漿料通路轉換器及動力頭式大直徑大流量水泥土攪拌樁機的製作方法

2023-11-04 02:37:57

本實用新型涉及水泥土攪拌樁施工設備，具體是指漿料通路轉換器及動力頭式大直徑大流量水泥土攪拌樁機。

背景技術：

動力頭式大直徑大流量高強水泥土攪拌樁機是建築工程基坑支護、基礎樁、地基加固處理中常用的成樁部件，通常攪拌樁機包括機架、動力頭、卷揚機構、內置供漿管的空心鑽杆、帶有分流裝置的攪拌鑽頭、行走機構、控制機構等，控制機構分別與電動機、卷揚機構、行走機構和後臺供漿系統，用於控制調節各部件動作，攪拌樁機通過控制漿料流量壓力輸送水泥漿料對土層進行高壓旋轉噴漿攪拌成樁。

傳統的水泥土攪拌樁機由於動力傳動結構是通過檔位調節來控制攪拌速度和下鑽提鑽速度，不同檔位的速度值固定且速度差變化較大，不能很好地實現不同巖層相等強度值的成樁特性所需要的精準的攪拌速度和下鑽提鑽速度，成樁結果是攪拌不均勻和強度不一致(比如在淤泥層不能成樁或成樁強度低，在砂層強度過高而浪費資源等現象)。如何很好的解決這一問題，進而實現不同巖層成樁均勻強度達標，是需要綜合研究的課題之一。

傳統的水泥土攪拌樁機超過一定的成樁直徑(≥D800mm)特別是在砂層地質狀況下無法下鑽提鑽，通過多年的研究發現主要原因是水泥漿潤溼不足，施工過程中阻力較大所致。如何增加水泥漿對地層的潤溼程度，減少地層成樁阻力，是需要綜合研究的課題之二。

攪拌樁特別是在淤泥層很難成樁或成樁強度不能滿足設計要求，除了上述攪拌速度和下鑽提鑽速度因素之外，主要是供漿量不足，隨著技術的進步成樁樁徑向著越來越大的趨勢發展，供漿需求量將會隨之更大，如何實現大漿量供應系統滿足成樁供漿要求，為需要綜合研究的課題三。

因此，傳統的水泥土攪拌樁機存在有實際施工中的這樣或那樣的缺陷，比如：①傳統的水泥土攪拌樁機由於供漿系統的缺陷只能滿足D1000mm左右樁徑的施工；②加之換擋位方式來改變樁機旋轉攪拌和通過聯動鏈條形式來實現下鑽和提 鑽，不能實現滿足不同巖層實現同等樁身強度的不同的旋轉攪拌和下鑽提鑽速度而導致強度不均攪拌不勻的問題，施工效率低下。

技術實現要素：

本實用新型的目的之一是提供漿料通路轉換器，該漿料通路轉換器結構簡單，能夠增大供漿量，使得水泥土攪拌樁機能充分攪拌均勻。

本實用新型的這一目的通過如下的技術方案來實現的：漿料通路轉換器，包括外套、上壓蓋、下壓蓋和芯軸，所述外套豎向設置，上壓蓋、下壓蓋分別與外套的上端和下端相連接，所述芯軸豎直向上插裝在外套內，穿插後芯軸的上端和下端分別從所述上壓蓋和下壓蓋伸出，芯軸的上端用於連接攪拌機的電動機，下端用於連接攪拌機的空心鑽杆，電動機的動力通過芯軸傳遞來帶動空心鑽杆鑽孔，其特徵在於：所述芯軸為漿料轉換芯軸，芯軸與外套之間具有空腔，位於該空腔內且在芯軸的上端和下端分別套裝一個密封圈，所述空腔在位於兩個密封圈之間的區域形成漿料腔，漿料腔與一條橫向插裝在外套上的供漿管相連通，供漿管用於連接供漿泵；所述芯軸在位於漿料腔區域的軸段沿徑向開設有進漿通道，所述進漿通道與所述漿料腔相連通，所述芯軸還沿軸向開設有出漿通道，出漿通道與進漿通道相垂直且連通，進漿通道和出漿通道形成一個完整的漿料輸送通路，出漿通道用於與空心鑽杆的供漿通道相連通，向空心鑽杆輸送漿料。

本實用新型中，所述上壓蓋、下壓蓋分別與外套的上端和下端通過螺釘相連接。

本實用新型中，所述的進漿通道和出漿通道均為圓形通道，進漿通道的直徑為30mm～38mm，出漿通道的直徑為20mm～25mm。

本實用新型中，所述的兩個密封圈結構相同，均為橡膠密封圈。

本實用新型中，所述出漿通道在芯軸的中心處沿軸向開設。

本實用新型的目的之二是提供包含漿料通路轉換器的動力頭式大直徑大流量水泥土攪拌樁機，該水泥土攪拌樁機能充分攪拌均勻。

本實用新型的這一目的通過如下的技術方案來實現的：包含上述漿料通路轉換器的動力頭式大直徑大流量水泥土攪拌樁機，其特徵在於：該攪拌樁機還包括機架、動力頭、卷揚機構、行走機構、平衡配重和控制機構，所述的動力頭固定 安裝在機架的頂部，動力頭內置有所述的電動機，所述的電動機為無極變速電動機，所述的控制機構為無極數控機構，所述的控制機構分別與所述的電動機、卷揚機構、行走機構和供漿泵相連接，用於控制各部件動作，所述空心鑽杆具有葉片鑽頭，所述的攪拌樁機通過所述的漿料通路轉換器在空心鑽杆鑽孔時對土層進行高壓旋轉攪拌噴漿。

本實用新型中，所述大直徑是指攪拌樁機的樁孔直徑在1200mm～2600mm範圍內。

本實用新型中，所述大流量是指供漿泵的流量在90～150立方/小時範圍內。

本實用新型的水泥土攪拌樁機，採用帶有無級變速調節的大流量供漿泵，增大供漿量並可調，不但擴大了水泥土攪拌樁機的樁徑應用範圍(樁孔直徑可以在500mm～2600mm範圍內)，而且根據土層差異調節漿料而確保樁身成樁質量，同時漿料充足的潤滑性改善了鑽頭的切土性能實現小功率獲取大扭矩的節能效應。

作為本實用新型的優選實施例，該動力頭式大直徑大流量高強水泥土攪拌樁機包含大流量漿泵，能夠增大供漿量，增大了設備成樁的樁徑範圍，使得水泥土攪拌樁機能充分攪拌均勻(D1200～D2600mm)。同時可根據地層性能差異調節供漿量來改善其成樁性能，確保樁體質量均衡穩定可靠。且施工阻力小、施工高效、質量穩定、資源節省，屬綠色建築裝備。

與現有技術相比，本實用新型具有如下顯著的技術效果：

(1)本實用新型採用了變頻調節器控制動力頭式動力系統實現無極變速是水泥土攪拌樁機能充分滿足不同巖層所需攪拌速度和下鑽提鑽速度的精準提供，使得水泥土攪拌樁能充分攪拌均勻。

(2)本實用新型採用了多無級變速大流量漿泵供漿，擴大了水泥土攪拌樁機的應用範圍(D1200～D2600mm)，通過數控調節能滿足範圍內各種樁徑各種地層為達到設計強度要求對水泥漿的充足供給。

(3)本實用新型在滿負荷供漿狀態下，在地層可能的前提下，可以通過無級調節相應的速度快速攪拌快速下鑽和提鑽，可以進一步提高成樁效率，同時有效的克服大直徑攪拌樁因施工時間過長水泥固結而增大攪拌阻力甚至無法拔出埋鑽等毛病。

(4)本實用新型在成樁好的地層在達到同等強度的前提下，能通過數控智能 地節省原材料，因而減少原材料浪費，節省資源，符合綠色建築要求。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細說明。

圖1是本實用新型水泥土攪拌樁機的整體結構圖；

圖2是本實用新型水泥土攪拌樁機中漿料通路轉換器的整體結構圖；

圖3是圖2中部分部件的仰視圖。

附圖標記說明

1、下壓蓋；2、軸承；3、外套；4、芯軸；41、進漿通道；

42、出漿通道；5、漿料腔；6、上壓蓋；7、上聯軸器；8、密封圈；

9、供漿管；10、下聯軸器；11、空心鑽杆；11a、葉片鑽頭；

12、動力頭；13、機架；14、行走機構；15、平衡配重；

16、控制機構；17、卷揚機構；100、漿料通路轉換器。

具體實施方式

如圖1所示的動力頭式大直徑大流量水泥土攪拌樁機，該攪拌樁機包括機架13、動力頭12、卷揚機構17、行走機構14、平衡配重15、控制機構16以及漿料通路轉換器100，動力頭12固定安裝在機架13的頂部，動力頭12內置有電動機，電動機為無極變速電動機，控制機構16為無極數控機構，控制機構16分別與電動機、卷揚機構17、行走機構14和供漿泵相連接，用於控制各部件動作，空心鑽杆11具有葉片鑽頭11a，攪拌樁機通過漿料通路轉換器100在空心鑽杆11鑽孔時對土層進行高壓旋轉攪拌噴漿。

該漿料通路轉換器100的結構如圖2、圖3所示，包括外套3、上壓蓋6、下壓蓋1和芯軸4，外套3豎向設置，上壓蓋6、下壓蓋1分別與外套3的上端和下端通過螺釘相連接，芯軸4豎直向上插裝在外套3內，穿插後芯軸4的上端和下端分別從上壓蓋6和下壓蓋1伸出，芯軸4的上端用於通過上聯軸器7連接攪拌機的電動機，下端用於通過下聯軸器10連接攪拌機的空心鑽杆11，電動機的動力通過芯軸4傳遞來帶動空心鑽杆11鑽孔。

本實施例中，芯軸4為漿料轉換芯軸，芯軸4與外套3之間具有空腔，位於該空腔內且在芯軸4的上端和下端分別套裝一個密封圈8，兩個密封圈8結構相同，均為橡膠密封圈，芯軸4的上端和下端分別套裝一個密封圈8為了對芯軸4的上 端和下端進行密封，空腔在位於兩個密封圈8之間的區域形成漿料腔5，漿料腔5與一條橫向插裝在外套3上的供漿管9相連通，供漿管9用於連接供漿泵；芯軸4在位於漿料腔5區域的軸段沿徑向開設有進漿通道41，進漿通道41與漿料腔5相連通，芯軸4在中心處還沿軸向開設有出漿通道42，出漿通道42與進漿通道41相垂直且連通，進漿通道41和出漿通道42均為圓形通道，進漿通道41的直徑為32mm，出漿通道42的直徑為20mm，進漿通道41和出漿通道42形成一個完整的漿料輸送通路，出漿通道42用於與空心鑽杆11的供漿通道相連通，向空心鑽杆11輸送漿料。

漿料通路轉換器100通過供漿管9輸入水泥漿料，然後經漿料腔5、漿料輸送通路後輸送至攪拌機的空心鑽杆11，將漿料分別供給位於葉片鑽頭11a中心處的鑽頭噴料口鑽頭以及位於邊緣處的攪拌葉片，在鑽孔時對土層進行高壓旋轉攪拌噴漿。

本實施例的水泥土攪拌樁機通過控制機構16來實現無極數控，其工作原理為：水泥土攪拌樁機下鑽施工過程中進入不同的巖層電流值會出現大小不同的特徵，通過電流的不同可以判斷攪拌機鑽頭相應的地質巖層面，根據水泥土樁設計強度，結合該巖層的施工特性，調節無級變頻器控制無級變速電動機輸出滿足該巖層實現設計強度的水泥土成樁所需的精準攪拌速度和下鑽提鑽速度，繼而確保成樁均勻強度達標的要求。

本實施例的水泥土攪拌樁機提供動力頭式傳動，使得施工過程中的施工工藝參數通過對動力頭的調控來對土層特性進行精準施工。通過無級變速控制大流量供漿泵的供漿流量來實現不同樁徑及不同土層性質的漿料需求和漿料充足潤滑作用實現小功率獲取大扭矩的節能效應。在鑽頭連接法蘭處採用漿料分流結構，確保噴漿的均勻性，較多重管供漿系統具有結構簡單、部件少、維修方便的優點。

本實施例中的大直徑是指攪拌樁機的樁孔直徑為1600mm，大流量是指供漿泵的流量為120立方/小時。

作為本實施例的變換，大直徑是指攪拌樁機的樁孔直徑在1200mm～2600mm範圍內，大流量是指供漿泵的流量在90～150立方/小時範圍內。

作為本實施例的變換，進漿通道41的直徑也可以在30mm～38mm範圍內取值，出漿通道42的直徑也可以在20mm～25mm範圍內取值。

本實用新型的上述實施例並不是對本實用新型保護範圍的限定，本實用新型的實施方式不限於此，凡此種種根據本實用新型的上述內容，按照本領域的普通技術知識和慣用手段，在不脫離本實用新型上述基本技術思想前提下，對本實用新型上述結構做出的其它多種形式的修改、替換或變更，均應落在本實用新型的保護範圍之內。