本發(fā)明屬于建筑設備技術領域，尤其是涉及一種制作截面為非直線樁的下潛動力頭。

背景技術：

樁機是一種用于打樁的樁工機械,樁工機械品種繁多，下面列舉了最常用的幾種：螺旋打樁機、柴油錘打樁機、沖擊鉆機等，其中，螺旋打樁機主要用于水泥體攪拌樁的制造，水泥土攪拌樁是用于加固飽和軟黏土低地基的一種方法，它利用水泥作為固化劑，通過特制的攪拌機械，在地基深處將軟土和固化劑強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的優(yōu)質地基。常見的水泥土攪拌樁的打樁機多通過多個鉆桿同時工作來鉆出鉆孔，現(xiàn)有的鉆桿多為一個或多個驅動器帶動同向轉動，這時鉆孔方式存在著諸多不足，例如，攪拌不夠均勻，這樣降低了鉆桿施工時的效率，耗時長，且鉆桿向下鉆動時反作用力大，易導致整個打樁機穩(wěn)定性較差。

為了解決現(xiàn)有技術存在的問題，人們進行了長期的探索，提出了各式各樣的解決方案。例如，中國專利文獻公開了一種水泥土攪拌樁打樁機的鉆桿轉動驅動機構[申請?zhí)枺?01510416457.5]，包括具有內(nèi)腔的傳動箱體，傳動箱體上設有至少一根呈豎直方向設置的主鉆桿，主鉆桿周向外側設有至少兩根副鉆桿，主鉆桿連接有能驅動主鉆桿周向轉動的主鉆桿驅動結構，主鉆桿與副鉆桿之間設有副鉆桿傳動結構。

上述方案雖然在一定程度上解決了現(xiàn)有水泥土攪拌樁機的鉆桿只能同向轉動的問題，但是由于該方案制作的水泥土攪拌樁呈一條直線形，水泥土攪拌樁的強度不高，另外，該方案的主鉆桿和副鉆桿在鉆孔作業(yè)時需要加長，加長的過程中需要停止主鉆桿和副鉆桿的轉動，影響工作效率，而且主鉆桿和副鉆桿的長度越長，所受到的泥土的阻力也越大，越不易轉動。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種設計合理的制作截面為非直線樁的下潛動力頭。

為達到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術方案：一種制作截面為非直線樁的下潛動力頭，包括能提供周向旋轉動力的驅動器系統(tǒng)，其特征在于，所述的驅動器系統(tǒng)連接由主動鉆桿和從動鉆桿組成的鉆桿機構，且組成鉆桿機構的主動鉆桿和從動鉆桿的中心線不在同一平面上，鉆桿機構中的主動鉆桿和從動鉆桿通過傳動系統(tǒng)相互連接從而使若干主動鉆桿和從動鉆桿能同時轉動。

在上述的制作截面為非直線樁的下潛動力頭中，所述的主動鉆桿連接驅動器系統(tǒng)，當鉆桿機構中只有一根主動鉆桿時，該主動鉆桿通過傳動系統(tǒng)連接其余的從動鉆桿并能帶動其余的從動鉆桿轉動，當鉆桿機構中有至少兩根主動鉆桿連接驅動器系統(tǒng)時，每兩根相鄰的主動鉆桿中間至少間隔一根從動鉆桿。

在上述的制作截面為非直線樁的下潛動力頭中，所述的驅動器系統(tǒng)包括支撐架和固定與支撐架上的驅動器，驅動器位于主動鉆桿上方并與主動鉆桿相連，所述的傳動系統(tǒng)包括由至少一個齒輪箱和至少一個鏈輪箱組成的復合傳動機構，至少有一根主動鉆桿分別通過齒輪箱和鏈輪箱連接一根從動鉆桿。

在上述的制作截面為非直線樁的下潛動力頭中，所述的鉆桿機構包括至少一排中心線在同一平面上的橫向鉆桿組件以及至少一排中心線在同一平面上的豎向鉆桿組件，所述的橫向鉆桿組件與豎向鉆桿組件垂直且相互連接。

在上述的制作截面為非直線樁的下潛動力頭中，所述的橫向鉆桿組件和豎向鉆桿組件用傳動系統(tǒng)相互連接形成T字型結構，且橫向鉆桿組件和豎向鉆桿組件分別包括至少一根主動鉆桿，所述的橫向鉆桿組件和豎向鉆桿組件上分別至少設有一個齒輪箱。

在上述的制作截面為非直線樁的下潛動力頭中，所述的鉆桿機構還包括連接主動鉆桿和從動鉆桿且能保持主動鉆桿和從動鉆桿在豎直方向位置的保持架，所述的保持架呈水平設置且與支撐架固定連接，主動鉆桿和從動鉆桿分別與保持架轉動連接。

在上述的制作截面為非直線樁的下潛動力頭中，所述的支撐架內(nèi)設有氣管和泥漿管，所述的主動鉆桿中間具有呈中空的輸料通道，所述的氣管和泥漿管分別連通輸料通道，在主動鉆桿上還設有能讓氣體輸出到主動鉆桿外部的輸氣孔以及能將泥漿輸出到主動鉆桿外部的輸漿孔。

在上述的制作截面為非直線樁的下潛動力頭中，所述的輸料通道包括氣體通道以及套設在氣體通道外部的泥漿通道，所述的氣體通道連通輸氣孔，泥漿通道連通輸漿孔，所述的輸氣孔位于主動鉆桿底部的鉆頭上，在鉆頭上方設有若干輸漿攪拌葉，所述的輸漿攪拌葉呈中空狀且連通泥漿通道，輸漿孔位于輸漿攪拌葉遠離主動鉆桿的一端且輸漿孔開口朝下。

在上述的制作截面為非直線樁的下潛動力頭中，所述的主動鉆桿上設有一個能使氣體通道和泥漿通道分別連通氣管和泥漿管的分料機構。

在上述的制作截面為非直線樁的下潛動力頭中，所述的分料機構包括固定于支撐架上且套設在主動鉆桿外部的分料筒，分料筒與主動鉆桿密封連接，還包括位于主動鉆桿外壁并向內(nèi)凹陷的呈環(huán)形的布料環(huán)，主動鉆桿內(nèi)設有相互連通的橫向進料通道和豎向進料通道，所述的布料環(huán)連通橫向進料通道，所述的豎向進料通道連通泥漿通道，所述的豎向進料通道內(nèi)還設有一個與豎向進料通道密封連接的豎向輸氣通道，在豎向輸氣通道上設有一個進氣孔且進氣孔延伸出主動鉆桿外壁，所述的氣管和泥漿管與分料筒密封固定連接，且氣管和泥漿管的位置與進氣孔和布料環(huán)相對應。

所述的主動鉆桿和從動鉆桿上分別設有若干相互平行的攪拌槳，且相鄰的兩根鉆桿之間的攪拌槳相互交錯設置。

與現(xiàn)有的技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、鉆桿機構中的主動鉆桿和從動鉆桿非直線排列，在工作過程中直接形成一種非直線形的水泥土攪拌樁，制作過程快速，效率高，且非直線形的水泥土攪拌樁強度較高；

2、主動鉆桿的兩側至少有一側的從動鉆桿與其反向轉動，從而克服主動鉆桿收到的扭矩，達到扭力平行，保持主動鉆桿的垂直度，也保證整個鉆桿機構的工作效率和工作質量；

3、設置在鉆頭上的出氣孔輸出的壓縮空氣對泥土起到切割作用，向下設置的輸漿孔直接對切割后的泥土形成攪拌，使泥漿和泥土混合均勻，得到高質量的水泥土攪拌樁；

4、分料機構使氣體和泥漿能單獨的進入到主動鉆桿中，并實現(xiàn)外部管道與主動鉆桿內(nèi)部管道之間的動靜連接，結構合理。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖。

圖2為圖1另一個方向的結構示意圖。

圖3為本發(fā)明的鉆桿機構的結構示意圖。

圖4為本發(fā)明的鉆桿機構的另一種結構示意圖。

圖5為本發(fā)明的鉆桿機構的另一種結構示意圖。

圖6為本發(fā)明的鉆桿機構的另一種結構示意圖。

圖7為本發(fā)明的鉆桿機構的另一種結構示意圖。

圖8為圖1的A處放大圖。

圖9為圖1的B處放大圖。

圖中：驅動器系統(tǒng)1、主動鉆桿2、從動鉆桿3、鉆桿機構4、傳動系統(tǒng)5、支撐架6、驅動器7、油缸7a、變速器7b、齒輪箱8、鏈輪箱9、橫向鉆桿組件10、豎向鉆桿組件11、保持架12、保持套12a、保持柱12b、氣管13、泥漿管14、輸料通道15、輸氣孔16、壓縮空氣噴嘴16a、輸漿孔17、氣體通道18、泥漿通道19、鉆頭20、輸漿攪拌葉21、分料機構22、分料筒23、布料環(huán)24、橫向進料通道25、豎向進料通道26、豎向輸氣通道27、進氣孔28、攪拌槳29。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種制作截面為非直線樁的下潛動力頭，包括能提供周向旋轉動力的驅動器系統(tǒng)1，所述的驅動器系統(tǒng)1連接由主動鉆桿2和從動鉆桿3組成的鉆桿機構4，且組成鉆桿機構4的主動鉆桿2和從動鉆桿3的中心線不在同一平面上，鉆桿機構4中的主動鉆桿2和從動鉆桿3通過傳動系統(tǒng)5相互連接從而使若干主動鉆桿2和從動鉆桿3能同時轉動。由于主動鉆桿2和從動鉆桿3的中心線不在同一直線上，因此當鉆桿機構4工作時，成型后的樁體包含有多個相互連接的樁體，且多個樁體形成非直線排列，從而有效的提高樁體在不同方向的抗承壓力。本領域技術人員還應當理解，驅動器系統(tǒng)1和傳動系統(tǒng)5都可以采用現(xiàn)有技術，如驅動器系統(tǒng)可以采用電驅動或油壓驅動，傳動系統(tǒng)則是將主動鉆桿2的動力傳遞給從動鉆桿3，可以采用機械傳動的方式。

本實施例的鉆桿機構4是一個獨立的機構，在鉆孔作業(yè)過程中，當鉆孔深度需要改變時，通過外部機構連接鉆桿機構4從而延伸鉆桿機構4的長度，鉆桿機構4本身的長度不發(fā)生改變，也即構成下潛動力頭，從而可以克服現(xiàn)有技術鉆桿長度過長導致鉆孔作業(yè)時受阻力大，無法保證垂直度的缺陷。

要形成不在同一直線上的結構，主動鉆桿2和從動鉆桿3的總數(shù)必須大于或等于3，如圖3所示，鉆桿機構4包括4個主動鉆桿2和6個從動鉆桿3，鉆桿總數(shù)為10個，鉆桿機構4形成T型；如圖4所示，鉆桿機構4包含1個主動鉆桿2和2個從動鉆桿3，鉆桿機構4形成L型結構，如圖5所示，鉆桿機構4包含1個主動鉆桿2和3個從動鉆桿3，鉆桿機構4形成T型結構，如圖6所示，鉆桿機構4包含4個主動鉆桿2和7個從動鉆桿3，鉆桿總數(shù)為11，鉆桿機構4形成異型結構，如圖7所示，鉆桿機構4包含1個主動鉆桿2和4個從動鉆桿3，鉆桿總數(shù)為5，鉆桿機構4形成十字形結構。

主動鉆桿2連接驅動器系統(tǒng)1，如圖4、圖5和圖7所示，當鉆桿機構4中只有一根主動鉆桿2時，該主動鉆桿2通過傳動系統(tǒng)5連接其余的從動鉆桿3并能帶動其余的從動鉆桿3轉動，也就是說，本發(fā)明的下潛動力頭的鉆桿機構4是同步轉動的。

如圖3和圖6所示，當鉆桿機構4中有至少兩根主動鉆桿2連接驅動器系統(tǒng)1時，每兩根相鄰的主動鉆桿2中間至少間隔一根從動鉆桿3。這種設計，一方面是為了減少不必要的能耗，另一方面，當兩根主動鉆桿2相互連接，需要提供差速器，會增加制造成本。

在本實施例中，如圖1和圖2所示，驅動器系統(tǒng)1包括支撐架6和固定與支撐架6上的驅動器7，驅動器7位于主動鉆桿2上方并與主動鉆桿2相連，驅動器7包括油缸7a，變速器7b，油缸7a連接變速器7b，變速器7b連接主動鉆桿2的頂部，當油缸轉動時，通過變速器7b帶動主動鉆桿2轉動，本領域技術人員也可以選擇用電機替換油缸7a。

傳動系統(tǒng)5包括由至少一個齒輪箱8和至少一個鏈輪箱9組成的復合傳動機構，眾所周知，齒輪箱8傳動時，相鄰的兩根鉆桿的轉動方向相反，用鏈輪箱9傳動時，相鄰的兩根鉆桿的轉動方向相同，通過設置至少一個齒輪箱8，從而使鉆桿機構4中的鉆桿至少有一根與其他的鉆桿轉動方向相反，從而平衡鉆桿機構4所受的反力矩，降低鉆桿組件4受到的扭力。

優(yōu)選方案，至少有一根主動鉆桿2分別通過齒輪箱8和鏈輪箱9連接一根從動鉆桿3。如上所述，當主動鉆桿2分別通過鏈輪箱9和齒輪箱8帶動從動鉆桿3時，從動鉆桿3的轉動方向與主動鉆桿2的轉動方向相同或相反，因此主動鉆桿2收到的扭矩得以平衡，工作穩(wěn)定性得到提高。傳動方式不僅限于齒輪箱及鏈輪箱，也可以是其它傳動方式的組合。

更有選的方案，當主動鉆桿2有多根時，每根主動鉆桿2分別通過齒輪箱8和鏈輪箱9連接一根從動鉆桿3，也就是使每根主動鉆桿2都得以平衡扭矩，從而平衡整個鉆桿機構4的受力。

結合圖3、圖6和圖7所示，鉆桿機構4包括至少一排中心線在同一平面上的橫向鉆桿組件10以及至少一排中心線在同一平面上的豎向鉆桿組件11，所述的橫向鉆桿組件10與豎向鉆桿組件11垂直且相互連接，橫向鉆桿組件10和豎向鉆桿組件11至少共用一個主動鉆桿2或從動鉆桿3從而使橫向鉆桿組件10和豎向主桿組件11形成一個相互連接的緊密結構。

優(yōu)選方案，如圖3所示，橫向鉆桿組件10和豎向鉆桿組件11用傳動系統(tǒng)5相互連接形成T字型結構，用于制作T形樁，且橫向鉆桿組件10和豎向鉆桿組件11分別包括至少一根主動鉆桿2，所述的橫向鉆桿組件10和豎向鉆桿組件11上分別至少設有一個齒輪箱8，從而使每個橫向鉆桿組件10和豎向鉆桿組件11都形成扭矩平衡，而用這種結構制作的T形狀攪拌均勻，結構強度得到明顯提高。

鉆桿機構4還包括連接主動鉆桿2和從動鉆桿3且能保持主動鉆桿和從動鉆桿在豎直方向位置的保持架12，所述的保持架12呈水平設置，根據(jù)鉆頭的入土情況還可以高低錯開布置，以減少入土的阻力且與支撐架6固定連接，主動鉆桿2和從動鉆桿3分別與保持架12轉動連接。保持架包括套設在每根主動鉆桿2和從動鉆桿3上的保持套12a，以及連接每兩個相鄰的保持套12a的保持柱12b，保持柱12b通過連接柱與支撐架6形成固連,起到保持主動鉆桿2和從動鉆桿3在豎直方向的位置的作用，從而在鉆孔作業(yè)時能保證樁的垂直度，提高樁體的質量。

支撐架6內(nèi)設有氣管13和泥漿管14，所述的主動鉆桿2中間具有呈中空的輸料通道15，所述的氣管13和泥漿管14分別連通輸料通道15，在主動鉆桿2上還設有能讓氣體輸出到主動鉆桿2外部的輸氣孔16以及能將泥漿輸出到主動鉆桿2外部的輸漿孔17。也就是說，在鉆桿機構4工作時，能提供噴漿及噴氣攪拌的效果，這用于制作水泥土攪拌樁時具有較好的作用，但不僅限于噴氣及噴漿，也可以噴其它化學材料等。

在本實施例中，結合圖8所示，輸料通道15包括氣體通道18以及套設在氣體通道18外部的泥漿通道19，所述的氣體通道18連通輸氣孔16，泥漿通道19連通輸漿孔17，所述的輸氣孔16位于主動鉆桿2底部的鉆頭20上，在鉆頭20上方設有若干輸漿攪拌葉21，所述的輸漿攪拌葉21呈中空狀且連通泥漿通道19，輸漿孔17位于輸漿攪拌葉21遠離主動鉆桿2的一端且輸漿孔17開口朝下。如圖8所示，輸氣孔16沿鉆頭20的周向均勻設置，鉆頭20上且在與輸氣孔16對應的位置設有壓縮空氣噴嘴16a，從而使輸氣孔16輸出的空氣形成壓力較大的壓縮空氣，使鉆頭20在轉動過程中，通過壓縮空氣對周圍的泥土形成切割作用，提高鉆頭的工作效率的同時，也有利于泥土與輸漿孔17中輸出的泥漿進行混合，提高混合效率，也就提高了樁體的質量。

如圖1所示，主動鉆桿2上設有一個能使氣體通道18和泥漿通道19分別連通氣管13和泥漿管14的分料機構22。這是由于，在鉆桿機構4工作過程中，主動鉆桿2和從動鉆桿3都是轉動的，而氣管13和泥漿管14則是周向靜止的，因此需要一個動靜連接機構進行轉換，分料機構22即起到這個作用。

具體的說，結合圖9所示，分料機構22包括固定于支撐架6上且套設在主動鉆桿2外部的分料筒23，分料筒23與主動鉆桿2密封連接，還包括位于主動鉆桿2外壁并向內(nèi)凹陷的呈環(huán)形的布料環(huán)24，分料筒23位于布料環(huán)24的上下兩側均設有密封圈，主動鉆桿2內(nèi)設有相互連通的橫向進料通道25和豎向進料通道26，所述的布料環(huán)24連通橫向進料通道25，所述的豎向進料通道26連通泥漿通道19，所述的豎向進料通道26內(nèi)還設有一個與豎向進料通道26密封連接的豎向輸氣通道27，在豎向輸氣通道27上設有一個進氣孔28且進氣孔28延伸出主動鉆桿2外壁，主動鉆桿2的外壁與進氣孔28對應的位置也可以設置環(huán)形的凹槽，分料筒23位于進氣孔28的上下兩側均設有密封圈，所述的氣管13和泥漿管14與分料筒23密封固定連接，可通過法蘭實現(xiàn)密封固定，當本下潛動力頭在上下運動時，氣管13和泥漿管14可采用軟管，并用卷揚機進行縮放，氣管13和泥漿管14的位置與進氣孔28和布料環(huán)24相對應使氣體和泥漿可以分別通過氣管13和泥漿管14進入到主動鉆桿2中，相互不產(chǎn)生干擾。

所述的主動鉆桿2和從動鉆桿3上分別設有若干相互平行的攪拌槳29，且相鄰的兩根鉆桿之間的攪拌槳29相互交錯設置，可以切掉鉆桿間淤積的泥土并在攪拌槳29的攪拌下使泥漿均勻分布在樁槽內(nèi)，在攪拌槳的作用下能充分的破碎土體，之后把噴出的泥漿進行多次充分攪拌得到性能更好的攪拌樁體，同時也起到了護樁的作用。

本發(fā)明的工作過程是：支撐架6用于連接加長桿，加長桿設置在樁機上，驅動器7固定在支撐架6內(nèi)，當驅動器7帶動主動鉆桿2周向轉動時，主動鉆桿2通過齒輪箱8和鏈輪箱9帶動從動鉆桿3反向和正向轉動，抵消主動鉆桿2收到的扭矩，使主動轉動2受力平衡，空氣和泥漿分別通過氣管13和泥漿管14輸入到主動鉆桿2的氣體通道18和泥漿通道19中，并通過輸氣孔16和輸漿孔17輸出，由于在輸氣孔16對應的位置設置了壓縮空氣噴嘴16a，壓縮空氣對泥土形成切合，有利于鉆頭20的轉動效率提高，又由于輸漿孔17設置在輸漿攪拌葉21上且開口朝下，因此，切割后的泥土迅速與泥漿形成攪拌混合，形成泥漿分布均勻的水泥土攪拌樁，基于鉆桿機構4的非直線形分布，形成一種呈多邊、多角度的異形樁，這種異形樁具有能承受多方壓力、扭力的作用，從而克服現(xiàn)有的水泥土攪拌樁強度不高的缺點。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了驅動器系統(tǒng)1、主動鉆桿2、從動鉆桿3、鉆桿機構4、傳動系統(tǒng)5、支撐架6、驅動器7、油缸7a、變速器7b、齒輪箱8、鏈輪箱9、橫向鉆桿組件10、豎向鉆桿組件11、保持架12、保持套12a、保持柱12b、氣管13、泥漿管14、輸料通道15、輸氣孔16、壓縮空氣噴嘴16a、輸漿孔17、氣體通道18、泥漿通道19、鉆頭20、輸漿攪拌葉21、分料機構22、分料筒23、布料環(huán)24、橫向進料通道25、豎向進料通道26、豎向輸氣通道27、進氣孔28、攪拌槳29等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。