專利名稱：一種組合式潛孔錘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種潛孔錘，具體說，涉及一種可在硬質(zhì)地層及巖層打孔、構(gòu)筑基 礎(chǔ)樁的組合式潛孔錘。
背景技術(shù)：
基礎(chǔ)樁施工通常使用鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)鉆頭在地層鉆孔，然后在孔中放鋼筋籠、灌混凝土， 混凝土凝固后成為基礎(chǔ)樁；但遇到硬質(zhì)地層特別是巖層時(shí)，用鉆頭鉆孔很困難，而要使用一 種沖擊器(也稱潛孔錘)進(jìn)行沖擊打孔，由于沖擊器具有在硬質(zhì)巖層高效率打孔的功能，因 而在礦山開采、建筑基礎(chǔ)施工中被廣泛地使用。這種被公知的(如科學(xué)出版社出版的《中國采礦設(shè)備手冊(cè)_上冊(cè)》第1章第66頁 第68頁發(fā)表的)沖擊器，也被業(yè)內(nèi)通稱為整體式潛孔錘，由錐螺紋接頭61、含有活塞的沖 擊器本體62、帶有硬質(zhì)合金頭63的沖擊鉆頭64組成，其直徑一般< 6 300mm ；如附圖7所 示。施工時(shí)潛孔錘通過空心鉆桿與鉆機(jī)的動(dòng)力頭連接，動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)潛孔錘旋轉(zhuǎn)，由空壓機(jī)提 供的壓縮空氣通過鉆桿進(jìn)入沖擊器本體，驅(qū)動(dòng)活塞高頻率往復(fù)打擊鉆頭，沖擊能量轉(zhuǎn)遞給 鉆頭硬質(zhì)合金頭往復(fù)沖擊巖石使之破碎，巖石的碎渣隨潛孔錘排出的氣體通過鉆桿與孔壁 之間的環(huán)狀間隙排出，最終形成樁孔。其優(yōu)點(diǎn)是在硬質(zhì)地層特別是巖層能高效率打孔，但隨著樁基礎(chǔ)施工行業(yè)的發(fā)展， 對(duì)大直徑基礎(chǔ)樁(6500 (j5 800mm以及> 1000mm)打孔有更多的需求時(shí)，這種整體式潛 孔錘表現(xiàn)出以下不足1、大直徑整體式潛孔錘加工工藝要求高、制造難度大、易出質(zhì)量問題、制造成本較 聞；2、由于體積大又重，維護(hù)修理不便，工作中一旦鉆頭上某個(gè)合金頭破損，就必須整 體拆下返修，即耽誤工期，費(fèi)用也較高；3、由于直徑大、質(zhì)量重，以錐螺紋接頭的方式連接需要整體旋轉(zhuǎn)，而且需要很大的 扭矩才能擰緊使之達(dá)到所需密封性，在現(xiàn)場安裝拆卸不便。為解決大直徑整體式潛孔錘的上述不足，美國專利US 4429439公告了另一種集 束式潛孔錘；如圖14和圖15所示，5個(gè)小直徑的沖擊器借助框架集束在一起構(gòu)成大直徑的 潛孔錘，由錐螺紋接頭與鉆桿及進(jìn)氣路連接，并通過橫向氣路將壓縮空氣分配到各個(gè)小沖 擊器，驅(qū)動(dòng)其進(jìn)行沖擊打孔作業(yè)。但這種集束潛孔錘的不足之處是1、由于集束潛孔錘直徑大、質(zhì)量重，同樣以錐螺紋接頭的方式連接需要整體旋轉(zhuǎn)， 而且需要很大的扭矩才能擰緊使之達(dá)到所需密封性，在現(xiàn)場安裝拆卸不便；2、壓縮空氣由橫向氣路進(jìn)入沖擊器時(shí)拐角近乎直角，壓力損失大，效率低；3、按照小直徑?jīng)_擊器的布置，中心的沖擊器比周邊的沖擊器在同樣旋轉(zhuǎn)條件下， 所覆蓋的打孔面積不同，沖擊頻率(做功)應(yīng)不同，但其氣路中氣壓相同、流量均分，不具有 調(diào)節(jié)功能，不能有效利用能量，效率低。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種成本較低、結(jié)構(gòu)合理、維護(hù)容易、安裝 拆卸方便、密封可靠、有效利用能量、打孔效率高的組合式潛孔錘。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供的組合式潛孔錘，包括聯(lián)結(jié)器、支架體和 安裝在支架體上的復(fù)數(shù)小直徑的沖擊器，所述的聯(lián)結(jié)器為柱形接頭體，所述的柱形接頭體 與鉆桿的柱形接頭插接且通過至少一個(gè)銷軸及密封墊固定。所述的柱形接頭體為六方體柱形結(jié)構(gòu)，通過2個(gè)銷軸及密封墊與鉆桿的內(nèi)六方接 頭插接固定。分氣裝置一端與所述的支架體連接，另一端與所述的聯(lián)結(jié)器連接，所述的分氣裝 置設(shè)有集氣室，所述的集氣室設(shè)有與所述的沖擊器連通的分氣路，與周邊設(shè)置的所述的沖 擊器連接的所述的分氣路為大曲率氣路結(jié)構(gòu)，與中心設(shè)置的所述的沖擊器連接的所述的分 氣路為直通結(jié)構(gòu)。所述的分氣裝置上設(shè)有可調(diào)節(jié)氣體壓力和氣體流量的調(diào)節(jié)裝置。所述的沖擊器4的接頭是帶環(huán)槽的圓柱體，數(shù)個(gè)所述的沖擊器4分別插入所述的 支架體的上板和底板的定位孔，借助定位環(huán)與支架體連接定位；所述的圓柱體的接頭端部 插入分氣裝置的密封環(huán)部位，通過螺栓與分氣裝置連接固定。采用上述技術(shù)方案的組合式潛孔錘，具有如下積極效果及優(yōu)點(diǎn)1、由數(shù)個(gè)小直徑的沖擊器構(gòu)成大直徑的組合式潛孔錘，其結(jié)構(gòu)合理、制造工藝簡 單、維護(hù)容易、成本低；2、組合式潛孔錘與鉆桿的連接采用柱形接頭體借助銷軸及密封墊插接固定，安裝 拆卸方便、氣路密封的可靠性提高；3、直通或大曲率設(shè)計(jì)的分氣路使輸送壓縮空氣壓力損失小、效率高；4、根據(jù)鉆機(jī)動(dòng)力頭輸出轉(zhuǎn)速及鉆機(jī)供氣系統(tǒng)參數(shù)，調(diào)整組合式潛孔錘的集氣室內(nèi) 的調(diào)節(jié)裝置至設(shè)定值，合理分配氣流、有效利用能量、提高打孔效率。5、使用螺旋鉆桿與組合式潛孔錘配套，在相同供氣量的條件下，排渣效果更好，可 以打更深的孔，施工效率更高，更經(jīng)濟(jì)；6、按照本實(shí)用新型的施工方法步驟，可以在硬質(zhì)地層特別是巖層，高效率地進(jìn)行 大直徑($500 (j5 800mm以及> 1000mm)基礎(chǔ)樁的施工。綜上所述，本實(shí)用新型是一種成本較低、結(jié)構(gòu)合理、維護(hù)容易、安裝拆卸方便、密封 可靠、有效利用能量、打孔效率高的組合式潛孔錘。

圖1是本實(shí)用新型的組合式潛孔錘的主視圖；圖2是圖1所示組合式潛孔錘的剖視圖；圖3是圖1所示組合式潛孔錘的俯視圖；圖4是圖1所示組合式潛孔錘的仰視圖；圖5是圖1所示組合式潛孔錘與鉆桿連接的示意圖；圖6是圖1所示組合式潛孔錘與螺旋鉆桿連接的示意4[0033]圖7是現(xiàn)有技術(shù)的整體式潛孔錘的外形圖；圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13是本實(shí)用新型的組合式潛孔錘施工方法步驟的 示意圖；圖14是現(xiàn)有技術(shù)的集束式潛孔錘的結(jié)構(gòu)示意圖；圖15是圖14中G向視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。參照?qǐng)D1、圖2、圖3和圖4，分氣裝置2 —端與支架體3連接，另一端與聯(lián)結(jié)器1連 接，在支架體3上安裝有復(fù)數(shù)小直徑的沖擊器4。聯(lián)結(jié)器1主要由六方體柱形結(jié)構(gòu)11、法蘭盤12、銷軸13、密封墊14構(gòu)成；六方體 柱形結(jié)構(gòu)11借助2個(gè)銷軸13及密封墊14與鉆桿5的內(nèi)六方接頭51插接固定。分氣裝置2主要由集氣室21、大曲率氣路結(jié)構(gòu)22、直通結(jié)構(gòu)23、第一密封環(huán)24、第 二密封環(huán)25構(gòu)成；支架體3由帶孔的過渡板31、帶有定位孔和鍵槽32及防塵圈33的底板 34、帶有定位孔的上板35和殼體36構(gòu)成；沖擊器4主要由接頭41、含有活塞的沖擊器本體 42、定位鍵43和帶有硬質(zhì)合金頭44的沖擊鉆頭45組成。分氣裝置2 —端與支架體3連接，另一端與六方體柱形結(jié)構(gòu)11連接，分氣裝置2 設(shè)有集氣室21，集氣室21設(shè)有與沖擊器4連通的分氣路，與周邊設(shè)置的沖擊器4連接的分 氣路為大曲率氣路結(jié)構(gòu)22，與中心設(shè)置沖擊器4連接的分氣路為直通結(jié)構(gòu)23，分氣裝置2 設(shè)有可調(diào)節(jié)氣體壓力和氣體流量的調(diào)節(jié)裝置26。調(diào)節(jié)裝置26可對(duì)中心沖擊器的供氣參數(shù) 控制調(diào)節(jié)；大曲率氣路結(jié)構(gòu)22和直通結(jié)構(gòu)23使供氣的壓力損失減小，分氣裝置2借助螺栓 27、密封環(huán)25與六方體柱形結(jié)構(gòu)11連接固定；沖擊器4的接頭41是帶環(huán)槽的圓柱體，數(shù)個(gè)沖擊器4分別插入支架體3的上板35 和底板34的定位孔后，借助定位環(huán)6與支架體3連接定位；圓柱體接頭41的端部插入分氣 裝置2的密封環(huán)24部位，并借助螺栓37與分氣裝置2連接固定。一種組合式潛孔錘的施工方法。參照?qǐng)D5、圖6、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12和圖13。上述組合式潛孔錘的施工方法，具有以下步驟①帶有動(dòng)力頭7、供氣系統(tǒng)8、中空?qǐng)A柱形鉆桿5的鉆機(jī)走行到施工位置，借助2個(gè) 銷軸13及密封墊14將組合式潛孔錘111與鉆桿5插接固定；(見圖5、圖8)②啟動(dòng)鉆機(jī)的動(dòng)力頭7，驅(qū)動(dòng)鉆桿5、組合式潛孔錘111按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，對(duì)正孔位 后，啟動(dòng)供氣系統(tǒng)8提供壓縮空氣驅(qū)動(dòng)組合式潛孔錘111的各個(gè)沖擊器4動(dòng)作；動(dòng)力頭7下 降，驅(qū)動(dòng)組合式潛孔錘111 一邊旋轉(zhuǎn)一邊向地下高頻率沖擊打孔，碎渣隨沖擊器4的排氣氣 流通過鉆桿5與孔壁之間的環(huán)狀間隙排出至地面；(見圖9)③打孔至預(yù)定深度，并充分排渣；(見圖10)④動(dòng)力頭7向上提升，組合式潛孔錘111也隨之提升至地面；(見圖11)⑤鉆機(jī)向一旁移動(dòng)，向孔中放入鋼筋籠、灌注混凝土，經(jīng)一段時(shí)間固化后，即成為 地下基礎(chǔ)樁；(見圖12、圖13)⑥鉆機(jī)走行到下一個(gè)施工位置，重復(fù)以上步驟。(見圖13)
5[0052]步驟①中除了可使用中空?qǐng)A柱形的鉆桿5之外，還可以使用中空的螺旋鉆桿10， 借助2個(gè)銷軸13及密封墊14與組合式潛孔錘111插接固定后進(jìn)行打孔，使排渣效率提高； (見圖6、圖8)步驟②在借助2個(gè)銷軸13及密封墊14將組合式潛孔錘111與鉆桿5或螺旋鉆桿 10插接固定之前，根據(jù)鉆機(jī)動(dòng)力頭7輸出轉(zhuǎn)速及鉆機(jī)供氣系統(tǒng)8參數(shù)，調(diào)整組合式潛孔錘 111的分氣裝置2內(nèi)的調(diào)節(jié)裝置26至設(shè)定值，合理分配氣流、有效利用能量、提高打孔效率。 (見圖2、圖5、圖6、圖8)結(jié)合上述實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了說明，但通過對(duì)組合式潛孔錘的小直徑的 沖擊器的數(shù)量和組合方式、支架體的結(jié)構(gòu)作一些改變，對(duì)施工步驟的細(xì)節(jié)作一些適當(dāng)?shù)恼{(diào) 整，就可以在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)，派生出各種不同型式的組合式潛孔錘及其相應(yīng)的施工 方法。
權(quán)利要求1.一種組合式潛孔錘，包括聯(lián)結(jié)器、支架體(3)和安裝在支架體(3)上的復(fù)數(shù)小直徑的 沖擊器(4)，其特征是所述的聯(lián)結(jié)器為柱形接頭體，所述的柱形接頭體與鉆桿的柱形接頭 插接且通過至少一個(gè)銷軸及密封墊固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式潛孔錘，其特征是所述的柱形接頭體為六方體柱形 結(jié)構(gòu)(11)，通過2個(gè)銷軸(13)及密封墊(14)與鉆桿的內(nèi)六方接頭插接固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合式潛孔錘，其特征是分氣裝置(2)—端與所述的 支架體(3)連接，另一端與所述的聯(lián)結(jié)器連接，所述的分氣裝置(2)設(shè)有集氣室(21)，所述 的集氣室(21)設(shè)有與所述的沖擊器(4)連通的分氣路，與周邊設(shè)置的所述的沖擊器(4)連 接的所述的分氣路為大曲率氣路結(jié)構(gòu)(22)，與中心設(shè)置的所述的沖擊器(4)連接的所述的 分氣路為直通結(jié)構(gòu)(23)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合式潛孔錘，其特征是所述的分氣裝置(2)上設(shè)有可調(diào) 節(jié)氣體壓力和氣體流量的調(diào)節(jié)裝置(26)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合式潛孔錘，其特征是所述的沖擊器(4)的接頭(41) 是帶環(huán)槽的圓柱體，數(shù)個(gè)所述的沖擊器(4)分別插入所述的支架體(3)的上板(35)和底板 (34)的定位孔，借助定位環(huán)(6)與所述的支架體(3)連接定位；所述的接頭(41)端部插入 分氣裝置(2)的密封環(huán)(24)部位，通過螺栓(37)與所述的分氣裝置(2)連接固定。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種組合式潛孔錘，組合式潛孔錘包括聯(lián)結(jié)器、支架體(3)和安裝在支架體(3)上的復(fù)數(shù)小直徑的沖擊器(4)，所述的聯(lián)結(jié)器為柱形接頭體，所述的柱形接頭體與鉆桿的柱形接頭插接且通過至少一個(gè)銷軸及密封墊固定。本實(shí)用新型是一種成本較低、結(jié)構(gòu)合理、維護(hù)容易、安裝拆卸方便、密封可靠、有效利用能量、打孔效率高的組合式潛孔錘。
文檔編號(hào)E21B4/06GK201786251SQ201020550979
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者何清華, 張鵬, 朱建新, 李海艦, 鄧超, 錢奐云 申請(qǐng)人:湖南山河智能機(jī)械股份有限公司