高速搅拌钻机

1059 编辑：中冶有色技术网来源：北京中岩大地科技股份有限公司

2024-02-20 13:37:31

权利要求书： 1.一种高速搅拌钻机，其特征在于，包括桩架、底盘、垂向回转动力系统、环向回转动力系统、动力头、回转压盘、钻杆、钻头、链条、固化材料泵送系统、高压气供给系统、控制系统；

所述动力头包括导轨、支架、液压马达、压紧缸、连接器、限位杆、卡块、回转套管、上部回转支承、下部回转支承、齿轮；所述桩架和底盘通过螺栓连接，所述垂向回转动力系统、环向回转动力系统均安装在底盘上，所述动力头通过导轨与桩架连接，所述回转压盘通过链条与垂向回转动力系统连接，所述回转压盘通过法兰与钻杆连接，所述钻杆与法兰之间采用销连接的方式进行连接，所述固化材料泵送系统、高压气供给系统均通过高压胶管与钻杆连接；所述导轨通过螺栓连接在支架上，所述液压马达通过螺栓连接在支架上，所述压紧缸和限位杆均通过螺栓与支架连接，所述连接器通过限位杆固定，所述压紧缸与连接器通过螺栓固定，所述连接器内安装有上部回转支承，所述卡块通过螺栓与上部回转支承连接，所述回转套管通过螺栓与齿轮连接，所述齿轮通过螺栓与下部回转支承的外环连接，下部回转支承的内环与支架通过螺栓连接。

2.根据权利要求1所述的一种高速搅拌钻机，其特征在于，所述连接器为多边形结构，连接器上均匀预留有六个孔，相邻孔之间的夹角为60°，压紧缸和限位杆交错分布于六个孔内，上部回转支承的外环与连接器连接。

3.根据权利要求1所述的一种高速搅拌钻机，其特征在于，所述卡块为钢铁材质，卡块分为楔形块和支杆，楔形块和支杆之间通过铰接连接，支杆的一端与上部回转支承的内环连接，楔形块在钻杆和回转套管内运动。

4.根据权利要求1所述的一种高速搅拌钻机，其特征在于，所述压紧缸为液压缸，压紧缸的行程小于楔形块的长度。

5.根据权利要求1所述的一种高速搅拌钻机，其特征在于，所述限位杆与支架连接的一端较粗，远离支架的一端较细，较细一端的直径小于连接器上预留孔的直径。

6.根据权利要求1所述的一种高速搅拌钻机，其特征在于，所述钻杆包含初始钻杆及外接钻杆，当无需加接钻杆时，钻杆仅为初始钻杆，当需要加接钻杆时，钻杆为初始钻杆与外接钻杆的组合，初始钻杆与外接钻杆直径相同，钻杆之间采用销连接的方式进行连接。

说明书：一种高速搅拌钻机技术领域[0001] 本实用新型涉及桩基施工技术领域，特别涉及到一种高速搅拌钻机。背景技术[0002] 高层建筑、铁路或者桥梁的建设，均需要进行打桩，打桩时需要钻桩孔。根据不同的地质，钻孔后在钻孔中浇筑桩杆，这种桩称为灌注桩，或者在钻孔的同时喷入水泥浆，现浇成桩杆，这种桩称为搅拌桩。无论是灌注桩或者是搅拌桩，都会用到工程钻机。工程钻机的核心部件就是动力头，动力头的主要功能就是将动力部件产生的转矩和转速传递给钻具，实现钻具的连续钻孔和破碎岩石、砾石。随着建筑产业的大力发展，工程钻机的使用越来越广泛，对给钻具提供动力的动力头也提出了更高的要求。[0003] 目前，市场上常规的动力头，设备结构复杂、体积大、动力小、工作效率低、运输不便，另外，动力头一般安装在钻机的顶部，随着钻杆的进尺而逐渐降低，动力头重量较大，导致钻机的重心前倾并且上移，导致钻机施工时候的危险性较大。此外，也有将动力头分为上下两个部分，一部分在上部负责下压力和提升力，一部分在下部负责提供扭矩，但是这种结构比较复杂，施工工序繁琐，设备损耗严重。因此，为了解决上述问题，本实用新型提出了一种高速搅拌钻机。实用新型内容

[0004] 针对现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提出了一种高速搅拌钻机，克服了现有技术的不足。通过将动力头下置，降低了钻机的重心，防止钻机在施工过程中前倾，通过仅设置一个动力头达到下钻和提钻的功能，减少了施工工序，提高了施工效率，节省了成本。[0005] 为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：[0006] 一种高速搅拌钻机，其特征在于，包括桩架、底盘、垂向回转动力系统、环向回转动力系统、动力头、回转压盘、钻杆、钻头、链条、固化材料泵送系统、高压气供给系统、控制系统；所述动力头包括导轨、支架、液压马达、压紧缸、连接器、限位杆、卡块、回转套管、上部回转支承、下部回转支承、齿轮；所述桩架和底盘通过螺栓连接，所述垂向回转动力系统、环向回转动力系统均安装在底盘上，所述动力头通过导轨与桩架连接，所述回转压盘通过链条与垂向回转动力系统连接，所述回转压盘通过法兰与钻杆连接，所述钻杆与法兰之间采用销连接的方式进行连接，所述固化材料泵送系统、高压气供给系统均通过高压胶管与钻杆连接；所述导轨通过螺栓连接在支架上，所述液压马达通过螺栓连接在支架上，所述压紧缸和限位杆均通过螺栓与支架连接，所述连接器通过限位杆固定，所述压紧缸与连接器通过螺栓固定，所述连接器内安装有上部回转支承，所述卡块通过螺栓与上部回转支承连接，所述回转套管通过螺栓与齿轮连接，所述齿轮通过螺栓与下部回转支承的外环连接，下部回转支承的内环与支架通过螺栓连接。[0007] 优选地，所述连接器为多边形结构，连接器上均匀预留有六个孔，相邻孔之间的夹角为60°，压紧缸和限位杆交错分布于六个孔内，上部回转支承的外环与连接器连接。[0008] 优选地，所述卡块为钢铁材质，卡块分为楔形块和支杆，楔形块和支杆之间通过铰接连接，支杆的一端与上部回转支承的内环连接，楔形块在钻杆和回转套管内运动。[0009] 优选地，所述压紧缸为液压缸，压紧缸的行程小于楔形块的长度。[0010] 优选地，所述限位杆与支架连接的一端较粗，远离支架的一端较细，较细一端的直径小于连接器上预留孔的直径。[0011] 优选地，所述钻杆包含初始钻杆及外接钻杆，当无需加接钻杆时，钻杆仅为初始钻杆，当需要加接钻杆时，钻杆为初始钻杆与外接钻杆的组合，初始钻杆与外接钻杆直径相同，钻杆之间采用销连接的方式进行连接。[0012] 本实用新型所带来的有益技术效果：[0013] 通过将动力头下置，降低了钻机的重心，防止钻机在施工过程中前倾，通过仅设置一个动力头达到下钻和提钻的功能，减少了施工工序，提高了施工效率，节省了成本。附图说明[0014] 图1为本实用新型一种高速搅拌钻机中钻机的结构示意图。[0015] 图2为本实用新型一种高速搅拌钻机中动力头的结构剖面示意图。[0016] 图3为本实用新型一种高速搅拌钻机中动力头的俯视图。[0017] 其中，1-桩架、2-底盘、3-动力头、4-回转压盘、5-钻杆、6-钻头、7-链条、31-导轨、32-支架、33-液压马达、34-压紧缸、35-连接器、36-限位杆、37-卡块、38-回转套管、39-上部回转支承、310-下部回转支承、311-齿轮。

具体实施方式[0018] 下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：[0019] 如图1 3所示，一种高速搅拌钻机，其特征在于，包括桩架1、底盘2、垂向回转动力~系统、环向回转动力系统、动力头3、回转压盘4、钻杆5、钻头6、链条7、固化材料泵送系统、高压气供给系统、控制系统；所述动力头3包括导轨31、支架32、液压马达33、压紧缸34、连接器

35、限位杆36、卡块37、回转套管38、上部回转支承39、下部回转支承310、齿轮311；所述桩架

1和底盘2通过螺栓连接，所述垂向回转动力系统、环向回转动力系统均安装在底盘2上，所述动力头3通过导轨31与桩架1连接，所述回转压盘4通过链条7与垂向回转动力系统连接，所述回转压盘4通过法兰与钻杆5连接，所述钻杆5通过法兰与钻头6连接，所述固化材料泵送系统、高压气供给系统均通过高压胶管与钻杆5连接；所述导轨31通过螺栓连接在支架32上，所述液压马达33通过螺栓连接在支架32上，所述压紧缸34和限位杆36均通过螺栓与支架32连接，所述连接器35通过限位杆36固定，所述压紧缸34与连接器35通过螺栓固定，所述连接器35内安装有上部回转支承39，所述卡块37通过螺栓与上部回转支承39连接，所述回转套管38通过螺栓与齿轮311连接，所述齿轮311通过螺栓与下部回转支承310的外环连接，下部回转支承310的内环与支架32通过螺栓连接。

[0020] 优选地，所述连接器35为多边形结构，连接器35上均匀预留有六个孔，相邻孔之间的夹角为60°，压紧缸34和限位杆36交错分布于六个孔内，上部回转支承39的外环与连接器35连接。

[0021] 优选地，所述卡块37为钢铁材质，卡块37分为楔形块和支杆，楔形块和支杆之间通过铰接连接，支杆的一端与上部回转支承39的内环连接，楔形块在钻杆5和回转套管38内运动。[0022] 优选地，所述压紧缸34为液压缸，压紧缸34的行程小于楔形块的长度。[0023] 优选地，所述限位杆36与支架32连接的一端较粗，远离支架32的一端较细，较细一端的直径小于连接器35上预留孔的直径。[0024] 优选地，所述钻杆5包含初始钻杆及外接钻杆，当无需加接钻杆5时，钻杆5仅为初始钻杆，当需要加接钻杆5时，钻杆5为初始钻杆与外接钻杆的组合，初始钻杆与外接钻杆直径相同，钻杆5之间采用销连接的方式进行连接。[0025] 一种高速搅拌钻机的施工方法，其特征在于，采用一种高速搅拌钻机进行施工，具体施工步骤如下：[0026] 步骤一：启动钻机，钻机根据设计要求就位，调整桩架1和底盘2，保证钻机整体处于水平状态以及钻杆5处于垂直状态，试运行钻机5-10分钟；[0027] 步骤二：解除动力头3与初始钻杆的锁止装置，卸载动力头3中液压油缸的压力，启动垂向回转动力系统向上提升动力头3移动至钻杆5顶部；[0028] 步骤三：启动动力头3的液压油缸并推进加压，使得楔形加压模块与钻杆5间产生挤压力以保证两者之间不会产生相当滑动，并启动动力头3与钻杆5的锁止装置；[0029] 步骤四：启动环向回转动力系统，通过液压马达33带动回转套管38正向转动，进而驱动初始钻杆、钻头6正向转动，启动垂向回转动力系统，使得动力头3向下移动，进而带动初始钻杆、钻头6向下移动，与此同时启动固化材料泵送系统、高压气供给系统通过钻头6向土体内掺入固化材料；[0030] 步骤五：当动力头3带动初始钻杆向下移动到桩架1底部时，关闭环向回转动力系统、垂向回转动力系统、固化材料泵送系统、高压气供给系统，解除回转压盘4与初始钻杆之间的锁止装置，向上提升回转压盘4至设定高度后，重复步骤四以及该步骤上述流程，直至初始钻杆顶部距离地面3-5m；[0031] 步骤六：如需添加外接钻杆时，关闭环向回转动力系统、垂向回转动力系统、固化材料泵送系统、高压气供给系统，解除回转压盘4与初始钻杆之间的锁止装置，向上提升回转压盘4至设定高度后，将外接钻杆上部、下部分别与回转压盘4、初始钻杆连接后并锁止，类似地重复步骤二至步骤四及本步骤上述过程，直至完成所有外接钻杆的添加，当所有外接钻杆添加完成后或无需添加外接钻杆时，通过动力头3继续带动初始钻杆、钻头6或外接钻杆旋转并向下移动，直至搅拌至设定深度；[0032] 步骤七：调节环向回转动力系统、垂向回转动力系统使得回转套管38反向转动，使得动力头3带动初始钻杆、钻头6或外接钻杆向上移动并反向转动，固化剂搅拌系统和高压气供给系统继续通过钻头6向土体泵送固化剂及高压气；[0033] 步骤八：如已添加外接钻杆时，当上部第一节外接钻杆下端提升至地面以上0.5-2.0m高度时，关闭环向回转动力系统、垂向回转动力系统、固化材料泵送系统、高压气供给系统，解除动力头3与上部第一节外接钻杆之间的锁止装置，卸载动力头3中液压油缸的压力，向下移动动力头3至下一节钻杆5上部后，采用步骤三使得动力头3下一节钻杆5相对固定后，释放上部第一节外接钻杆与回转压盘4、下一节钻杆5的连接，移除该节钻杆5，然后回转压盘4向下移动与下一节钻杆5连接后并锁止，打开环向回转动力系统、垂向回转动力系统使得回转套管38反向转动，使得动力头3带动初始钻杆、钻头6或外接钻杆向上移动并反向转动，同时打开固化材料泵送系统、高压气供给系统，拆卸下一节外接钻杆类似得重复本步骤上述流程，直至完成所有外接钻杆的拆卸，使得桩架1上保留初始钻杆和钻头6或无添加外接钻杆时，持续提升初始钻杆和钻头6，最终待钻头6完全脱离土体后，关闭环向回转动力系统、垂向回转动力系统、固化材料泵送系统、高压气供给系统；

[0034] 步骤九：平整搅拌桩附近场地，钻机移位进行下一根搅拌桩施工；[0035] 步骤十：重复步骤一至步骤八直至完成施工。[0036] 优选地，所述楔形加压模块与钻杆5间产生的挤压力范围为100kN-2000kN。[0037] 优选地，所述动力头3与初始钻杆或外接钻杆固定锁止同步移动时，动力头3向上、向下移动的速度范围为0.2-2.0m/min，动力头3向上移动速度不小于其向下移动速度。[0038] 优选地，所述高压气供给系统提供的高压气压力范围为0.2-2.0MPa，高压气的压力随着搅拌深度、搅拌阻力的增大而增大。[0039] 本实用新型一种高速搅拌钻机，通过将动力头下置，降低了钻机的重心，防止钻机在施工过程中前倾，通过仅设置一个动力头达到下钻和提钻的功能，减少了施工工序，提高了施工效率，节省了成本。[0040] 当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。