一种用于与钻杆的下接头配合的上接头的制作方法

本实用新型属于桩机技术领域，具体涉及一种用于与钻杆的下接头配合的上接头。

背景技术：

桩机是一种能带动钻头向地下钻进而破碎岩土的机械设备，在钻头钻孔的同时采用灌浆以土体改善，改善后的土体可用于成型搅拌桩、复合桩等。

桩机包括多节钻杆和多个钻头，钻杆和钻头内轴向设有相连通的供混凝土浆液通过的输料通道，当钻头钻到一定深度时，若钻杆的长度不够，需要增加或伸长钻杆，使钻杆延长，才能继续往下钻。因此，为了保证正常的灌浆和钻孔作业，钻杆的延长技术至关重要。

为此，申请号为cn201610938624.7的发明专利《动力下置式钻杆的物料输送管道机构》(授权公告号为cn106351216b)公开的机构从上至下依次包括长度调节杆、动力机构和钻杆，动力机构与钻杆驱动连接并能驱动钻杆沿周向转动；动力机构和长度调节杆之间通过插接式连接结构相连，该插接式连接结构包括分别与动力机构和长度调节杆螺接固定的第一连接块和第二连接块，第一连接块插入到第二连接块中，第一连接块和第二连接块用销接结构固定连接且当第一连接块和第二连接块固定连接后插接式连接结构中间呈中空的插管通道。销接结构包括位于第一连接块上的第一销孔及位于第二连接块上的第二销孔，当第一连接块插入到第二连接块中时，转动第一连接块或第二连接块能使第一销孔和第二销孔的位置相对应，销栓从第二销孔外部插入到第一销孔中从而使第一连接块和第二连接块销接固定。

上述专利中的插接式连接结构，即接头能实现多根长度调节杆的连接和拆卸，进而方便调节长度调节杆的长度。但是存在如下缺点：1、由于接头与长度调节杆螺纹连接，因此，接头上的插销孔难以对准；2、插销孔和插销的精度要求高；3、两根长度调节杆上的接头难以对准；4、长度调节杆为中空结构，其壁厚一般较薄，由于接头与长度调节杆螺纹连接，使得长度调节杆上需要开设内螺纹，进而使得长度调节杆与接头的连接处的壁厚更加薄，连接强度降低；5、由于接头与长度调节杆螺纹连接，接头与长度调节杆连接处的形状均需限定为圆形，故而对形状和加工精度有较高的要求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种具有导向功能、进而便于插接的用于与钻杆的下接头配合的上接头。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种密封性好、进而能防止漏浆的用于与钻杆的下接头配合的上接头。

本实用新型所要解决的第三个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能收纳从下接头掉落下来的管道介质，且不影响正常使用的用于与钻杆的下接头配合的上接头。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于与钻杆的下接头配合的上接头，包括：

上接头本体；

插头，所述插头的高度尺寸小于所述上接头本体的高度尺寸，凸设在上接头本体上，并能插入下接头的插孔内；

所述上接头本体与插头内具有贯通的上通孔，且上通孔上靠近插头的一端用于连通下接头，上通孔的另一端用于与钻杆本体内的管道相对应，以供管道介质流通；

其特征在于所述插头包括有：

第二导向段，位于插头的尾部，其插接面的口径向着插头的头部方向逐渐缩小，用于调节下接头在上接头上的位置；

定位段，位于插头的头部，与第二导向段的小头端相衔接，以限定下接头在上接头上的位置。

作为改进，所述插头上环向设有至少一个用于容置密封圈的环槽。以提高上接头与下接头的密封性。

改进，所述第二导向段上设有至少一个用于容置密封圈一以与插孔实现压实密封的第一环槽；所述定位段上设有至少一个用于容置密封圈二以与插孔实现竖向密封的第二环槽。压实密封将避免上接头与下接头之间的间隙处发生漏浆，第一环槽与第二环槽上的密封圈同时作用，能同时起到竖向密封和压实密封，进而保证了密封性，避免出现漏浆等情况。

为了接收掉落下来的管道介质，且不影响上下接头之间的密封连接，所述第二导向段的插接面上凹设有至少一个用于接收从下接头掉落的管道介质的第一容纳槽；或/且上接头本体的端面凹设有至少一个用于接收从下接头掉落的管道介质的第二容纳槽。

在上述方案中，为了限定上下接头之间的位置，防止两者之间发生转动，所述上接头本体上设有能供定位销的一端插入的限位孔，定位销的另一端插设在下接头上，该限位孔设于上接头本体上与下接头相对的端面上。

所述上接头本体上设有至少一个用于减轻重量的减重孔，各所述减重孔与所述上通孔相分隔；所述上接头本体的外侧壁上设有至少一个焊接孔，该焊接孔用于填充焊剂以使上接头本体焊接固定在钻杆本体上，以提高与钻杆本体的连接强度。

作为优选，所述第二导向段整体呈截头圆锥形结构；所述定位段为与第二导向段同轴分布的柱状结构，其插接面的口径对应第二导向段中的小头端口径。以使插头能快速插入插孔内，并定位在定位段上。

为便于钻杆本体内的管道插入上通孔内，所述上通孔的另一端为向着插头的头部方向孔径由大而小的台阶结构，所述上通孔的大头段用于供钻杆本体内的管道插入。

优选的是，所述上接头本体的外侧壁上成型有与钻杆本体的内壁相配合的切削面，所述焊接孔设置在该切削面上。

最后，为提高上、下接头的连接强度，所述上接头本体的外侧壁上设有用于装配螺母套的外螺纹和用于供锁紧螺钉抵接的止转结构，所述止转结构包括设于上接头本体的外侧壁上供锁紧螺钉抵接的抵接槽，锁紧螺钉穿过螺母套上的螺纹孔后能抵接在抵接槽上。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过将插头设置为具有第二导向段和定位段的结构，使得本实用新型的插头能快速插入下接头的插孔内，并限位在插孔内，进而便于上、下接头的插接；且第二导向段中口径向着插头的头部方向逐渐缩小的结构能实现与下接头内的插孔密封配合，在插头与插孔抵紧时，即使不设置密封件也在一定程度上实现两者之间的密封。结构合理实用。

附图说明

图1为本实用新型实施例中上接头的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中上接头的俯视图；

图3为图2中b-b向的剖视图；

图4为本实用新型实施例中上接头另一方向上的剖视图；

图5为本实用新型实施例中下接头和螺母套连接后的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中螺母套连接上、下接头后的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

本实施例的上接头主要用于连接钻杆上的下接头，为了清楚地说明上接头的结构和安装方式，本实施例结合钻杆整体进行阐述说明，具体如下：

如图5所述，本实施例的钻杆包括有钻杆本体7、与钻杆本体7的下端部相连接的下接头1、与钻杆本体7的上端部相连接的上接头2、套接在下接头1上的螺母套4和密封件3，密封件3包括有第一密封圈31、第二密封圈32和密封圈33。

其中，钻杆本体7为杆状结构，其内沿轴向方向设有一条供管道介质(混凝土浆)流通的管道71。且钻杆本体7上凸设有至少一个用于承接外部作用力而使钻杆本体7上下移动的抱压块。同时钻杆本体7的内壁呈方形结构(当然也可采用圆形、多边形等其他结构)。

上述下接头1、上接头2分别通过插孔、插头的配合来实现插接，具体为：

如图5、6所示，下接头1包括有下接头本体10和支撑环5，下接头本体10内轴向设有一个贯通的下通孔100，下通孔100的第一端口101用于供上接头2上的插头21插入，第二端口102与钻杆本体7内的管道71相对应，供管道介质流通；该下通孔100沿着插入方向依次包括有：第一导向段100a、校准段100b和流通段100c，其中第一导向段100a的口径沿着插入方向逐渐缩小，用于供上接头2上的插头21滑入；校准段100b与上述第一导向段100a的小口径端相衔接，用于限定上接头2上的插头21的插入位置，即第一导向段100a和校准段100b为供插头21插入的插孔；流通段100c与校准段100b连接，用于在上接头2插入下接头1的状态下与上接头2内的上通孔200连通，以供管道介质流通。

支撑环5与下接头本体10间可一体成型，也可通过卡扣式等可拆式的连接方式连接，本实施例中为提高连接强度，且便于装卸，上述支撑环5与下接头本体10间的连接结构为：下接头本体10下端部(即对应第一端口101所在位置的端部)的外侧壁上环向凹设有第一台阶，该第一台阶具有与下接头本体10的下端面平行的第一水平面、与第一水平面垂直的第一竖直面，第一竖直面上设有外螺纹。上述支撑环5套设在第一台阶上，其竖向截面呈l型，包括有竖向的连接部和横向的支撑部，连接部套设在第一台阶上且具有与外螺纹配合的内螺纹，以与下接头本体10螺纹连接，且在支撑环5装配到第一台阶上后，支撑环5的连接部的顶面抵接在第一水平面上，以进行限位，连接部的外侧壁与下接头本体10的外侧壁相衔接，支撑部环向凸设在下接头本体10上，以形成限位台阶。

由于支撑环5与下接头本体10间螺纹连接，为了防止两者相对转动，本实施例在下接头本体10的外螺纹上设有半螺纹孔，在支撑环5的内螺纹上对应设有同样的半螺纹孔，在支撑环5连接到下接头本体10上后，两个半螺纹孔形成供螺钉9插入的完整螺纹孔，螺钉9插入后能有效防止支撑环5相对下接头本体10转动。本实施例中外螺纹和内螺纹上的半螺纹孔均有两个，且均匀分布，当然也可以只有一个或者多个半螺纹孔，或者采用其他止转结构，只要能实现将支撑环5定位在下接头本体10上防止两者相对转动即可。

同时，由于下接头1、上接头2之间通过插孔和插头的配合来实现插接，因此，插头21插入插孔后两者还是能沿周向转动，为了防止两者转动，本实施例在下接头本体10的外螺纹上设有半定位孔，在支撑环5的内螺纹上对应设有同样的半定位孔，在支撑环5连接到下接头本体10上后，两个半定位孔形成供定位销的一端插入的完整定位孔，定位销一端插入后能有效防止下、上接头1、2相对转动。本实施例中外螺纹和内螺纹上的半定位孔均有两个，且均匀分布，当然也可以只有一个或者多个半定位孔，或者采用其他定位结构，只要能实现将上接头2定位在下接头1上防止两者相对转动即可。

下接头本体10与钻杆本体7间的连接结构为：下接头本体10的上端部(即对应第二端口102所在位置的端部)的横截面整体呈圆形，其插设在钻杆本体7内；为了便于加工且保证精度，下接头本体10上端部的外侧壁上成型有与钻杆本体7的内壁相配合的切削面，该切削面上设有一个或多个焊接孔15，该焊接孔15用于填充焊剂以使下接头本体10焊接固定在钻杆本体7上。实际操作时，下接头本体10与钻杆本体7之间可通过埋焊方式连接。当然，下接头本体10与钻杆本体7间的连接结构不限于焊接固定，也可通过螺纹连接等其他方式连接。同时，下接头本体10的上端部的外径尺寸较大，以与下接头本体10的中间部形成台阶结构，故而下接头本体10的上端部、中间部与下端部上的支撑环5之间形成两头大中间小的工字型结构。

为了减轻下接头本体10的重量，本实施例在下接头本体10上轴向设有至少一个用于减轻重量的减重孔16，各减重孔16与下通孔100相分隔。

同时，下接头本体10的下端面上开设有与下通孔100同轴分布的容纳槽17，该容纳槽17与第一导向段100a的大口径端相连通，且该容纳槽17的口径大于第一导向段100a的口径，以接收掉落下来的管道介质。

如图5、6所示，上述螺母套4套接在下接头本体10上，并能在下接头本体10的中间部上下移动，具体为该螺母套4包括本体40、第一连接部和第二连接部。其中，本体40为两端开口的筒状结构，其第一开口40a用于供下接头本体10插入，其第二开口40b用于供上接头2插入。第一连接部设置在本体40上靠近第一开口40a的位置，包括有凸设在本体40内壁上的凸边44，该凸边44为沿着本体40内壁环向分布的环状结构，并沿着本体40的径向方向向内延伸，用于支撑在下接头1的支撑环5上，并能在支撑环5和下接头本体10的上端部之间(即下接头本体10的中间部)上下移动，从而不会从下接头1上滑落。且本体40上对应第一开口40a所在的端面上设有用于容置第一密封圈31的台阶45(第一密封圈31设置在台阶45上对应下接头1的位置，并包围下接头1，用于密封下接头1与螺母套4)。上述第二连接部包括有设置在本体40内壁上的螺纹41，能与上接头2的外侧壁螺纹连接，为防止上接头2相对本体40内壁转动，在本体40上设有止转结构，止转结构包括设于本体40上的供锁紧螺钉43穿过的螺纹孔42，锁紧螺钉43穿过螺纹孔42后能与上接头2的外侧壁相抵，以防止上接头2相对本体40转动。且为了便于本体40转动而与上接头2连接，在本体40的外壁上设有至少一个供扳手等工具插入而带动本体40转动的工具孔46，该工具孔46与本体40内壁不相连通。

为实现螺母套4在下接头1上滑动且始终与下接头1保持密封状态，螺母套4上的第一密封圈31的结构起到重要的作用，本实施例中第一密封圈31包括内外一体相连的第一密封部和第二密封部，第一密封部支撑在螺母套4的台阶45上并与螺母套4密封连接，第二密封部套设在下接头1上并与下接头1密封配合，第二密封部整体呈开口背向下接头1的钩状结构，其包括有与第一密封部相连的连接端、在外力作用下能相对连接端转动的自由端，该自由端朝向上接头2所在的方向设置。本实施例中，为了进一步提高密封性，第一密封圈31上还设置有回弹件(选用弹簧圈)，第二密封部的内侧上环向设有用于容置弹簧圈的弹簧沟，该弹簧圈容置在弹簧沟内，使得第二密封部始终具有向下接头1靠拢的趋势，而进一步密封下接头1。在第一密封圈31沿下接头1向上接头2所在方向轴向移动时，第二密封部上与下接头1配合的密封处始终具有反向移动的趋势以形成压实密封，进而保证移动过程中始终与下接头1密封配合；在第一密封圈31反向移动时，第二密封部能顺着下接头1移动，进而不会有较大的阻力而便于移动，且反向移动时，第二密封部也始终贴于下接头1上而形成密封。

如图1～4所示，上接头2包括有上接头本体20和凸设在上接头本体20上的插头21，插头21的高度尺寸小于上接头本体20的高度尺寸，且上接头本体20与插头21内具有一个轴向贯通的上通孔200，且上通孔200上靠近插头21的一端用于连通下接头1，上通孔200的另一端用于与钻杆本体7内的管道71相对应，以供管道介质流通；该插头21与插孔形状相对应，以实现插头21插入下接头1的插孔内。插头21包括有第二导向段21a和定位段21b，其中，第二导向段21a位于插头21的尾部，其插接面211a的口径向着插头21的头部方向逐渐缩小，用于调节下接头1在上接头2上的位置；定位段21b位于插头21的头部，与第二导向段21a的小头端相衔接，以限定下接头1在上接头2上的位置。如此，插头21与插孔插接时，插头21沿着插孔中的第一导向段100a滑入，以实现插头21上的定位段21b与插孔中的校准段100b的配合，且两者插接后，插头21上的上通孔200与下接头1中下通孔100的流通段100c相连通，以供管道介质流通。且本实施例中，插头21的第二导向段21a整体呈截头圆锥形结构；定位段21b为与第二导向段21a同轴分布的柱状结构，其插接面211b的口径对应第二导向段21a中的小头端口径。插孔中第一导向段100a和校准段100b的形状分别与插头21中第二导向段21a和定位段21b的形状相匹配。

由于第二导向段21a和第一导向段100a为截头圆锥形结构，因此两者压紧时，具有较好的密封作用。但为了进一步提高密封性，本实施例在插头21上环向设有至少一个用于容置密封圈33的环槽212，具体为：插头21的第二导向段21a上轴向分布有两个(也可以为一个、三个或者更多)用于容置密封圈一33a以与插孔实现压实密封的第一环槽212a；定位段21b上轴向分布有两个用于容置密封圈二33b以与插孔实现竖向密封的第二环槽212b。各密封圈一33a套设在第一环槽212a上，各密封圈二33b套设在第二环槽212b上，将带有密封圈33的插头21插入插孔后，能较好地同时实现插头21与插孔的压实密封、竖向密封，保证作业时管道介质不会从插头21和插孔中的间隙中流出而出现漏浆。

本实施例中，为了进一步保证插头21与插孔的密封性，在配备有密封圈33的下接头1插接在上接头2上，且两者密封配合的状态下，下、上接头1、2相对的端面之间具有间隙x，该间隙x的高度≥1mm，该间隙x为密封圈一33a的压实变形留出空间；同样在插头21与插孔相对的端面之间也具有空隙y。

当下、上接头1、2脱离时，下接头1内会有少量的管道介质掉出，为了接收掉落下来的少量管道介质，且不影响下、上接头1、2之间的密封连接，插头21的第二导向段21a的插接面211a上凹设有至少一个用于接收从下接头1掉落的管道介质的第一容纳槽213，各第一容纳槽213轴向分布在相邻两个环槽212之间。

此外，上接头本体20上端面上还可以凹设有至少一个用于接收从下接头1掉落的管道介质的第二容纳槽22。掉落下来的少量管道介质先进入靠近定位段21b的第一容纳槽213内，待该第一容纳槽213内装满后，进入下一级的第一容纳槽213内，最后进入上接头本体20上的第二容纳槽22内。但需要注意的是，下、上接头1、2使用完后都会清洗，上述第一、第二容纳槽213、22及下接头1内的容纳槽17均只是起到预防作用，一般而言不会有很多管道介质。在下接头1内设置容纳槽17的目的是：通过减小管道介质压实在上接头2的第一、第二容纳槽213、22内的概率，以避免上接头2的第一、第二容纳槽213、22内的管道介质发生难以清洗的情况。

同时，上接头本体20上设有能供上述定位销的另一端插入的限位孔24，定位销的一端插设在下接头1上，该限位孔24设于上接头本体20上与下接头1相对的端面上。且与下接头1相似的是，为减轻上接头2的重量，本实施例在上接头本体20上轴向设有至少一个用于减轻重量的减重孔25，各减重孔25与上通孔200相分隔。同时，为便于钻杆本体7内的管道71插入上通孔200内，上通孔200的另一端为向着插头21的头部方向孔径由大而小的台阶结构，上通孔200的大头段用于供钻杆本体7内的管道71插入。

上接头本体20与钻杆本体7间的连接结构为：上接头本体20的下端部(即上接头本体20上远离插头21的一端)的横截面整体呈圆形，其插设在钻杆本体7内；且同样为了便于加工且保证精度，上接头本体20下端部的外侧壁上成型有与钻杆本体7的内壁相配合的切削面m，该切削面m上设有一个或多个焊接孔26，该焊接孔26用于填充焊剂以使上接头本体20焊接固定在钻杆本体7上。当然上接头本体20也可与钻杆本体7之间通过螺纹连接、卡扣连接等可拆式连接方式相连接。

为与螺母套4相螺纹连接，上接头本体20上端部(即上接头本体20上靠近插头21的一端)的外侧壁上设有用于装配螺母套4的外螺纹27，且上接头本体20的外侧壁上设有供上述锁紧螺钉43抵接的止转结构，止转结构优选包括设于上接头本体20的外侧壁上供锁紧螺钉43抵接的抵接槽28，该抵接槽28位于上述外螺纹27的下方，锁紧螺钉43穿过螺母套4上的螺纹孔42后能抵接在抵接槽28上；当然，止转结构不仅限于抵接槽28，止转结构还可以为设置外螺纹27下方的抵接面。本实施例中，在抵接槽28和上接头本体20下端部之间环向设有挡圈23，上述第二密封圈32(选用常规的o型密封圈)设置在该挡圈23上，用于与螺母套4的本体40上对应第二开口40b所在的端面形成密封配合，即上接头本体20与螺母套4螺纹连接后，第二密封圈32密封连接上接头本体20与螺母套4。且在上接头本体20的下端部插设在钻杆本体7内的状态下，该挡圈23支撑在钻杆本体7的端面上，以限定插设位置，且挡圈23的外径大于钻杆本体7的外径，使得挡圈23外露在钻杆本体上，如此，该挡圈23还可与桩机上的卡爪配合，供卡爪卡接。

实现下、上接头1、2连接的过程为：将下接头1与上接头2插接后用定位销固定，然后旋转螺母套4，使得螺母套4向着上接头2所在的方向移动，并实现与上接头2螺纹连接，然后拧紧锁紧螺钉43，使得锁紧螺钉43抵于上接头2上，最终实现下、上接头1、2的连接固定，使得相邻两根钻杆得以连接，延长了钻杆的长度。待需要拆卸下、上接头1、2时，先拧松锁紧螺钉43，再反向旋转螺母套4，待螺母套4与上接头2分离后，取下定位销，即可将上接头2从下接头1上拔出实现两者分离。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，实用新型的保护范围以权利要求所限定的范围为准，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内做出的若干改进和润饰，也应视为本实用新型的保护范围。