专利名称:地螺钻的制作方法
本发明涉及一种地螺钻，特别是涉及一种除为锚工法和灌浆孔钻进以外还可用于开凿普通水井的地螺钻。
传统使用的地螺钻有一螺杆，螺杆上端联结有一旋转减速装置，其中装有一立式马达以旋转螺杆并在螺杆沿一导管下降的同时钻进。
另一方面，钻机旋转通过一旋转头延伸的钻杆，旋转头靠一锥形齿轮旋转，随钻杆的进给钻进。
由于地螺钻用螺杆钻进，其钻掘反作用力与钻机相比较小。另一方面，由于地螺钻的上端装有一驱动源，它需要一导管以用于引导螺杆，从而使其总体尺寸较大。又由于螺杆靠其自重进给，难以按照土质改变进给速度。
由于钻机具有较大的重量以承受钻掘反作用力，既不容易运输又不便于使用。
本发明的一个目的是提供一种体积小、重量轻，并可随意调节进给速度的地螺钻。
根据本发明，地螺钻包括带有一翼片的一螺杆，翼片绕螺杆轴线成螺旋形并开有沿该轴线成直线排列的凹槽;螺杆的一外壳;绕所述轴线可旋转地支承在该外壳中，环绕所述螺杆的一部分并带有嵌入所述螺杆的所述凹槽的一键的第一旋转件;与所述第一旋转件同轴设置并绕所述轴线支承在所述外壳中并带有与所述螺杆的所述翼片啮合的一螺纹槽的第二旋转件;用于旋转所述第一和所述第二旋转件的驱动机构。
根据本发明，由于地螺钻装有螺杆、螺杆用外壳以及支承在外壳中的第一和第二旋转件，其整体体积小、重量轻，而且可以作得便于使用。此外，通过选择旋转件的旋转速度和/或旋转方向，可以获得任意的进给速度和适应于地质情况的最佳钻进。
附图的简要说明参照附图，从下文所描述的本发明的优选实施例中将会明显地看到本发明的其它目的和特征，其中图1是表示地螺钻的一幅剖视图;
图2是沿图1中2-2线取出的一幅剖视图;
图3是地螺钻的一幅右视图;
图4是一幅液压系统图;
图5是表示地螺钻使用状态的一幅前视图。
如图1中所示，地螺钻10包括一螺杆12及其外壳14。
螺杆12有一轴16，轴16上有翼片18，钻头20固定在轴16的端部。翼片18是通常所说的梯形螺纹(本实施例中所示为右螺旋纹)式的，以等螺距成螺旋形环绕螺杆轴线。翼片18开有与螺杆轴线平行成一行排列的凹槽22，凹槽22大致延及螺杆12的全长。
在图1和图2中所示的实施例中，虽然凹槽22与螺杆轴线平行成一行排列，但也可设置成几行。在后一种情况下，包括在各行中的凹槽22与轴线平行成直线排列。
外壳14支承环绕螺杆12局部的第一和第二旋转件24、26。在所示实施例中，外壳14的截面为方形，并带有从两端面钻出的两个孔28、30。通常，外壳14安装在后文将要描述的一支承件90上(图5)，而在为承受钻掘的反作用力而增大外壳本身重量的特殊情况下，可以省去支承件90。
第一旋转件24一般是圆筒形的，并且通过与第一旋转件24的外表面接触的一对滚柱轴承32可旋转地装到外壳14的孔28中，沿所述轴向延伸的一键34装配在第一旋转件24的内表面中，嵌入螺杆12的翼片上的凹槽22。因此，可通过键34转动螺杆12，螺杆12可沿键34轴向移动。
第一旋转件24的端部有一导向部分25。在所示实施例中，导向部分25沿所述轴向从一变速箱36稍微凸出，变速箱36用螺栓(未示出)连接在外壳14的一端并环绕导向部分25的一部分，以防止螺杆12在通过一链轮38受到一旋转力时产生偏移，链轮38由在导向部分25外表面上沿所述轴向延伸的一链40与导向部分25连接，以旋转第一旋转件24，第二旋转件26一般是圆筒形的，并且通过与第二旋转件26的外表面相接触的一对滚柱轴承42可旋转地装到外壳14的孔30中。第二旋转件26内侧的一部分带有螺纹槽44。螺纹槽44的螺距与螺杆12的翼片18相同。第二旋转件靠与翼片18啮合的螺纹槽44支承在外壳14中。
在所示实施例中，带有螺敢槽44的45段沿所述轴向从一变速箱46稍微凸出，变速箱46用螺栓(未示出)连接在外壳14的另一端并环绕45段的一部分。45段通过在该段的外表面上沿所述轴向延伸的一链50与一链轮48连接。第二旋转件26有一导向部分27，以防止螺杆12偏移。
第二旋转件26最好设置在第一旋转件24的近地一侧。就是说，在使用和装设地螺钻10时，第二旋转件26位于近地一侧，第一旋转件24位于远地一侧，在使用中，螺杆12的翼片18携带的土和沙可由变速箱46附近的刮削器52刮去，刮削器52与第二旋转件26整体地旋转。在此，刮削器52带有与螺纹槽44等螺距的螺纹。
变速箱36上装有一液压马达54。一链轮58由一键56固定在液压马达54的输出轴上。链60挂在链轮58和链轮38上，液压马达54与链轮38、58和链60一起组成第一旋转件24的驱动机构。另一方面，变速箱46上装有一液压马达62，一链轮66由一键64固定在液压马达62的输出轴上。链68挂在链轮66和链轮48上，液压马达62与链轮48、66和链68一起组成第二旋转件26的驱动机构。盖37、47用螺栓70(图3)分别装在变速箱36、46上。
当按照实施例所示分别设置第一旋转件24的驱动源即液压马达54和第二旋转件26的驱动源即液压马达62时，最好便于按后文所述控制第一和第二旋转件24、26，也可用单一液压马达驱动两个旋转件。在后一种情况下，可使用装有离合器或诸如此类的装置的液压马达。
如图4中所示，液压马达54、62通过一手动换向阀72与一液压泵74相连。换向阀72从图中所示的中位转换到第一口73a时，从液压泵74供给的压力油通过管道76、换向阀72和装在管道78上的单向阀77被送到液压马达54，然后从管道79返回油箱80。当换向阀72转换到第二口73b时，从液压泵74供给的压力油通过管道76、换向阀72和装在管道82上的单向阀81被送到液压马达62，然后从管道83返回油箱80。
在所示实施例中，有一旁路，它通过一单向阀84和一可变节流阀85从管道78连接到管道82，另一旁路通过一单向阀86和一可变节流阀87从管道82连接到管道78。
举例说，如图5中所示，地螺钻10安装在支承件90上使用。
变速箱36、46上分别设有撑架92(图3)和一对轴94。另一方面，支承件90由在垂直于图纸的方向相互间隔的两块板料组成，其上有三个枢轴部分96、97和98。从枢轴部分96凸出的一撑架99插在撑架92之间并与两个撑架92可旋转地连接。轴94装在枢轴部分97中。另外，支承件的枢轴部分96、98分别与一回转台座100和该回转台座100的液压缸102可转动地连接。回转台座100可由履带104移动。除图5中所示之外，支承件可以是现有地螺钻的导管、可转动转向台、机架座等。
当第一旋转件24顺时针(沿螺杆12的前进方向观察，下同)旋转，而第二旋转件26保持静止时，由于翼片18被第二旋转件26的螺纹槽44推进，螺杆12前进以钻掘天然土。进给速度为P×N，其中P为螺纹的螺距，N为旋转速度。
第一旋转件24顺时针旋转而第二旋转件26以较低的速度顺时针旋转时，则螺杆12被第一旋转件24所旋转，翼片18被第二旋转件26的螺纹槽44推进，因此螺杆12的前进速度由于第二旋转件26的转动量而减缓。此时的进给速度为P×N×α(α＜1)。当第二旋转件26的旋转速度与第一旋转件24相同时，螺杆12的进给速度为零。
第一旋转件24保持静止而第二旋转件26顺时针旋转时，或是第一旋转件24逆时针旋转而第二旋转件26保持静止时，则由于翼片18靠第二旋转件26的螺纹44回行，螺杆12后退以从天然土中抽出。抽出速度为P×N。
第一旋转件24逆时针旋转而第二旋转件26以较低的速度逆时针旋转时，则螺杆12被第一旋转件24所旋转，翼片18靠第二旋转件26的螺纹槽44回行，因此螺杆12的后退速度由于第二旋转件26的转动量而减缓。此时的抽回速度为P×N×α。当第二旋转件26的旋转速度与第一旋转件24相等时，螺杆12的抽回速度为零。
当第一旋转件24顺时针旋转而第二旋转件26逆时针旋转时，螺杆12的前进速度大于P×N。反之，当第一旋转件24逆时针旋转而第二旋转件26顺时针旋转时，螺杆12的退回速度大于P×N。
权利要求
1.一种地螺钻，包括带有一翼片的一螺杆，翼片绕螺杆轴线成螺旋形并开有沿该轴线成直线排列的凹槽；螺杆的一外壳；绕所述轴线可旋转地支承在外壳中，环绕所述螺杆的一部分并带有嵌入所述螺杆的所述凹槽的一键的第一旋转件；与所述第一旋转件同轴设置并绕所述轴线支承在所述外壳中并带有与所述螺杆的所述翼片啮合的一螺纹槽的第二旋转件；用于旋转所述第一和所述第二旋转件的驱动机构。
2.根据权利要求
1中所述的一种地螺钻，其中用于所述第一旋转件的驱动源和用于所述第二旋转件的驱动源是独立设置的。
3.根据权利要求
1中所述的一种地螺钻，其中所述第二旋转件设置在所述第一旋转件的近地一侧。
4.根据权利要求
1中所述的一种地螺钻，其中所述第一和所述第二旋转件各自带有用于防止所述螺杆偏移的一导向部分。
5.根据权利要求
1中所述的一种地螺钻，其中设有用于所述外壳的一支承件。
专利摘要
一种体积小、重量轻并可根据地质情况调节进给速度的地螺钻。该地螺钻有带螺旋形翼片的一螺杆，翼片开有轴向直线排列的凹槽。由于螺杆的第一和第二旋转件同轴设置在一外壳中并部分地环绕螺杆，旋转件可绕轴旋转。第一旋转件有嵌入螺杆凹槽的一键。第二旋转件有一螺纹槽与螺杆的翼片啮合。第一和第二旋转件通过一驱动机构分别随意向前或向后旋转。螺杆至少由第一和第二旋转件之一的旋转动作所旋转，以相对于外壳前进或后退，进行钻掘。
文档编号E21B17/00GK86100426SQ86100426
公开日1987年9月2日 申请日期1986年2月19日
发明者明坂登始夫 申请人:株式会社伊萨基开发工机导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan