一种钻孔搅拌并喷气的多钻头结构的制作方法

本实用新型涉及一种钻孔搅拌并喷气的多钻头结构。

背景技术：

建筑上的承载桩的桩工处理方式有多种，一种方式是制作水泥土搅拌桩，水泥土搅拌桩是利用水泥作为固化剂，通过深层搅拌机在地基深部，就地将软土和固化剂(浆体或粉体)强制搅拌混合，利用固化剂和软土发生一系列物理、化学反应，使凝结成具有整体性、水稳性好和较高强度的水泥加固体，与天然地基形成复合地基，也可是作为深基坑地下防渗墙或大坝的止水帷幕。

制作水泥土搅拌桩需要用到钻孔搅拌作用的钻头或者钻杆，现有技术中公开了一种伸缩钻杆，其结构包括钻杆机构及固定在钻杆机构端部的钻头机构，钻杆机构能沿着轴向往复运动从而改变钻杆机构的长度，钻头机构包括能沿周向转动的主钻杆及围绕主钻杆设置的若干副钻杆，至少有一个副钻杆的转动方向与主钻杆相同且至少有一个副钻杆的转动方向与主钻杆相反，主钻杆连接有主钻杆旋转驱动器，在主钻杆上设有至少一个齿轮箱及至少一个传动轮，每个齿轮箱和传动轮分别各自独立的连接一个副钻杆，在主钻杆内设有输料通道，主钻杆的端部设有若干连通输料通道的出料口，主钻杆上还设有连通输料通道的进料口。上述过公开的伸缩钻杆还存在完善的空间，具体体现在：主钻杆的出料口送出的浆料不够分散，导致钻杆搅拌的过程中料无法均匀地混合到土体中，固化剂和土体无法均匀混合，影响了水泥土搅拌桩的质量。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种钻孔搅拌并喷气的多钻头结构，其喷出的固化剂更为分散，形成气刀以切割土体，使固化剂和土体充分搅拌混合。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种技术方案为：

一种钻孔搅拌并喷气的多钻头结构，包括安装框架、固化剂喷射机构以及能沿周向转动的主轴钻头；主轴钻头用于钻孔搅拌作业，固化剂喷射机构随向主轴钻头的转动以向主轴钻头周侧的土体喷入固化剂；所述安装框架上安装有驱动主轴钻头周向转动的动力机构，主轴钻头位于所述安装框架的中空部位，且其上端与动力机构相连，其下端顺着安装框架的长度方向穿出所述安装框架的底部外；

所述主轴钻头的上端上设有空气入口，所述主轴钻头的下端上设有与空气入口连通的空气出口，所述主轴钻头外设有与空气出口接通的并随主轴钻头转动的喷气主体，所述喷气主体的喷气缝朝下设置并位于固化剂喷射机构的固化剂喷射口的上方。

进一步的，喷气主体包括连接主体和安装在连接主体上朝向主轴钻头下端底部的喷气头，所述喷气头与连接主体可拆式连接，通气管的出口端、连接主体和喷气头依序连通。

进一步的，所述连接主体上设有水平通气段和竖直通气段，所述水平通气段的一端与通气管的出口端连通，所述水平通气段的另一端与竖直通气段的上端连通，所述竖直通气段的下端与喷气头的上端连通，所述喷气头的下端上形成了所述喷气主体的喷气缝。

进一步的，所述喷气头的上端形成有安装凸台，所述安装凸台装入所述竖直通气段的下端，所述安装凸台上端的竖直通气段形成有空气集纳腔，所述喷气头上设有依序贯穿喷气头的进气缝和出气缝以及贯穿进气缝和出气缝的气道，所述喷气头的下端与连接主体紧贴并与之螺接固定。

进一步的，它还包括围绕主轴钻头设置的若干副轴钻头，所述安装框架上还设有至少一个动力头，所述动力头用作驱动一副轴钻头沿其自身周向转动，一副轴钻头位于安装框架的周侧且其上端对应地与一动力头相连，其下端顺着安装框架的长度方向伸出所述安装框架外。

进一步的，至少有一个副轴钻头随主轴钻头的转动而转动，且其转动方向与主轴钻头的转向相同；所述安装框架上还安装若干个第一传动机构，每一所述第一传动机构用作带动随主轴钻头的转动而同向转动的一副轴钻头；

或者，至少有一个副轴钻头随主轴钻头的转动而转动，且其转动方向与主轴钻头的转向相反；所述安装框架上还安装若干个第二传动机构，每一所述第二传动机构用作带动随主轴钻头的转动而反向转动的一副轴钻头；

或者，至少有一个副轴钻头随主轴钻头的转动而转动，且其转动方向与主轴钻头的转向相同；

至少有一个副轴钻头随主轴钻头的转动而转动，且其转动方向与主轴钻头的转向相反；

所述安装框架上还安装若干个第一传动机构，每一所述第一传动机构用作带动随主轴钻头的转动而同向转动的一副轴钻头；

所述安装框架上还安装若干个第二传动机构，每一所述第二传动机构用作带动随主轴钻头的转动而反向转动的一副轴钻头；

或者，所述安装框架上的动力头为多个且顺着安装框架的长度方向阶梯式地环绕分布在安装框架的周侧，所述副轴钻头为多个位于安装框架的周侧一一对应地与动力头相连；若副轴钻头的数量为两个，两个副轴钻头分别位于主轴钻头的相对侧，其中，一所述副轴钻头随主轴钻头的转动正向或反向转动，另一所述副轴钻头通过动力头驱动转动，或者两所述副轴钻头均对应地通过一动力头驱动转动；

若副轴钻头的数量为三个，三个副轴钻头分别围在主轴钻头的周侧，三个副轴钻头呈正三角形分布，其中，部分所述副轴钻头随主轴钻头的转动正向或反向转动，剩余所述副轴钻头均对应地通过一动力头驱动转动；或者全部所述副轴钻头均对应地通过一动力头驱动转动；

若副轴钻头的数量为四个，四个副轴钻头分别围在主轴钻头的周侧，四个副轴钻头呈方形分布，其中，部分所述副轴钻头随主轴钻头的转动正向或反向转动，剩余所述副轴钻头均对应地通过一动力头驱动转动；或者全部所述副轴钻头均对应地通过一动力头驱动转动；

若副轴钻头的数量为五个，五个副轴钻头分别围在主轴钻头的周侧，五个副轴钻头呈正五边形分布，其中，部分所述副轴钻头随主轴钻头的转动正向或反向转动，剩余所述副轴钻头均对应地通过一动力头驱动转动；或者全部所述副轴钻头均对应地通过一动力头驱动转动。

进一步的，主轴钻头的下端为钻头，所述钻头上设有主搅拌叶片和切削刀片。

进一步的，副轴钻头上沿副轴钻头的轴向设有若干副搅拌叶片，其中，副搅拌叶片延伸到两片相邻的主搅拌叶片中。

进一步的，所述安装框架包括若干个周向环绕式间隔分布的安装立柱和若干个设于所述安装立柱并沿着安装立柱的长度方向间隔分布的安装板，每一所述安装板上设有供主轴钻头竖直穿过的通孔。

进一步的，所述固化剂喷射机构包括至少一个设在主轴钻头内并与主轴钻头外连通的固化剂输入通道以及若干个与固化剂输入通道连通的固化剂输出口，所述主轴钻头内还设置有连通空气入口与空气出口用的通气管，所述固化剂输出口位于喷气主体的下方且喷气主体的喷气缝垂直于固化剂输出口所在的水平面。

采用以上的结构，具有以下的优点：

主轴钻头外设有与空气出口接通的并随主轴钻头转动的喷气主体，喷气主体的喷气缝朝下设置并位于固化剂喷射机构的固化剂喷射口的上方，其喷出的固化剂经过喷气主体的喷气缝喷出的气的作用，因而能使得固化剂更分散地喷入到主轴钻头周向的土体中，其喷出的气体在作用在喷入固化剂的土体中，一定程度会对土体形成切割，配合主轴钻头搅拌，能够进行更均匀地搅拌，达到固化剂和土体充分搅拌混合的目的。

附图说明

图1是本实用新型带有通气管的平面结构示意图。

图2是本实用新型带有通气管的另一平面结构示意图。

图3是图1的A部分的放大图。

图4是图1的B部分的放大图。

图5是图1的E部分的放大图。

图6是本实用新型一种结构形式的立体图。

图7是本实用新型另一种结构形式的立体图。

图8是本实用新型在使用状态下的仰视图。

图9是图8的F部分的放大图。

图10是本实用新型的一种安装框架的结构示意图。

图11是本实用新型用两个副轴钻头与主轴钻头分布的结构示意图。

图12是本实用新型用三个副轴钻头与主轴钻头分布的结构示意图。

图13是本实用新型用四个副轴钻头与主轴钻头分布的结构示意图。

图14是本实用新型用五个副轴钻头与主轴钻头分布的结构示意图。

图中所示：1、主轴钻头；111、钻头；112、主搅拌叶片；113、切削刀片；114、安装腔；115、挡块；2、副轴钻头；3、固化剂输入通道；4、固化剂输出口；5、固化剂入口；6、空气入口；611、通气管；711、安装立柱；712、安装板；713、通孔；811、连接主体；812、喷气头；813、水平通气段；814、竖直通气段；815、安装凸台；816、气道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

参照图1，本实用新型公开了一种钻孔搅拌并喷气的多钻头结构，包括能沿周向转动的主轴钻头1、围绕主轴钻头1设置的若干副轴钻头2和安装框架；主轴钻头1和副轴钻头2用于钻孔作业；所述主轴钻头1内设有至少一个与主轴钻头1外连通的固化剂输入通道3，所述主轴钻头1上设有若干个与固化剂输入通道3连通的固化剂输出口4，固化剂输入通道3和固化剂输出口4构成了本实施例的固化剂喷射机构，所述安装框架上安装有驱动主轴钻头1周向转动的动力机构，主轴钻头1位于所述安装框架的中空部位，且其上端与动力机构相连，其下端顺着安装框架的长度方向穿出所述安装框架的底部外，所述主轴钻头1外设有与空气出口接通的并随主轴钻头1转动的喷气主体，所述喷气主体的喷气缝朝下设置并位于固化剂喷射机构的固化剂喷射口的上方。

参见图1和图2，其中，主轴钻头1的下端为钻头111，所述钻头111上设有主搅拌叶片112，固化剂输出口4有若干个且沿周向设置在主轴钻头1上，副轴钻头2上沿副轴钻头2的轴向设有若干副搅拌叶片211，其中，副搅拌叶片211延伸到两片相邻的主搅拌叶片112中，主轴钻头1和副轴钻头2上还设有相应的切削刀片113。

参照图3和图4，在主轴钻头1内设有至少一个固化剂输入通道3，固化剂输入通道3顺着主轴钻头1的长度方向延伸，所述主轴钻头1的端部，即所述主轴钻头1的下端的周壁上设有若干连通固化剂输入通道3的固化剂输出口4，在主轴钻头1上则设置连通固化剂输入通道3的固化剂入口5，在主轴钻头1的上端上设置空气入口6，在主轴钻头1的下端空气出口，所述主轴钻头1内设置通气管611，通气管611的整体沿着主轴钻头1的长度方向延伸，通气管611连通空气入口6与空气出口。

参照图4，具体的，主轴钻头1外安装有与空气出口接通的喷气主体，喷气主体可以形成在所述主轴钻头1，与主轴钻头1为一体式结构，或者是一个单独的部件，所述固化剂输出口4位于喷气主体的下方且喷气主体的喷气缝垂直于固化剂输出口4所在的水平面。

参见图4，所述钻头111包括钻头身部和与钻头身部可拆式连接的钻头头部，其中，一段的固化剂输入通道3位于钻头身部的并沿着钻头身部的轴线方向延伸，钻头身部的下端形成与固化剂输入通道3同轴线的安装腔114，安装腔114安装有启闭固化剂输入通道3用的挡块115，挡块115通过一螺栓与安装腔114的腔底连接固定，固化剂输入通道3内的固化剂堆积，冲击挡块115，以打开固化剂输入通道3，固化剂通过钻头身部的固化剂输入通道3，通过固化剂输出口4喷出。

参照图5、图8和图9，所述喷气主体包括连接主体811和安装在连接主体811上朝向主轴钻头1下端底部的喷气头812，所述喷气头812与连接主体811可拆式连接，通气管611的出口端、喷气主体主体811和喷气头812依序连通，所述连接主体811上设有水平通气段813和竖直通气段，所述水平通气段813的一端与通气管611的出口端连通，所述水平通气段813的另一端与竖直通气段的上端连通，所述竖直通气段的下端与喷气头812的上端连通，所述喷气头812的下端形成有喷气口，所述喷气头812的上端形成有安装凸台815，所述安装凸台815装入所述竖直通气段的下端，所述安装凸台815上端的竖直通气段形成有空气集纳腔814，所述喷气头812上设有依序贯穿喷气头812的进气缝和出气缝以及贯穿进气缝和出气缝的气道816，所述喷气头812的下端与连接主体811紧贴并与之螺接固定。通过上述各个结构的设置，各个结构的配合，实现了整个结构具备喷气功能。

主轴钻头1与副轴钻头2之间的工作模式有多种方式。

一种具体的方式是，至少有一个副轴钻头2随主轴钻头1的转动而转动，且其转动方向与主轴钻头1的转向相同；在安装框架上安装若干个第一传动机构，每一所述第一传动机构用作带动随主轴钻头1的转动而同向转动的一副轴钻头2。其中，第一传动机构为相互啮合的传动齿轮，参见图7中的C所指示的，一所述主轴钻头1上的传动齿轮与另一所述副轴钻头2上的传动齿轮啮合，副轴钻头2对应的为四个，从整体上看一对副轴钻头2置于主轴钻头1的相对侧，另一对副轴钻头2也置于主轴钻头1的相对侧，四个副轴钻头2围绕在主轴钻头1的周侧，一对副轴钻头2则通过独立的动力头驱动而转动。

另一种具体的方式是，安装框架上的动力头为多个且顺着安装框架的长度方向阶梯式地环绕分布在安装框架的周侧，所述副轴钻头2为多个位于安装框架的周侧一一对应地与动力头相连。正如图6所示，安装框架上的动力头为四个，安装框架上的动力头用D标识出，用副轴钻头2对应的为四个，从整体上看一对副轴钻头2置于主轴钻头1的相对侧，另一对副轴钻头2也置于主轴钻头1的相对侧，四个副轴钻头2围绕在主轴钻头1的周侧。

另一种具体的方式是，至少有一个副轴钻头2随主轴钻头1的转动而转动，且其转动方向与主轴钻头1的转向相反；在安装框架上安装若干个第二传动机构，每一所述第二传动机构用作带动随主轴钻头1的转动而反向转动的一副轴钻头2。其中，其中，第二传动机构为传动齿轮箱，是将图7中的C所指示的相互啮合的传动齿轮改成齿轮箱，副轴钻头2对应的为四个，从整体上看一对副轴钻头2置于主轴钻头1的相对侧，另一对副轴钻头2也置于主轴钻头1的相对侧，四个副轴钻头2围绕在主轴钻头1的周侧，一对副轴钻头2则通过独立的动力头驱动而转动。

本实用新型提供了一种具体结构的安装框架，参见图10，该安装框架包括若干个周向环绕式间隔分布的安装立柱711和若干个设于所述安装立柱711并沿着安装立柱711的长度方向间隔分布的安装板712，每一所述安装板712上设有供主轴钻头1竖直穿过的通孔。

若副轴钻头2的数量为两个，两个副轴钻头2分别位于第一钻头1的相对侧，其中，一所述副轴钻头2随第一钻头1的转动正向或反向转动，另一所述副轴钻头2通过动力头驱动转动，或者两所述副轴钻头2均对应地通过一动力头驱动转动，参照图11，给出了上述情况中的一种。

若副轴钻头2的数量为三个，三个副轴钻头2分别围在主轴钻头1的周侧，三个副轴钻头2呈正三角形分布，其中，部分所述副轴钻头2随主轴钻头1的转动正向或反向转动，剩余所述副轴钻头2均对应地通过一动力头驱动转动；或者全部所述副轴钻头2均对应地通过一动力头驱动转动；参照图12，给出了上述情况中的一种。

若副轴钻头2的数量为四个，四个副轴钻头2分别围在主轴钻头1的周侧，四个副轴钻头2呈方形分布，其中，部分所述副轴钻头2随主轴钻头1的转动正向或反向转动，剩余所述副轴钻头2均对应地通过一动力头驱动转动；或者全部所述副轴钻头2均对应地通过一动力头驱动转动；参照图13，给出了上述情况中的一种。

若副轴钻头2的数量为五个，五个副轴钻头2分别围在主轴钻头1的周侧，五个副轴钻头2呈正五边形分布，其中，部分所述副轴钻头2随主轴钻头1的转动正向或反向转动，剩余所述副轴钻头2均对应地通过一动力头驱动转动；或者全部所述副轴钻头2均对应地通过一动力头驱动转动；参照图14，给出了上述情况中的一种。

以上仅就本实用新型的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅限于以上实施例，凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。