室对称相连通至空气压缩机，所述下导管上开有多个气孔，所述下导管贯穿所述气室且与所述气室固定连接，所述气孔位于所述气室内，所述气室通过所述气孔与所述下导管连通。本发明所述的一种水下渣石抽吸装置通过将高压高速气体从气室压入导管，在导管内形成气水混合物，利用导管内外介质密度差产生的压力差吸附导管口附近的石块，使石块沿着导管上升，达到快速高效地清理坍塌桩基孔的目的。一方面，解决了水中打捞脱落钻头难的问题，促进了工程进度，另一方面，降低了建筑施工现场的风险性，提高了安全性。
文档编号E02F3/88GK101565956SQ20091003959
公开日2009年10月28日 申请日期2009年5月19日 优先权日2009年5月19日
发明者鹏 陈, 力 马 申请人:汕头市达濠市政建设有限公司