專利名稱：伸縮鉆桿以及伸縮式長螺旋鉆孔裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種樁工機械的鉆具系統，特別是涉及一種伸縮鉆桿以及伸縮式長螺旋鉆孔裝置。
二.
背景技術：
目前，樁工機械領域中，長螺旋鉆孔機在大多數情況下采用CFG工法施工，由于該工法施工中無法接鉆桿，而且鉆孔深度受鉆塔高度、動力扭矩、鉆孔直徑以及地質狀況等因素的影響。在以上影響因素中，除鉆孔深度受塔高影響外，其它影響因素都不是主要問題；也就是說鉆孔深度主要由鉆塔高度而定，要鉆更深的孔就得配更高的鉆塔，而鉆塔的增高必將造成鉆機底盤增大、鉆塔直徑加大，否則穩定性難于保證；而鉆機底盤增大、鉆塔直徑的加大直接造成設備龐大，成本增加、運輸不便等問題。
三.
發明內容
本發明的目的克服現有技術的缺陷，提供一種結構簡單、密封效果好、使用方便、能夠增加現有鉆機鉆孔深度的伸縮鉆桿以及伸縮式長螺旋鉆孔裝置。
本發明的技術方案一種伸縮鉆桿，含有內鉆桿、外螺旋鉆桿、螺旋鉆頭，其中內鉆桿套裝在外螺旋鉆桿的內腔中，二者之間設有定位機構，外螺旋鉆桿的前端與螺旋鉆頭連接，其中，所述外螺旋鉆桿的兩端分別與一個中空密封短節連接，上中空密封短節的上端與導套連接，下中空密封短節的下端與另一外螺旋鉆桿或螺旋鉆頭連接，導套的內腔截面形狀與內鉆桿的截面形狀相匹配，并且二者之間設有定位機構；內鉆桿下端與內鉆桿接頭連接，所述內鉆桿接頭的圓周面上分別設有上、下密封機構，以便分別和上、下密封短節的內腔面密封連接。
所述下密封機構含有彈簧、滑動護套、錐帽、防塵圈和密封圈，內鉆桿接頭的下部設有兩個縮徑臺階段，滑動護套套裝在上縮徑臺階段的外圓周表面上，其外表面上設有防塵圈，其內表面下部設有一個環形凸環，錐帽安裝在下縮徑臺階段的下端部，所述環形凸環的上環面和下縮徑臺階段的上端面之間安裝有彈簧，其下環面和錐帽的上端面接觸，錐帽外表面的前部為圓錐面，其后部為圓柱面，并且圓柱面上設有下密封圈，下密封圈的外表面與滑動護套內表面的下部接觸，防塵圈的外表面與外螺旋鉆桿的內壁接觸，所述滑動護套、錐帽和下中空密封短節內壁下部設有的擋環相匹配，使擋環的上環面能夠與滑動護套的端面相接觸，其內環面能夠與錐帽上的下密封圈相接觸。
所述導套為一體式結構，或為分體式結構，由兩個半套體通過螺栓連接；所述導套內腔截面形狀為正六邊形，或為正方形，或為正八邊形；所述內鉆桿為棱柱體，其截面形狀與導套的截面形狀相匹配，或內鉆桿由兩端的棱柱體和中間的圓柱體組成，并且兩端棱柱體的截面形狀與導套的截面形狀相匹配，中間的圓柱體上設有導向鍵。
所述定位機構為定位插銷以及內鉆桿和導套相接觸表面上分別設有的半圓插孔，其中內鉆桿兩端部分別設有一定數量的半圓插孔，以便適應不同孔深的要求；所述上中空密封短節上設有透氣孔，下中空密封短節上設有清洗孔，清洗孔上設有堵塞。
一種含有所述伸縮鉆桿的伸縮式長螺旋鉆孔裝置，還含有鉆塔、動力機構和提升機構，動力機構安裝在鉆塔的導向柱上，并且其上端與提升機構連接，以便上下移動，其中，所述伸縮鉆桿的內鉆桿上端與動力機構的輸出軸聯接，鉆塔的下部固定一個支撐平臺，支撐平臺上安裝有液壓缸，液壓缸的活塞桿與開合式承重梁相配合，開合式承重梁通過固定架安裝在鉆塔的導向柱上，其打開或合攏時能夠松開或卡住伸縮鉆桿。
所述開合式承重梁含有兩個支梁和固定架，其中兩個支梁的里端鉸接在固定架上，固定架通過滑套安裝在鉆塔的導向柱上，并且兩個支梁的兩端部分別設有一個插孔，兩個支梁合攏時，一端的插孔能夠重合，液壓缸為兩個，并且其活塞桿上端能夠分別插入兩個支梁兩端部的插孔中。
本發明的有益效果1.本發明的伸縮鉆桿設計新穎，能夠使原鉆孔深度延伸12米左右，若地層狀況較好，還可以達到更深；其密封效果好并且傳遞扭矩大，內鉆桿接頭上分別設有上、下密封結構，其中下密封結構為滑動遮蓋型，當內鉆桿往里縮進時，首先滑動護套與下密封短節的擋臺接觸，再繼續往里縮進時，彈簧受壓，滑動護套相對上移，后密封圈從滑動護套中移出進入下密封短節，進行密封；反之，當內鉆桿往外伸出時，由于彈簧的作用，使滑動護套相對下移，將下密封圈遮蓋，從而使下密封圈不與水泥漿直接接觸，降低下密封圈的磨損，既提高了密封效果，又延長其使用壽命。另外內鉆桿的兩端為棱柱，其能夠傳遞大的扭矩，并且內鉆桿和固定夾塊之間容易設置穿銷，因此連接方便，容易操作。
2.本發明的伸縮鉆桿上密封短節上設有通氣孔，以便內鉆桿能夠順暢地伸縮，并且下密封短節上設有清洗孔和堵頭，通過通氣孔、清洗孔能夠對鉆桿進行內部清洗，操作簡單，使用方便。
3.本發明的伸縮式長螺旋鉆孔裝置上設有兩個液壓缸，液壓缸的活塞桿能夠將開合式承重梁向上移動，使鉆桿內的水泥漿順利排出，從而使內鉆桿方便地縮進外鉆桿中，另外開合式承重梁合攏時，其兩端的插孔能夠自動對正，便于液壓缸的活塞桿插入，簡化操作程序，方便操作，提高工作效率。
4.本發明的伸縮式長螺旋鉆孔裝置采用新的施工工法，其成孔是分兩段進行，因此動力頭的扭矩不會增加很多，有利于節約動力能源。
5.本發明使用范圍廣，尤其是適用于CFG工法施工，易于推廣實施，具有較好的社會和經濟效益。
四.
圖1為伸縮式長螺旋鉆孔裝置的施工工法示意2為伸縮式長螺旋鉆孔裝置的結構示意3為圖2所示伸縮式長螺旋鉆孔裝置的俯視圖之一圖4為圖2所示伸縮式長螺旋鉆孔裝置的俯視圖之二圖5為伸縮鉆桿的結構示意6為圖5所示A-A剖面7為圖5所示B-B剖面8為圖5所示伸縮鉆桿的內鉆桿伸出時的密封結構9為圖5所示伸縮鉆桿的內鉆桿縮進時的密封結構圖五.
具體實施例方式實施例一參見圖5～圖9，圖中，伸縮鉆桿的內鉆桿9套裝在外螺旋鉆桿12的內腔中，外螺旋鉆桿12的兩端分別與一個中空密封短節10和14連接，上中空密封短節10的上端與導套4連接，下中空密封短節14的下端與螺旋鉆頭15連接(二者之間還可以加接另外一個外螺旋鉆桿)，導套4的內腔截面形狀與內鉆桿9的截面形狀相匹配，并且二者之間設有定位機構；內鉆桿9下端與內鉆桿接頭11連接，內鉆桿接頭11的圓周面上分別設有上、下密封機構，以便分別和上、下密封短節10、14的內腔面密封連接。上密封機構為密封圈17，下密封機構含有彈簧19、滑動護套18、錐帽22、防塵圈20和下密封圈21，內鉆桿接頭11的下部設有兩個縮徑臺階段，滑動護套18套裝在上縮徑臺階段的外圓周表面上，其外表面上設有防塵圈20，其內表面下部設有一個環形凸環，錐帽22安裝在下縮徑臺階段的下端部(二者可以采用碳素鋼絲23與卡槽的連接形式，也可以采用螺紋的連接形式，根據情況確定)，環形凸環的上環面和下縮徑臺階段的上端面之間安裝有彈簧19，其下環面和錐帽22的上端面接觸，錐帽22外表面的前部為圓錐面，其后部為圓柱面，并且圓柱面上設有下密封圈21，下密封圈21的外表面與滑動護套18內表面的下部接觸，防塵圈20的外表面與外螺旋鉆桿12的內壁接觸，滑動護套18、錐帽22和下中空密封短節14內壁下部設有的擋環相匹配，使擋環的上環面能夠與滑動護套18的端面相接觸，其內環面能夠與錐帽22上的下密封圈相接觸。
導套4為一體式結構，也可以為分體式結構，由兩個半套體通過螺栓連接；導套4內腔截面形狀為正六邊形，或為正方形，或為正八邊形；內鉆桿9由兩端的棱柱體和中間的圓柱體組成，并且兩端棱柱體的截面形狀與導套的截面形狀相匹配，中間的圓柱體上設有導向鍵(圖6所示)；或內鉆桿9為棱柱體，其截面形狀與導套4的截面形狀相匹配。
定位機構為定位插銷3以及內鉆桿9和導套4相接觸表面上分別設有的半圓插孔，其中內鉆桿9兩端部分別設有一定數量的半圓插孔，以便適應不同孔深的要求；上中空密封短節10上設有透氣孔16，下中空密封短節14上設有清洗孔和堵塞13。
使用時，將內鉆桿9的上端與動力機構連接，通過棱柱傳遞扭矩，因此其傳遞的扭矩大，有利于鉆孔。內鉆桿9和內鉆桿接頭11為中空結構，并且內鉆桿9上端通過旋轉接頭與輸水泥漿管連接，能夠對鉆孔中注水泥漿，使用十分方便。
實施例二參見圖1～圖9，圖中，伸縮式長螺旋鉆孔裝置的動力機構5安裝在鉆塔8的導向柱7上，并且其上端與提升機構6連接，以便上下移動，實施例所述伸縮鉆桿的內鉆桿9上端與動力機構6的輸出軸聯接，鉆塔8的下部固定一個支撐平臺，該支撐平臺既是支撐鉆桿限制其擺動，又是換接鉆桿的承力平臺，支撐平臺上安裝有液壓缸1，液壓缸1的活塞桿與開合式承重梁2配合使用，開合式承重梁2含有兩個支梁和固定架，其中兩個支梁的里端鉸接在固定架上，固定架通過滑套安裝在鉆塔8的導向柱7上，兩個支梁打開或合攏時能夠松開或卡住伸縮鉆桿；并且兩個支梁的兩端部分別設有一個插孔，兩個支梁合攏時，兩端的插孔能夠分別重合，液壓缸1為兩個，并且其活塞桿上端能夠分別插入兩個支梁兩端部的插孔中。
其施工工法如圖1所示分六個步驟完成第一步，鉆桿收縮狀態鉆至最大孔深；第二步，鉆桿收縮狀態提出孔口清土；第三步，鉆桿落至孔底，然后在換接位置通過開合式承重梁2卡住，再將內鉆桿9抽出固定；第四步，鉆至要求孔深；第五步，鉆桿提至換接位置通過開合式承重梁2卡住，然后將鉆桿縮回固定；第六步，鉆桿收縮提出孔口清土。
換接鉆桿時，先將開合式承重梁2的兩個支梁合攏夾住上中空密封短節10，兩個液壓缸1的活塞桿分別插入兩個支梁的插孔中，此時拔出定位插銷3，將內鉆桿9伸出或縮進，再插入定位插銷3。當工法進行到第五步時，如要進行CFG工法施工，如果鉆桿內的水泥漿不能排出，勢必造成鉆桿內壓力過大，這樣將造成鉆桿難以縮回，因此必須使液壓缸1支起開合式承重梁2，使鉆桿上提，同時使水泥漿注入孔底。鉆進時，為了使開合式承重梁2不影響鉆桿通過，必須將液壓缸1縮回，開合式承重梁2張開。
伸縮鉆桿上密封短節10上設有通氣孔16，以便內鉆桿9能夠順暢地伸縮，并且下密封短節14上設有清洗孔和堵頭13，清洗時，內鉆桿9縮回，只要從通氣孔16注入清水，拆下堵頭即可，操作簡單，使用方便。
權利要求
1.一種伸縮鉆桿，含有內鉆桿、外螺旋鉆桿、螺旋鉆頭，其中內鉆桿套裝在外螺旋鉆桿的內腔中，二者之間設有定位機構，外螺旋鉆桿的前端與螺旋鉆頭連接，其特征是所述外螺旋鉆桿的兩端分別與一個中空密封短節連接，上中空密封短節的上端與導套連接，下中空密封短節的下端與另一外螺旋鉆桿或螺旋鉆頭連接，導套的內腔截面形狀與內鉆桿的截面形狀相匹配，并且二者之間設有定位機構；內鉆桿下端與內鉆桿接頭連接，所述內鉆桿接頭的圓周面上分別設有上、下密封機構，以便分別和上、下密封短節的內腔面密封連接。
2.根據權利要求1所述的伸縮鉆桿，其特征是所述下密封機構含有彈簧、滑動護套、錐帽、防塵圈和密封圈，內鉆桿接頭的下部設有兩個縮徑臺階段，滑動護套套裝在上縮徑臺階段的外圓周表面上，其外表面上設有防塵圈，其內表面下部設有一個環形凸環，錐帽安裝在下縮徑臺階段的下端部，所述環形凸環的上環面和下縮徑臺階段的上端面之間安裝有彈簧，其下環面和錐帽的上端面接觸，錐帽外表面的前部為圓錐面，其后部為圓柱面，并且圓柱面上設有下密封圈，下密封圈的外表面與滑動護套內表面的下部接觸，防塵圈的外表面與外螺旋鉆桿的內壁接觸，所述滑動護套、錐帽和下中空密封短節內壁下部設有的擋環相匹配，使擋環的上環面能夠與滑動護套的端面相接觸，其內環面能夠與錐帽上的下密封圈相接觸。
3.根據權利要求1或2所述的伸縮鉆桿，其特征是所述導套為一體式結構，或為分體式結構，由兩個半套體通過螺栓連接；所述導套內腔截面形狀為正六邊形，或為正方形，或為正八邊形；所述內鉆桿為棱柱體，其截面形狀與導套的截面形狀相匹配，或內鉆桿由兩端的棱柱體和中間的圓柱體組成，并且兩端棱柱體的截面形狀與導套的截面形狀相匹配，中間的圓柱體上設有導向鍵。
4.根據權利要求3所述的伸縮鉆桿，其特征是所述定位機構為定位插銷以及內鉆桿和導套相接觸表面上分別設有的半圓插孔，其中內鉆桿兩端部分別設有一定數量的半圓插孔，以便適應不同孔深的要求；所述上中空密封短節上設有透氣孔，下中空密封短節上設有清洗孔，清洗孔上設有堵塞。
5.一種含有權利要求1所述伸縮鉆桿的伸縮式長螺旋鉆孔裝置，還含有鉆塔、動力機構和提升機構，其中，動力機構安裝在鉆塔的導向柱上，并且其上端與提升機構連接，以便上下移動，其特征是所述伸縮鉆桿的內鉆桿上端與動力機構的輸出軸聯接，鉆塔的下部固定一個支撐平臺，支撐平臺上安裝有液壓缸，液壓缸的活塞桿與開合式承重梁相配合，開合式承重梁通過固定架安裝在鉆塔的導向柱上，其打開或合攏時能夠松開或卡住伸縮鉆桿。
6.根據權利要求5所述的伸縮式長螺旋鉆孔裝置，其特征是所述開合式承重梁含有兩個支梁和固定架，其中兩個支梁的里端鉸接在固定架上，固定架通過滑套安裝在鉆塔的導向柱上，并且兩個支梁的兩端部分別設有一個插孔，兩個支梁合攏時，一端的插孔能夠重合，液壓缸為兩個，并且其活塞桿上端能夠分別插入兩個支梁兩端部的插孔中。
7.根據權利要求5或6所述的伸縮式長螺旋鉆孔裝置，其特征是所述伸縮鉆桿的內鉆桿套裝在外螺旋鉆桿的內腔中，并且外螺旋鉆桿的兩端分別與一個中空密封短節連接，上中空密封短節的上端與導套連接，下中空密封短節的下端與另一個外螺旋鉆桿或螺旋鉆頭連接，導套的內腔截面形狀與內鉆桿的截面形狀相匹配，并且二者之間設有定位機構；內鉆桿下端與內鉆桿接頭連接，內鉆桿接頭的圓周面上分別設有上、下密封機構，以便分別和上、下密封短節的內腔面密封連接。
8.根據權利要求7所述的伸縮式長螺旋鉆孔裝置，其特征是所述下密封機構含有彈簧、滑動護套、錐帽、防塵圈和密封圈，內鉆桿接頭的下部設有兩個縮徑臺階段，滑動護套套裝在上縮徑臺階段的外圓周表面上，其外表面上設有防塵圈，其內表面下部設有一個環形凸環，錐帽安裝在下縮徑臺階段的下端部，所述環形凸環的上環面和下縮徑臺階段的上端面之間安裝有彈簧，其下環面和錐帽的上端面接觸，錐帽外表面的前部為圓錐面，其后部為圓柱面，并且圓柱面上設有下密封圈，下密封圈的外表面與滑動護套內表面的下部接觸，防塵圈的外表面與外螺旋鉆桿的內壁接觸，所述滑動護套、錐帽和下中空密封短節內壁下部設有的擋環相匹配，使擋環的上環面能夠與滑動護套的端面相接觸，其內環面能夠與錐帽上的下密封圈相接觸。
9.根據權利要求8所述的伸縮式長螺旋鉆孔裝置，其特征是所述導套為一體式結構，或為分體式結構，由兩個半套體通過螺栓連接；所述導套內腔截面形狀為正六邊形，或為正方形，或為正八邊形；所述內鉆桿為棱柱體，其截面形狀與導套的截面形狀相匹配，或內鉆桿由兩端的棱柱體和中間的圓柱體組成，并且兩端棱柱體的截面形狀與導套的截面形狀相匹配，中間的圓柱體上設有導向鍵。
10.根據權利要求9所述的伸縮式長螺旋鉆孔裝置，其特征是所述定位機構為定位插銷以及內鉆桿和導套相接觸表面上分別設有的半圓插孔，其中內鉆桿兩端部分別設有一定數量的半圓插孔，以便適應不同孔深的要求；所述上中空密封短節上設有透氣孔，下中空密封短節上設有清洗孔，清洗孔上設有堵塞。
全文摘要
本發明公開了一種伸縮鉆桿以及伸縮式長螺旋鉆孔裝置，伸縮鉆桿的內鉆桿套裝在外螺旋鉆桿的內腔中，外螺旋鉆桿的上端依次與上中空密封短節和導套連接，其下端依次與下中空密封短節和另一外螺旋鉆桿或螺旋鉆頭連接，導套內腔形狀與內鉆桿形狀相匹配，二者之間設有定位機構；內鉆桿接頭上端與內鉆桿下端連接，其外圓周面上分別設有上、下密封機構。伸縮式長螺旋鉆孔裝置，還含有鉆塔、動力機構和提升機構，內鉆桿上端與動力機構聯接，液壓缸安裝在鉆塔下部的支撐平臺上，其活塞桿與安裝在鉆塔上的開合式承重梁相配合。本發明能夠增加現有鉆機鉆孔深度，并且結構簡單、密封效果好、使用方便，它使用范圍廣，尤其是適用于CFG工法施工，社會和經濟效益較好。
文檔編號E21B17/02GK1837571SQ20061001747
公開日2006年9月27日 申請日期2006年2月27日 優先權日2006年2月27日
發明者張雄偉 申請人:張雄偉