本實(shí)用新型涉及建筑工程行業(yè)中的鉆機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種正循環(huán)系統(tǒng)的單鉆頭式氣動(dòng)潛孔錘旋挖裝置。

背景技術(shù)：

用“氣動(dòng)潛孔錘”鉆進(jìn)和“旋挖機(jī)”鉆挖是建筑工程行業(yè)中兩種不同的樁工設(shè)備和施工方法?！皻鈩?dòng)潛孔錘”是建筑基礎(chǔ)工程中成孔作業(yè)中的一種施工工具，而“旋挖機(jī)”是建筑基礎(chǔ)工程中成孔作業(yè)中的一種施工機(jī)械。

“氣動(dòng)潛孔錘”是由氣動(dòng)沖擊器和鉆頭組合配套，它是建筑基礎(chǔ)工程的施工工具，主要配置在普通的鉆機(jī)上。它利用壓縮空氣作為動(dòng)力，推動(dòng)潛孔錘工作，利用潛孔錘對鉆頭的往復(fù)沖擊作用，來達(dá)到破碎巖石，被破碎的巖屑隨潛孔錘工作后排出的廢氣攜帶到地表，其優(yōu)點(diǎn)是對于中高硬巖層能夠快速入巖，鉆孔質(zhì)量好。

“氣動(dòng)潛孔錘”的鉆進(jìn)效果，除了一方面根據(jù)氣動(dòng)沖擊器性能而定，另一方面是需要鉆桿的口徑大小來確定風(fēng)量、風(fēng)速、風(fēng)壓等技術(shù)參數(shù)配合，因?yàn)閹r屑在氣流介質(zhì)中由于本身的粘度、密度和形狀的不同而具有不同的懸浮速度，若要使巖屑有效的排出孔外，達(dá)到孔底干凈，就必須采用大于巖屑懸浮速度的上返風(fēng)速才行，這是潛孔錘鉆進(jìn)時(shí)重要參數(shù)之一。除了反循環(huán)氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)不受孔徑的限制外，正循環(huán)鉆進(jìn)風(fēng)量在鉆桿與孔壁環(huán)狀間隙中的上返流速，必須在每分鐘3000英尺～4500英尺，由此可見在進(jìn)行大口徑潛孔錘鉆進(jìn)時(shí)，鉆孔直徑和所用鉆桿直徑的級差比大時(shí)，就出現(xiàn)了潛孔錘供風(fēng)不能滿足排渣所需風(fēng)量的矛盾。

“旋挖機(jī)”是建筑基礎(chǔ)工程的施工機(jī)械。該類鉆機(jī)一般采用液壓履帶式伸縮底盤、自行起落可折疊鉆桅、伸縮式鉆桿。該類鉆機(jī)配合不同鉆具，主要適于砂土、粘性土、粉質(zhì)土及淤土等土層施工，其優(yōu)點(diǎn)是對軟土層和淤土層鉆挖快速。

“旋挖機(jī)”遇上硬巖時(shí)，只能使用牙輪鉆頭通過削切和剪切方式鉆進(jìn)及掰斷巖芯，但是，其鉆進(jìn)速度比氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)慢5～10倍以上，而且設(shè)備損耗大。

綜上所述，如何利用“氣動(dòng)潛孔錘”和“旋挖機(jī)”各自的優(yōu)點(diǎn)來提高鉆孔效率等問題已成為行業(yè)內(nèi)急需解決首要問題，故有必要提供一種挖孔裝置，使其既能夠?qū)崿F(xiàn)氣動(dòng)潛孔錘錘擊工作，又能夠?qū)崿F(xiàn)旋挖工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理、使用方便的正循環(huán)系統(tǒng)的單鉆頭式氣動(dòng)潛孔錘旋挖裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

本實(shí)用新型所述的一種正循環(huán)系統(tǒng)的單鉆頭式氣動(dòng)潛孔錘旋挖裝置，包括有接渣桶、上法蘭、下法蘭、減震式進(jìn)氣回旋裝置、炮管和鉆頭，所述減震式進(jìn)氣回旋裝置設(shè)置有外套進(jìn)風(fēng)口，該外套進(jìn)風(fēng)口與空壓機(jī)的風(fēng)管相連接；所述接渣桶一開口端與上法蘭相固定連接，所述接渣桶另一開口端與下法蘭相固定連接，接渣桶、上法蘭和下法蘭圍設(shè)有一空腔，所述炮管、前接頭和六方后接頭均嵌設(shè)在空腔中，所述炮管的外圓壁與接渣桶的內(nèi)壁之間設(shè)置有間隙；所述炮管一端與六方后接頭相螺紋連接，所述炮管另一端與前接頭相螺紋連接；所述六方后接頭一端與減震式進(jìn)氣回旋裝置一端相固定連接；所述前接頭的外圓壁設(shè)置有與下法蘭相配匹的下法蘭卡槽，所述下法蘭的內(nèi)圓壁卡設(shè)在下法蘭卡槽中；所述鉆頭一端外齒牙與前接頭的內(nèi)齒牙相嚙合連接起來；所述減震式進(jìn)氣回旋裝置另一端固定連接有四方轉(zhuǎn)換接頭。

進(jìn)一步地，所述下法蘭由兩個(gè)半圓環(huán)狀的下法蘭環(huán)組成，兩個(gè)下法蘭環(huán)相固定連接后卡設(shè)在下法蘭卡槽中。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型有益效果為：本實(shí)用新型所述的一種正循環(huán)系統(tǒng)的單鉆頭式氣動(dòng)潛孔錘旋挖裝置，包括有接渣桶、上法蘭、下法蘭、減震式進(jìn)氣回旋裝置、炮管和鉆頭，所述減震式進(jìn)氣回旋裝置設(shè)置有外套進(jìn)風(fēng)口，該外套進(jìn)風(fēng)口與空壓機(jī)的風(fēng)管相連接；所述接渣桶一開口端與上法蘭相固定連接，所述接渣桶另一開口端與下法蘭相固定連接，接渣桶、上法蘭和下法蘭圍設(shè)有一空腔，所述炮管、前接頭和六方后接頭均嵌設(shè)在空腔中，所述炮管的外圓壁與接渣桶的內(nèi)壁之間設(shè)置有間隙；所述炮管一端與六方后接頭相螺紋連接，所述炮管另一端與前接頭相螺紋連接；所述六方后接頭一端與減震式進(jìn)氣回旋裝置一端相固定連接；所述前接頭的外圓壁設(shè)置有與下法蘭相配匹的下法蘭卡槽，所述下法蘭的內(nèi)圓壁卡設(shè)在下法蘭卡槽中；所述鉆頭一端外齒牙與前接頭的內(nèi)齒牙相嚙合連接起來；所述減震式進(jìn)氣回旋裝置另一端固定連接有四方轉(zhuǎn)換接頭。在使用本實(shí)用新型時(shí)，通過將炮管和旋挖機(jī)結(jié)構(gòu)相組合，通過四方轉(zhuǎn)換接頭與旋挖機(jī)鉆桿相連接，四方轉(zhuǎn)換接頭帶著減震式進(jìn)氣回旋裝置做回旋運(yùn)動(dòng)，通過減震式進(jìn)氣回旋裝置與壓縮機(jī)風(fēng)管相連接，連接外部壓縮機(jī)風(fēng)管是相對固定的，不會(huì)令外部壓縮機(jī)風(fēng)管形成纏繞問題；通過減震式進(jìn)氣回旋裝置供給炮管在軸上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，減震式進(jìn)氣回旋裝置同時(shí)帶動(dòng)炮管做回旋運(yùn)動(dòng)，使得鉆頭既能夠?qū)崿F(xiàn)錘擊工作，又能夠?qū)崿F(xiàn)旋挖工作；本裝置能夠快速清理軟土層和淤土層；由于減震式進(jìn)氣回旋裝置能夠?yàn)榕诠?、鉆頭提供壓縮空氣源，進(jìn)而避免了出現(xiàn)鉆桿與孔壁環(huán)狀間隙太大而使?jié)摽族N供風(fēng)不能滿足排渣所需風(fēng)量的矛盾；本旋挖裝置遇上硬巖時(shí)，可以比現(xiàn)有入巖速度三倍以上。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)置合理，制作成本低等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的剖視圖；

圖2是本實(shí)用新型的爆炸圖；

圖3是減震式進(jìn)氣回旋裝置的爆炸圖；

圖4是減震式進(jìn)氣回旋裝置的剖視圖；

圖5是減震外管的剖視圖；

圖6是下方連接頭的剖視圖；

圖7是主軸、主軸膠圈、主軸法蘭和上方六角連接頭組裝后的立體圖；

附圖標(biāo)記說明：

1、四方轉(zhuǎn)換接頭；2、減震式進(jìn)氣回旋裝置；

2-1、減震外管；2-1-1、外管螺桿孔；2-1-2、外管上孔；

2-1-3、外管下孔；

2-2、下方連接頭；2-2-1、鎖銷孔；2-2-2、下方連接腔；

2-2-3、下方連接凸臺；

2-3、減震膠墊；2-4、膠墊戒指；2-5、連接管；2-6、連接管膠圈；

2-7、主軸；2-7-1、主軸進(jìn)風(fēng)口；2-7-2、主軸內(nèi)腔；2-7-3、卡環(huán)槽；

2-8、主軸膠圈；2-9、主軸法蘭；

2-10、上方六角連接頭；2-10-1、鎖銷位；

2-11、下保護(hù)蓋；2-12、軸承；2-13、上保護(hù)蓋；

2-14、進(jìn)風(fēng)回轉(zhuǎn)裝置外套；2-14-1、外套進(jìn)風(fēng)口；

2-15、面環(huán)；2-16、卡環(huán)；2-17、螺桿。

3、接渣桶；4、上法蘭；5、氣動(dòng)潛孔錘；6、下法蘭；7、鉆頭；

8、前接頭；9、六方后接頭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

如圖1至圖2所示，本實(shí)用新型所述的一種正循環(huán)系統(tǒng)的單鉆頭式氣動(dòng)潛孔錘旋挖裝置，包括有接渣桶3、上法蘭4、下法蘭6、減震式進(jìn)氣回旋裝置2、炮管5和鉆頭7。所述減震式進(jìn)氣回旋裝置2設(shè)置有外套進(jìn)風(fēng)口2-14-1，該外套進(jìn)風(fēng)口2-14-1與空壓機(jī)的風(fēng)管相連接。

所述接渣桶3一開口端與上法蘭4相固定連接，所述接渣桶3另一開口端與下法蘭6相固定連接，接渣桶3、上法蘭4和下法蘭6圍設(shè)有一空腔，所述炮管5、前接頭8和六方后接頭9均嵌設(shè)在空腔中，所述炮管5的外圓壁與接渣桶3的內(nèi)壁之間設(shè)置有間隙。本實(shí)用新型的炮管5規(guī)格優(yōu)選為24寸。

所述炮管5一端與六方后接頭9相螺紋連接，所述炮管5另一端與前接頭8相螺紋連接；所述六方后接頭9一端與減震式進(jìn)氣回旋裝置2一端相固定連接；所述前接頭8的外圓壁設(shè)置有與下法蘭6相配匹的下法蘭卡槽，所述下法蘭6的內(nèi)圓壁卡設(shè)在下法蘭卡槽中；所述鉆頭7一端外齒牙與前接頭8的內(nèi)齒牙相嚙合連接起來；所述減震式進(jìn)氣回旋裝置2一端固定連接有四方轉(zhuǎn)換接頭1。

進(jìn)一步地，所述下法蘭6由兩個(gè)半圓環(huán)狀的下法蘭環(huán)組成，兩個(gè)下法蘭環(huán)相固定連接后卡設(shè)在下法蘭卡槽中。

上述的減震式進(jìn)氣回旋裝置2、接渣桶3、上法蘭4、炮管5、下法蘭6和鉆頭7構(gòu)成本實(shí)用新型的“旋挖裝置”，即本實(shí)用新型的主體結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型各個(gè)部件的主要作用為：

四方轉(zhuǎn)換接頭1：主要將旋挖鉆機(jī)的鉆桿和整套“旋挖裝置”連接起來，從而帶動(dòng)整套“旋挖裝置”做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

減震式進(jìn)氣回旋裝置2：將抑制炮管5在工作時(shí)所產(chǎn)生的震蕩和沖擊，保護(hù)旋挖鉆機(jī)及鉆頭7免受巨大的震蕩力損壞。

接渣桶3：接載炮管5在清孔時(shí)所吹出的渣屑。

上法蘭4：主要固定接渣桶3桶口。

24寸炮管5：主要以壓縮空氣為動(dòng)力介質(zhì)，利用壓縮空氣的能量產(chǎn)生連續(xù)沖擊載荷，以達(dá)到在孔底鉆進(jìn)功能，它必須與鉆頭7配套使用。

下法蘭6：主要固定接渣桶3底部。

鉆頭7：主要利用鑲嵌硬質(zhì)合金柱齒的本體連接上述炮管5以沖擊方式破碎巖層，以低速回轉(zhuǎn)不取心全面鉆進(jìn)。

進(jìn)一步地，所述減震式進(jìn)氣回旋裝置2一端固定連接有四方轉(zhuǎn)換接頭1，通過四方轉(zhuǎn)換接頭1便于將整個(gè)“旋挖裝置”與外部的旋挖鉆機(jī)鉆桿相連接。

如圖3至圖7所示，減震式進(jìn)氣回旋裝置2包括減震外管2-1、下方連接頭2-2、主軸2-7、進(jìn)風(fēng)回轉(zhuǎn)裝置外套2-14、面環(huán)2-15和卡環(huán)2-16，主軸2-7的外圓壁沿軸向設(shè)置有若干個(gè)主軸膠圈2-8，本實(shí)用新型的主軸膠圈2-8數(shù)量優(yōu)選為四個(gè)；從主軸2-7的徑向方向來看，主軸膠圈2-8設(shè)置在主軸2-7的外圓壁和進(jìn)風(fēng)回轉(zhuǎn)裝置外套2-14的內(nèi)圓壁之間；從主軸2-7的軸向方向來看，兩個(gè)主軸膠圈2-8分別位于主軸進(jìn)風(fēng)口2-7-1和上保護(hù)蓋13之間；另外兩個(gè)主軸膠圈2-8位于主軸進(jìn)風(fēng)口2-7-1和卡環(huán)槽2-7-3之間；主軸膠圈2-8主要起密封作用，防止主軸2-7與進(jìn)風(fēng)回轉(zhuǎn)裝置外套2-14之間漏氣。

主軸2-7一端固定設(shè)置有主軸法蘭2-9，主軸2-7另一端設(shè)置有上方六角連接頭2-10，上方六角連接頭2-10設(shè)置有鎖銷位2-10-1，通過上方六角連接頭2-10便于與四方轉(zhuǎn)換接頭1相連接，鎖銷穿過四方轉(zhuǎn)換接頭1的銷孔和鎖銷位2-10-1，從而將上方六角連接頭2-10和四方轉(zhuǎn)換接頭1固定起來；四方轉(zhuǎn)換接頭1便與外部的旋挖機(jī)的鉆桿相固定連接，為氣動(dòng)潛孔錘的旋轉(zhuǎn)提供動(dòng)力支持。

下方連接頭2-2一端設(shè)置在減震外管2-1的外管連接腔中；下方連接頭2-2另一端伸出外管連接腔外后與六方后接頭9一端相固定連接，外管連接腔由上往下依次嵌設(shè)有主軸法蘭2-9、第一個(gè)減震膠墊2-3、膠墊戒指2-4和第二個(gè)減震膠墊2-3，連接管2-5一端的外壁與主軸法蘭2-9一端的內(nèi)壁之間嵌設(shè)有連接管膠圈2-6，連接管2-5另一端的外壁與下方連接頭2-2一端的內(nèi)壁之間嵌設(shè)有連接管膠圈2-6；連接管膠圈2-6主要起氣密作用。

主軸法蘭2-9通過螺桿2-17、螺母與減震外管2-1的外管螺桿孔2-1-1相連接，即螺桿2-17依次穿過主軸法蘭2-9的螺孔、外管螺桿孔2-1-1后與螺母相固定連接；本實(shí)用新型的外管螺桿孔2-1-1數(shù)量優(yōu)選為十二個(gè)，十二個(gè)外管螺桿孔2-1-1沿圓周均勻分布在減震外管2-1的外壁上。

第一個(gè)減震膠墊2-3、膠墊戒指2-4和第二個(gè)減震膠墊2-3的內(nèi)通孔圍設(shè)有連接管孔，該連接管孔嵌設(shè)有連接管2-5，連接管2-5一端與主軸法蘭2-9一端相連接，連接管2-5另一端與下方連接頭2-2一端相連接；這樣就有：主軸2-7的主軸內(nèi)腔2-7-2通過連接管2-5與下方連接頭2-2的下方連接腔2-2-2相連通，連接管2-5主要起通氣作用。

下方連接腔2-2-2一端的內(nèi)六角孔嵌設(shè)有氣動(dòng)潛孔錘，連接銷依次插入下方連接頭2-2的鎖銷孔2-2-1、氣動(dòng)潛孔錘的銷孔，從而將氣動(dòng)潛孔錘和下方連接頭2-2相固定連接起來。

主軸2-7另一端由上往下依次套設(shè)有卡環(huán)2-16、面環(huán)2-15、進(jìn)風(fēng)回轉(zhuǎn)裝置外套2-14、上保護(hù)蓋2-13、軸承2-12和下保護(hù)蓋2-11，主軸2-7的外圓壁上沿軸向設(shè)置有一條與兩個(gè)卡環(huán)2-16相匹配的卡環(huán)槽2-7-3。

兩個(gè)卡環(huán)2-16緊卡設(shè)入卡環(huán)槽2-7-3中(即兩個(gè)卡環(huán)2-16疊加卡入卡環(huán)槽2-7-3中)，兩個(gè)卡環(huán)2-16緊壓在面環(huán)2-15上面；從而將面環(huán)2-15固定在主軸2-7上。面環(huán)2-15的下表面緊抵壓著進(jìn)風(fēng)回轉(zhuǎn)裝置外套2-14的上表面，面環(huán)2-15主要是為了防止進(jìn)風(fēng)回轉(zhuǎn)裝置外套2-14往主軸2-7的軸向外部移動(dòng)，起限軸向運(yùn)動(dòng)作用。

軸承2-12外圈的上端面固定設(shè)有上保護(hù)蓋2-13，軸承2-12外圈的下端面固定設(shè)有下保護(hù)蓋2-11，上保護(hù)蓋2-13和下保護(hù)蓋2-11之間設(shè)置有間隙；進(jìn)風(fēng)回轉(zhuǎn)裝置外套2-14的底面緊抵壓在上保護(hù)蓋2-13的上表面上，下保護(hù)蓋2-11緊抵壓在主軸法蘭2-9上，從而將進(jìn)風(fēng)回轉(zhuǎn)裝置外套2-14承托起來；軸承2-12內(nèi)圈與主軸2-7相固定連接，使得主軸2-7能夠在進(jìn)風(fēng)回轉(zhuǎn)裝置外套2-14的內(nèi)圓孔中做360度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。主軸2-7通過四方轉(zhuǎn)換接頭1與外部旋挖鉆機(jī)的鉆桿相固定連接，主軸2-7帶動(dòng)氣動(dòng)潛孔錘旋轉(zhuǎn)，氣動(dòng)潛孔錘帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)鉆頭的旋挖運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)風(fēng)回轉(zhuǎn)裝置外套2-14的外圓壁上設(shè)置有外套進(jìn)風(fēng)口2-14-1，主軸2-7設(shè)置有主軸進(jìn)風(fēng)口2-7-1，外套進(jìn)風(fēng)口2-14-1通過主軸進(jìn)風(fēng)口2-7-1與主軸內(nèi)腔2-7-2相連通，外套進(jìn)風(fēng)口2-14-1與空壓機(jī)的風(fēng)管相連接，壓縮空氣依次經(jīng)外套進(jìn)風(fēng)口2-14-1、主軸進(jìn)風(fēng)口2-7-1、主軸內(nèi)腔2-7-2、連接管2-5的內(nèi)孔后進(jìn)入下方連接腔2-2-2，為氣動(dòng)潛孔錘提供軸向錘擊動(dòng)力支持，從而實(shí)現(xiàn)鉆頭的錘擊運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，外管連接腔由外管上孔2-1-2和外管下孔2-1-3組成，下方連接頭2-2一端設(shè)置有與外管上孔2-1-2相匹配的下方連接凸臺2-2-3，外管上孔2-1-2由上往下依次嵌設(shè)有主軸法蘭2-9、第一個(gè)減震膠墊2-3、膠墊戒指2-4、第二個(gè)減震膠墊2-3和下方連接凸臺2-2-3；外管下孔2-1-3的橫截面呈內(nèi)六角形狀，下方連接頭2-2設(shè)置有與外管下孔2-1-3相匹配的連接段，連接段嵌設(shè)在外管下孔2-1-3中；連接段的橫截面呈外六角形狀。兩塊減震膠墊2-3主要是吸收氣動(dòng)潛孔錘在工作時(shí)通過鉆桿傳遞到動(dòng)力頭的強(qiáng)大震動(dòng)力，膠墊戒指2-4夾在上下兩塊減震膠墊2-3中，主要是為了加強(qiáng)減震膠墊2-3吸震強(qiáng)度。兩塊減震膠墊2-3和膠墊戒指2-4構(gòu)成本實(shí)用新型的減震裝置，本減震裝置可以有效地降低氣動(dòng)潛孔錘在工作時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)烈震動(dòng)力，有效延長鉆頭的使用壽命，使旋挖鉆機(jī)各組件避免受震動(dòng)力損壞、螺絲松脫、操作員身體不適等問題,其傷害的保護(hù)效果高達(dá)80％程度。

減震式進(jìn)氣回旋裝置2可以有效地降低氣動(dòng)潛孔錘在工作時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)烈震動(dòng)力,使旋挖機(jī)各組件避免受震動(dòng)力傷害的保護(hù)效果高達(dá)80％程度,使旋挖機(jī)大大地降低維護(hù)成本及提高營利效益。

在使用本實(shí)用新型時(shí)，通過將炮管和旋挖機(jī)結(jié)構(gòu)相組合，一方面可利用旋挖機(jī)快速清理軟土層和淤土層；另一方面，由于減震式進(jìn)氣回旋裝置能夠?yàn)榕诠堋@頭提供壓縮空氣源，進(jìn)而避免了出現(xiàn)鉆桿與孔壁環(huán)狀間隙太大而使?jié)摽族N供風(fēng)不能滿足排渣所需風(fēng)量的矛盾；本旋挖裝置遇上硬巖時(shí)，可以比現(xiàn)有入巖速度三倍以上。本裝置在極硬、中硬地層中鉆進(jìn)的效率和成孔質(zhì)量能夠大幅提高,對樁徑0.8～2.8m的樁孔可以一次成孔或作二次性鉆進(jìn)創(chuàng)造有利條件；本裝置能夠?qū)r石單軸抗壓強(qiáng)度在100～200Mpa進(jìn)行直接鉆進(jìn),或利用分級鉆進(jìn)的工藝方式解決對巖石單軸抗壓強(qiáng)度在100～200Mpa超硬巖效率低下的難題。另外，該結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理，制造成本低。

以上所述僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，故凡依本實(shí)用新型專利申請范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本實(shí)用新型專利申請范圍內(nèi)。