專(zhuān)利名稱(chēng)：多作用密閉筒式液壓打樁錘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑基礎(chǔ)打樁施工機(jī)械，特別涉及一種多作用密閉筒式液壓打樁錘。
二背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外用于樁基礎(chǔ)施工沖擊打樁的設(shè)備分為柴油打樁錘和液壓打樁錘，其 中柴油打樁錘存在效率低，燃油經(jīng)濟(jì)性不好，對(duì)環(huán)境污染較大，沒(méi)有防爆性，無(wú)法水下作業(yè) 等缺點(diǎn)。而目前液壓打樁錘分為兩種，一種是在錘芯下落過(guò)程中依靠重力一個(gè)力作用的單 作用錘，其可以實(shí)現(xiàn)的重力加速度不大于l個(gè)重力加速度，另一種是在錘芯下落過(guò)程中利 用重力和舉升油缸頂部附加一個(gè)作用力的雙作用沖擊錘，這類(lèi)錘可實(shí)現(xiàn)的下落加速度最大 一般為1.6-2倍重力加速度。 另外，現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外的液壓沖擊錘錘芯都處于開(kāi)式狀態(tài)，即錘芯在空氣中運(yùn)動(dòng)，當(dāng)進(jìn) 行水下作業(yè)時(shí)需要在錘體運(yùn)動(dòng)的空間增加壓縮空氣，否則，由于水的阻力，將影響錘的效率。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種多作用密閉筒式液壓 打樁錘，在同等錘芯重量，同等上升高度條件下，提高了錘芯下落加速度，從而提高了打樁 錘打擊能量。 其中一種技術(shù)方案是(只設(shè)計(jì)有氣體室)主要由上部錘體、中間錘體、下部錘體 和底部錘體連接組成，上述四個(gè)部分均在一條軸線上，其中，上部錘體，中間錘體、下部錘體 三部分分別形成各自的密閉結(jié)構(gòu)；所述的下部錘體主要由錘缸筒、上錘芯、上錘芯密封裝 置和氣體室構(gòu)成，所述的錘缸筒和上錘芯形成氣體室，位于上錘芯的上部，上錘芯向下運(yùn)動(dòng) 時(shí)，氣體室的壓力為錘芯提供一個(gè)向下運(yùn)動(dòng)的推力，錘缸筒的底部設(shè)有上錘芯密封裝置，連 接底部錘體的替打塊。
另一種技術(shù)方案是(在設(shè)計(jì)有氣體室的基礎(chǔ)上增加真空室)與第一種技術(shù)方案
不同的是錘缸筒內(nèi)還設(shè)有下錘芯、下錘芯密封裝置和真空室，真空室由錘缸筒、上錘芯和
下錘芯構(gòu)成，位于上錘芯的下部，真空室的吸力為錘芯提供一個(gè)向下運(yùn)動(dòng)的拉力。 上述的上部錘體主要由高壓氮?dú)馐?、高壓蓄能器、單作用油缸、低壓蓄能器連接組
成一體，高壓氮?dú)馐遗c單作用油缸的無(wú)桿腔連通，高壓蓄能器、低壓蓄能器、單作用油缸均
鑲嵌安裝在高壓氮?dú)馐覂?nèi)。
上述的中間錘體主要由進(jìn)油閥、配油室、回油閥構(gòu)成。 上述的底部錘體由替打塊和樁套筒構(gòu)成，替打塊安設(shè)在樁套筒內(nèi)。 需要說(shuō)明的是當(dāng)需要恒定的下落加速度時(shí)，附加一組氣體儲(chǔ)存罐，通過(guò)連接管將
氣體儲(chǔ)存罐和錘體上的氣體室連接起來(lái)，同時(shí)在氣體儲(chǔ)存罐內(nèi)預(yù)加一定壓力的空氣，達(dá)到
錘芯上部在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中有一個(gè)變化不大的壓力。
3
另外，一種技術(shù)方案是(只設(shè)計(jì)有真空室)主要由上部錘體、中間錘體、下部錘體 和底部錘體連接組成，上述四個(gè)部分均在一條軸線上，其中，上部錘體，中間錘體、下部錘體 分別形成各自的密閉結(jié)構(gòu)；所述的下部錘體主要由錘缸筒、上錘芯、上錘芯密封裝置、下錘 芯、下錘芯密封裝置和真空室構(gòu)成，所述的錘缸筒內(nèi)設(shè)有下錘芯、下錘芯密封裝置和真空 室，真空室由錘缸筒、上錘芯和下錘芯構(gòu)成，位于上錘芯的下部，真空室的吸力為錘芯提供 一個(gè)向下運(yùn)動(dòng)的拉力，下錘芯直接與底部錘體中的替打塊接觸。 上述的上部錘體主要由高壓氮?dú)馐?、高壓蓄能器、單作用油缸、低壓蓄能器連接組
成一體，高壓氮?dú)馐遗c單作用油缸的無(wú)桿腔連通，高壓蓄能器、低壓蓄能器、單作用油缸鑲
嵌安裝在高壓氮?dú)馐覂?nèi)。 工作原理和過(guò)程描述如下 液壓動(dòng)力單元提供的液壓油進(jìn)入液壓打樁錘，當(dāng)進(jìn)油閥開(kāi)啟，回油閥同時(shí)開(kāi)啟時(shí)， 液壓?jiǎn)卧獊?lái)油經(jīng)過(guò)打樁錘回到液壓?jiǎn)卧?，系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)熱；當(dāng)進(jìn)油閥關(guān)閉時(shí)，高壓蓄能器充 油； 打樁作業(yè)時(shí)，首先為高壓蓄能器充油，當(dāng)蓄能器充油到系統(tǒng)壓力時(shí)，進(jìn)油閥開(kāi)啟， 回油閥關(guān)閉，高壓油進(jìn)入單作用油缸有桿腔，液壓油提供的能量，克服單作用油缸活塞上部 氮?dú)馐耶a(chǎn)生的壓力，上錘芯上部氣體室的壓力，上錘芯下部真空室的吸力，以及摩擦力和其 他機(jī)械阻力，提升上錘芯上行，由控制單元控制上錘芯的上升高度。當(dāng)上錘芯上升到設(shè)定高 度時(shí)，關(guān)閉進(jìn)油閥。此時(shí)進(jìn)油閥、出油閥均處在關(guān)閉狀態(tài)，上錘芯懸停在設(shè)定位置。當(dāng)上錘 芯懸停在設(shè)定位置時(shí)，打開(kāi)出油閥，上錘芯在自身重力，單作用油缸活塞上部氮?dú)鈮毫?、?錘芯上部空氣壓力，以及上活塞下部真空室真空吸力的作用下，克服單作用油缸有桿腔內(nèi) 排油阻力，以及密封摩擦力和其他機(jī)械阻力的影響，向下運(yùn)動(dòng)。上錘芯向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中低 壓蓄能器吸收從單作用油缸有桿腔內(nèi)排出的液壓油，從而減小由于長(zhǎng)管路對(duì)排油速度的影 響，減小排油阻力。當(dāng)上錘芯運(yùn)動(dòng)到下錘芯時(shí)，發(fā)生碰撞，下錘芯向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)與之接觸的 替打塊和樁管向下運(yùn)動(dòng)。 另外本發(fā)明采用密閉式結(jié)構(gòu)，在水下作業(yè)時(shí)與在空氣中作業(yè)一樣，無(wú)需附加其他裝置。 本發(fā)明的有益效果是通過(guò)在上錘芯上部和下部增加與向下運(yùn)動(dòng)方向相同的作用 力，可提高錘芯的下落加速度，從而在不增加錘體重量的前提下，提高打擊能量；同時(shí)由于 采用密閉筒式結(jié)構(gòu)，水下作業(yè)時(shí)，錘的工作效率不會(huì)受到影響。
四

附圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖；
附圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖3是本發(fā)明的實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖4是本發(fā)明的實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖5是本發(fā)明的實(shí)施例4結(jié)構(gòu)示意圖； 上圖中高壓氮?dú)馐?1)、高壓蓄能器(2)、單作用油缸(3)、低壓蓄能器(4)、氣體 室(5)、傳感器(6)、上錘芯(7)、上錘芯密封裝置(8)、真空室(9)、下錘芯(10)、下錘芯密封 裝置(11)、替打塊(12)、樁套筒(13)、錘缸筒(14)、進(jìn)油閥(15)、配油室(16)、回油閥(17)、
4連接管(18)、氣體儲(chǔ)存罐(19)、液壓?jiǎn)卧?20)。 五具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 :(設(shè)計(jì)有氣體室和真空室) 參照附圖l和2，本發(fā)明應(yīng)用的液壓打樁錘系統(tǒng)包括液壓動(dòng)力單元HPU，液壓膠管 絞車(chē)(可選)，液壓打樁錘PHD，控制單元CSU組成。 本發(fā)明液壓打樁錘錘體的組成由高壓氮?dú)馐?、高壓蓄能器2、單作用油缸3、低 壓蓄能器4、氣體室5、傳感器6、上錘芯7、上錘芯密封裝置8、真空室9、下錘芯10、下錘芯密 封裝置11、替打塊12、樁套筒13、錘缸筒14、進(jìn)油閥15、配油室16、回油閥17組成。對(duì)于有 使用樁架條件的工況，可省略樁套筒。其中上部錘體、中間錘體、下部錘體和底部錘體連接 組成一體，上述四個(gè)部分均在一條軸線上，其中，上部錘體，中間錘體、下部錘體三部分分別 形成各自的密閉結(jié)構(gòu)；所述的下部錘體主要由錘缸體14、上錘芯7、上錘芯密封裝置8、下錘 芯10、下錘芯密封裝置11、低壓氣體室5，真空室9、傳感器6構(gòu)成，所述的錘缸筒14和上錘 芯7形成氣體室5，位于上錘芯7的上部，上錘芯7向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣體室的壓力為錘芯提供 一個(gè)向下運(yùn)動(dòng)的推力；錘缸筒14內(nèi)設(shè)有下錘芯10、下錘芯密封裝置11和真空室9，真空室 9由錘缸筒14、上錘芯7和下錘芯10構(gòu)成，位于上錘芯7的下部，真空室的吸力為上錘芯7 提供一個(gè)向下運(yùn)動(dòng)的拉力。 上部錘體主要由高壓氮?dú)馐?、高壓蓄能器2、單作用油缸3、低壓蓄能器4連接組 成一體，高壓氮?dú)馐?與單作用油缸3的無(wú)桿腔連通，高壓蓄能器2、低壓蓄能器4、單作用 油缸3均鑲嵌安裝在高壓氮?dú)馐?內(nèi)。中間錘體主要由進(jìn)油閥15、配油室16、回油閥17構(gòu) 成。底部錘體由替打塊12和樁套筒13構(gòu)成，替打塊12安設(shè)在樁套筒13內(nèi)。
高壓蓄能器2、低壓蓄能器4、單作用油缸3均鑲嵌安裝在高壓氮?dú)馐?內(nèi)，高壓氮 氣室1與單作用油缸3的無(wú)桿腔連通，形成容積較大的氮?dú)馐?，保證在工作過(guò)程中，高壓氮 氣室1壓力內(nèi)保持在較小的脈動(dòng)范圍內(nèi)，單作用油缸3的活塞桿穿過(guò)配油室15與上錘芯7 連接；安裝有進(jìn)油閥15和回油閥17的配油室16與高壓氮?dú)馐?的下部連接，同時(shí)與錘缸 體14的上部連接。上錘芯7安裝在錘缸體14內(nèi)，上錘芯7通過(guò)上錘芯密封裝置8與錘缸 體14之間形成密封。配油室16與上錘芯7之間在錘缸體14內(nèi)形成氣體室5。下錘芯IO 也安裝在錘缸體14內(nèi)，下錘芯IO通過(guò)下錘芯密封裝置11與錘缸體14之間形成密封，下錘 芯10與上錘芯7之間在錘缸體14內(nèi)形成真空室9。替打塊12安裝在樁套筒13內(nèi)，然后 通過(guò)螺栓安裝到錘缸體14的下部。打樁作業(yè)時(shí)，當(dāng)控制單元控制上錘芯在錘芯重力作用向 下運(yùn)動(dòng)時(shí)， 一方面單作用油缸3無(wú)桿腔上的高壓氮?dú)獾膲毫ν苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，活塞通過(guò) 活塞桿將高壓氮?dú)獾膲毫鬟f到上錘芯7上，另一方面氣體室5上的壓力也作用在上錘芯 7上部，推動(dòng)上錘芯7向下運(yùn)動(dòng)。再一方面真空室9在上錘芯7的下部形成真空吸力，拉動(dòng) 上錘芯7向下運(yùn)動(dòng)。上錘芯7在重力，高壓氮?dú)馔屏?，低壓氣體推力，真空吸力的共同作用 下高速向下運(yùn)動(dòng)。 本發(fā)明除在錘芯下落過(guò)程中利用重力和舉升油缸頂部附加一個(gè)作用力外在錘芯 的上部和下部分別施加一個(gè)作用力，使得錘芯在下落的過(guò)程中在錘芯運(yùn)動(dòng)方向上比目前的 液壓打樁錘多兩個(gè)作用力，共計(jì)有4個(gè)與錘芯運(yùn)動(dòng)方向相同的作用力作用于錘芯，從而有 大于兩個(gè)以上的與運(yùn)動(dòng)方向相同的力作用在錘芯上，使錘芯下落的過(guò)程中獲得更大的下落加速度。在同等錘芯重量同等下落高度的前提下獲得的打擊能量是現(xiàn)有液壓沖擊錘的 1. 5-2倍。按照目前的技術(shù)條件該發(fā)明可以較經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)錘芯下落加速度3-4倍的重力加 速度。 實(shí)施例2 : 參照附圖3，本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)形式(增加儲(chǔ)氣罐)其他結(jié)構(gòu)同實(shí)施例l，不同 之處是當(dāng)打樁工作需要較高和和固定加速度時(shí)，可以增加氣體儲(chǔ)存罐19，用膠管18將氣體 儲(chǔ)存罐19與低壓氣體室5連接起來(lái)，形成容積較大的氣體室，預(yù)加一定的壓力，當(dāng)上錘芯7 往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)由于儲(chǔ)氣罐和氣體室形成的空間大大的大于錘缸體內(nèi)的低壓氣體室5，因此當(dāng) 上錘芯7往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)由于相對(duì)體積變化較小，因此低壓氣室內(nèi)5的壓力不會(huì)由于上錘芯7 的往復(fù)運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生大的變化，由此保證作用在上錘芯7上的作用力保持恒定。
實(shí)施例3 : 參照附圖4，本發(fā)明多作用密閉筒式液壓打樁錘錘體結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)形式(設(shè)計(jì) 有真空室)，在這種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，沒(méi)有氣體室5，當(dāng)上錘芯7向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，與運(yùn)動(dòng)方向相 同的力有三個(gè)，分別是上錘芯7的重力，單作用油缸3活塞上部氣體的壓力形成的推力，上 錘芯7下部真空室9的真空吸力形成的拉力。 本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)參照實(shí)施例l，不同之處是上錘芯上部為開(kāi)式結(jié)構(gòu)，設(shè)有一個(gè)以 上的開(kāi)孔，錘缸筒14內(nèi)設(shè)有下錘芯10、下錘芯密封裝置11和真空室9，真空室9由錘缸筒 14、上錘芯7和下錘芯10構(gòu)成，位于上錘芯7的下部，真空室的吸力為錘芯提供一個(gè)向下運(yùn) 動(dòng)的拉力。 本方案除在錘芯下落過(guò)程中利用重力和舉升油缸頂部附加一個(gè)與錘芯運(yùn)動(dòng)方向 相同的作用力外，在錘芯的下部施加一個(gè)與錘芯運(yùn)動(dòng)方向相同的作用力，使得錘芯在下落 的過(guò)程中在錘芯運(yùn)動(dòng)方向上比目前的液壓打樁錘多一個(gè)作用力，共計(jì)有3個(gè)與錘芯運(yùn)動(dòng)方
向相同的作用力作用于錘芯，使錘芯下落的過(guò)程中獲得更大的下落加速度。
實(shí)施例4 : 參照附圖5，本發(fā)明多作用密閉筒式液壓打樁錘錘體結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)形式(設(shè)計(jì) 有氣體室)，在這種實(shí)施結(jié)構(gòu)中，沒(méi)有真空室9，當(dāng)上錘芯7向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，與運(yùn)動(dòng)方向相同的 力有三個(gè)，分別是上錘芯7的重力，單作用油缸3活塞上部氣體的壓力形成的推力，上錘芯 7上部氣體室5的壓力形成的推力。 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)參照實(shí)施例l，不同之處是錘缸筒14的內(nèi)部設(shè)有上錘芯7和上錘芯 密封裝置8，上錘芯7直接與替打塊12接觸，由于沒(méi)有下錘芯10、下錘芯密封裝置11，因此 沒(méi)有形成真空室9。 本方案除在錘芯下落過(guò)程中利用重力和舉升油缸頂部附加一個(gè)與錘芯運(yùn)動(dòng)方向 相同的作用力外，在錘芯的上部施加一個(gè)與錘芯運(yùn)動(dòng)方向相同的作用力，使得錘芯在下落 的過(guò)程中在錘芯運(yùn)動(dòng)方向上比目前的液壓打樁錘多一個(gè)作用力，共計(jì)有3個(gè)與錘芯運(yùn)動(dòng)方 向相同的作用力作用于錘芯，使錘芯下落的過(guò)程中獲得更大的下落加速度。
權(quán)利要求
一種多作用密閉筒式液壓打樁錘，其特征是主要由上部錘體、中間錘體、下部錘體和底部錘體連接組成，上述四個(gè)部分均在一條軸線上，其中，上部錘體，中間錘體、下部錘體分別形成各自的密閉結(jié)構(gòu)；所述的上部錘體主要由高壓氮?dú)馐?1)、高壓蓄能器(2)、單作用油缸(3)、低壓蓄能器(4)組成，高壓蓄能器(2)、單作用油缸(3)和低壓蓄能器(4)鑲嵌安裝在高壓氮?dú)馐?1)內(nèi)；所述的中間錘體主要由進(jìn)油閥(15)、配油室(16)、回油閥(17)構(gòu)成，進(jìn)油閥(15)和回油閥(17)安裝在配油室(16)內(nèi)；所述的下部錘體主要由錘缸筒(14)、上錘芯(7)、上錘芯密封裝置(8)和氣體室(5)構(gòu)成，所述的錘缸筒(14)和上錘芯(7)形成氣體室(5)，位于上錘芯(7)的上部，上錘芯(7)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣體室的壓力為錘芯提供一個(gè)向下運(yùn)動(dòng)的推力，錘缸筒(14)的內(nèi)部設(shè)有上錘芯(7)和上錘芯密封裝置(8)，上錘芯(7)直接與底部錘體中的替打塊(12)接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多作用密閉筒式液壓打樁錘，其特征是所述的錘缸筒(14) 內(nèi)設(shè)有下錘芯(10)、下錘芯密封裝置(11)和真空室(9)，真空室(9)由錘缸筒(14)、上錘 芯(7)和下錘芯(10)構(gòu)成，位于上錘芯(7)的下部，真空室的吸力為錘芯提供一個(gè)向下運(yùn) 動(dòng)的拉力，下錘芯(10)直接與底部錘體中的替打塊(12)接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多作用密閉筒式液壓打樁錘，其特征是所述的高壓氮 氣室(1)與單作用油缸(3)的無(wú)桿腔連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多作用密閉筒式液壓打樁錘，其特征是所述的底部錘 體由替打塊(12)和樁套筒(13)構(gòu)成，替打塊(12)安設(shè)在樁套筒(13)內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多作用密閉筒式液壓打樁錘，其特征是所述的氣體室 (5)通過(guò)連接管(18)與附加的氣體儲(chǔ)存罐(19)連通，在氣體儲(chǔ)存罐(19)內(nèi)預(yù)加一定壓力 的空氣。
6. —種多作用密閉筒式液壓打樁錘，其特征是主要由上部錘體、中間錘體、下部錘體 和底部錘體連接組成，上述四個(gè)部分均在一條軸線上，其中，上部錘體，中間錘體、下部錘體 分別形成各自的密閉結(jié)構(gòu)；所述的下部錘體主要由錘缸筒(14)、上錘芯(7)、上錘芯密封裝 置(8)、下錘芯(10)、下錘芯密封裝置(11)和真空室(9)構(gòu)成，所述的錘缸筒(14)內(nèi)設(shè)有 下錘芯(10)、下錘芯密封裝置(11)和真空室(9)，真空室(9)由錘缸筒(14)、上錘芯(7)和 下錘芯(10)構(gòu)成，位于上錘芯(7)的下部，真空室的吸力為錘芯提供一個(gè)向下運(yùn)動(dòng)的拉力， 上錘芯上部為開(kāi)式結(jié)構(gòu)，下錘芯(10)直接與底部錘體中的替打塊(12)接觸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多作用密閉筒式液壓打樁錘，其特征是所述的上部錘體主 要由高壓氮?dú)馐?1)、高壓蓄能器(2)、單作用油缸(3)、低壓蓄能器(4)連接組成一體，高壓 氮?dú)馐?1)與單作用油缸(3)的無(wú)桿腔連通，高壓蓄能器(2)、低壓蓄能器(4)、單作用油缸 (3)鑲嵌安裝在高壓氮?dú)馐?1)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多作用密閉筒式液壓打樁錘。技術(shù)方案是主要由上部錘體、中間錘體、下部錘體和底部錘體連接組成，其中，上部錘體，中間錘體、下部錘體三部分分別形成各自的密閉結(jié)構(gòu)；下部錘體主要由錘缸筒、上錘芯、上錘芯密封裝置和氣體室構(gòu)成，錘缸筒和上錘芯形成氣體室，位于上錘芯的上部，上錘芯向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣體室的壓力為錘芯提供向下的推力，錘缸筒的底部設(shè)有上錘芯密封裝置，連接底部錘體的替打塊。有益效果是通過(guò)在上錘芯上部和下部增加與向下運(yùn)動(dòng)方向相同的作用力，可提高錘芯的下落加速度，從而在不增加錘體重量的前提下，提高打擊能量；同時(shí)由于采用密閉筒式結(jié)構(gòu)，水下作業(yè)時(shí)，錘的工作效率不會(huì)受到影響。
文檔編號(hào)E02D7/00GK101748730SQ20091025652
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者高天寶 申請(qǐng)人:高天寶;趙廣傳