旋挖钻机水龙头论文和设计-张金龙

全文摘要

本实用新型提供了一种旋挖钻机水龙头，涉及建筑施工设备技术领域，包括空心轴、上连接组件、泥浆管路、进浆三通、反扭组件以及下连接组件。本实用新型提供的旋挖钻机水龙头，设置在钻机的钻杆和钻头之间，利用空心轴与泥浆管路相连通进行泥浆的输送，实现泥浆从静止的管路到旋转的钻头中的效果，后续泥浆从钻头钻出的孔中向上排出，有效的保证了泥浆对钻头的冷却作用，反扭组件的设置能够与井壁之间形成良好的抵接作用，不仅抵消了空心轴旋转过程中产生扭矩，实现了外界泥浆管路在空心轴外侧的稳定性，同时也保证了钻机沿轴线钻进的稳定。

主设计要求

1.旋挖钻机水龙头，其特征在于：包括空心轴(100)、设置于所述空心轴(100)上端且用于与钻杆相连的上连接组件(200)、套设于所述空心轴(100)外周且与所述空心轴(100)的内腔连通的进浆三通(700)、出口与所述进浆三通(700)的侧部入口相连的泥浆管路(300)、套设于所述空心轴(100)的外周且与井壁(800)抵接的反扭组件(400)以及设置于所述空心轴(100)下端且用于与钻头连通的下连接组件(500)，所述反扭组件(400)位于所述进浆三通(700)的下方，所述反扭组件(400)包括套设于所述空心轴(100)外周且与所述空心轴(100)转动连接的壳体(410)以及若干个设置于所述壳体(410)外周且向外延伸的弹性伸缩轮(420)。

设计方案

2.如权利要求1所述的旋挖钻机水龙头，其特征在于：所述壳体(410)与所述进浆三通(700)之间设有上法兰(430)，所述壳体(410)的下端设有与所述壳体(410)可拆卸连接的下法兰(440)，所述上法兰(430)与所述进浆三通(700)之间可拆卸连接，所述上法兰(430)与所述壳体(410)之间可拆卸连接。

3.如权利要求2所述的旋挖钻机水龙头，其特征在于：所述弹性伸缩轮(420)在所述空心轴(100)的外周设有四个，且四个所述弹性伸缩轮(420)在圆周方向上均匀排布。

4.如权利要求2或3所述的旋挖钻机水龙头，其特征在于：所述弹性伸缩轮(420)包括两个设置于所述壳体(410)的外周且向外延伸的外伸柱(421)、分别套设于所述外伸柱(421)外周的弹簧(422)、与所述外伸柱(421)在所述外伸柱(421)的轴向上滑动连接的滚轮座(423)以及与所述滚轮座(423)滚动连接且外周用于与所述井壁(800)抵接的滚轮(424)，所述外伸柱(421)的外端设有限位块(425)，所述滚轮座(423)的底板设置于所述弹簧(422)和所述限位块(425)之间。

5.如权利要求2所述的旋挖钻机水龙头，其特征在于：所述上法兰(430)的外周设有第一油嘴(431)，所述上法兰(430)的内壁的轴向两端设有两个背向设置的第一油封(432)，所述下法兰(440)的内壁上设有两个同向设置的第二油封(441)。

6.如权利要求2所述的旋挖钻机水龙头，其特征在于：所述壳体(410)的轴向上设有至少两个第二油嘴(411)。

7.如权利要求2所述的旋挖钻机水龙头，其特征在于：所述空心轴(100)的外周设有承托环(110)，所述承托环(110)的上方设有位于所述空心轴(100)与所述上法兰(430)之间的圆锥滚子轴承(120)，所述承托环(110)的下方设有位于所述空心轴(100)与所述壳体(410)之间的推力轴承(130)，所述壳体(410)的轴向下端与所述空心轴(100)之间还设有圆柱滚子轴承(140)。

8.如权利要求1所述的旋挖钻机水龙头，其特征在于：所述进浆三通(700)的轴向两端分别与所述空心轴(100)之间设有车式密封圈(710)。

9.如权利要求1所述的旋挖钻机水龙头，其特征在于：所述上连接组件(200)包括用于封堵所述空心轴(100)的上口的封堵件(210)以及设置于所述封堵件(210)上方且与旋挖钻机钻杆相连的方接头(220)。

10.如权利要求1所述的旋挖钻机水龙头，其特征在于：所述井壁(800)的上口设有用于抽取所述井壁(800)内泥浆的钻井泵，所述泥浆管路(300)的入口端与钻井泵的出口端相连。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于建筑施工设备技术领域，更具体地说，是涉及一种旋挖钻机水龙头。

背景技术

旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机器，普通旋挖钻机只能对沙土层、粘土层、粉质土层等松软的土层施工，对于岩层就束手无策，要想对岩层施工必须选用钻井用钻头进行钻进，而钻井用钻头由于在钻进过程中会产生大量的热，所以需要在钻进时进行冷却，这就需要将钻机和水龙头配套使用，由于普通水龙头只能配合钻机进行地面以上部位的钻进，不适合同钻头共同在岩层中进出，所以不能有效的应用于岩层的钻进中，不具有实用性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供旋挖钻机水龙头，以解决现有技术中存在的利用钻头进行岩层钻进时没有对应的冷却设备、难以保证钻杆的冷却效果的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供旋挖钻机水龙头，包括空心轴、设置于空心轴上端且用于与钻杆相连的上连接组件、套设于空心轴外周且与空心轴的内腔连通的进浆三通、出口与进浆三通的侧部入口相连的泥浆管路、套设于空心轴的外周且与井壁抵接的反扭组件以及设置于空心轴下端且用于与钻头连通的下连接组件，反扭组件位于进浆三通的下方，反扭组件包括套设于空心轴外周且与空心轴转动连接的壳体以及若干个设置于壳体外周且向外延伸的弹性伸缩轮。

作为进一步的优化，壳体与进浆三通之间设有上法兰，壳体的下端设有与壳体可拆卸连接的下法兰，上法兰与进浆三通之间可拆卸连接，上法兰与壳体之间可拆卸连接。

作为进一步的优化，弹性伸缩轮在空心轴的外周设有四个，且四个弹性伸缩轮在圆周方向上均匀排布。

作为进一步的优化，弹性伸缩轮包括两个设置于壳体的外周且向外延伸的外伸柱、分别套设于外伸柱外周的弹簧、与外伸柱在外伸柱的轴向上滑动连接的滚轮座以及与滚轮座滚动连接且外周用于与井壁抵接的滚轮，外伸柱的外端设有限位块。

作为进一步的优化，上法兰的外周设有第一油嘴，上法兰的内壁的轴向两端设有两个背向设置的第一油封，下法兰的内壁上设有两个同向设置的第二油封。

作为进一步的优化，壳体的轴向上设有至少两个第二油嘴。

作为进一步的优化，空心轴的外周设有承托环，承托环的上方设有位于空心轴与上法兰之间的圆锥滚子轴承，承托环的下方设有位于空心轴与壳体之间的推力轴承，壳体的轴向下端与空心轴之间还设有圆柱滚子轴承。

作为进一步的优化，进浆三通的轴向两端分别与空心轴之间设有车式密封圈。

作为进一步的优化，上连接组件包括用于封堵空心轴的上口的封堵件以及设置于封堵件上方且与旋挖钻机钻杆相连的方接头。

作为进一步的优化，井壁的上口设有用于抽取井壁内泥浆的钻井泵，泥浆管路的入口端与钻井泵的出口端相连。

本实用新型提供的旋挖钻机水龙头的有益效果在于：本实用新型提供的旋挖钻机水龙头，设置在钻机的钻杆和钻头之间，利用空心轴与泥浆管路相连通进行泥浆的输送，实现泥浆从静止的管路到旋转的钻头中的效果，后续泥浆从钻头钻出的孔中向上排出，有效的保证了泥浆对钻头的冷却作用，反扭组件的设置能够与井壁之间形成良好的抵接作用，不仅抵消了空心轴旋转过程中产生扭矩，实现了外界泥浆管路在空心轴外侧的稳定性，同时也保证了钻机沿轴线钻进的稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的旋挖钻机水龙头的主视局部剖视结构示意图；

图2为图1中Ⅰ的局部放大结构示意图；

图3为图1中上法兰、第一油嘴和第一油封的剖视结构示意图；

图4为图1中弹性伸缩轮的俯视结构示意图；

其中，图中各附图标记：

100-空心轴；110-承托环；120-圆锥滚子轴承；130-推力轴承；140-圆柱滚子轴承；200-上连接组件；210-封堵件；220-方接头；300-泥浆管路；400-反扭组件；410-壳体；411-第二油嘴；420-弹性伸缩轮；421-外伸柱；422-弹簧；423-滚轮座；424-滚轮；425-限位块；430-上法兰；431-第一油嘴；432-第一油封；440-下法兰；441-第二油封；500-下连接组件；700-进浆三通；710-车式密封圈。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1至图4，现对本实用新型提供的旋挖钻机水龙头进行说明。旋挖钻机水龙头，包括空心轴100、设置于空心轴100上端且用于与钻杆相连的上连接组件200、套设于空心轴100外周且与空心轴100的内腔连通的进浆三通700、出口与进浆三通700的侧部入口相连的泥浆管路300、套设于空心轴100的外周且与井壁抵接的反扭组件400以及设置于空心轴100下端且用于与钻头连通的下连接组件500，反扭组件位于进浆三通700的下方，反扭组件400包括套设于空心轴100外周且与空心轴100转动连接的壳体410以及若干个设置于壳体410外周且向外延伸的弹性伸缩轮420。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

泥浆管路通过进浆三通将外部的泥浆输送至空心轴中，空心轴的侧壁上设有与进浆三通的腔体连通的孔，进浆三通的内部设置了能与空心轴同步旋转的内圈，进浆三通的外部壳体则与进浆管路相连处于静止状态，进浆三通能够实现将液体供入旋转的空心轴中的效果，空心轴的上下两端分别通过上连接组件和下连接组件分别与上方的钻杆和下方的钻头相连，用于传递旋挖钻钻进时所需的扭矩，空心轴与钻杆和钻头尾同步旋转的状态，泥浆通过钻头下端到达钻孔部位的过程，泥浆对旋转的钻头有良好的冷却作用，泥浆不断的从钻头下端流至钻头所转成的孔中，也就是井壁中，并通过钻井泵的抽取实现从井壁上端向外排出，实现泥浆的有序带出，起到排屑的作用，同时对钻头进行冷却保证钻头持续钻进。旋挖钻机的钻头在持续钻进的过程中，空心轴和钻杆以及钻头同步旋转，进浆三通与进浆管路相连，实现将固定部件中泥浆送入旋转的中心轴中的作用。

壳体设置在中心轴的外周，与中心轴之间设有轴承，壳体外周的弹性伸缩轮能够与井壁之间抵接，形成良好的卡紧作用，一方面在中心轴转动的过程中由于存在轴承以及密封构件，所以中心轴会传递给壳体一个扭矩，而弹性伸缩轮与井壁之间的抵接，能够很好的对该扭矩进行抵消，进而保证整个反扭装置处于非旋转的静止状态，避免反扭装置随中心轴出现转动造成的设备不稳定的现象，另一方面弹性伸缩轮在壳体的外周设置多个，便于保证中心轴的轴心位于井壁形成的孔的中心处，使钻头在钻进过程中能够沿其轴线持续钻进，避免发生钻进偏斜的问题。

本实用新型提供的旋挖钻机水龙头，与现有技术相比，本实用新型提供的旋挖钻机水龙头，设置在钻机的钻杆和钻头之间，利用空心轴与泥浆管路相连通进行泥浆的输送，实现泥浆从静止的管路到旋转的钻头中的效果，后续泥浆从钻头钻出的孔中向上排出，有效的保证了泥浆对钻头的冷却作用，反扭组件的设置能够与井壁之间形成良好的抵接作用，不仅抵消了空心轴旋转过程中产生扭矩，实现了外界泥浆管路在空心轴外侧的稳定性，同时也保证了钻机沿轴线钻进的稳定。

请一并参阅图1和图4，作为本实用新型提供的旋挖钻机水龙头的一种具体实施方式，壳体410与进浆三通700之间设有上法兰430，壳体410的下端设有与壳体410可拆卸连接的下法兰440，上法兰430与进浆三通700之间可拆卸连接，上法兰430与壳体410之间可拆卸连接。在本实用新型的描述中，“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。上法兰实现壳体与空心轴之间的密封，下法兰实现壳体与中心轴之间的密封，保证壳体内部润滑油的良好密封。

请一并参阅图1和图4，作为本实用新型提供的旋挖钻机水龙头的一种具体实施方式，弹性伸缩轮420在空心轴100的外周设有四个，且四个弹性伸缩轮420在圆周方向上均匀排布。弹性伸缩轮的数量设置为三个以上的形式，因为在圆周方向上要想保证轴心的稳定，设置三个向外的支撑点即可实现，所以设置数量最少选择为三个。

本实施例中采用在圆周方向上均匀排布四个弹性伸缩轮的形式，相当于间隔九十度设置有一个弹性伸缩轮，弹性伸缩轮在同一平面上向四个方向进行外伸，有效的保证了与井壁之间的抵接作用，避免中心轴轴线发生偏移。

请一并参阅图1和图4，作为本实用新型提供的旋挖钻机水龙头的一种具体实施方式，弹性伸缩轮420包括两个设置于壳体410的外周且向外延伸的外伸柱421、分别套设于外伸柱421外周的弹簧422、与外伸柱421在外伸柱421的轴向上滑动连接的滚轮座423以及与滚轮座423滚动连接且外周用于与井壁800抵接的滚轮424，外伸柱421的外端设有限位块425。外伸柱设置为两个，且在其外周分别套设有弹簧，弹簧的外端设置滚轮座，用于安装滚轮，外伸柱外端的限位块能够避免滚轮座从外伸柱的外端脱出，正常状态下，弹簧处于压缩状态，滚轮的外端与井壁之间抵接，有效的抵消掉了密封件以及轴承传递给壳体的扭矩，避免了壳体的转动。

作为其中一个实施例，滚轮座可以采用底板以及两个板面垂直于底板的板面设置于底板的外侧的支板的形式，两支板之间设有滚轮轴，滚轮位于滚轮轴的外周，实现滚轮与支板滚动连接。

请一并参阅图1至图2，作为本实用新型提供的旋挖钻机水龙头的一种具体实施方式，上法兰430的外周设有第一油嘴431，上法兰430的内壁的轴向两端设有两个背向设置的第一油封432，下法兰440的内壁上设有两个同向设置的第二油封441。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。上法兰与进浆三通可拆卸连接，本实施例中采用螺栓连接的形式，螺栓贯穿进浆三通、上法兰后与壳体螺纹连接，实现三个部件的稳定连接，上法兰侧部的第一油嘴用于向上法兰与进浆三通的下端外周之间注射润滑油，上法兰轴向两端的两个背向设置的第一油封由于避免润滑油向上方以及下方两个方向的外漏，所以第一油封采用背向设置的方式；设置在下法兰上的第二油封由于避免壳体中部的腔体中用于润滑轴承的润滑油的外漏，由于该处密封是为了避免向下方露出，所以两个第二油封采用同向设置的方式，具有密封严密的作用。第一油封和第二油封均采用GB\/T 13871.1-2007中的FB类型，便于保证良好的密封性能。

请参阅图1，作为本实用新型提供的旋挖钻机水龙头的一种具体实施方式，壳体410的轴向上设有至少两个第二油嘴411。壳体与中心轴中间设置的轴承用于实现二者之间的转动连接，为了减低摩擦阻力，在壳体的外周设置油嘴对壳体与中心轴之间的腔体内注入润滑油，为了实现该区域润滑油注入覆盖的全面性，在壳体的轴向两端外周设置至少两个第二油嘴，本实施例中采用设置两个的形式，分别位于壳体轴向的上部和下部外侧。

请一并参阅图1至图2，作为本实用新型提供的旋挖钻机水龙头的一种具体实施方式，空心轴100的外周设有承托环110，承托环110的上方设有位于空心轴100与上法兰430之间的圆锥滚子轴承120，承托环110的下方设有位于空心轴100与壳体410之间的推力轴承130，壳体410的轴向下端与空心轴100之间还设有圆柱滚子轴承140。承托环通过圆锥滚子轴承实现与上法兰之间的轴向定位，通过下方的推力轴承实现与壳体之间的轴向定位，在壳体位置稳定的情况下，其他部件通过与壳体的连接，实现各部件的轴向位置的稳定。

请参阅图1，作为本实用新型提供的旋挖钻机水龙头的一种具体实施方式，进浆三通700的轴向两端分别与空心轴100之间设有车式密封圈710。由于进浆三通实现的是静止的进浆管路与旋转的中心轴之间的连通，所以对于该旋转构件要求的密封性能较高，本实施例采用车氏密封，能够有效的保证流体从进浆管路到中心轴之间传输的密封性，避免发生漏洒等问题。

请参阅图1，作为本实用新型提供的旋挖钻机水龙头的一种具体实施方式，上连接组件200包括用于封堵空心轴100的上口的封堵件210以及设置于封堵件210上方且与旋挖钻机钻杆相连的方接头220。上连接件用于和上方的钻杆相连，用于将上端钻杆传递来的扭矩传递给空心轴继而传递给钻头的作用，其采用封堵件结合方接头的连接形式，封堵件能够从上方对空心轴的上口进行封堵，方接头则用于与钻杆连接。在实际应用过程中，方接头始终安装于钻杆上，封堵件则安装在空心轴的上，当旋挖钻机进行岩层钻进需要安装该水龙头时则可以直接通过封堵件与方接头之间的螺纹连接实现水龙头与钻杆的连接，这样可以避免经常利用空心轴上端进行连接造成对空心轴的损坏，便于延长水龙头的整体使用寿命。

作为本实用新型提供的旋挖钻机水龙头的一种具体实施方式，井壁800的上口设有用于抽取井壁内泥浆的钻井泵，泥浆管路300的入口端与钻井泵的出口端相连。井壁内部存在从空心轴流至钻头处的泥浆，同时还存在钻头在钻进过程中岩层的碎屑产生的泥浆，通过钻井泵将井壁中的上述两部分泥浆统一抽出，泥浆管路的进口与钻井泵的出口相连的形式，则实现了抽出的泥浆的回用，实现返浆的目的，泥浆循环用于对钻头的冷却，具有良好的经济效果。

本实用新型提供的旋挖钻机水龙头，设置在钻机的钻杆和钻头之间，利用空心轴与泥浆管路相连通进行泥浆的输送，实现泥浆从静止的管路到旋转的钻头中的效果，后续泥浆从钻头钻出的孔中向上排出，有效的保证了泥浆对钻头的冷却作用，反扭组件的设置能够与井壁之间形成良好的抵接作用，不仅抵消了空心轴旋转过程中产生扭矩，实现了外界泥浆管路在空心轴外侧的稳定性，同时也保证了钻机沿轴线钻进的稳定。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

旋挖钻机水龙头论文和设计

旋挖钻机水龙头论文和设计-张金龙

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