一种搅拌叶片组件

文档序号:1857381 发布日期:2021-11-19 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 一种搅拌叶片组件 (Stirring blade assembly ) 是由 梁涛 关岩鹏 钟建文 郭密文 高艳卫 赵晓东 姚云鹏 马世敏 于 2021-09-01 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种搅拌叶片组件,该搅拌叶片组件包括:钻杆,钻头和多个搅拌叶片;钻头设置于钻杆的一端;多个搅拌叶片靠近钻头设置于钻杆上,且多个搅拌叶片沿钻杆的轴线方向依次设置,搅拌叶片上设置有多个通孔,至少部分搅拌叶片沿钻杆的周向转动。本方案中,搅拌叶片上设置有多个通孔,设置通孔能够过滤直径较大的杂物,排出较小的渣。至少部分所述搅拌叶片沿所述钻杆的周向转动,钻杆带动转动后搅拌叶片向上移动捞取杂物,无需额外引入其他施工机械,可节约成本和简化工艺。(The present invention provides a stirring blade assembly, comprising: a drill stem, a drill bit and a plurality of stirring blades; the drill bit is arranged at one end of the drill rod; a plurality of stirring vane are close to the drill bit and set up on the drilling rod, and a plurality of stirring vane set gradually along the axis direction of drilling rod, are provided with a plurality of through-holes on the stirring vane, and at least partial stirring vane is along the circumferential direction of drilling rod. In this scheme, be provided with a plurality of through-holes on the stirring vane, set up the through-hole and can filter the great debris of diameter, the less sediment of discharge. At least part of the stirring blades rotate along the circumferential direction of the drill rod, the drill rod drives the rotating stirring blades to move upwards to salvage sundries, other construction machines do not need to be additionally introduced, and cost can be saved and the process can be simplified.)

一种搅拌叶片组件

技术领域

本发明涉及施工技术领域,尤其是涉及一种搅拌叶片组件。

背景技术

建筑工程中,水泥土搅拌桩以造价低、易于操作而广泛用于地基处理、止水帷幕和基坑围护体系,其一般适用于黏性土、粉土、砂类土等地层。在卵砾石地层中,水泥土搅拌桩钻进较为缓慢,且穿越卵砾石地层后,泥浆循环难以将密度较大的大粒径卵砾石排至地表,会出现大粒径卵砾石沉淀于桩孔底部的现象,导致钻头反复破碎卵砾石及钻具磨损。当大粒径卵砾石较多时会导致钻头无法钻进,甚至发生埋钻事故。上述问题导致水泥土搅拌桩在卵砾石地层的适应性较差。

为解决水泥土搅拌桩在卵砾石地层的适应性较差问题,可采用引孔换填、旋挖钻取卵砾石等方式解决,但上述解决方法需额外引入其他施工机械,增加了工艺的复杂性和施工机械相互配合的难度,同时也增加了经济成本、时间成本。

现有的水泥土搅拌桩钻进卵砾石存在成本高和工艺复杂等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供搅拌叶片组件,以解决现有的水泥土搅拌桩钻进卵砾石存在成本高和工艺复杂等问题。

为解决上述技术问题,本发明提供的搅拌叶片组件,包括:

钻杆,

钻头,所述钻头设置于所述钻杆的一端;

多个搅拌叶片,多个所述搅拌叶片靠近所述钻头设置于所述钻杆上,且多个所述搅拌叶片沿所述钻杆的轴线方向依次设置,所述搅拌叶片上设置有多个通孔,至少部分所述搅拌叶片沿所述钻杆的周向转动。

在本发明的一些实施例中,所述搅拌叶片组件还包括轴套,所述轴套连接于所述钻杆上,所述搅拌叶片通过所述轴套设置于所述钻杆上。

在本发明的一些实施例中,所述轴套包括固定轴套和转动轴套,所述固定轴套固定于所述钻杆上,所述转动轴套相对所述钻杆转动,所述搅拌叶片包括固定搅拌叶片和转动搅拌叶片,所述固定搅拌叶片设置于所述固定轴套上,所述转动搅拌叶片设置于所述转动轴套上。

在本发明的一些实施例中,所述固定搅拌叶片为第一搅拌叶片,所述转动搅拌叶片包括第二搅拌叶片、第三搅拌叶片和第四搅拌叶片。

在本发明的一些实施例中,所述固定搅拌叶片位于靠近所述钻头的位置,所述转动搅拌叶片靠近所述固定搅拌叶片。

在本发明的一些实施例中,所述搅拌叶片组件还包括限位柱,所述限位柱设置于所述钻杆上,且与所述轴套之间留有间隙,所述限位柱能够对所述搅拌叶片进行限位。

在本发明的一些实施例中,所述限位柱包括正向限位柱和反向限位柱,所述搅拌叶片正向转动后,所述正向限位柱能够对所述搅拌叶片进行限位,所述搅拌叶片反向转动后,所述反向限位柱能够对所述搅拌叶片进行限位。

在本发明的一些实施例中,所述搅拌叶片包括连接部和转动部,所述连接部与所述轴套连接,多个所述通孔设置于所述连接部上;所述转动部与所述连接部连接,且所述转动部向远离所述钻头的方向延伸。

在本发明的一些实施例中,所述搅拌叶片组件还包括设置于所述钻杆上的轴套座,所述轴套座上设置有用于放置所述轴套的凹槽。

在本发明的一些实施例中,所述搅拌叶片包括叶片网和叶片框,所述叶片框设置于所述叶片网的边缘处,所述叶片网上具有多个所述通孔。

进一步地,还包括拉杆、滑座和复位弹簧;所述滑座可上下滑动地设置在所述钻杆内,拉杆的一端与所述滑座连接,拉杆的另一端与所述搅拌叶片连接;

所述搅拌叶片铰接在所述轴套上;所述复位弹簧设置在钻杆内两端分别与所述滑座和钻杆连接,复位弹簧趋向于迫使所述滑座向上滑动,进而通过拉杆迫使搅拌叶片贴靠在所述钻杆上。

在钻杆低速转动时,搅拌叶片在复位弹簧的弹力作用下贴靠在钻杆上,进而减小钻杆向下钻入时的阻力;当钻杆钻入到设定深度时,需要过滤和捞取较大石块等杂物时,通过增加钻杆转速,利用搅拌叶片的离心力克服复位弹簧的弹力而自动打开;从而实现过滤和打捞的效果。

进一步地,还包括翼杆,所述钻杆上设置有连通内外的滑槽,所述翼杆内侧端与所述滑座连接,翼杆的外侧端自所述滑槽伸出与所述拉杆铰连接。

进一步地,所述滑槽包括轴向段、中间弧形过渡段和周向段;所述轴向段与所述钻杆轴向平行设置,所述周向段设置在轴向段下方且沿钻杆的周向布设,所述中间弧形过渡段两端与轴向段和周向段连接,用于两者的平滑过渡。

当翼杆沿轴向段滑动时,搅拌叶片展开或收起;翼杆经中间弧形过渡段滑入所述周向段后,搅拌叶片完全展开(与钻杆呈80-90度设置)到设定角度;翼杆沿周向段滑动时,搅拌叶片保持展开完全展开状态且可沿钻杆周向转动。周向段可实现搅拌叶片在周向上展开形成较为完整的环形打捞篮,更为重要的,周向段作为一种锁定结构,可防止搅拌叶片在复位弹簧的弹力下再次收缩,当翼杆滑入周向段后,钻杆的转速可调低。

更为优选地,所述搅拌叶片呈螺旋形倾斜设置,优选地,搅拌叶片与水平面(与钻杆垂直的截面)之间夹角为5-10度。

较小的螺旋倾角,不会影响环形打捞篮的形成;其有益效果在于翻动土质,同时有利于搅拌叶片的展开或收起,及借助地质的反向推力促使搅拌叶片快速而有效地展开或收起。例如,当发生卡死或特殊原因需要搅拌叶片收起时,只需要反转钻杆,翼杆逐渐从周向段经中间弧形过渡段退回轴向段,其中,搅拌叶片的螺旋倾斜角度在钻杆反转时,地质的反作用力以及复位弹簧相互协作迫使搅拌叶片收缩并最终贴靠在钻杆上。

采用上述技术方案,本发明具有如下有益效果:

本发明提供的搅拌叶片组件中,所述搅拌叶片上设置有多个通孔,设置通孔能够过滤直径较大的杂物,排出较小的渣。至少部分所述搅拌叶片沿所述钻杆的周向转动,钻杆带动转动后搅拌叶片向上移动捞取杂物,无需额外引入其他施工机械,可节约成本和简化工艺。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的一种搅拌叶片组件的侧面结构示意图;

图2为本发明实施例1提供的搅拌叶片组件中轴套座的侧面结构示意图;

图3为本发明实施例1提供的搅拌叶片组件中搅拌叶片的侧面结构示意图;

图4为本发明实施例1提供的搅拌叶片组件中搅拌叶片的正面结构示意图;

图5为本发明实施例1提供的搅拌叶片组件中搅拌叶片的平面结构示意图;

图6为本发明实施例1提供的一种搅拌叶片组件正向搅拌的工作状态示意图;

图7为本发明实施例1提供的一种搅拌叶片组件反向搅拌的工作状态示意图;

图8为实施例2中的拉杆和滑座的局部结构示意图;

图9为滑槽的平面展开图。

附图标记:

1-钻头,2-钻杆,3-反向限位柱,4-第一搅拌叶片,5-第二搅拌叶片,6-第三搅拌叶片,7-第四搅拌叶片,8-叶片网,9-叶片框,10-轴套,11-正向限位柱,12-轴套座,13-轴套座上部构件,14-轴套座中部构件,15-轴套座下部构件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。

实施例1

如图1至图7所示,本实施例提供的本发明提供的搅拌叶片组件,包括:钻杆2,钻头1和多个搅拌叶片;钻头1设置于钻杆2的一端;多个搅拌叶片靠近钻头1设置于钻杆2上,且多个搅拌叶片沿钻杆2的轴线方向依次设置,搅拌叶片上设置有多个通孔,至少部分搅拌叶片沿钻杆2的周向转动。

具体地,利用泥浆自身在搅拌叶片旋转时产生的拖曳力实现搅拌叶片的收缩和伸展功能。当钻杆2正向旋转时,泥浆拖曳力驱动多层叶片在平面上集中在一起,辅助搅拌土层。当钻杆2反向旋转时,泥浆拖曳力驱动多层叶片在平面上展开,合围成一个篮状物,向上提钻时,小粒径的砾石及砂等可通过通孔流出篮状物,大粒径卵砾石会附着于旋转叶片上,展开的旋转叶片可用于捞取沉淀于桩体底部的大粒径卵砾石。

在本发明的一些实施例中,搅拌叶片组件还包括设置于钻杆2上的轴套座12,轴套座12上设置有用于放置轴套10的凹槽。

如图2所示,轴套座12包括:轴套座上部构件13,轴套座中部构件14,轴套座下部构件15,三者刚性连接构成。轴套座上部构件13、轴套座中部构件14、轴套座下部构件15外轮廓为厚壁圆筒状,轴套座上部构件13和轴套座下部构件15的横截面外径尺寸大于轴套座中部构件14的横截面外径尺寸。由于尺寸不同凹槽位于轴套座上部构件13、轴套座中部构件14及轴套座下部构件15之间,轴套座中部构件14高度与设置的所有轴套10高度的和相同。轴套10套设于轴套座中部构件14外,轴套座12的功能为凹槽能够限制轴套10沿着钻杆2轴线方向移动。

在本发明的一些实施例中,搅拌叶片组件还包括轴套10,轴套10连接于钻杆2上,搅拌叶片通过轴套10设置于钻杆2上。

具体地,轴套10通过轴套座12连接于钻杆2上,搅拌叶片通过轴套10设置于轴套座12上。轴套10内有圆孔,轴套10的内径与轴套座12的轴套座中部构件14的外径相同。

在本发明的一些实施例中,轴套10包括固定轴套10和转动轴套10,固定轴套10固定于钻杆2上,转动轴套10相对钻杆2转动,搅拌叶片包括固定搅拌叶片和转动搅拌叶片,固定搅拌叶片设置于固定轴套10上,转动搅拌叶片设置于转动轴套10上。

具体地,转动搅拌叶片相对于钻杆10的轴套座12转动,固定搅拌叶片不转动,钻杆2正向旋转时,轴套座12随着钻杆2正向旋转,使多个转动搅拌叶片在平面上与固定搅拌叶片集中在一起,辅助搅拌土层。钻杆2反向旋转时,轴套座12反向旋转,多个转动搅拌叶片在泥浆作用下转动,与固定搅拌叶片合围成一个篮状物,提升钻杆2时,大粒径的卵砾石或其他杂物附着于搅拌叶片上,同搅拌叶片一起升至地表并被排出弃置。

在本发明的一些实施例中,固定搅拌叶片为第一搅拌叶片4,转动搅拌叶片包括第二搅拌叶片5、第三搅拌叶片6和第四搅拌叶片7。

具体地,如图1所示,第二搅拌叶片5、第三搅拌叶片6和第四搅拌叶片7从下到上依次设置。第一搅拌夜班4设置于第二搅拌叶片5的底部。正向转动后与第一搅拌叶片4形成搅拌组件,第二搅拌叶片5、第三搅拌叶片6和第四搅拌叶片7反向转动后与第一搅拌叶片4形成沿转杆周向分布的排渣面。

在本发明的一些实施例中,固定搅拌叶片位于靠近钻头1的位置,转动搅拌叶片靠近固定搅拌叶片。

具体地,固定搅拌叶片位于转动搅拌叶片的底部,能够便于对转动搅拌叶片支撑,增加整个结构的强度。

在本发明的一些实施例中,搅拌叶片组件还包括限位柱,限位柱设置于钻杆2的轴套座12上,且与轴套10之间留有间隙,限位柱能够对搅拌叶片进行限位。

在本发明的一些实施例中,限位柱包括正向限位柱11和反向限位柱3,搅拌叶片正向转动后,正向限位柱11能够对搅拌叶片进行限位,搅拌叶片反向转动后,反向限位柱3能够对搅拌叶片进行限位。

具体地,当钻杆2正向旋转(本实施例中为逆时针)时,正向限位柱11能够对搅拌叶片进行限位,当钻杆2反向旋转(本实施例中为顺时针)时,泥浆拖曳力带动多层搅拌叶片绕轴套10相对钻杆2及轴套座12做反向旋转(本实施例中为逆时针),旋转至反向限位柱3处,反向限位柱3能够对搅拌叶片进行限位。

在本发明的一些实施例中,搅拌叶片包括连接部和转动部,连接部与轴套10连接,多个通孔设置于连接部上;转动部与连接部连接,且转动部向远离钻头1的方向延伸。

具体地,转动部与连接部之间形成用于容纳杂物的空间。

如图3、图4、图5所示,在本发明的一些实施例中,搅拌叶片包括叶片网8和叶片框9,叶片框9设置于叶片网8的边缘处,叶片网8上具有多个通孔。

具体地,叶片网8的设置便于对较大杂物进行获取,同时设置叶片框9能够增加强度。

在本发明的一些实施例中,钻杆2能够带动多个搅拌叶片上升。

具体地,搅拌叶片上升至地表,可快速清理杂物。

本发明提供的搅拌叶片组件使用时,组装水泥土搅拌桩钻机,将轴套10、轴套座12和多个旋转叶片等安装于钻杆2上。钻杆2带动轴套座12、钻头1正向旋转钻进地层,使多层叶片(本实施例中,共4层叶片包括:第一搅拌叶片4、第二搅拌叶片5、第三搅拌叶片6、第四搅拌叶片7)在平面上集中在一起,辅助搅拌土层。钻进卵砾石地层,当发现钻进速度较慢,可能存在钻头1反复破碎大粒径卵石情况时,反向旋转部分钻杆2,上述多层叶片在平面上展开,合围成一个篮状物,加大泥浆泵压力,利用钻头1上喷出的泥浆流体拖曳大粒径卵石至悬浮状态,辅助大粒径卵石进入旋转叶片组成的篮状物内,向上提钻头1、钻杆2,过滤小粒径的砾石及砂,捞取沉淀于桩体底部的大粒径卵砾石至地面。

综上,本发明提供的搅拌叶片组件中,所述搅拌叶片上设置有多个通孔,设置通孔能够过滤直径较大的杂物,排出较小的渣。至少部分所述搅拌叶片沿所述钻杆的周向转动,钻杆带动转动后搅拌叶片向上移动捞取杂物,无需额外引入其他施工机械,可节约成本和简化工艺。

实施例2

本实施例与实施例1基本原理相同,不同之处在于:

如图8所示,本实施例还包括拉杆23、滑座21和复位弹簧24;所述滑座21可上下滑动地设置在所述钻杆2官腔内,拉杆23的一端与所述滑座21连接,拉杆23的另一端与所述搅拌叶片20连接;

所述搅拌叶片20铰接在所述轴套10上;所述复位弹簧24设置在钻杆2官腔内两端分别与所述滑座21和钻杆2连接,复位弹簧24趋向于迫使所述滑座21向上滑动,进而通过拉杆23迫使搅拌叶片20贴靠在所述钻杆2上。

在钻杆2低速转动时,搅拌叶片20在复位弹簧24的弹力作用下贴靠在钻杆2上,进而减小钻杆2向下钻入时的阻力;当钻杆2钻入到设定深度时,需要过滤和捞取较大石块等杂物时,通过增加钻杆2转速,利用搅拌叶片20的离心力克服复位弹簧24的弹力而自动打开;从而实现过滤和打捞的效果。

本实施例还包括翼杆22,所述钻杆2上设置有连通内外的滑槽2a,所述翼杆22内侧端与所述滑座21连接,翼杆22的外侧端自所述滑槽2a伸出与所述拉杆23铰连接。

参照图9所示,所述滑槽2a包括轴向段2a1、中间弧形过渡段2a2和周向段2a3;所述轴向段2a1与所述钻杆2轴向平行设置,所述周向段2a3设置在轴向段2a1下方且沿钻杆2的周向布设,所述中间弧形过渡段2a2两端与轴向段2a1和周向段2a3连接,用于两者的平滑过渡。

当翼杆22沿轴向段2a1滑动时,搅拌叶片20展开或收起;翼杆22经中间弧形过渡段2a2滑入所述周向段2a3后,搅拌叶片20完全展开(与钻杆2呈80-90度设置)到设定角度;翼杆22沿周向段2a3滑动时,搅拌叶片20保持展开完全展开状态且可沿钻杆2周向转动。周向段2a3可实现搅拌叶片20在周向上展开形成较为完整的环形打捞篮,更为重要的,周向段2a3作为一种锁定结构,可防止搅拌叶片20在复位弹簧24的弹力下再次收缩,当翼杆22滑入周向段2a3后,钻杆2的转速可调低。

更为优选地,所述搅拌叶片20呈螺旋形倾斜设置,搅拌叶片20与水平面(与钻杆2垂直的截面)之间夹角为5-10度。较小的螺旋倾角,不会影响环形打捞篮的形成;其有益效果在于翻动土质,同时有利于搅拌叶片20的展开或收起,及借助地质的反向推力促使搅拌叶片20快速而有效地展开或收起。例如,当发生卡死或特殊原因需要搅拌叶片20收起时,只需要反转钻杆2,翼杆22逐渐从周向段2a3经中间弧形过渡段2a2退回轴向段2a1,其中,搅拌叶片20的螺旋倾斜角度在钻杆2反转时,地质的反作用力以及复位弹簧24相互协作迫使搅拌叶片20收缩并最终贴靠在钻杆2上。

与实施例1不同的是,本实施例由于搅拌叶片可以收起,所以在周向上则不需要预先叠加布设,所有的搅拌叶片下端均铰连接在同一轴套10上,搅拌叶片与拉杆和滑槽一一对应设置,所有拉杆上端分别通过翼杆与同一个滑座连接。优选地,钻杆与轴套之间设置有用于限定轴套周向转角的限位结构。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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