一种微扰动切削搅拌钻头结构的制作方法

本技术涉及一种地基加固施工的切削搅拌注浆设备，具体涉及一种微扰动切削搅拌钻头结构。

背景技术：

1、水泥搅拌地基加固是用于加固饱和软黏土地基的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过切削注浆搅拌系统将水泥与地基土强制性搅拌，利用固化剂和地基土之间所产生的一系列物理化学反应，使地基土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基。切削注浆搅拌装置用回转的搅拌叶片将压入软土内的水泥浆与周围软土强制拌和形成泥加固体。

2、现有的切削注浆搅拌系统通常包括：管路连通的贮浆器、注浆泵和切削注浆搅拌组件。而其中所述的切削注浆搅拌组件又包括：钻杆，所述钻杆上端与注浆泵的输出管路通过导流器相连接；切削搅拌钻头，所述切削搅拌钻头与钻杆下端连接；搅拌钻机，所述搅拌钻机包括机体，与机体连接的立柱；动力头，动力头与搅拌钻机的立柱滑动连接，所述动力头设置有钻杆抱紧装置；其中所述导流器、钻杆和切削搅拌钻头内均设置有导通的喷浆通道。

3、现有钻头结构存在的功能问题是：一是钻头随钻机正转打入地基，反转退出地基，旋转方向单一固定，无法显著的扰乱注入的水泥浆，导致水泥浆与地基土搅拌混合不够充分。二是现有钻头的结构多采用一体构造，一旦某个刀头、搅拌叶片磨损，只能整个钻头更换，难以维修，导致维护成本大。

4、因此，需要设计一款能够充分扰乱水泥浆，且钻头组件更换便捷，维护成本低的钻头结构。

技术实现思路

1、本实用新型为了解决上述技术的不足，提供了一种微扰动切削搅拌钻头结构。

2、本实用新型的技术方案：一种微扰动切削搅拌钻头结构，包括钻头杆、一对搅拌叶片、扰流器、刀座、切削刀头及顶部刀头，该钻头杆包括与钻杆连接的连接端、及深入地基的钻头端，所述顶部刀头同轴固定设置于钻头端端面，所述刀座、一对搅拌叶片由钻头端至连接端依次设置，且沿径向连接于钻头杆外周面，所述刀座上设置有若干个切削刀头，所述扰流器包括套管、摆动杆、扭簧、垫片及螺母，该套管套设于钻头杆上做旋转配合，且位于一对搅拌叶片之间，所述钻头杆对应套管轴向两端设有限位凸缘，所述套管外周面沿径向设有一对支撑臂，该支撑臂中段位置处对应钻头杆轴向设有铰接柱，所述摆动杆轮廓与支撑臂适配，中段位置设有与铰接柱套合的沉头孔，所述扭簧套设于铰接柱上，一端与铰接柱固定，另一端与沉头孔固定，所述垫片、螺母套设于铰接柱上且位于沉头孔内，轴向限制扭簧、摆动杆脱离铰接柱，靠近摆动杆一侧的搅拌叶片上，设有延伸至摆动杆位置的拨动杆，该拨动杆随搅拌叶片周转，拨动摆动杆相对支撑臂错开。

3、采用上述技术方案，钻机驱动钻头进入地基，钻头上的切屑刀头随旋转对地基土进行挖掘，在挖掘过程中注入泥浆水，通过搅拌叶片的旋转对地基土和泥浆水进行搅拌混合，在地基中形成水泥土柱混合液，当钻头达到目标深度后，反转退出地基，同时利用反向旋转对混合液进行反向搅拌。

4、这是ims微扰动切削搅拌的传统步骤，而本实用新型通过设置的扰流器，利用套设在钻头杆上周向旋转、轴向固定的套管，使扰流器与钻头杆之间形成旋转差速，在套管支撑臂上旋转设置的摆动杆，在转速差的作用下，间断性与搅拌叶片上的拨动杆接触，拨动杆驱动摆动杆相对支撑臂旋转错开，且错开方向与搅拌叶片的旋转方向相反，形成扰流效果，在摆动杆错开时，扭簧压缩驱动摆动杆复位，便形成了循环往复的扰流。

5、相比传统钻头只能单程单一方向的搅拌，本实用新型在设置扰流器后，在搅拌叶片搅拌的同时，扰流器交替性产生反向的搅拌，扰乱搅拌叶片回转式形成的流体流动方向，使得水泥浆与地基土的混合搅拌更加充分，所形成的水泥土柱的质量提升，从而保证了水泥搅拌地基加固的质量。

6、本实用新型的进一步设置：所述钻头杆的连接端端面设置有注浆孔，所述钻头端外周面设有贯穿至注浆孔的出浆孔。

7、采用上述技术方案，通过设置注浆孔、出浆孔，使得泥浆水穿过钻头杆，从更靠近切削刀头的一侧排出。

8、本实用新型的进一步设置：所述一对搅拌叶片相互垂直。

9、采用上述技术方案，搅拌叶片相互错位，增强搅拌效果。

10、本实用新型的进一步设置：所述钻头端端面设有凹槽，该凹槽内设有横筋，所述横筋上设有螺孔，所述顶部刀头包括刃部及安装部，该安装部插设于凹槽内，所述安装部对应横筋设有横槽，所述顶部刀头对应螺孔位置设有第三螺栓沉孔，该顶部刀头与横筋通过螺栓固定。

11、采用上述技术方案，使得顶部刀头可以拆卸更换，简便养护工作，降低养护成本。

12、本实用新型的进一步设置：所述钻头端外周面设有与刀座适配的安装槽，所述刀座插设于安装槽内，该刀座中段设有第一连接孔，所述钻头端外周面对应第一连接孔位置设有贯穿至安装槽的第一螺栓沉孔，该钻头端与刀座通过螺栓固定，所述刀座上设有若干个适配切削刀头的刀头槽，该切削刀头设有第二连接孔，所述刀座对应第二连接孔位置设有第二螺栓沉孔，该刀座与切削刀头通过螺栓固定。

13、采用上述技术方案，使得切削刀头可以拆卸更换，简便养护工作，降低养护成本。

14、本实用新型的有益效果：通过扰流器的结构设计，使得钻头旋转过程中，产生反向拨动扰乱泥浆水流向，使得泥浆水与地基土的搅拌混合更充分。通过顶部刀头、切削刀头的可拆卸设置，使得钻头的养护成本降低。

技术特征：

1.一种微扰动切削搅拌钻头结构，其特征在于：包括钻头杆、一对搅拌叶片、扰流器、刀座、切削刀头及顶部刀头，该钻头杆包括与钻杆连接的连接端、及深入地基的钻头端，所述顶部刀头同轴固定设置于钻头端端面，所述刀座、一对搅拌叶片由钻头端至连接端依次设置，且沿径向连接于钻头杆外周面，所述刀座上设置有若干个切削刀头，所述扰流器包括套管、摆动杆、扭簧、垫片及螺母，该套管套设于钻头杆上做旋转配合，且位于一对搅拌叶片之间，所述钻头杆对应套管轴向两端设有限位凸缘，所述套管外周面沿径向设有一对支撑臂，该支撑臂中段位置处对应钻头杆轴向设有铰接柱，所述摆动杆轮廓与支撑臂适配，中段位置设有与铰接柱套合的沉头孔，所述扭簧套设于铰接柱上，一端与铰接柱固定，另一端与沉头孔固定，所述垫片、螺母套设于铰接柱上且位于沉头孔内，轴向限制扭簧、摆动杆脱离铰接柱，靠近摆动杆一侧的搅拌叶片上，设有延伸至摆动杆位置的拨动杆，该拨动杆随搅拌叶片周转，拨动摆动杆相对支撑臂错开。

2.根据权利要求1所述的一种微扰动切削搅拌钻头结构，其特征在于：所述钻头杆的连接端端面设置有注浆孔，所述钻头端外周面设有贯穿至注浆孔的出浆孔。

3.根据权利要求2所述的一种微扰动切削搅拌钻头结构，其特征在于：所述一对搅拌叶片相互垂直。

4.根据权利要求3所述的一种微扰动切削搅拌钻头结构，其特征在于：所述钻头端端面设有凹槽，该凹槽内设有横筋，所述横筋上设有螺孔，所述顶部刀头包括刃部及安装部，该安装部插设于凹槽内，所述安装部对应横筋设有横槽，所述顶部刀头对应螺孔位置设有第三螺栓沉孔，该顶部刀头与横筋通过螺栓固定。

5.根据权利要求4所述的一种微扰动切削搅拌钻头结构，其特征在于：所述钻头端外周面设有与刀座适配的安装槽，所述刀座插设于安装槽内，该刀座中段设有第一连接孔，所述钻头端外周面对应第一连接孔位置设有贯穿至安装槽的第一螺栓沉孔，该钻头端与刀座通过螺栓固定，所述刀座上设有若干个适配切削刀头的刀头槽，该切削刀头设有第二连接孔，所述刀座对应第二连接孔位置设有第二螺栓沉孔，该刀座与切削刀头通过螺栓固定。

技术总结
一种微扰动切削搅拌钻头结构，包括钻头杆、一对搅拌叶片、扰流器、刀座、切削刀头及顶部刀头，该钻头杆包括与钻杆连接的连接端、及深入地基的钻头端，所述顶部刀头同轴固定设置于钻头端端面，所述刀座、一对搅拌叶片由钻头端至连接端依次设置，且沿径向连接于钻头杆外周面，所述刀座上设置有若干个切削刀头，所述扰流器包括套管、摆动杆、扭簧、垫片及螺母，该套管套设于钻头杆上做旋转配合，且位于一对搅拌叶片之间，通过扰流器的结构设计，使得钻头旋转过程中，产生反向拨动扰乱泥浆水流向，使得泥浆水与地基土的搅拌混合更充分。通过顶部刀头、切削刀头的可拆卸设置，使得钻头的养护成本降低。

技术研发人员：刘羽,胡小军,张九会,夏映映,张煊彬
受保护的技术使用者：刘羽
技术研发日：20221215
技术公布日：2024/1/11