新型强动力双向搅拌桩的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种新型强动力双向搅拌桩机。所述一种新型强动力双向搅拌桩机包括双向搅拌钻具，所述双向搅拌钻具包括电机或液压马达、挂架、减速器、同轴套装的中空内、外钻杆，其特征在于：所述双向搅拌钻具还包括与齿轮箱、中空状的内钻杆连接轴和中空状的外钻杆连接轴，所述齿轮箱的动力输入齿轮与减速器的动力输出轴连接，所述外钻杆连接轴设置在齿轮箱的底部，并与外钻杆连接，所述内钻杆连接轴从齿轮箱的顶端插入齿轮箱内，并穿过齿轮箱的动力输出齿轮和外钻杆连接轴与内钻杆连接，在内钻杆连接轴的顶端设有注浆水龙头。本实用新型结构简单、动力强劲，耐冲击能力强，密封性能稳定，维修保养时直接更换耐磨套及密封件，方便简洁。
【专利说明】新型强动力双向搅拌粧机
【技术领域】
[0001]本实用新型属于建筑基础工程及设备，具体是一种适用于软弱土地基的处理的新型强动力双向搅拌桩机。
【背景技术】
[0002]建筑基础工程中的软土地基处理是保证工程质量的关键环节，并在工程总价中占有较大比例。大量工程实践表明，水泥土搅拌桩法具有施工简单、快速、振动小等优点，能有效地提高软土地基的稳定性，减少和控制沉降量。水泥土搅拌桩现已发展成一种常用的软弱地基处理方法，主要适用于加固饱和软粘土地基。其具体是利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处，就地将软土和固化剂强制搅拌，由固化剂和软土间产生一系列的物理和化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土搅拌桩，这种水泥土搅拌桩与桩周土一起组成复合地基，从而提高地基承载力，减少地基沉降。
[0003]随着粉喷桩(干喷或湿喷)的不断发展应用，双向粉喷桩施工技术应运而生，通过同轴正反方向旋转的搅拌叶片有效地搅拌，从而大大地改善了粉喷桩的施工质量；在中国申请及公开的专利号为200410065861.4的发明专利，它公开了一种具有内外钻杆的双向搅拌桩机，该搅拌桩机存在的不足之处在于其动力系统全部设置在钻杆的顶端，导致整机设备重心高钻进导向性差，施工摆动大，桩径不均匀，不仅影响桩的质量，还造成水泥的不必要浪费；另外，专利号为200820032114.4的中国专利公开的是一种在常用的单向搅拌桩机的方形钻杆中加装内钻杆，在内钻杆上端设置上传动电机，并保持内钻杆的旋向与桩机转盘驱动的方形钻杆的旋向相反，该技术的不足之处在于地质情况复杂，钻进冲击力直接作用于传动电机上，上传电机易损坏，同时由于受桩机立架尺寸的限制，上传电机的安装尺寸受到了限制，不利于提高上传电机的功率和增强钻进搅拌施工能力，同时上传电机、水龙头等装置的整体长度太长，严重影响了施工的有效深度，钻具的安装需吊车辅助，并且还得高空作业，安装起来非常的不便，且存在安全隐患。除此之外，现有的双向搅拌桩机还在存在以下缺点:(I)内钻杆的扰动使得钻头密封性能差；(2)现有水龙头的密封全都采用填料密封，使得对水泥浆液的密封性能不稳定，而且密封件的更换也不是很方便:(3)钻头的密封效果不是很好，容易出现钻头进水泥浆等施工难题。
【发明内容】
[0004]本实用新型根据现有技术的不足提供一种动力强劲、耐冲击性好、安装便捷、工效高的新型强动力双向搅拌桩机。
[0005]本实用新型提供的技术方案:所述一种新型强动力双向搅拌桩机包括底架、立架、撑杆、链条、旋转动力系统、起升动力系统、转盘以及双向搅拌钻具，所述双向搅拌钻具包括电机或液压马达、挂架、减速器、同轴套装的中空内、外钻杆和分别设置在内、外钻杆下端的内、外钻头，转盘套设在外钻杆上，旋转动力系统通过转盘驱动外钻杆转动，电机或液压马达通过减速器驱动内钻杆反向转动，其特征在于:所述双向搅拌钻具还包括与齿轮箱、中空状的内钻杆连接轴和中空状的外钻杆连接轴，所述齿轮箱的动力输入齿轮与减速器的动力输出轴连接，所述外钻杆连接轴设置在齿轮箱的底部，并与外钻杆连接，所述内钻杆连接轴从齿轮箱的顶端插入齿轮箱内，并穿过齿轮箱的动力输出齿轮和外钻杆连接轴与内钻杆连接，在内钻杆连接轴的顶端设有注浆水龙头。
[0006]本实用新型进一步的技术方案:所述外钻杆是由多节中空方形钻杆通过内置式外钻杆接头连接，所述外钻杆接头为外方内圆形状，其方形面与外钻杆的内方面配合焊接在一起，其内圆孔与内钻杆间隙配合，并在外钻头与内钻杆之间内置滑动轴承。
[0007]本实用新型进一步的技术方案:所述水龙头通过其内部的芯管与内钻杆连接轴相连，在芯管外套装有密封套，密封套固定在齿轮箱上，在密封套与芯管之间相间布置密封圈和隔环，在每个隔环内设置储油槽，并在密封套外对应每个储油槽的位置设有一个用于定期向储油槽内注入润滑油的油杯。
[0008]本实用新型较优的技术方案:所述外钻头内设置有钻头密封组件，并在与之对应的内钻杆上固定有耐磨套。
[0009]本实用新型较优的技术方案:所述双向搅拌钻具上的挂架固定在齿轮箱的壳体上，并通过挂架上的挂轴与两条闭环连接的链条铰接，挂轴两端设有导向滑块，挂架通过导向滑块与立架的滑道滑动连接，起升动力系统通过链条可以使得挂架沿立架上的滑道作上下移动。
[0010]本实用新型较优的技术方案:所述动力输入齿轮和动力输出齿轮并排设置齿轮箱内，两个齿轮均为直齿轮，且相互啮合。
[0011]本实用新型较优的技术方案:所述外钻杆连接轴通过滚子轴承与齿轮箱相连，夕卜钻杆通过上端的外钻杆连接法兰与外钻杆连接轴下端的外轴法兰相连。
[0012]本实用新型较优的技术方案:所述内钻杆通过内钻杆法兰与内钻杆连接轴相连，且水龙头的芯管与内钻杆连接轴、以及内钻杆的内通道相通。
[0013]本实用新型较优的技术方案:所述减速器为行星减速器。
[0014]本实用新型专利技术是采用在粉喷桩机上加装内外钻杆的钻具，粉喷桩机的常规动力驱动转盘，从而驱动外钻杆旋转带动与之相连的外钻头旋转搅拌；内钻杆由安装在钻杆顶端的电动机通过过载能力强的行星减速器、一对直齿轮驱动，从而带动内钻头反方向旋转钻进搅拌，实现粉喷桩机双向搅拌的目的。
[0015]本实用新型的有益效果:
[0016](I)本实用新型采用行星减速器外挂一对直齿传动，保持动力装置整体外形尺寸小的情况下传递的扭矩更大，电机减速器的安装尺寸不受立架尺寸的限制，同时避免钻进时的冲击力直接作用于减速器上而降低减速器的使用寿命；
[0017](2)本实用新型的水龙头的芯管的密封采用密封件与可储存润滑油的支撑环相间布置结构，定期注入润滑油脂，使得密封件与芯管保持良好的润滑，密封件寿命大幅提高，对水泥浆液的密封性能更稳定，同时更换密封件更方便；
[0018](3)本实用新型的内钻杆上有齿轮箱的内轴连接，中间有外钻杆接头作为支撑环，下有外钻头内设置的滑动轴承支撑，避免内外钻杆过大的相对扰动，提高了钻头密封组件的使用寿命；
[0019](4)在内钻杆相对于外钻头密封组件的位置设置有经过特殊处理的耐磨套，钻头密封性能更好，大幅提高了钻头的使用寿命，密封组件和耐磨套的更换更加方便快捷。
[0020]本实用新型结构简单、动力强劲，耐冲击能力强，可以实现在地质情况较为复杂的情况下高效地完成水泥土双向搅拌桩施工，同时密封性能稳定，维修保养时直接更换耐磨套及密封件，方便简洁。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型的结构示意图；
[0022]图2、图3是本实用新型中双向搅拌钻具的结构示意图；
[0023]图4是本实用新型水龙头密封结构示意图；
[0024]图5是图3中AA横截面示意图。
[0025]图中:1一电机或液压马达，2—挂架,3—减速器，4一水龙头,5—齿轮箱，5_1—动力输入齿轮，5-2—动力输出齿轮，6—内钻杆连接轴，7—外钻杆连接轴，8—外轴法兰，9一滑动轴承，10—外钻杆连接法兰，11 一外钻杆，12—外钻杆接头，13—转盘，14 一外钻头，15—密封组件，15-1—耐磨套，16—内钻头连接螺母，17—内钻头，18—内钻杆，19—内钻杆连接法兰，20—钻头滑动轴承，21—芯管，22—密封圈，23—隔环，24—储油槽，25—密封套，26—油杯，27—压盖，28—导向滑块，29—泥衆通道，30—双向揽祥钻具，31—挂轴，32—底架，33一旋转动力系统，34一撑杆,35一起升动力系统，36一立架,37一链条。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型进一步说明。如图1、图2所示，所述一种新型强动力双向搅拌桩机包括底架32、立架36、撑杆34、链条37、旋转动力系统33、起升动力系统35、转盘13以及双向搅拌钻具30，立架36、旋转动力系统33、起升动力系统35均设置在底架32上，撑杆34连接底架32和立架36，起到支撑作用，双向搅拌钻具30通过挂架2上的挂轴31与两条闭环连接的链条37铰接，挂轴两端设有导向滑块28，挂架2通过导向滑块28与立架36的滑道滑动连接，起升动力系统35通过链条37可以使得挂架2沿立架36上的滑道作上下移动，从而对强动力双向搅拌钻具提供钻进加压力或提升力。
[0027]如图3所示，所述双向搅拌钻具30包括电机或液压马达1、挂架2、行星减速器3、齿轮箱5、中空状的内钻杆连接轴6、中空状的外钻杆连接轴7、同轴套装的中空内、外钻杆18,11和分别设置在内、外钻杆下端的内、外钻头17、14，所述转盘13套设在外钻杆11上，旋转动力系统33通过转盘13驱动外钻杆11正向转动，在内、外钻杆的下端分别连接内、夕卜钻头17、14，所述挂架2固定在齿轮箱5的壳体上；在齿轮箱5内并排设置有相互啮合动力输入齿轮5-1和动力输出齿轮5-2，两个齿轮均为直齿轮，所述外钻杆连接轴7设置在齿轮箱5的底部对应动力输出齿轮5-2的位置处，并通过滚子轴承与齿轮箱5相连，外钻杆11通过上端的外钻杆连接法兰10与外钻杆连接轴7下端的外轴法兰8相连；所述内钻杆连接轴6从齿轮箱5的顶端插入齿轮箱5内，并穿过齿轮箱的动力输出齿轮5-2和外钻杆连接轴7通过内钻杆连接法兰19与内钻杆18连接，由电机或液压马达1、减速器3和齿轮箱5驱动内钻杆18反方向转动，从而实现了钻头的双向搅拌。
[0028]在内钻杆连接轴6的顶端设有注浆水龙头4，水龙头4的芯管22与内钻杆连接轴6、以及内钻杆18的内通道相通，通过水龙头4的注浆口将水泥浆液或水泥干粉通过内钻杆18的心部通道送到内外钻头17、14搅拌的土壤中进行搅拌。所述外钻头14内设置有钻头密封组件15，并在与之对应的内钻杆18上固定有耐磨套，提高了钻头耐冲击能力以及密封性。
[0029]如图5所示，所述外钻杆是由多节中空方形钻杆通过内置式外钻杆接头12连接，所述外钻杆接头12为外方内圆形状，其方形面与外钻杆的内方面配合焊接在一起，其内圆孔与内钻杆18间隙配合，并在外钻头14与内钻杆11之间内置滑动轴承20。设置的外钻杆接头12既作为外钻杆的连接接头，又作为内钻杆的支撑环，可避免内钻杆有过大的扰动。
[0030]如图4所示，所述水龙头4通过其内部的芯管21与内钻杆连接轴6相连，在芯管21外套装有密封套25，密封套25固定在齿轮箱5上，在密封套25与芯管21之间相间布置密封圈22和隔环23，在每个隔环23内设置储油槽24，并在密封套25外对应每个储油槽的位置设有一个用于定期向储油槽内注入润滑油的油杯26。进浆口采用密封件与可储存润滑油的支撑环相结合，定期注入润滑油脂，使得对水泥浆液的密封性能更稳定，更换密封件更方便。
[0031]本实用新型使用之前，首先在平地上焊好内钻杆18，套入外钻杆11内，用内钻杆支撑环(即外钻杆接头12)作为接头焊接好外钻杆，并焊好连接钻头的接头，现场安装焊接时尽量使外钻杆接头12在外钻杆11的中部，下部外钻头14内的滑动轴承20、密封组件15、耐磨套安装完成后，从外钻杆法兰10处往内外钻杆18、11之间注入润滑油泥(机油与滑石粉等混合形成)，保持润滑油泥因重力对钻头密封件处一定的压力，与土壤中泥浆对钻头密封处的反压达到平衡。在双向搅拌桩机安装后，对桩就位，调整桩机底架32，保持桩机立架36垂直，启动旋转动力系统33，通过转盘13带动强动力双向搅拌钻具30的外钻杆11和外钻头14正转；然后启动电机或液压马达1，通过电机或液压马达1、行星减速器3将动力输入到减速箱的动力输入齿轮5-1，然后再通过齿轮传动将动力传递到动力输出齿轮5-2，通过动力输出齿轮5-2将动力传输到内钻杆连接轴6，从而带动内钻杆18和内钻头I反向转动；与此同时启动水泥浆泵送系统或水泥干粉输送系统，向强动力双向搅拌钻具30内输送水泥衆液或干粉，当从内钻头17喷口处有衆液或输送干粉的压缩空气喷出时，启动起升动力系统35，通过链条37、挂轴31、挂架2提供给强动力双向搅拌钻具30加压力，通过挂轴31上的导向滑块28在立架上滑道的滑动实现强动力双向搅拌钻具30垂直钻进搅拌，直至设计深度停止起升动力系统35，继续保持强动力双向搅拌钻具30之内外钻杆18、11的旋转搅拌半分钟，然后反转启动起升动力系统35，通过链条37、挂轴31、挂架2提供给强动力双向搅拌钻具30提升力，直至内外钻头17、14到达地表或指定标高后停止喷浆或喷粉，重复钻进搅拌一米深后提升搅拌直至内外钻头17、14到达地表停止，移动桩机底架，进行下一根桩的施工。每班工作后往油杯26中注入润滑油脂。
[0032]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，本实用新型还可以应用于变径桩机，具体只需要将搅拌叶片替换为变径叶片便可以实现变径桩的施工。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种新型强动力双向搅拌桩机，包括底架(32)、立架(36)、撑杆(34)、链条(37)、旋转动力系统(33)、起升动力系统(35)、转盘(13)以及双向搅拌钻具(30)，所述双向搅拌钻具(30)包括电机或液压马达(I)、挂架(2)、减速器(3)、同轴套装的中空内、外钻杆(18、11)和分别设置在内、外钻杆下端的内、外钻头(17、14)，转盘(13)套设在外钻杆(11)上，旋转动力系统(33)通过转盘(13)驱动外钻杆(11)转动，电机或液压马达(I)通过减速器(3)驱动内钻杆(18)转动，其特征在于:所述双向搅拌钻具(30)还包括与齿轮箱(5)、中空状的内钻杆连接轴(6)和中空状的外钻杆连接轴(7)，所述齿轮箱(5)的动力输入齿轮(5-1)与减速器(3)的动力输出轴连接，所述外钻杆连接轴(7)设置在齿轮箱(5)的底部，并与外钻杆(11)连接，所述内钻杆连接轴(6)从齿轮箱(5)的顶端插入齿轮箱(5)内，并穿过齿轮箱的动力输出齿轮(5-2)和外钻杆连接轴(7)与内钻杆(18)连接，在内钻杆连接轴(6)的顶端设有注浆水龙头(4)。
2.根据权利要求1所述的一种新型强动力双向搅拌桩机，其特征在于:所述外钻杆是由多节中空方形钻杆通过内置式外钻杆接头(12)连接，所述外钻杆接头(12)为外方内圆形状，其方形面与外钻杆的内方面配合焊接在一起，其内圆孔与内钻杆(18)间隙配合，并在外钻头(14)与内钻杆(11)之间内置滑动轴承(20)。
3.根据权利要求1所述的一种新型强动力双向搅拌桩机，其特征在于:所述水龙头(4)通过其内部的芯管(21)与内钻杆连接轴(6)相连，在芯管(21)外套装有密封套(25)，密封套(25)固定在齿轮箱(5)上，在密封套(25)与芯管(21)之间相间布置密封圈(22)和隔环(23)，在每个隔环(23)内设置储油槽(24)，并在密封套(25)外对应每个储油槽的位置设有一个用于定期向储油槽内注入润滑油的油杯(26)。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种新型强动力双向搅拌桩机，其特征在于:所述外钻头(14)内设置有钻头密封组件(15)，并在与之对应的内钻杆(18)上固定有耐磨套(15-1)。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种新型强动力双向搅拌桩机，其特征在于:所述双向搅拌钻具(30)上的挂架(2)固定在齿轮箱(5)的壳体上，并通过挂架(2)上的挂轴(38)与两条闭环连接的链条(37)铰接，挂轴两端设有导向滑块(28)，挂架(2)通过导向滑块(28)与立架(36)的滑道滑动连接，起升动力系统(35)通过链条(37)可以使得挂架(2)沿立架(36)上的滑道作上下移动。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种新型强动力双向搅拌桩机，其特征在于:所述动力输入齿轮(5-1)和动力输出齿轮(5-2)并排设置齿轮箱内，两个齿轮均为直齿轮，且相互哨合。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种新型强动力双向搅拌桩机，其特征在于:所述外钻杆连接轴(7)通过滚子轴承与齿轮箱(5)相连，外钻杆(11)通过上端的外钻杆连接法兰(10)与外钻杆连接轴(7)下端的外轴法兰(8)相连。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种新型强动力双向搅拌桩机，其特征在于:所述内钻杆(18)通过内钻杆法兰(19)与内钻杆连接轴(6)相连，且水龙头⑷的芯管(22)与内钻杆连接轴出)、以及内钻杆(18)的内通道相通。
9.根据权利要求1或2所述的一种新型强动力双向搅拌桩机，其特征在于:所述减速器(3)为行星减速器。
【文档编号】E02D5/46GK204059338SQ201420417480
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】彭文 申请人:彭文