扇面式空心钻孔装置的制作方法

本发明涉及钻孔机械，具体为一种主要配合城市集水速降桩而设计研发的海绵城市集水专用扇面式空心钻孔装置。

背景技术：

海绵城市，作为新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。

建设海绵城市，统筹发挥自然生态功能和人工干预功能，不仅可有效控制雨水径流，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式，还可以利于修复城市水生态、涵养水资源，增强城市防涝能力，高新型城镇化质量，促进人与自然和谐发展。

因而，在现在复杂地层/地面结构钻探中，研发出一种可广泛使用，并适用于各种地形、适用于专用城市集水速降桩结构的钻孔设备成为必需。

公开号为cn1264452的发明专利，公开了一种定向钻孔设备,可应用在靠近诸如围墙、房屋、建筑物等阻碍物的位置实现定向钻孔。然而由于其装置结构笨重，同时装置的动力要求在一定程度上较高，这样就限制了装置的使用范围。

公开号为cn101624896的发明专利，公开了作为常规使用的单动力头钻孔设备，其特点是接头简单、操作灵活、加接钻具方便，不过因为它只有一个回转动力，固而对于复杂地层需要使用双管钻进时，钻进深度受到限制，钻进效率低，不能很好满足施工要求。同时其还指出了现有一体式双动力头钻孔设备操作繁琐、劳动强度高、效率低的问题。

此外，公开号为cn101871316a的发明专利，公开了一种桩机，其同时提及到：现有技术中的钻孔桩机和冲孔桩机，钻孔桩机只能钻孔，冲孔机只能冲孔。对岩层作业，是重要工程桩嵌岩的必须要求，而旋转钻的钻孔机是无法满足要求的，因钻头对中、微风化岩层，钻进很慢，且钻头跳动厉害，钻头磨损严重，几乎是无法进行；而冲锤冲孔作业完全可以改变这种状态，冲击作业几乎是所有地层都可以适应，但对土层冲击作业时，成孔进尺速度远比钻孔速度慢很多。由于上述技术缺陷的存在，存在施工周期长、施工效率低等缺陷。

可见上述的钻孔设备，或因装置结构笨重、钻孔效率低，或因适用领域狭窄、推广性差等，均无法适用于海绵城市的建设。而作为专用于海绵城市集水的钻孔设备，在结构及动力设计上仍需创新。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种扇面式空心机械传动钻孔装置，主要配合一种专用的城市集水速降桩而设计研发。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

扇面式空心钻孔装置，包括动力源及与其传动连接的钻孔装置，所述钻孔装置为空心桶式结构，包括空心桶上体及空心柱，所述空心桶上体上端周向设置有传动齿轮，空心桶上体与空心柱之间设置有锥形上钻头，所述空心柱下端设置有圆形下钻头。

作为上述技术方案的改进，所述锥形上钻头为扇面钻头，所述圆形下钻头为桶式块状钻头，当动力源通过机械传动带动所述钻孔装置钻孔时，所述钻孔装置可直接钻出与城市集水速降桩形状相适的锥形桩式孔。

作为上述技术方案的改进，所述动力源安装于作业小车上，其通过传动轴及设置于传动轴末端的咬合齿轮与钻孔装置的传动齿轮传动连接。

作为上述技术方案的改进，所述作业小车上设置有液压驱动装置，所述液压驱动装置通过液压上下顶杆连接下顶压盘，用于钻孔后顶出存留于桶内的泥土等杂物。

作为上述技术方案的改进，所述下顶压盘直径小于空心桶上体直径，以避免摩擦或磨损。

作为上述技术方案的改进，所述钻孔装置通过固定架及固定桶旋转轮定位于所述作业小车一侧。

作为上述技术方案的改进，所述钻孔装置由合金材料制成，使本装置更加轻质、高效、耐用。

作为上述技术方案的改进，所述作业小车上安装有冷却水供给装置，所述冷却水供给装置包括冷却水箱、微型泵、供水软管及喷头，其中供水软管与所述液压上下顶杆平行安装，与其上下行动作保持同步，所述喷头固定于下顶压盘上且朝向桶内壁而设。

作为上述技术方案的改进，所述下顶压盘下端设置有与液压驱动装置连接的辅助变径盘，其在下顶压盘下行时收缩于其底部，在下顶压盘上行时向四周伸展并填充于下顶压盘与空心桶上体径向间隙内，以便下顶压盘最大程度的顶出杂物。

本发明带来的有益效果有：

本装置是一款响应国家号召建设海绵城市的一种扇面式空心钻孔装置，主要配合一种专用的城市集水速降桩而设计研发。此扇面式空心钻孔装置的特点是在地面直接钻孔，而且直接钻出锥形桩式孔，不论水泥地面，还是大理石、地砖地面，直接可以作业钻孔。钻完孔后，城市集水速降桩直接放入正好，是一款专用设备。

此装置开孔后钻桶内有水泥、地砖、大理石、泥土，其会存到桶内，当空心合金钻孔设备上升时，下顶压盘直接把泥土等杂物顶出。此设备的研发成功，利国利民，省时省力，为建设海绵城市做出了巨大的贡献，可为防止洪涝灾害做出应有的力量。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，

附图1是本发明实施例1结构简示图；

附图2是本发明的钻孔装置结构示意图；

附图3是本发明实施例2-3结构示意图；

附图4是实施例3中辅助变径盘收缩状态结构示意图；

附图5是实施例3中辅助变径盘伸展状态结构示意图；

图中标号对应部件为：

动力源-1、传动轴-11、钻孔装置-2、空心桶上体-21、空心柱-22、锥形上钻头-23、圆形下钻头-24、传动齿轮-25、液压驱动装置-3、液压上下顶杆-31、下顶压盘-32、辅助变径盘-33、冷却水箱-41、微型泵-42、供水软管-43、固定架-51、固定桶旋转轮-52。

具体实施方式

实施例1

建设海绵城市集水专用的一种扇面式空心钻孔装置。

参照附图1及附图2，包括动力源1及与其通过齿轮传动连接的钻孔装置2。钻孔装置2为空心桶式结构，包括一体式结构的空心桶上体21及空心柱22，其中，传动齿轮25设置于空心桶上体21的上端周向，空心桶上体21与空心柱22之间为锥形上钻头23，其设置于桶式结构外侧，空心柱22底端为圆形下钻头24。

锥形上钻头23具体为扇面钻头，而圆形下钻头24则为桶式块状钻头，当动力源1通过机械传动带动钻孔装置2钻孔时，两个钻头同时作用，使得钻孔装置2可直接钻出与城市集水速降桩形状相适的锥形桩式孔。

实施例2

一种合金桶式空心钻孔设备，主要配合一种专用的城市集水速降桩而设计研发。

此合金桶式空心钻孔设备的特点是在地面直接钻孔，而且直接钻出锥形桩式孔，不论水泥地面，还是大理石、地砖地面，直接可以作业钻孔。钻完孔后，城市集水速降桩直接放入正好，是一款专用设备。

参照附图3，该设备主要包括安装于可移动的作业小车上的动力源1及钻孔装置2，钻孔装置2通过传动轴11及设置于传动轴11末端的咬合齿轮与传动齿轮25传动连接。钻孔装置2包括锥形上钻头23与圆形下钻头24，均由合金材料制成，使本装置更加轻质、高效、耐用。

同时作业小车上安装有冷却水供给装置。

冷却水供给装置包括冷却水箱41、微型泵42、供水软管43及喷头，其中供水软管43与液压上下顶杆31平行安装，与其上下行动作保持同步，喷头固定于下顶压盘32上且朝向桶内壁而设。钻孔过程中，冷却水通过设置于冷却水箱41的供水阀直接控制供给，一方面可以为钻孔装置2降温，另一方面可以提高钻孔的顺畅度。

钻孔装置2通过固定架51及固定桶旋转轮52定位于作业小车一侧，以避免钻孔装置2在工作时出现晃动产生钻孔角度偏差。

实施例3

一种可顶出钻孔杂物的扇面式空心钻孔装置。

参照附图3，主要包括动力源1及与其传动连接的钻孔装置2。钻孔装置2为空心桶式结构，动力源1安装于可移动的作业小车上，其通过传动轴11及设置于传动轴11末端的咬合齿轮与钻孔装置2的传动齿轮25传动连接。

同时，作业小车上设置有液压驱动装置3，液压驱动装置3通过液压上下顶杆31连接下顶压盘32，用于钻孔后顶出存留于桶内的泥土等杂物。下顶压盘32直径应小于空心桶上体21直径，以避免摩擦或磨损。下顶压盘32下端设置有与液压驱动装置3连接的辅助变径盘33。

下顶压盘32与辅助变径盘33均由液压驱动装置3驱动控制，二者在钻孔时同时下行至钻孔装置2下侧，此时辅助变径盘33由液压驱动装置控制呈收缩状态，当钻孔完成后，二者同时上行，此时液压驱动装置控制辅助变径盘33的液压控制伸缩杆向四周伸展，填充于下顶压盘32与空心桶上体21周向间隙内，与下顶压盘32协同作用，最大程度的顶出存留于桶内的泥土等杂物。

此设备开孔后钻桶内有水泥、地砖、大理石、泥土，其会存到桶内，当空心合金钻孔设备上升时，下顶压盘32直接把泥土等杂物顶出。

此设备的研发成功，利国利民，省时省力，为建设海绵城市做出了巨大的贡献，可为防止洪涝灾害做出应有的力量。

以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

同时本说明书按照实施例加以描述，并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，本说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。