液壓螺旋水平定向鉆的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供液壓螺旋水平定向鉆，通過液壓馬達的旋轉(zhuǎn)和液壓缸推進，螺旋葉片和鉆頭之間的配合，將泥土鉆開的同時將泥土外運，同時馬達套通過液壓缸的推進將管子一段一段推入施工孔道內(nèi)。縮短施工期，有效減免小路面塌陷，減免塌方危險，造成不必要的安全事故，解決了小管徑穿越、塌方等安全事故問題，使用此種方法施工由于鉆孔與管線直徑相同能避免道路的塌陷，此種方法不需要人員進入管內(nèi)施工可避免發(fā)生人員缺氧、塌方等造成的事故，此方法由于是機械取土大幅度減少人員勞動強度加快了施工進度，此種方法可以有效控制管線的擺動使施工大幅提升頂進長度，提高工作效率。
【專利說明】液壓螺旋水平定向鉆
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及路橋施工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種液壓螺旋水平定向鉆。
[0002]【背景技術(shù)】:
目前各種公路穿越均采用人工鋼頂，俗稱老鼠掏洞，在施工中需要人員鉆進管線內(nèi)人工掏出大于管線直徑的洞，人工勞動強度大，然后將管線用普通千斤頂進洞內(nèi)完成施工。由于掏出的孔洞大于管線直徑在施工中容易發(fā)生塌方掩埋施工人員，造成路面塌陷破壞道路。使用此種方法施工方法有很多限制:第一管線直徑小于DN500的無法人工完成，第二由于人工掏土作業(yè)空間有限，作業(yè)空間內(nèi)嚴重缺氧無法長時間連續(xù)施工，造成施工期延長。第三由于普通千斤壓力有限使其施工長度受限使用此種方法施工距離一般只有5-10米左右。第四由于人工掏洞，洞壁凹凸不平在后續(xù)千斤頂進過程中容易造成管線的擺動使其入土點與出土點不在同一水平線上造成施工失敗。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的在目的是為了解決傳統(tǒng)越安全風(fēng)險大、穿越距離短、管徑受限等問題。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:液壓螺旋水平定向鉆，包括底座，底座一側(cè)固定連接豎直擋板，底座上平面兩側(cè)各有一個導(dǎo)軌，每個導(dǎo)軌上置有滑軌，兩個滑軌上端固定連接液壓總成，相對豎直擋板一側(cè)的液壓總成端面與豎直擋板之間平行排列四個液壓缸，液壓缸與液壓總成固定連接，液壓缸與豎直擋板鉸鏈連接，四個液壓缸位于液壓總成的殼體四角位置，四個液壓缸的幾何中心位置，液壓總成的殼體與馬達座通過螺栓固定連接，馬達座內(nèi)的沉孔配合連接驅(qū)動馬達的外圓柱表面，驅(qū)動馬達與馬達座通過螺栓固定連接，驅(qū)動馬達的輸出軸平鍵連接母套，母套外圓柱穿過馬達座中心孔伸出馬達座，母套伸出馬達座部分的內(nèi)孔為四方形榫眼，母套的四方形榫眼間隙配合螺旋葉片軸、鉆頭的四方形榫頭，榫眼、榫頭配合部分中段開有通孔通孔內(nèi)穿有銷軸，鉆頭的四方形榫頭延伸至驅(qū)動馬達輸出軸時變?yōu)閳A柱與驅(qū)動馬達輸出軸的內(nèi)孔間隙配合連接，銷軸與四方形榫頭之間設(shè)有密封圈，四方形榫頭與驅(qū)動馬達內(nèi)孔之間設(shè)有密封圈；
螺旋葉片軸一端為四方形榫頭，另一端為四方形榫眼，鉆頭的鉆桿為四方形榫頭，所述的榫頭和榫眼呈間隙配合連接，榫頭和榫眼配合部分中段開有通孔通孔內(nèi)穿有銷軸；
液壓總成的組成:液壓總成的一端面有兩個液壓管接口，液壓總成內(nèi)部的液壓進口回路首先串聯(lián)一個兩位四通閥，兩位四通閥的手柄為總液壓開關(guān)，總液壓開關(guān)的兩位四通閥的后面的液壓管路分別并聯(lián)有驅(qū)動馬達回路，水泵馬達回路和液壓缸回路；
驅(qū)動馬達回路的兩液壓通道串聯(lián)三位四通閥后與驅(qū)動馬達連接，四位三通閥的手柄為驅(qū)動馬達控制閥；
水泵馬達回路的兩液壓通道串聯(lián)兩位四通閥后與水泵馬達連接，兩位四通閥的手柄為驅(qū)動水泵開關(guān)；
液壓缸回路的兩液壓通道串聯(lián)三位四通閥后與液壓缸連接，三位四通閥的手柄為液壓缸控制閥；
液壓缸控制閥的三位四通閥的兩液壓出口管路的其中一路一分為四分別連接液壓缸的液壓油接口，另一路一分為二后分別串聯(lián)一個兩位四通閥，每個兩位四通閥出口并聯(lián)兩個液壓缸的液壓油接口，其中一個兩位四通閥串聯(lián)在常閉通道，其控制按鈕為高速檔按鈕，另一個兩位四通閥串聯(lián)在常開通道，其控制按鈕為低速檔按鈕，高速檔按鈕和低速檔按鈕連接的兩個液壓缸均位于液壓總成的中心對稱角位置。
[0005]液壓總成內(nèi)置有水泵馬達，水泵馬達通過機械密封連接水泵葉輪。
[0006]驅(qū)動馬達的輸出軸為中空結(jié)構(gòu)，驅(qū)動馬達的輸出軸一端通過機械密封連接進水管，進水管與進水接口連通，所述的螺旋葉片軸、鉆頭的軸部中心均開有貫通的清洗液孔道，包括榫頭和榫眼部分。
[0007]螺旋葉片軸的螺旋葉片的最大直徑和鉆頭的刀刃最大直徑，尺寸上與所需要推進的管子內(nèi)徑呈間隙配合關(guān)系。
[0008]液壓總成上平面的縱橫方向各設(shè)有水平儀，液壓總成的上平面設(shè)有超聲波液位計。
[0009]所述的導(dǎo)軌和滑軌，其接觸面為兩段“V”形接觸面，導(dǎo)軌的“V”形槽下部開有空槽，空槽與導(dǎo)軌體側(cè)面開有排泥漿孔。
[0010]本發(fā)明具有如下有益效果:縮短施工期，有效減免小路面塌陷，減免塌方危險，造成不必要的安全事故，解決了小管徑穿越、塌方等安全事故問題，使用此種方法施工由于鉆孔與管線直徑相同能避免道路的塌陷，此種方法不需要人員進入管內(nèi)施工可避免發(fā)生人員缺氧、塌方等造成的事故，此方法由于是機械取土大幅度減少人員勞動強度加快了施工進度，此種方法可以有效控制管線的擺動使施工大幅提升頂進長度，提高工作效率。
[0011]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2附圖1的俯視圖；
附圖3是附圖2的A-A視圖；
附圖4是本發(fā)明中螺旋葉片軸和鉆頭的工作示意圖；
附圖5是本發(fā)明中螺旋葉片軸和鉆頭的連接節(jié)點示意圖；
附圖6是本發(fā)明液壓原理圖。
[0012]圖中1-底座,2-導(dǎo)軌,3-滑軌,4-水泵馬達,5-水泵葉輪,6-驅(qū)動馬達,7-馬達座，8-母套，9-銷軸，10-螺旋葉片軸，11-鉆頭，12-密封圈，13-液壓總成，14-超聲波高度計，15-液壓缸，16-豎直擋板，17-液壓接管，18-總液壓開關(guān)，19-水泵開關(guān)，20-液壓缸控制閥，21-驅(qū)動馬達控制閥，22-高速檔按鈕，23-低速檔按鈕，24-水平儀，25-清水接口，26-清洗液孔道，27-排泥漿孔，28-榫頭，29-榫眼，30-驅(qū)動馬達回路，31-水泵馬達回路，32-液壓缸回路。
【具體實施方式】
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
由圖1結(jié)合圖2?圖6所示，液壓螺旋水平定向鉆，包括底座1，底座I 一側(cè)固定連接豎直擋板16，底座I上平面兩側(cè)各有一個導(dǎo)軌2，每個導(dǎo)軌2上置有滑軌3，兩個滑軌3上端固定連接液壓總成13，相對豎直擋板16 —側(cè)的液壓總成13端面與豎直擋板16之間平行排列四個液壓缸15，液壓缸15與液壓總成13固定連接，液壓缸15與豎直擋板16鉸鏈連接，四個液壓缸15位于液壓總成13的殼體四角位置，四個液壓缸15的幾何中心位置，液壓總成13的殼體與馬達座7通過螺栓固定連接，馬達座7內(nèi)的沉孔配合連接驅(qū)動馬達6的外圓柱表面，驅(qū)動馬達6與馬達座7通過螺栓固定連接，驅(qū)動馬達6的輸出軸平鍵連接母套8，母套8外圓柱穿過馬達座7中心孔伸出馬達座7，母套8伸出馬達座7部分的內(nèi)孔為四方形榫眼29，母套8的四方形榫眼29間隙配合螺旋葉片軸10、鉆頭11的四方形榫頭28，榫眼29、榫頭28配合部分中段開有通孔通孔內(nèi)穿有銷軸9，鉆頭11的四方形榫頭28延伸至驅(qū)動馬達6輸出軸時變?yōu)閳A柱與驅(qū)動馬達6輸出軸的內(nèi)孔間隙配合連接，銷軸9與四方形榫頭28之間設(shè)有密封圈12，四方形榫頭28與驅(qū)動馬達6內(nèi)孔之間設(shè)有密封圈12 ；
螺旋葉片軸10—端為四方形榫頭28，另一端為四方形榫眼29，鉆頭的鉆桿為四方形榫頭28，所述的榫頭28和榫眼29呈間隙配合連接，榫頭28和榫眼29配合部分中段開有通孔通孔內(nèi)穿有銷軸9;
液壓總成13的組成:液壓總成13的一端面有兩個液壓管接口 17，液壓總成13內(nèi)部的液壓進口回路首先串聯(lián)一個兩位四通閥，兩位四通閥的手柄為總液壓開關(guān)18，總液壓開關(guān)18的兩位四通閥的后面的液壓管路分別并聯(lián)有驅(qū)動馬達回路30，水泵馬達回路31和液壓缸回路32 ；
驅(qū)動馬達回路30的兩液壓通道串聯(lián)三位四通閥后與驅(qū)動馬達6連接，四位三通閥的手柄為驅(qū)動馬達控制閥21，驅(qū)動馬達控制閥21可以控制驅(qū)動馬達6正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停車；
水泵馬達回路31的兩液壓通道串聯(lián)兩位四通閥后與水泵馬達4連接，兩位四通閥的手柄為驅(qū)動水泵開關(guān)19控制水泵的啟停；
液壓缸回路32的兩液壓通道串聯(lián)三位四通閥后與液壓缸15連接，三位四通閥的手柄為液壓缸控制閥20，液壓缸控制閥20控制液壓缸15的伸出、回縮或停止在某一位置；液壓缸控制閥20的三位四通閥的兩液壓出口管路的其中一路一分為四分別連接液壓缸15的液壓油接口，另一路一分為二后分別串聯(lián)一個兩位四通閥，每個兩位四通閥出口并聯(lián)兩個液壓缸15的液壓油接口，其中一個兩位四通閥串聯(lián)在常閉通道，其控制按鈕為高速檔按鈕22，另一個兩位四通閥串聯(lián)在常開通道，其控制按鈕為低速檔按鈕23，在泥土比較軟的時候，使用兩個液壓缸15動作推進，速度快，在泥土堅硬的情況下，四個液壓缸15同時動作，加大推進力度，高速檔按鈕22和低速檔按鈕23連接的兩個液壓缸15均位于液壓總成13的中心對稱角位置，使得不管高速檔還是低速檔，液壓總成13的受力總是通過其幾何中心，保持定向鉆進。
[0013]液壓總成13內(nèi)置有水泵馬達4，水泵馬達4通過機械密封連接水泵葉輪5，水泵可以將施工現(xiàn)場坑內(nèi)的積水及時排出。
[0014]驅(qū)動馬達6的輸出軸為中空結(jié)構(gòu)，驅(qū)動馬達6的輸出軸一端通過機械密封連接進水管，進水管與進水接口 25連通，所述的螺旋葉片軸10、鉆頭11的軸部中心均開有貫通的清洗液孔道26，包括榫頭28和榫眼29部分，外接清洗液通過清洗液孔道26進入到鉆頭11頂部，對鉆頭11進行清洗和降溫。
[0015]螺旋葉片軸10的螺旋葉片最大直徑和鉆頭11的刀刃最大直徑，尺寸上與所需要推進的管子內(nèi)徑呈間隙配合關(guān)系，通過將管子推入泥土中以后，一是利用管子的直徑進行螺旋葉片軸I和鉆頭11的導(dǎo)向，二是通過管子的通道將鉆開的泥土通過葉片輸送至洞口。
[0016]液壓總成13上平面的縱橫方向各設(shè)有水平儀24，液壓總成13的上平面設(shè)有超聲波液位計14，用于裝置的水平定位和深度定位。
[0017]所述的導(dǎo)軌2和滑軌3，其接觸面為兩段“V”形接觸面，導(dǎo)軌2的“V”形槽下部開有空槽，空槽與導(dǎo)軌2體側(cè)面開有排泥漿孔27。
[0018]工作時，首先挖掘一個工作坑，將設(shè)備下入坑內(nèi)，利用水平儀將設(shè)備找正，利用超聲波高度計確認鉆心高度是否與設(shè)計圖紙一致，找正后鉆頭11連接驅(qū)動馬達6后固定好找準入土點，開動驅(qū)動馬達6和液壓缸15伸出，旋轉(zhuǎn)出I米左右的固定鉆孔，液壓缸15縮回原始位置，然后取出鉆頭11將鉆桿從將要施工所用鋼管內(nèi)穿過，然后在鉆頭11后連接與管線型號相同的螺旋葉片軸10，螺旋葉片軸的榫頭28連接母套8的榫眼29，鋼管套在螺旋葉片軸10外部，由驅(qū)動馬達6帶動旋轉(zhuǎn)對準已經(jīng)鉆出的孔洞緩慢鉆進，同時液壓缸15伸出，馬達座7的端面頂住穿好的鋼管，在鉆進的同時將鋼管全部鉆進土中，螺旋葉片軸10的葉片旋轉(zhuǎn)將管子內(nèi)的泥土輸送到管子外面。
[0019]完成第一節(jié)管線的施工后將下一節(jié)管線與前一節(jié)管線通過焊接相連。液壓缸緩慢向后將螺旋葉片軸10和鉆頭11連接處露出，連接上下一節(jié)螺旋葉片軸10，然后再由液壓驅(qū)動馬達6與液壓缸15進機同步進行鉆井和排出泥土，如此反復(fù)施工直到完成設(shè)計長度后停止施工，將螺旋鉆桿一節(jié)一節(jié)取出。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓螺旋水平定向鉆，底座(1)，其特征在于:底座(1) 一側(cè)固定連接豎直擋板(16)，底座⑴上平面兩側(cè)各有一個導(dǎo)軌(2)，每個導(dǎo)軌⑵上置有滑軌(3)，兩個滑軌(3)上端固定連接液壓總成(13)，相對豎直擋板(16) —側(cè)的液壓總成(13)端面與豎直擋板(16)之間平行排列四個液壓缸(15)，液壓缸(15)與液壓總成(13)固定連接，液壓缸(15)與豎直擋板(16)鉸鏈連接，四個液壓缸(15)位于液壓總成(13)的殼體四角位置，四個液壓缸(15)的幾何中心位置，液壓總成(13)的殼體與馬達座(7)通過螺栓固定連接，馬達座(7)內(nèi)的沉孔配合連接驅(qū)動馬達(6)的外圓柱表面，驅(qū)動馬達(6)與馬達座(7)通過螺栓固定連接，驅(qū)動馬達(6)的輸出軸平鍵連接母套(8)，母套(8)外圓柱穿過馬達座(7)中心孔伸出馬達座(7)，母套(8)伸出馬達座(7)部分的內(nèi)孔為四方形榫眼(29)，母套(8)的四方形榫眼(29)間隙配合螺旋葉片軸(10)、鉆頭(11)的四方形榫頭(28)，榫眼(29)、榫頭(28)配合部分中段開有通孔通孔內(nèi)穿有銷軸(9)，鉆頭(11)的四方形榫頭(28)延伸至驅(qū)動馬達(6)輸出軸時變 為圓柱與驅(qū)動馬達(6)輸出軸的內(nèi)孔間隙配合連接，銷軸(9)與四方形榫頭(28)之間設(shè)有密封圈(12)，四方形榫頭(28)與驅(qū)動馬達(6)內(nèi)孔之間設(shè)有密封圈(12)；螺旋葉片軸(10) —端為四方形榫頭(28)，另一端為四方形榫眼(29)，鉆頭(11)的鉆桿為四方形榫頭(28)，所述的榫頭(28)和榫眼(29)呈間隙配合連接，榫頭(28)和榫眼(29)配合部分中段開有通孔通孔內(nèi)穿有銷軸(9)；液壓總成(13)的組成:液壓總成(13)的一端面有兩個液壓管接口(17)，液壓總成(13)內(nèi)部的液壓進口回路首先串聯(lián)一個兩位四通閥，兩位四通閥的手柄為總液壓開關(guān)(18)，總液壓開關(guān)(18)的兩位四通閥的后面的液壓管路分別并聯(lián)有驅(qū)動馬達回路(30)，水泵馬達回路(31)和液壓缸回路(32)； 驅(qū)動馬達回路(30)的兩液壓通道串聯(lián)三位四通閥后與驅(qū)動馬達(6)連接，四位三通閥的手柄為驅(qū)動馬達控制閥(21)； 水泵馬達回路(31)的兩液壓通道串聯(lián)兩位四通閥后與水泵馬達(4)連接，兩位四通閥的手柄為驅(qū)動水泵開關(guān)(19)； 液壓缸回路(32)的兩液壓通道串聯(lián)三位四通閥后與液壓缸(15)連接，三位四通閥的手柄為液壓缸控制閥(20)； 液壓缸控制閥(20)的三位四通閥的兩液壓出口管路的其中一路一分為四分別連接液壓缸(15)的液壓油接口，另一 路一分為二后分別串聯(lián)一個兩位四通閥，每個兩位四通閥出口并聯(lián)兩個液壓缸(15)的液壓油接口，其中一個兩位四通閥串聯(lián)在常閉通道，其控制按鈕為高速檔按鈕(22)，另一個兩位四通閥串聯(lián)在常開通道，其控制按鈕為低速檔按鈕(23)，高速檔按鈕(22)和低速檔按鈕(23)連接的兩個液壓缸(15)均位于液壓總成(13)的中心對稱角位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓螺旋水平定向鉆，其特征在于:液壓總成(13)內(nèi)置有水泵馬達(4)，水泵馬達(4)通過機械密封連接水泵葉輪(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓螺旋水平定向鉆，其特征在于:驅(qū)動馬達(6)的輸出軸為中空結(jié)構(gòu)，驅(qū)動馬達出)的輸出軸一端通過機械密封連接進水管，進水管與進水接口(25)連通，所述的螺旋葉片軸(10)、鉆頭(11)的軸部中心均開有貫通的清洗液孔道(26)，包括榫頭(28)和榫眼(29)部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓螺旋水平定向鉆，其特征在于:螺旋葉片軸(10)的螺旋葉片的最大直徑和鉆頭(11)的刀刃最大直徑，尺寸上與所需要推進的管子內(nèi)徑呈間隙配合關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓螺旋水平定向鉆，其特征在于:液壓總成(13)上平面的縱橫方向各設(shè)有水平儀(24)，液壓總成(13)的上平面設(shè)有超聲波液位計(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓螺旋水平定向鉆，其特征在于:所述的導(dǎo)軌(2)和滑軌(3)， 其接觸面為兩段“V”形接觸面，導(dǎo)軌(2)的“V”形槽下部開有空槽，空槽與導(dǎo)軌(2)體側(cè)面開有排泥漿孔(27)。
【文檔編號】E21B7/02GK103953284SQ201410215502
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】吳兆宏, 呂奎 申請人:吳兆宏