一种搅拌处理机的制作方法

文档序号:11845304阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种搅拌处理机,包括:

多头钻机(1),包括多个变频双速电机(119,119’)、多个行星减速机(110,110’)、齿轮箱(111)、提升滑轮组(114)、回转接头(115)、输出法兰(116)、机架(117)、机架背面安装的导向板(113)和倾斜传感器(118)的动力头(11),呈矩形布置的中空钻杆(12)和端部具有喷浆口的中空搅拌钻具(13),设置于中空钻杆(12)和中空搅拌钻具(13)横向截面几何中心的中部喷浆管(15),包括中心导向架(161)和四个外侧导向架(162)的中部保持架(16),包括对称设置的左右臂架(181,181’)、连接梁(182)和导向架(183)的抱桩器(18)以及保持架(14);

提升机构(2),包括卷扬机(21)和钢丝绳(22);

桩架(3),包括设置于其正面的导轨(31),顶部滑轮架(32),限位开关(33)和载荷传感器(34);

护筒(4),包括垂直布置于其内壁(41)的多组喷水管(48),潜水泵(42)和导向槽(47);

注浆系统(6),包括制浆机构(61),水泥仓(62)、供浆管(63)、注浆泵(64)、第二水泵(65)、加水管(66)和水泥输送机(67);

搅拌桩船(7),包括蓄水箱(71)和海水沉淀箱(72);

操纵系统(8),包括操纵台(81)和远程基站(82);

其特征在于:

所述多头钻机(1)的动力头(11)通过导向板(113)的槽口置于桩架(3)的导轨(31)上,所述提升机构(2)的卷扬机(21)上引出的钢丝绳(22)穿过所述桩架(3)的顶部滑轮架(32)和动力头(11)的提升滑轮组(114),以在多头钻机(1)施工时带动动力头(11)在导轨(31)下移和上行;所述倾斜传感器(118)安装于机架(117)的侧面,通过信号线连接到操纵系统(8)的操纵台(81)或远程基站(82);所述齿轮箱(111)设有四个在其横截面上呈矩形布置并垂直穿过其箱体的中空钻杆轴(1111,1111’),每个中空钻杆轴(1111,1111’)的上端均安装回转接头(115)后与所述泥浆系统(6)的供浆管(63)连接,每个中空钻杆轴(1111,1111’)的下端均安装输出法兰(116)后固装每个中空钻杆(12),每个中空钻杆轴(1111,1111’)下端均接中空搅拌钻具(13);所述中空搅拌钻具(13)由钻具管体(130)构成,其下端部设有注浆阀(135);所述齿轮箱(111)设有位于四个呈矩形布置的中空钻杆轴(1111,1111’)几何中心、并垂直穿过其箱体的中间注浆管(1112),其上端与所述泥浆系统(6)的供浆管(63)连接,其下端通过对接法兰(11121)与中部喷浆管(15)固装;所述中部喷浆管(15)包括中空杆(151)和位于其内的送浆管(152),且它通过中空杆(151)与垂直穿过齿轮箱(111)的箱体的中间注浆管(1112)对接的方式设置,其下端布置成处于呈矩形布置的四根中空钻杆(12)的几何中心;

所述多个行星减速机(110,110’)共有四个,它们在齿轮箱(111)横截面上对称布置、且位于左右各二个中空钻杆轴(1111,1111’)的外侧,每个行星减速机(110,110’)均通过其输出轴(1101)上的小齿轮(11011)分别与每个中空钻杆轴(1111,1111’)上的大齿轮(11111)啮合;所述齿轮箱(111)设有分别位于一侧的中空钻杆轴(1111)和行星减速机(110)的输出轴(1101)之间以及位于另一侧的中空钻杆轴(1111’)和行星减速机(110’)的输出轴(1101’)之间共四个过渡轴(1113,1113’),其中,二个位于一侧的过渡轴(1113)上的过渡齿轮(11131)互相啮合后分别与二个中空钻杆轴(1111)上的大齿轮(11111)啮合,所述二个位于另一侧的二个右过渡轴(1113’)上的过渡齿轮(11131’)互相啮合后分别与二个中空钻杆轴(1111’)上的大齿轮(11111’)啮合;所述四个中空钻杆轴中二个对角方向布置的二个中空钻杆轴(1111,1111’)旋转方向相同;所述每一根中空钻杆(12)的上端借助公接头(122)均分别连接到齿轮箱(111)箱体外下端面的每一个输出法兰(116)上,其下端借助母接头(121)分别连接中空搅拌钻具(13)上端的雄接头(136);所述每个行星减速机(1111,1111’)的上方固装变频双速电机(119,119’);

所述中空搅拌钻具(13)包括钻具管体(130)、自上而下设有多组搅拌叶片(131)、由装有上切削刀体(1320)的上切削翼(132)和由含有下切削刀体(1330)的下切削翼(133),所述多组搅拌叶片(131)在钻具管体(130)上下间隔设置,并且相对两组在径向方向形成90°夹角;所述上切削翼(132)和下切削翼(133)均为双头形式,它们的上翼片和下翼片分别以放射状围绕钻具管体(130)的方式布置在其外壁上,它们的翼面在钻具管体(130)的径向方向形成一定角度的夹角;所述上切削翼(132)的双头上翼片之每一头上翼片(1322,1322’)的第一下边(13221,13221’)上各安装一排上切削刀体(1320),其中,一头上翼片(1322)的第一下边(13221)上的上切削刀体(1320)的位置与另一头上翼片(1322’)的第一下边(13221’)上的上切削刀体(1320)的位置在旋转轨迹上是间隔交叉排列的;所述下切削翼(133)的双头下翼片之每一头下翼片(1332,1332’)的第二下边(13321,13321’)上各安装一排下切削刀体(1330),其中,一头下翼片(1332)的第二下边(13321)上的下切削刀体(1330)的位置与另一头下翼片(1332’)的第二下边(13321’)上的下切削刀体(1330)的位置在旋转轨迹上是间隔交叉排列的;

所述中空搅拌钻具为四个,其中相邻的前后及左右二个中空搅拌钻具(13)的钻具管体(130)上的搅拌叶片(131)、上切削翼(132)和下切削翼(133)之间分别在钻具管体(13)的轴向方向上错位布置;所述四个中空搅拌钻具的每一个中空搅拌钻具(13)的钻具管体(130)上的搅拌叶片(131)、上切削翼(132)和下切削翼(133)的最大旋转轨迹在径向方向上均是互相重叠的;

所述中部喷浆管(15)的送浆管(152)在中空杆(151)的内腔中以轴向直线布置、且在径向方向对称均分,该送浆管(152)的上端均固装第二注浆接头(154)后与供浆管(63)连接;所述中部喷浆管(15)的中空杆(151)外壁下端设有上下等距离间隔设置、且在径向方向上对称均分的多个喷浆口(153);

所述中部保持架(16)的中心导向架(161)和四个外侧导向架(162)分别套装于中部喷浆管(15)和四根中空钻杆(12)上,对中部喷浆管(15)和中空钻杆(12)进行导向和支承;所述中部保持架(16)是由四个外侧导向架(162)和一个位于其几何中心导向架(161)连接而成的结构体,所述中心导向架(161)外壁具有四个凸出的外端并各外端顶部为矩形板部(1612),中间为一个筒体部(1611);所述外侧导向架(162)包括第一半筒体部(1621)和第二半筒体部(1622),其中第二半筒体部(1622)的一端外壁设有一凸出的矩形板(1623),第一半筒体部(1621)和第二半筒体部(1622)对接形成外侧导向管(1624);所述中心导向架(161)通过筒体部(1611)套装于中部喷浆管(15)上,所述四个外侧导向架(162)通过外侧导向管(1624)则分别套装于相邻的前后或左右共四根中空钻杆(12)上;当中部保持架(16)设置两个或两个以上时,它们在中部喷浆管(15)和中空钻杆(12)上是上下间隔设置;所述中部保持架(16)的筒体部(1611)和四个外侧导向管(1623)的内孔均设有耐磨衬套(163),该耐磨衬套(163)由两个对称的半圆形内衬套组成;

所述抱桩器(18)通过固装于连接梁(182)背面的导向架(183)置于桩架(3)正面的导轨(31)上,并在其上滑动;所述抱桩器(18)通过铁链(186)穿过位于连接梁(182)上端部的二个吊耳(185)后连接在动力头(11)的机架(117)的下端部;所述二个左右臂架(181,181’)均为直角箱型构件,它们在连接梁(182)上相对布置,二个左右臂架(181,181’)一端的长形板(1811,1811’)分别固装于连接梁(182)正面的安装位置,另一端的长面板(1812,1812’)均分别安装滑板(184,184’)后处于相向位置,而使所述中部喷浆管(15)位于二个滑板(184,184’)之间;

所述保持架(14)套装于前后及左右两个中空搅拌钻具(13)的钻具管体(131)上,对中空搅拌钻具(13)进行导向和支承;所述保持架(14)是由中部杆架(141)和二个第一半环体部(142)连接而成的结构体,所述中部杆架(141)的二端各为一个第二半环体部(1411),所述二个第一半环体部(142)与中部架(141)二端的第二半环体部(1411)对接形成二个导向环(143),它们分别套装于前后或左右二个中空搅拌钻具的钻具管体(130)上;所述保持架(14)的导向管(143)内设有耐磨套(1431),该耐磨衬套(1431)由两个对称的半圆形衬套组成;

所述护筒(4)为一圆筒形构体,它的内壁(41)设有沿其径向方向对称布置的多组喷水管(48),每一根喷水管(48)外壁设有上下间隔布置的喷头(480),可对中空钻杆(12)和中空搅拌钻具(13)进行喷水清洗,每一根喷水管(48)的上端与软管(481)连接后并联到分流块(482)上依次连接水阀(483)和高压水泵(484)后,最后连接到搅拌桩船(7)的蓄水箱(71);所述护筒(4)的内腔(41)底端设置潜水泵(42),其出口处通过抽水管(421)连接到搅拌桩船(7)的海水沉淀箱(72);所述护筒(4)的外壁一侧设有相对布置的导向槽(47),它置于所述桩架(3)正面的导轨(31)上,并在其上滑动;

所述桩架(3)垂直固装于搅拌桩船(7)的甲板前端,所述提升机构(2)的卷扬机(21)固装于桩架(3)后方的甲板安装位置;所述桩架(3)的导轨(31)上方设有限位开关(33)以阻止多头钻机(1)上行时其动力头(11)撞击顶部滑轮架(32);所述载荷传感器(34)固装于顶部滑轮架(32)上,将钢丝绳(22)承受的载荷值通过信号线传递到操纵系统(8)的操作台(81)的控制面板上;

所述注浆系统(6)是将制浆机构(61)搅拌而成的水泥浆液通过注浆泵(64)和供浆管(63)输送到送浆管(152)上方的第二注浆接头(154)和每个中空钻杆轴(1111,1111’)上方的回转接头(115);所述水泥仓(62)的水泥经过水泥输送机(67)称量后进入制浆机构(61),所述第二水泵(65)经过加水管(66)从搅拌桩船(7)的蓄水箱(71)中抽取中性水经过称量后进入制浆机构(61),水泥和中性水充分搅拌后制成水泥浆液;

所述操纵系统(8)的操纵台(81)对多头钻机(1)、注浆系统(6)和搅拌桩船(7)的运行参数、技术参数和相关参数进行显示和控制,并实现相关施工参数的储存和打印输出。

2.根据权利要求1所述的搅拌处理机,其特征在于:所述中空搅拌钻具(13)中上切削翼(132)的每一头上翼片(1322,1322’)的第一下边(13221,13221’)和下切削翼(133)的每一头下翼片(1332,1332’)的第二下边(13321,1332’)在钻具管体(130)的径向方向分别形成夹角γ=30~60°。

3.根据权利要求1所述的搅拌处理机,其特征在于:所述中空搅拌钻具(13)中上切削翼(132)的每一头上翼片(1322,1322’)的第一下边(13221,13221’)和下切削翼(133)的每一头下翼片(1332,1332’)的第二下边(13321,13321’)在钻具管体(130)的径向方向分别形成夹角γ=85~95°。

4.根据权利要求1所述的搅拌处理机,其特征在于:所述中空搅拌钻具(13)中搅拌叶片(131)的叶面(1311)朝同一方向倾斜的,与钻具管体(130)的轴向中心线之间的夹角α=8~33°。

5.根据权利要求1所述的搅拌处理机,其特征在于:所述中空搅拌钻具(13)中上切削翼(132)的每一头上翼片(1322,1322’)的第一翼面均为(13222)和下切削翼(133)的每一头下翼片(1332,1332’)的第二翼面均为(13322)各自朝同一方向倾斜的,其中第一翼面(13222)与钻具管体(130)的轴向中心线之间的夹角β1=45~85°,第二翼面(13322)与钻具管体(130)的轴向中心线之间的夹角β2=25~55°。

6.根据权利要求1所述的搅拌处理机,其特征在于:所述多头钻机(1)的中空钻杆(12)及中空钻具(13)可以在其左右方向设置三个、或四个、或五个、或六个、或八个、或十个、或十二个,在其前后方向设置三个、或四个、或五个、或六个、或八个,所述动力头(11)的齿轮箱(111)箱体内的中空钻杆轴(1111,1111’)的设置位置和数量则与之对应,所述变频双速电机(119,119’)、行星减速机(110,110’)、过渡轴(1113,1113’)的设置数量做相应变化;所述中间注浆管(1112)设置在相邻的四个中空钻杆轴(1111, 1111’)之间的几何中心。

7.根据权利要求1所述的搅拌处理机,其特征在于:所述桩架(3)可以沿搅拌桩船(7)的横向方向并排设置多个,所述提升机构(2)和置于桩架(3)的导轨(31)上上下运动的多头钻机(1)相应设置,例如二~八台;所述注浆系统(6)也作相应变化。

8.根据权利要求1所述的搅拌处理机,其特征在于:所述中空搅拌钻具(13)还包括耐磨板(606),它们分别固装于搅拌叶片(131)、上切削翼(132)和下切削翼(133)与钻具管体(130)同轴心的自由端圆弧面;所述中空搅拌钻具(13)中上切削翼(132)的上切削刀体(1320)和下切削翼(133)的下切削刀体(1330)采用硬质合金块制成。

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