护筒用动态自动离合花管装置的制作方法

本实用新型涉及机械领域，尤其涉及旋挖钻机结构改进的技术领域，具体是指一种护筒用动态自动离合花管装置。

背景技术：

旋挖钻机在桩基础施工中越来越需要护筒跟进来确保成孔过程的高效、环保和安全等目的，然而施工工地往往环境恶劣、条件很差、不确定因素很多，安全无法保障。现有技术中的旋挖钻机的结构其包括了驱动器及花管，并通过花管与护筒对接；现有技术中花管的结构中，该花管的花筒上设有驱动器接口和锁紧机构，这种锁紧机构需要操作人员手动操作实现锁紧；现有技术中护筒的结构中，所述的护筒上设有供护筒与花管连接的部分。现有技术中，如果要将花管与护筒对接，旋挖钻机在刚开始安装护筒时，3米以上长度的护筒往往垂直放置于地面，旋挖钻机动力头安装有护筒驱动器和花管，与护筒联接时必须由地面辅助人员用梯爬高协助完成对接和锁紧；而护筒的金属表面很滑，稍不注意就会发生人身安全事故。另外当护筒全长拧入地面，需要接第二节护筒时，也必须由地面辅助人员在孔口进行花管与护筒之间的解锁操作，此时由于孔内尚有钻杆、工地条件很差，不管孔打多深，操作人员在孔口操作都极易发生意外。

由此可知，现有技术中的花管及护筒的对接操作既不安全，效率又低下。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种安全性高、使用方便、性能优越的护筒用动态自动离合花管装置。

为了实现上述目的，本实用新型的护筒用动态自动离合花管装置具有如下构成：

该护筒用动态自动离合花管装置，其主要特点是，所述的装置包括花管及连接锁定机构；

所述的花管将所述的连接锁定机构置于护筒上后，通过花管的转动带动所述的连接锁定机构中的拨叉移动，从而将所述的连接锁定机构中的第一销推入护筒中，将所述的花管与护筒进行锁定连接。

较佳地，所述的连接锁定机构包括中间筒及内筒；

所述的中间筒上设有至少一个第一槽及至少一个拨叉推动部件，所述的第一槽包括一个沿所述的花管的轴向方向延伸的槽，各个所述的拨叉推动部件带动对应的所述的拨叉移动；

所述的内筒上设有数量与所述的第一槽对应的第二槽，所述的第二槽包括一个沿所述的花管的周向方向延伸的横向槽、一个沿所述的花管的轴向方向延伸的第一纵向槽及一个沿所述的花管的轴向方向延伸的第二纵向槽，所述的第一纵向槽与所述的第二纵向槽分别设置于所述的横向槽的上，并间隔预设距离；

所述的花管带动数量与所述的第一槽对应的第二销分别在各个对应的所述的第一槽及第二槽中移动，带动所述的中间筒与内筒之间沿所述的花管的周向方向的相对运动、所述的花管与中间筒之间沿所述的花管的轴向方向的相对运动。

更佳地，所述的拨叉推动部件由设于所述的中间筒的外圆法兰上的凸轮槽构成。

更佳地，所述的第一纵向槽仅向所述的横向槽的上方延伸，所述的第二纵向槽分别向所述的横向槽的上、下两个方向延伸。

进一步地，所述的第二槽还包括一个沿所述的花管的轴向方向延伸的第三纵向槽，所述的第三纵向槽设于所述的横向槽上，且所述的第三纵向槽分别向所述的横向槽的上、下两个方向延伸，所述的第二纵向槽与所述的第三纵向槽分别位于所述的第一纵向槽的两侧。

更佳地，所述的第二纵向槽的长度等于所述的第一槽的长度。

更佳地，所述的内筒上设有数个导向键槽，所述的护筒上设有数量与所述的导向键槽对应的导向键，且所述的导向键的形状与尺寸与所述的导向键槽的形状与尺寸相对应；

所述的花管与所述的护筒对接时，各个所述的导向键分别与各个对应的所述的导向键槽结合。

更佳地，所述的内筒上还设有第三槽，所述的第三槽为沿所述的花管的周向方向延伸的槽，第三销穿过所述的中间筒延伸至所述的第三槽内，避免所述的中间筒与内筒之间产生轴向方向的相对运动。

较佳地，所述的装置还包括驱动器，所述的花管与所述的驱动器相连接。

本实用新型的护筒用动态自动离合花管装置，包括花管及连接锁定机构，通过花管的上下移动将连接锁定机构置于护筒上，再通过花管的转动带动连接锁定机构中的拨叉移动，从而将连接锁定机构中的第一销推入护筒中，将花管与护筒进行锁定连接，由于锁定连接过程中执行的操作动作仅包括上下运动及旋转运动，因此相关操作可通过直接控制旋挖钻机的动力头执行即可，无需额外的操作人员在边上配合操作，可有效提高护筒对接过程中的安全性与操作速度。

附图说明

图1为一实施例中本实用新型的护筒用动态自动离合花管装置与护筒连接状态下的结构示意图。

图2为图1中的护筒用动态自动离合花管装置中的内筒的局部示意图。

图3为图1中的a-a面的结构示意图。

图4为图1中的b-b面的结构示意图。

图5为一实施例中本实用新型的花管及驱动器的结构示意图。

图6为一实施例中本实用新型的护筒的结构示意图。

图7为一实施例中本实用新型的中间筒的结构示意图。

图8为一实施例中本实用新型的中间筒的俯视图。

图9为一实施例中本实用新型的内筒的结构示意图。

图10为一实施例中本实用新型的内筒的俯视方向的剖面图。

图11为一实施例中本实用新型的护筒用动态自动离合花管装置设于桅杆上的结构示意图。

图12为图11中c部分的放大图。

图13为一实施例中护筒与花管结合状态下第一销与护筒的相对位置示意图。

附图标记

1驱动器

2花管

3第二销

4中间筒

5内筒

6第三销

7第一销

8拨叉

9护筒

10凸轮槽

11导向键

12第一槽

13第二槽

14导向键槽

15动力头

16导轨

17桅杆

18第一销孔

19第二销孔

20第三销孔

21轴向移动沟槽

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例进行进一步的描述。

如图1至图13所示，本实用新型的护筒用动态自动离合花管装置包括花管2及连接锁定机构；

所述的花管2将所述的连接锁定机构置于护筒9上后，通过花管2的转动带动所述的连接锁定机构中的拨叉8移动，从而将所述的连接锁定机构中的第一销7推入护筒9中，将所述的花管2与护筒9进行锁定连接。

即拨叉8与第一销7的相对位置固定(拨叉8与第一销7可以为一体式结构，也可为由分立式零件组合后构成的相对位置固定的结构)，通过花管的转动，带动拨叉8沿圆周方向移动的同时使得该拨叉8中与第一销连接的位置向护筒的方向靠近(或远离护筒的方向)，从而将第一销7推入护筒9(或拔出护筒)，将所述的花管2与护筒9进行锁定连接(解除锁定连接)。

如图1所示，在该实施例中，所述的连接锁定机构包括中间筒4及内筒5；

所述的中间筒4上设有至少一个第一槽12及至少一个拨叉推动部件，所述的第一槽12包括一个沿所述的花管的轴向方向延伸的槽(从图中看该第一槽被设计为一种竖着的圆角矩形，该圆角矩形中的圆圈即为该装置中的一个第二销3，该第二销3可在该第一槽中滑动)，各个所述的拨叉推动部件带动对应的所述的拨叉8移动；

所述的内筒5上设有数量与所述的第一槽12对应的第二槽13，如图2所示，所述的第二槽13包括一个沿所述的花管的周向方向延伸的横向槽、一个沿所述的花管的轴向方向延伸的第一纵向槽及一个沿所述的花管的轴向方向延伸的第二纵向槽，所述的第一纵向槽与所述的第二纵向槽分别设置于所述的横向槽的上，并间隔预设距离，图2中标有起始位置ⅰ的槽即为第一纵向槽，与该第一纵向槽相连，横向设置的槽即为横向槽，而位于横向槽右侧的即为第二纵向槽，第一纵向槽中的圆圈即为该装置中的一个第二销3，起始状态下，图2中的起始位置ⅰ与图1中的起始位置ⅰ重合；

所述的花管2带动数量与所述的第一槽12对应的第二销3分别在各个对应的所述的第一槽12及第二槽13中移动，带动所述的中间筒4与内筒5之间沿所述的花管的周向方向的相对运动、所述的花管2与中间筒4之间沿所述的花管的轴向方向的相对运动。

在该实施例中，所述的拨叉推动部件由设于所述的中间筒4的外圆法兰上的凸轮槽10构成。

如图2所示，在该实施例中，所述的第一纵向槽仅向所述的横向槽的上方延伸，所述的第二纵向槽分别向所述的横向槽的上、下两个方向延伸。

在该实施例中，所述的第二纵向槽的长度等于所述的第一槽12的长度。

在其他实施例中，所述的第二槽13还包括一个沿所述的花管的轴向方向延伸的第三纵向槽，所述的第三纵向槽设于所述的横向槽上，且所述的第三纵向槽分别向所述的横向槽的上、下两个方向延伸，所述的第二纵向槽与所述的第三纵向槽分别位于所述的第一纵向槽的两侧，且所述的第二纵向槽的长度也等于所述的第一槽12的长度。

在该实施例中，所述的内筒5上设有数个导向键槽14，所述的护筒9上设有数量与所述的导向键槽14对应的导向键11，且所述的导向键11的形状与尺寸与所述的导向键槽14的形状与尺寸相对应；

所述的花管2与所述的护筒9对接时，各个所述的导向键11分别与各个对应的所述的导向键槽14结合，各个所述的导向键11分别嵌入各个对应的所述的导向键槽14中。

在该实施例中，所述的内筒5上还设有第三槽，所述的第三槽为沿所述的花管的周向方向延伸的槽，第三销6穿过所述的中间筒4延伸至所述的第三槽内，避免所述的中间筒4与内筒5之间产生轴向方向的相对运动。

在该实施例中，所述的装置还包括驱动器1，所述的花管2与所述的驱动器1相连接。

采用上述实施例中的用于对接护筒9的装置解决了现有技术中的地面施工问题，有效提高施工效率和安全保障，降低施工运行成本。

该实施例中的护筒用动态自动离合花管装置中的花筒、护筒、中间筒及内筒的结构也可参阅图5至图10所示：

图5为一实施例中本实用新型的花管及驱动器的结构示意图，该图为了更好地展现花筒的结构，对花筒的下半部分采用了剖视的方式显示，从图中可以看出，该花筒上设有供第二销3安装的第二销孔19；

图6为一实施例中本实用新型的护筒的结构示意图，为了更好地体现护筒的结构，图6采用了半剖式的构图方式绘制了护筒，从图中可以看出该护筒上设有了导向键11，以及供第一销7插入的第一销孔18；

图7及图8分别为中间筒的结构示意图及俯视图，从图7中可看出该中间筒4的侧壁上设置了第一槽12，该中间筒中靠近底部的部分设有供第三销6插入的第三销孔20，中间筒4的外圆法兰上的凸轮槽10，拨叉8可在凸轮槽10中移动；

图9及图10分别为内筒的结构示意图及俯视方向的剖面图，从图9可以看出内筒5上设有第二槽13，而内筒中靠近底部的部分设有供第一销7插入的第一销孔18，如图10所示，内筒上还设有轴向移动沟槽21，对拨叉8进行限位，使得拨叉8在沿圆周方向移动的同时，逐渐逼近(或远离)护筒，导向键11设置在内筒上；

结合图1、7、9可以看出内筒与中间筒轴向限位槽与内筒圆周方向沟槽位于同一位置；

拨叉8在花筒的带动下沿凸轮槽10移动，在过程中拨叉8沿轴向移动沟槽21移动，第一销7可在拨叉8的带动下，从内筒的第一销孔18插入到护筒中的第一销孔18中，以完成锁定。

图11为一实施例中本实用新型的护筒用动态自动离合花管装置设于桅杆上的结构示意图，从图中可以看出该护筒用动态自动离合花管装置可带着护筒设置于一动力头15上，在相关部件的带动下沿着导轨16在桅杆17上上下移动。

图12为图11中c部分的放大图，图12中展示了护筒与花管非结合状态下第一销7与护筒9的相对位置，从图中可看出在非结合状态下，第一销7没有插入护筒中的第一销孔18中；图13为一实施例中护筒与花管结合状态下第一销与护筒的相对位置示意图，从图13中可看出在结合状态下，第一销7插入了护筒中的第一销孔18中。

下面对该护筒用动态自动离合花管装置的工作原理及执行动作进行进一步地分析：

该护筒用动态自动离合花管装置中的花管2、内筒5、中间筒4与护筒9之间的相对位移关系如下：

花管2与中间筒4之间可以沿所述的花管的轴向方向进行相对运动，但二者没有圆周方向的相对运动；

中间筒4与内管之间可以沿所述的花管的周向方向进行相对运动，但二者没有轴向方向的相对运动；

花管2与内管之间即可以沿所述的花管的轴向方向进行相对运动，又可以沿所述的花管的周向方向进行相对运动；

花管2、中间筒4、内筒5与所述的护筒9之间均有轴向方向和周向方向的相对运动。

该护筒用动态自动离合花管装置与护筒9的对接过程如下：

旋挖钻机中的动力头驱动与花管2连接的驱动器1向下运动，并旋转，直到内筒5上的导向键槽14与护筒9上的导向键11完全结合就位；

然后，通过第二销3将旋转动力传递给中间筒4、内筒5，其中，中间筒4开有第一槽12、内筒5开有与第一槽12相对应的第二槽13，动力头下压使花管2将第二销3由第一槽12的顶端，即图1中的起始位置ⅰ(也就是第一纵向槽的顶端，即图2中的起始位置ⅰ)下压至也就是图1中的位置ⅱ，(也就是第二槽13的中的横向槽位置，即图2中的位置ⅱ)，然后，第二销3沿所述的横向槽周向转动，旋转过程中带动中间筒4旋转，直到到达所述的第二纵向槽的位置，所述的第二销3到达图2中的位置ⅲ(即所述的第二纵向槽的底部)，该过程中，中间筒4的外圆法兰上的凸轮槽10带动拨叉8移动，从而带动第一销7将内筒5和护筒9锁住，此时花管2与护筒9之间的动态自动对接完成，动力头可以在正反二个方向随意旋转，而不使得护筒与花管分离。

此时，若通过花管2上提带动护筒9向上，第二销3会滑动至图2中的位置ⅳ(即第二纵向槽的顶部，也就是第一槽12的顶端)，该状态下，由于不会使得中间筒4周向转动，也就不会改变第一销7的位置，可实现在拔护筒9时同时可以正反二个方向旋转，而不使得护筒9脱落。

若需要将该用于对接护筒9的装置与花管2分离，通过驱动器1带动花管2上移或下压将第二销3移动至第二槽13的横向槽位置，然后将将第二销3推动至第一纵向槽的位置，使得中间筒4反向移动，推动拨叉8沿凸轮槽10移动，带动第一销7脱离护筒9，使得内筒5与护筒9之间的联接解除，上提动力头就可将花管2整体沿导向键11拔出至完全分开。

由图3可以看出，凸轮槽设于中间筒的法兰上，第一销与拨叉连接，凸轮槽的一端与中间筒的筒体近一些，另一端与中间筒的筒体远一些，通过中间筒的旋转，拨叉在凸轮槽的带动下可将第一销插入或拔出护筒，实现锁定与解锁功能，从图4可以看出内筒上不仅设有了导向键槽14，还设有轴向移动沟槽21，对拨叉8进行轴向方向的限位，使得拨叉在进行周向移动的同时，也可以更好地沿轴向移动沟槽21向护筒靠近(或远离)。

上述操作通过旋挖钻机在施工中控制动力头驱动器1及花管2作旋转或上下运动就可完成，实现动态自动对接，直接省略额外的人工参与作业，并且采用纯机械机构实现，可靠性高，采用上述实施例中的用于对接护筒9的装置具备以下特点：

(1)采用纯机械机构，操作简单、安全可靠；

(2)可以减少工地地面高危工种的操作人员，杜绝(深)孔口及爬高等意外安全事故发生；

(3)动力头花管与护筒的动态自动接合或分离可以大大降低工人的劳动强度，整个操作在驾驶室内由机手完成，施工效率大福提高，同时降低施工成本，具有很好的应用前景。

本实用新型的护筒用动态自动离合花管装置，包括花管及连接锁定机构，通过花管的上下移动将连接锁定机构置于护筒上，再通过花管的转动带动连接锁定机构中的拨叉移动，从而将连接锁定机构中的第一销推入护筒中，将花管与护筒进行锁定连接，由于锁定连接过程中执行的操作动作仅包括上下运动及旋转运动，因此相关操作可通过直接控制旋挖钻机的动力头执行即可，无需额外的操作人员在边上配合操作，可有效提高护筒对接过程中的安全性与操作速度。

本实用新型的护筒用动态自动离合花管装置，包括花管及连接锁定机构，通过花管的上下移动将连接锁定机构置于护筒上，再通过花管的转动带动连接锁定机构中的拨叉移动，从而将连接锁定机构中的第一销推入护筒中，将花管与护筒进行锁定连接，由于锁定连接过程中执行的操作动作仅包括上下运动及旋转运动，因此相关操作可通过直接控制旋挖钻机的动力头执行即可，无需额外的操作人员在边上配合操作，可有效提高护筒对接过程中的安全性与操作速度。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。