一種用于水中打樁的柔性密封水擊錘的制作方法
【專利摘要】一種用于水中打樁的柔性密封水擊錘。包括通氣管、液壓缸支架、水擊錘筒、導(dǎo)向塊、柔性密封艙、環(huán)筋、砧座、液壓缸、柔性提鏈、減震墊和錘頭。本發(fā)明將流體力學(xué)中“水錘”效應(yīng)轉(zhuǎn)化為深水打樁裝置，并巧妙采用了柔性系統(tǒng)：柔性密封艙、柔性提鏈和減震墊。其中柔性密封艙的應(yīng)用，避免了錘頭與水擊錘筒間動密封問題，從而大大降低了制造成本，同時具有低能耗、低噪音、綠色環(huán)保等優(yōu)點。因此本發(fā)明提供的柔性密封水擊錘具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種用于水中打粧的柔性密封水擊錘
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于樁基工程中打樁裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]工程上常用的打樁錘有:卷揚機落錘，但其落錘效能差；蒸汽錘，但其噪音大；柴油錘，污染嚴(yán)重。針對以上缺點，以上三種打樁錘很少用于海洋施工。
[0003]液壓錘可以用于水下打樁，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能耗大，費用高。專利CN1888328A提出概念水錘概念，但是由于采用了錘頭與錘筒間動密封，所以系統(tǒng)對結(jié)構(gòu)的尺寸精度、形位公差要求較高，難于付諸生產(chǎn)實踐，同時錘頭對液壓缸沖擊損壞很大，因此缺乏實踐工程意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種用于水中打樁的柔性密封水擊錘。
[0005]本發(fā)明提供的用于水中打樁的柔性密封水擊錘，包括一個水擊錘筒，水擊錘筒的底部為密封安裝的砧座，砧座上方的水擊錘筒內(nèi)安裝有一個柔性密封艙(柔性密封艙壁上同時設(shè)置有一組環(huán)筋，起到骨架作用)，柔性密封艙上安裝有一個通氣管，錘頭設(shè)置在柔性密封艙上方，所述通氣管的一端與柔性密封艙連通，通氣管的另一端穿過錘頭與水面上方的大氣連通，錘頭的外周設(shè)置有一組環(huán)形分布導(dǎo)向塊，錘頭通過該導(dǎo)向塊沿水擊錘筒內(nèi)壁上下移動，錘頭的上方與柔性提鏈的一端固定，柔性提鏈的另一端與液壓缸的活塞固定，液壓缸通過液壓缸支架和減震墊安裝在水擊錘筒的上端。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果:
[0007]本發(fā)明將流體力學(xué)中“水錘”效應(yīng)轉(zhuǎn)化為深水打樁裝置，并巧妙采用了柔性系統(tǒng):柔性密封艙、柔性提鏈和減震墊。其中彈性密封艙的應(yīng)用，避免了錘頭與水擊錘筒間動密封問題，從而大大降低了制造成本；柔性提鏈避免錘頭對液壓缸的沖擊，同時本發(fā)明具有低能耗、低噪音、綠色環(huán)保等優(yōu)點。因此本發(fā)明提供的柔性密封水擊錘具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明柔性密封水擊錘(提錘狀態(tài))內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是本發(fā)明柔性密封水擊錘(落錘狀態(tài))內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3是本發(fā)明柔性密封水擊錘外部軸測圖。
[0011]圖中，1、通氣管；2、海水；3、支架；4水擊錘筒；5、導(dǎo)向塊；6、柔性密封艙；7、環(huán)筋；8砧座；9、海/河床；10、樁管；11、錘頭；12、減震墊；13、柔性提鏈；14、液壓缸；15、空氣。
【具體實施方式】
[0012]實施例1:[0013]如圖1所示，用于水中打樁的柔性密封水擊錘，包括一個水擊錘筒(4)，水擊錘筒的底部為密封安裝的砧座(8)，砧座上方的水擊錘筒內(nèi)安裝有一個柔性密封艙(6)，柔性密封艙壁上同時設(shè)置有一組環(huán)筋(7 )，柔性密封艙上安裝有一個通氣管(I)，錘頭(11)設(shè)置在柔性密封艙上方，所述通氣管的一端與柔性密封艙連通，通氣管的另一端穿過錘頭與水面上方的大氣連通，錘頭的外周設(shè)置有一組環(huán)形布置的導(dǎo)向塊(5)，錘頭通過該導(dǎo)向塊沿水擊錘筒內(nèi)壁上下移動，錘頭的上方與柔性提鏈(13)的一端固定，柔性提鏈的另一端與液壓缸
(14)的活塞固定，液壓缸通過液壓缸支架(3)和減震墊(12)安裝在水擊錘筒的上端。
[0014]本發(fā)明柔性密封水擊錘的柔性體現(xiàn)在柔性提鏈(13)、柔性密封艙(6)和減震墊
(12)上，其中柔性提鏈和減震墊可以有效的對液壓缸減震和隔振；柔性密封艙可以有效保持錘頭與砧座間柔性密封艙的密封性，從而有效的保障了錘頭及水擊錘筒內(nèi)水進(jìn)行近似自由落體運動。
[0015]柔性密封水擊錘的工作過程
[0016]1、將柔性密封水擊錘放置在樁管(10)上，液壓缸提升錘頭至設(shè)定高度，柔性密封艙體積拉伸為最大，見圖1。由于柔性密封艙與水擊錘筒間沒有接觸，從而避免了錘頭與水擊錘筒間的活動密封(實踐中難于實現(xiàn));
[0017]2、液壓缸放落錘頭，見圖2，由于通氣管使柔性密封艙內(nèi)氣壓接近大氣壓，從而使錘頭及其之上的水以接近重力加速下降，從而在錘頭碰到砧座瞬間使錘頭和其上的水具有設(shè)定的動量/能。
[0018]3、由于錘頭與砧座間產(chǎn)生碰撞，根`據(jù)流體力學(xué)的“水錘”效應(yīng):由于水擊錘筒內(nèi)壓力水流的慣性，產(chǎn)生水流沖擊波，水流沖擊波來回產(chǎn)生的力作用到砧座上，其大小:
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其中m、v、t為水擊錘筒內(nèi)水的質(zhì)量、最終流速和碰撞時間。從而完成有效的打樁。
【權(quán)利要求】
1.一種用于水中打樁的柔性密封水擊錘，其特征在于該柔性密封水擊錘包括一個水擊錘筒，水擊錘筒的底部為密封安裝的砧座，砧座上方的水擊錘筒內(nèi)安裝有一個柔性密封艙，柔性密封艙上安裝有一個通氣管，錘頭設(shè)置在柔性密封艙上方，并與之密封固接，所述通氣管的一端與柔性密封艙連通，通氣管的另一端穿過錘頭與水面上方的大氣連通，錘頭的外周設(shè)置有一組環(huán)形分布導(dǎo)向塊，錘頭通過該導(dǎo)向塊沿水擊錘筒內(nèi)壁上下移動，錘頭的上方與柔性提鏈的一端固定，柔性提鏈的另一端與液壓缸的活塞固定，液壓缸通過液壓缸支架和減震墊安裝在水擊錘筒的上端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性密封水擊錘，其特征在于所述的柔性密封艙壁上同時設(shè)置有一組環(huán)筋。
【文檔編號】E02D7/10GK103572758SQ201310578274
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】楊玉維, 王收軍, 李彬 申請人:天津理工大學(xué)