CN108661049B - 高效搅拌钻头 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑技术领域，涉及一种高效搅拌钻头。包括主轴，所述的主轴上转动连接有一个搅拌钻头，所述的主轴能与钻杆形成固定连接，当搅拌钻头沿主轴的周向转动时搅拌钻头的转动平面与水平面垂直。本发明搅拌非常均匀，有利于制作高强度的混合均匀的水泥土搅拌桩。
Description
技术领域
本发明属于建筑技术领域，涉及一种高效搅拌钻头。
背景技术
在建筑领域，在制作水泥土搅拌桩时，通常要使用钻杆组件对地面进行钻孔，同时喷射混凝土、固化剂等浆料，当浆料与泥土混合固化后即形成水泥土搅拌桩。大部分软土地基处理采用湿喷桩进行加固处理，湿喷桩是利用水泥或水泥系材料为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将原位土和固化剂强制搅拌，形成水泥土圆柱体。由于固化剂和土之间产生一系列物理化学反应，使圆柱桩体具有一定的强度，桩体周围的土得到部分改善，组成具有整体性、水稳性和一定强度的复合地基，从而提高地基承载力，减少地基不均匀沉降，达到加固地基的目的。
在水泥土搅拌桩的强度主要依靠浆料与周围泥土的结合程度决定，如浆料与泥土混合不均匀，水泥土搅拌桩的强度会受到极大影响，也即强度会降低。因此如何在钻孔过程中实现浆料与泥土混合均匀的效果成为目前研究的关键。
本申请人在之前申请的专利水泥土搅拌桩打桩机的活动式钻杆[201510417309.5]，包括具有内腔的驱动箱体，驱动箱体上设有至少一个轴向贯穿整个驱动箱体的通孔，通孔内设有能周向转动且呈筒状的导向套，导向套内穿设有贯穿整个驱动箱体的钻杆，且钻杆与导向套之间设有轴向导向结构，导向套连接有能带动导向套周向转动的周向转动机构，钻杆连接有能驱动钻杆轴向往复滑动的轴向驱动机构。该方案的钻杆体可以轴向伸缩且可以在周向转动的同时进行轴向滑动，不易遇到无法钻动的现象，增大了施工后的水泥土搅拌桩横截面的周长，提高了水泥土搅拌桩的抗拔能力。但是该方案在钻头结构这块没有做出创造性的改进，钻头对泥土的搅拌均匀度有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种高效搅拌钻头。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种高效搅拌钻头，包括主轴，所述的主轴上转动连接有一个搅拌钻头，所述的主轴能与钻杆形成固定连接，当搅拌钻头沿主轴的周向转动时搅拌钻头的转动平面与水平面垂直。
在上述的高效搅拌钻头中，所述的搅拌钻头上设有若干突出于搅拌钻头表面的搅拌切割齿。
在上述的高效搅拌钻头中，所述的主轴与驱动器固定连接，驱动器的输出轴连接搅拌钻头从而能驱动搅拌钻头沿主轴的周向转动，搅拌钻头连接有输料机构。
在上述的高效搅拌钻头中，所述的输料机构包括位于主轴内的并沿主轴的轴向设置的输料通道，以及位于搅拌钻头内并沿搅拌钻头的径向设置的喷料通道，所述的喷料通道连通输料通道，所述的主轴上还设有用于连接输料管的输料接口。
在上述的高效搅拌钻头中，所述的搅拌钻头内设有一个呈环形的接料槽，该接料槽与喷料通道连通，且接料槽环绕主轴的外壁并与主轴内的输料通道连通。
在上述的高效搅拌钻头中，所述的驱动器的输出轴固定有主动齿轮，搅拌钻头的内壁上设有与主动齿轮啮合的内齿轮。
在上述的高效搅拌钻头中，所述的搅拌钻头有两个且位于驱动器的两侧，在两个搅拌钻头的中间设有与主轴固定连接的从动钻头组件，当搅拌钻头转动时，所述的搅拌钻头能带动从动钻头组件转动。
在上述的高效搅拌钻头中，所述的从动钻头组件包括从动钻头，所述的从动钻头转动连接在从动钻头架上，从动钻头架与主轴固定连接，从动钻头内固定有从动轴，从动轴的端部连接有从动齿轮且从动齿轮与内齿轮啮合。
在上述的高效搅拌钻头中，所述的从动钻头上设有若干突出于从动钻头表面的从动切割齿。
在上述的高效搅拌钻头中，所述的主轴上设有喷浆孔，且所述的喷浆孔连通输料通道。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的搅拌钻头转动方向为竖直方向的转动，配合搅拌切割齿以后形成一种纵向切割的效果，也即搅拌钻头的转动方向与需要制作的桩体的轴向平行，制桩速度得到明显提高，在搅拌切割齿对泥土的切割过程中，泥土沿搅拌钻头的周向被搅动，也即完成从下到上，在从上到下的循环搅拌，搅拌非常均匀，有利于制作高强度的混合均匀的水泥土搅拌桩。
2、输料机构设计合理，无需增加机械部件即可实现塑料管与搅拌钻头的连接，搅拌钻头能持续喷料，在搅拌过程中是物料与泥土充分混合。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的内部结构示意图；
图3是图1另一个方向的示意图；
图4是输料机构的工作原理图；
图5是图4另一种状态的示意图。
图中：主轴1、搅拌钻头2、搅拌切割齿3、驱动器4、驱动器座4a、输料机构5、输料通道6、喷料通道7、输料管8、输料接口9、接料槽10、主动齿轮11、内齿轮12、从动钻头组件13、从动钻头14、从动钻头架15、从动轴16、从动齿轮17、从动切割齿18、喷浆孔19、钻杆100。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
在现有技术中，钻头安装在钻杆上，钻头转动时，转动的平面与水平面平行，而钻头又是沿竖直方向运动的，这就导致钻头搅拌的泥土在竖直方向上无法混合均匀。
本发明提供了一种高效搅拌钻头，如图1和图3所示，包括主轴1，所述的主轴1上转动连接有一个搅拌钻头2，搅拌钻头2上设有若干突出于搅拌钻头2表面的搅拌切割齿3。主轴1能与钻杆100形成固定连接，当搅拌钻头2沿主轴1的周向转动时搅拌钻头2的转动平面与水平面垂直，也即搅拌钻头2的转动平面是竖直的，与钻杆100的运动方向相配合，当搅拌钻头2能把泥土由下往上进行搅动及反复搅拌，从而使下层的泥土与上层的泥土搅拌均匀。尤其是在制作水泥土搅拌桩时，当搅拌钻头2转动过程中，同时喷水泥浆料或混凝土料，可与泥土形成充分的混合，得到高质量的水泥土搅拌桩。
主轴1与驱动器4固定连接，在本实施例中，驱动器4可以是电机或液压马达等具有输出轴的驱动机构，众所周知，电机或液压马达的输出轴可周向转动，驱动器4固定在驱动器座4a上，主轴1也可以固定在驱动器座4a上，驱动器4工作时，主轴1不会转动，驱动器座4a与钻杆100通过法兰固定连接，或者通过紧固件可拆卸连接，从而使钻杆与驱动器连接，驱动器4的输出轴连接搅拌钻头2从而能驱动搅拌钻头2沿主轴1的周向转动，本搅拌钻头2还包括一个与搅拌钻头2连通的输料机构5，也即，输料机构5输入的物料可以进入到搅拌钻头2内部。
输料机构5可以输送水泥浆或混凝土料，也可以输送压缩空气，压缩空气可以对泥土形成切割效果。结合图2所示，输料机构5包括位于主轴1内的并沿主轴1的轴向设置的输料通道6，以及位于搅拌钻头2内并沿搅拌钻头2的径向设置的喷料通道7，所述的喷料通道7连通输料通道6，所述的主轴1上还设有用于连接输料管8的输料接口9，输料管8插入到输料接口9中，或者输料管8与输料接口9密封连接。
从输料管8进入的物料，沿输料接口9到输料通道6中，输料通道6中的物料再进入到喷料通道7中，当搅拌钻头2转动时，喷料通道7可以持续喷料，也即，喷料的过程随搅拌钻头同步进行，因此物料与泥土能持续混合。
由于主轴1是静止的，而搅拌钻头2是转动的，因此要实现喷料通道7与输料通道6的持续连通，需要有一个动静连接件，在本实施例中，搅拌钻头2内设有一个呈环形的接料槽10，输料通道6的物料先进入到接料槽10中，该接料槽10与喷料通道7连通，且接料槽10环绕主轴1的外壁并与主轴1内的输料通道6连通，当接料槽10中物料满了之后，接料槽10中的物料进入到喷淋通道7中，结合图4和图5所示，由于接料槽10是环形的，因此无论喷料通道7随搅拌钻头2转动至不同位置，都始终与接料槽10连通，而输料通道6与接料槽10的相对位置不会发生改变，也始终处于连通状态，在主轴1中还可以开设一个通道，该通道的两端分别连通输料通道6和接料槽10，该通道可以沿主轴1径向设置，也可以是与输料通道6呈一定角度，只需连通输料通道6和接料槽10即可。
本实施例，通过在搅拌钻头2内部设置一个接料槽10，从而解决了动静连接的技术问题，该接料槽10结构简单但性能可靠，长期使用也不会产生机械故障。
本领域技术人员应当理解，要实现驱动器4驱动搅拌钻头2周向转动，只需将驱动器4的输出轴与搅拌钻头2连接即可，可以将输出轴直接连接搅拌钻头，或者输出轴通过减速器连接搅拌钻头2。
在本实施例中，驱动器4的输出轴固定有主动齿轮11，搅拌钻头2的内壁上设有与主动齿轮11啮合的内齿轮12。内齿轮12可以是固定在搅拌钻头2内壁上，也可以是在搅拌钻头2的内壁上切削出齿轮从而形成内齿轮12。主动齿轮11与内齿轮12构成一个减速机构，从而可以降低驱动器4的符合。
结合图2所示，搅拌钻头2有两个且位于驱动器4的两侧，驱动器4可以具有两个输出轴的双头电机或双头液压马达，每个输出轴分别连接一个搅拌钻头2，在两个搅拌钻头2的中间设有与主轴1固定连接的从动钻头组件13，当搅拌钻头转动时，所述的搅拌钻头2能带动从动钻头组件13转动。
从动钻头组件13的作用是防止两个搅拌钻头2之间的间隙处被泥土粘结，从而会导致搅拌钻头搅拌效果变差，从动钻头组件13一方面能使两个搅拌钻头2之间不会发生泥土粘结，另一方面，也能对泥土起到搅拌作用。
从动钻头组件13包括从动钻头14，所述的从动钻头14转动连接在从动钻头架15上，从动钻头架15与主轴1固定连接，从动钻头14内固定有从动轴16，从动轴16穿过从动钻头架15并与从动钻头架15转动连接，从动轴16的端部连接有从动齿轮17且从动齿轮17与内齿轮12啮合。从动钻头14上设有若干突出于从动钻头14表面的从动切割齿18，从动切割齿18沿从动钻头14周向排列。
主轴1上设有喷浆孔19，且所述的喷浆孔19连通输料通道6。喷浆孔19可以是一个或多个，可以朝向任意方向，从而在各个方向上喷料，与泥土充分混合。
本发明的工作过程是：钻杆100与驱动器座4a固定连接后，即可实现钻杆100与搅拌钻头2的连接，在驱动器4驱动搅拌钻头2转动过程中，主轴1是静止不动的，主轴1与搅拌钻头2之间可通过轴承连接，搅拌钻头2绕主轴1周向转动，驱动器4驱动主动齿轮11转动，主动齿轮11与内齿轮12啮合后驱动搅拌钻头2转动，内齿轮12驱动从动齿轮17转动，从动齿轮17驱动从动轴16转动继而带动从动钻头14转动。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了主轴1、搅拌钻头2、搅拌切割齿3、驱动器4、驱动器座4a、输料机构5、输料通道6、喷料通道7、输料管8、输料接口9、接料槽10、主动齿轮11、内齿轮12、从动钻头组件13、从动钻头14、从动钻头架15、从动轴16、从动齿轮17、从动切割齿18、喷浆孔19、钻杆100等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (6)
1.一种高效搅拌钻头，包括主轴(1)，所述的主轴(1)上转动连接有一个搅拌钻头(2)，其特征在于，所述的主轴(1)能与钻杆形成固定连接，当搅拌钻头(2)沿主轴(1)的周向转动时搅拌钻头(2)的转动平面与水平面垂直；
所述的主轴(1)与驱动器(4)连接，驱动器(4)的输出轴连接搅拌钻头(2)从而能驱动搅拌钻头(2)沿主轴(1)的周向转动；
所述的驱动器(4)的输出轴连接有主动齿轮(11)，搅拌钻头(2)的内壁上设有与主动齿轮(11)啮合的内齿轮(12)；
所述的搅拌钻头(2)有两个且位于驱动器(4)的两侧，在两个搅拌钻头(2)的中间设有与主轴(1)固定连接的从动钻头组件(13)，当搅拌钻头转动时，所述的搅拌钻头(2)能带动从动钻头组件(13)转动；
所述的从动钻头组件(13)包括从动钻头(14)，所述的从动钻头(14)转动连接在从动钻头架(15)上，从动钻头架(15)与主轴(1)固定连接,从动钻头(14)内固定有从动轴(16)，从动轴(16)的端部连接有从动齿轮(17)且从动齿轮(17)与内齿轮(12)啮合。
2.根据权利要求1所述的高效搅拌钻头，其特征在于，所述的搅拌钻头(2)上设有若干突出于搅拌钻头(2)表面的搅拌切割齿(3)。
3.根据权利要求1所述的高效搅拌钻头，其特征在于，所述搅拌钻头(2)连接有输料机构(5)，所述的输料机构(5)包括位于主轴(1)内的并沿主轴(1)的轴向设置的输料通道(6)，以及位于搅拌钻头(2)内并沿搅拌钻头(2)的径向设置的喷料通道(7)，所述的喷料通道(7)连通输料通道(6)，所述的主轴(1)上还设有用于连接输料管(8)的输料接口(9)。
4.根据权利要求3所述的高效搅拌钻头，其特征在于，所述的搅拌钻头(2)内设有一个呈环形的接料槽(10)，该接料槽(10)与喷料通道(7)连通，且接料槽(10)环绕主轴(1)的外壁并与主轴(1)内的输料通道(6)连通。
5.根据权利要求1所述的高效搅拌钻头，其特征在于，所述的从动钻头(14)上设有若干突出于从动钻头(14)表面的从动切割齿(18)。
6.根据权利要求3所述的高效搅拌钻头，其特征在于，所述的主轴(1)上设有喷浆孔(19)，且所述的喷浆孔(19)连通输料通道(6)。
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