双向清孔泥浆泵装置的制作方法

本实用新型涉及清孔设备领域，特别涉及一种双向清孔泥浆泵装置。

背景技术：

在桥梁、房屋、码头等建筑物的基础绝大部分采用钢筋混凝土灌注桩基础，钢筋混凝土灌注桩一般由钻(冲)孔机械先钻孔成孔，成孔后必须按工作程序先清孔，然后安装钢筋笼、导管，再进行二次清孔后灌注混凝土。桩基钻(冲) 孔施工要求泥浆保持在一定高度水位的状态下进行，以确保泥浆对孔壁有足够的压力防止塌孔，泥浆必须保持循环流动状态以达到经常性排渣和泥浆均匀的目的；钻(冲)孔时，泥浆中含有大量的悬浮颗粒(包含砂或泥石块)，成孔后泥浆泵仍须持续循环排渣工作，防止悬浮颗粒沉淀于孔底形成沉渣，若悬浮颗粒和沉渣不能清除干净，将对桩基质量构成严重威胁(钢筋混凝土桩底若超过规范规定厚度的沉渣，在自重和承重力的作用下会造成桩基下沉，也有可能因沉渣被裹在钢筋混凝土核心内而造成断桩、废桩)，所以，建筑施工规范规定，桩基成孔后须进行清孔，清孔合格后再进行安装钢筋笼、导管，然后还必须进行二次清孔，最后灌注混凝土。清孔工艺是：按设计孔径和孔深要求成孔后必须进行清孔，即把孔内的悬浮颗粒通过泥浆循环作业带到孔外以达到清孔之目的，防止悬浮颗粒沉淀于孔底形成沉渣。

桩基清孔现状：建筑施工规范有明确规定清孔及要求，现有泥浆泵用于去渣、清孔很不理想，目前一般清孔工艺绝大部分采用传统泥浆泵--正循环清孔作业，即悬挂并半潜在泥浆沉淀池内的泥浆泵通过胶管向孔底注水或经沉渣沉淀后的泥浆，孔内原泥浆从孔底通过桩孔缓慢向上溢出流向泥浆沉淀池，悬浮颗粒随泥浆溢入泥浆沉淀池，悬浮颗粒开始沉淀，沉淀后的泥浆继续被泥浆泵抽取注入孔底，形成正循环，正循环清孔存在以下问题：一、冲钻孔施工时由于去渣效率低，导致钻孔速度十分慢；二、清孔时间过长，一般需要1-7天；三、悬浮颗粒或沉渣无法彻底清除，采用正循环清孔，钢筋笼刮擦掉下的泥块，残渣，较大粒径的悬浮颗粒和沉渣无法清除出去，留下质量隐患。现实中，只有个别工程对工程质量要求特别严格的，强制采用气举反循环清孔作业的，效果比较好，但由于气举反循环的效率很低，要使用很大的空压机，所以使用成本很高，移动还不方便，难以推广普及应用。反循环泥浆泵，也有一些不足之处，主要有三：1、经常性的漏气是通病，常常因漏气无法工作；2、桩孔内泥浆浓度太大，有时孔底泥浆呈流体状、流塑状甚至是沉淀物，反循环泵普遍吸力不足抽不动；3、上述两种原因均可导致泵不能正常工作，故障的原因难以分辨和排除，经常浪费大量的精力去排除故障，工人普遍不愿意使用。

综上，目前泥浆泵只有正循环泥浆泵和反循环泥浆泵，均不理想且只能单向作业，在桩基施工使用时存在严重缺陷。因此，研制并攻克一台吸力大不漏气，能正、反循环快速交替作业，能长时间正常工作的泥浆泵，对桩基施工来说是梦寐以求的设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种双向清孔泥浆泵装置，该装置关闭管道四和管道七、打开管道三和管道六时，利用管道三和管道五能对桩孔进行正循环清孔，关闭管道三和管道六、打开管道四和管道七时，利用管道五和管道七能对桩孔进行反循环清孔，根据需要能进行正循环和反循环交替作业，不仅能快速去渣，提高钻孔速度，而且大大缩短了清孔时间，确保了工程质量。

本实用新型是这样实现的：一种双向清孔泥浆泵装置，其特征在于：包括泥浆泵以及连接于泥浆泵和桩孔之间的水流换向装置，所述泥浆泵上设有泵进口和泵出口，所述水流换向装置包括壳体以及设置于壳体内的腔体一、腔体二和腔体三，所述腔体一通过管道一与泵进口相连接，所述泵出口通过管道二与腔体二相连接，所述水流换向装置还包括连通腔体一下端和外部之间的管道三、连通腔体一上端和腔体三上端之间的管道四、连通腔体三上端和外部之间的管道五、连通腔体二下端和腔体三下端之间的管道六、连通腔体二上端和外部之间的管道七以及连通腔体二上端和外部且可启闭的排气阀，所述水流换向装置还包括用于启闭管道三、管道四、管道六、管道七的启闭组件。

本实用新型提供的双向清孔泥浆泵装置，在使用时先将泥浆泵泵体和水流换向装置的各个腔体加满水，将管道三与清水池相连接，将管道五与桩孔孔底相连接，将管道七与沉淀池相连接，然后关闭管道四和管道七、打开管道三和管道六，开启泥浆泵，清水池中的水则依次通过管道三、腔体一、管道一、泥浆泵、管道二、腔体二、管道六、腔体三、管道五后打入桩孔孔底，将桩孔孔底内的淤泥、沉淀颗粒等冲散，形成正循环清孔作业。需要切换到反循环清孔作业时，关闭管道三和管道六、打开管道四和管道七，桩孔孔底内的泥浆、沉淀颗粒等依次通过管道五、腔体三、管道四、腔体一、管道一、泥浆泵、管道二、腔体二、管道七后进入沉淀池进行沉淀。本实用新型能根据需要能进行正循环和反循环交替作业，不仅能快速去渣，提高钻孔速度，而且去渣干净彻底，大大缩短了清孔时间，确保了工程质量。

为了能同时关闭管道四和管道七或者同时关闭管道三和管道六，所述启闭组件包括转动连接于腔体一和腔体二上且贯穿腔体一和腔体二的转轴、固设于转轴一端的用于带动转轴转动的转动手柄以及两个固设于转轴上且分别位于腔体一和腔体二内的挡板，两个挡板向上转动时能同时封堵管道四和管道七的管口且向下转动时能同时封堵管道三和管道六的管口。

为了便于加水启动，所述水流换向装置还包括连接于管道三末端的污水潜水泵以设置于管道三内的用于防止腔体一内的水通过管道三流出的止回阀。

为了能提高泥浆泵的流量和吸力，所述泥浆泵包括电机、泵体以及连接于电机和泵体之间的连接托盘，所述泵体包括泵壳和叶轮，所述连接托盘的上端面与电机的下端面固定连接，所述泵壳的上端面与连接托盘的下端面固定连接，所述叶轮设置于泵壳内且与电机的输出轴固定连接，所述泵进口设置于泵壳的下端上，所述泵出口设置在泵壳的外周壁上且泵出口的轴线与叶轮转动轨迹的最大圆周相切，所述泵壳上设有可启闭的排气口。

为了进一步提高泥浆泵的流量和吸力，所述叶轮包括上连接圆板、下连接圆板以及一个以上连接于上连接圆板和下连接圆板之间的导流板，所述上连接圆板上同轴设有用于与电机的输出轴相连接的连接接口，所述下连接圆板上同轴设有泥浆进口，所述导流板呈弧形，所述导流板内侧壁的弧形一端与泥浆进口相切且内侧壁的弧形另一端延伸至下连接圆板的外圆周。

优选的，所述导流板的数量为两个以上且均匀分设于上连接圆板和下连接圆板之间。

为了减小叶轮上方的压力，防止泥浆渗出，所述上连接圆板的上表面固设有两个以上减压条，所述减压条由上连接圆板的中心向外圆周呈渐开线式分布。

为了便于泥浆的排出，所述泵壳呈中间大两头小的腰鼓形。

为了防止泥浆泵内泄，所述泵壳下部设有环形挡水圈。

较之现有技术而言，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型提供的双向清孔泥浆泵装置，该装置关闭管道四和管道七、打开管道三和管道六时，利用管道三和管道五能对桩孔进行正循环清孔，关闭管道三和管道六、打开管道四和管道七时，利用管道五和管道七能对桩孔进行反循环清孔，根据需要能进行正循环和反循环交替作业，不仅能快速去渣，提高钻孔速度，而且去渣干净彻底，大大缩短了清孔时间，确保了工程质量；

(2)本实用新型提供的双向清孔泥浆泵装置，能正反循环交替作业，不仅能提高钻孔速度，而且可快速抽取含固体颗粒泥浆和沉淀物，大幅度缩减清孔工作时间，可提高工效5～10倍；

(3)本实用新型提供的双向清孔泥浆泵装置，启闭组件采用转轴加挡板的方式，结构简单，性能可靠，成本低，能同时关闭管道四和管道七或者同时关闭管道三和管道六，切换方便，切换速度快；

(4)本实用新型提供的双向清孔泥浆泵装置，管道三末端连接有污水潜水泵且管道三内设有止回阀，便于将水流换向装置的各个腔体加满水，以保证泥浆泵装置的启动；

(5)本实用新型提供的双向清孔泥浆泵装置，泥浆泵叶轮上的导流板呈弧形，叶轮转动时离心力将泥浆向外甩，同时导流板转动切割产生向外推力将泥浆向外甩，这两种同向的切割推力和离心力的叠加使得泵的吸力更强，对比重较大、桩孔很深的浓泥浆，在进行反循环抽浆作业时能力特别强大，能抽取浓泥浆甚至流体状淤泥和沉淀物，能抽超过100米深度、比重达到极限的泥浆和浑浊液体；

(6)本实用新型提供的双向清孔泥浆泵装置，泥浆泵叶轮结构的设计科学、合理，使得在电机功率受限的情况下，能进一步提高泥浆泵的流量和吸力，简单、有效、快速去渣，提高钻孔速度；

(7)本实用新型提供的双向清孔泥浆泵装置，泥浆泵上连接圆板的上表面设有减压条，能有效地减小叶轮上方的压力，防止泥浆渗出，泵壳下部设有环形挡水圈，能防止泥浆泵内泄，使得泥浆泵吸力更强，工作更稳定可靠；

(8)本实用新型提供的双向清孔泥浆泵装置，对桩基施工来说，还具有节省水、电，节省用工，减少机械磨耗等优点，易于推广应用。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型双向清孔泥浆泵装置的三维结构示意图；

图2是本实用新型双向清孔泥浆泵装置的主视图；

图3是图2中的A-A剖视图；

图4是图2中的B-B剖视图；

图5是图2中的C-C剖视图；

图6是图2中的D-D剖视图；

图7是图2中的E-E剖视图；

图8是图1中泥浆泵的结构示意图；

图9是图8中的F-F剖视图；

图10是泥浆泵中叶轮的结构示意图；

图11是本实用新型双向清孔泥浆泵装置的使用状态示意图。

图中符号说明：1、泥浆泵，11、泵进口，12、泵出口，13、电机，14、泵体，141、泵壳，1411、环形挡水圈，142、叶轮，1421、上连接圆板，1422、下连接圆板，1423、导流板，1424、连接接口，1425、泥浆进口，1426、减压条，15、连接托盘，2、桩孔，3、水流换向装置，31、壳体，32、腔体一，33、腔体二，34、腔体三，35、管道三，36、管道四，37、管道五，38、管道六， 39、管道七，310、排气阀，311、转轴，312、转动手柄，313、挡板，314、污水潜水泵，4、管道一，5、管道二，6、沉淀池。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型内容进行详细说明：

如图1－图10所示，为本实用新型提供的一种双向清孔泥浆泵装置，其特征在于：包括泥浆泵1以及连接于泥浆泵1和桩孔2之间的水流换向装置3，所述泥浆泵1上设有泵进口11和泵出口12，所述水流换向装置3包括壳体31以及设置于壳体31内的腔体一32、腔体二33和腔体三34，所述腔体一32通过管道一4与泵进口11相连接，所述泵出口12通过管道二5与腔体二33相连接，所述水流换向装置3还包括连通腔体一32下端和外部之间的管道三35、连通腔体一32上端和腔体三34上端之间的管道四36、连通腔体三34上端和外部之间的管道五37、连通腔体二33下端和腔体三34下端之间的管道六38、连通腔体二33上端和外部之间的管道七39以及连通腔体二33上端和外部且可启闭的排气阀310，所述水流换向装置3还包括用于启闭管道三35、管道四36、管道六 38、管道七39的启闭组件。

如图6所示，为了能同时关闭管道四和管道七或者同时关闭管道三和管道六，所述启闭组件包括转动连接于腔体一32和腔体二33上且贯穿腔体一32和腔体二33的转轴311、固设于转轴311一端的用于带动转轴311转动的转动手柄312以及两个固设于转轴311上且分别位于腔体一32和腔体二33内的挡板313，两个挡板313向上转动时能同时封堵管道四36和管道七39的管口且向下转动时能同时封堵管道三35和管道六38的管口。当然，管道四、管道七、管道三和管道六也可以利用单独的阀门进行启闭。

如图11所示，为了便于加水启动，所述水流换向装置3还包括连接于管道三35末端的污水潜水泵314以设置于管道三35内的用于防止腔体一32内的水通过管道三35流出的止回阀。

如图8-10所示，为了能提高泥浆泵的流量和吸力，所述泥浆泵1包括电机 13、泵体14以及连接于电机13和泵体14之间的连接托盘15，所述泵体14包括泵壳141和叶轮142，所述连接托盘15的上端面与电机13的下端面固定连接，所述泵壳141的上端面与连接托盘15的下端面固定连接，所述叶轮142设置于泵壳141内且与电机13的输出轴固定连接，所述泵进口11设置于泵壳141的下端上，所述泵出口12设置在泵壳141的外周壁上且泵出口12的轴线与叶轮 142转动轨迹的最大圆周相切，所述泵壳141上设有可启闭的排气口。

如图10所示，为了进一步提高泥浆泵的流量和吸力，所述叶轮142包括上连接圆板1421、下连接圆板1422以及一个以上连接于上连接圆板1421和下连接圆板1422之间的导流板1423，所述上连接圆板1421上同轴设有用于与电机 13的输出轴相连接的连接接口1424，所述下连接圆板1422上同轴设有泥浆进口1425，所述导流板1423呈弧形，所述导流板1423内侧壁的弧形一端与泥浆进口1425相切且内侧壁的弧形另一端延伸至下连接圆板1422的外圆周。

如图10所示，所述导流板1423的数量为两个以上且均匀分设于上连接圆板1421和下连接圆板1422之间。

如图10所示，为了减小叶轮上方的压力，防止泥浆渗出，所述上连接圆板 1421的上表面固设有两个以上减压条1426，所述减压条1426由上连接圆板1421 的中心向外圆周呈渐开线式分布。

如图8所示，为了便于泥浆的排出，所述泵壳141呈中间大两头小的腰鼓形。

如图9所示，为了防止泥浆泵内泄，所述泵壳141下部设有环形挡水圈1411。

该实用新型的工作原理为：如图11所示，先将污水潜水泵314放置于桩孔2的孔口，将管道五37与桩孔2孔底相连接，将管道七39与沉淀池6相连接，然后转动转动手柄312使两个挡板313向上转动关闭管道四36和管道七39，启动污水潜水泵314，通过管道三35将泥浆泵1泵体和水流换向装置3的各个腔体加满水，接着开启泥浆泵1，桩孔2孔口中的水则依次通过管道三35、腔体一32、管道一4、泥浆泵1、管道二5、腔体二33、管道六38、腔体三34、管道五37后打入桩孔2孔底，将桩孔2孔底内的淤泥、沉淀颗粒等冲散，形成正循环清孔作业。需要切换到反循环清孔作业时，转动转动手柄312使两个挡板 313向下转动关闭管道三35和管道六38，桩孔2孔底内的泥浆、沉淀颗粒等依次通过管道五37、腔体三34、管道四36、腔体一32、管道一4、泥浆泵1、管道二5、腔体二33、管道七39后进入沉淀池7进行沉淀。本实用新型能根据需要能进行正循环和反循环交替作业，不仅能快速去渣，提高钻孔速度，而且去渣干净彻底，大大缩短了清孔时间，确保了工程质量。

上述具体实施方式只是对本实用新型的技术方案进行详细解释，本实用新型并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本实用新型原理的任何改进或替换，均应在本实用新型的保护范围之内。