[发明专利]高效柴油打桩锤及其活塞结构

说明书

技术领域

本发明涉及建筑施工的桩工机械技术领域，尤其涉及柴油打桩锤结构的改进。

背景技术

在建筑施工的桩工机械中，柴油打桩锤以其构造简单、冲击能量大、操作维修方便且冷起动性能好的特点，广泛应用于桥梁、堤堰修建、筑路、水利工程及工业、民用建筑等桩基工程施工中。

目前柴油打桩锤，尤其是导杆式柴油打桩锤，主要包括固定在导杆下端的活塞、冲击部件缸锤、固定在导杆上端的横梁、横梁上的起落架以及导杆等部件，其工作原理类似于二冲程柴油机。柴油打桩锤工作时，打桩锤起落架的锤钩松开，缸锤自由下落，当缸锤降到套住活塞位置时，活塞及其上的活塞环便将缸锤的气缸腔封闭，这时活塞及气缸间的空气便受到压缩使其压力和温度快速升高，当压缩到一定程度时，柴油经喷油嘴呈雾化状喷入燃烧室内，雾化燃料喷入后立即自燃爆炸，爆炸产生的爆发力通过活塞及固定于活塞上的桩帽座传至桩上，使桩下沉；同时该爆发力也作用于缸锤上使缸锤沿导杆向上跳起，以准备下一工作循环。

尽管现有的柴油打桩锤在实际施工中具有上述明显的使用优势，但同时也存在着一些严重不足：一方面现有的柴油打桩锤在施工中遇到软土层时，由于活塞及桩体沉降速度较快且不易控制，缸锤套及活塞的有效压缩行程大幅度减少，难以在瞬间形成较高的油气压缩力和压缩温度，导致缸锤压缩腔内的燃料不能完全燃烧，甚至无法点燃引爆；即使能够起爆工作也会出现极浓的燃烟，产生较高的油耗，既污染环境，又浪费燃油资源，而且缸锤会越跳越低，打击无力，直至停止正常工作。因此，柴油打桩锤普遍存在软土层施工中无法正常工作或根本不起爆的现象，从而长期困扰着桩基施工。另一方面，由于缸锤上的气缸腔是一开口向下的倒扣杯状凹腔，爆炸弹跳起的缸锤，很难依靠自身弹跳而将该凹腔中的燃料废气顺利排出并补充入新鲜空气；换言之，缸锤气缸腔和活塞构成的封闭压缩气腔中总是残留着极高的废气比例，这就直接导致燃油燃烧不充分，耗油高，工作效率低等缺陷。

发明内容

针对现有技术所存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种高效柴油打桩锤，它不仅能保证在软土层中进行可靠施工作业，而且能顺利排除气缸腔中燃烧废气，并充入新鲜空气。本发明另一个要解决的技术问题是要提供一种用于上述高效柴油打桩锤的活塞结构。

为了解决上述技术问题，本发明的高效柴油打桩锤，包括活塞、缸锤及导杆，该导杆固定安装于活塞体上，缸锤可沿导杆往复运动，所述活塞上设置有喷气嘴。

采用上述结构后，由于在活塞上设置有喷气嘴，当缸锤自由下落而套住活塞顶端位置时，一方面随着缸锤的继续下降，封闭气缸腔体积变小，压力升高，另一方面，喷气嘴同时又向该封闭气缸腔喷入带压空气，共同使封闭气缸腔内的空气压力和温度快速增高，而迅速地使雾化燃油自燃爆炸，爆炸产生的爆发力打击桩使桩下沉，即使是在松软的不利土层上进行打桩作业，也能保证柴油打桩锤可靠地施工作业，有效地拓展了柴油打桩锤的使用范围。又由于在活塞上设置有喷气嘴，当缸锤下落接近活塞时，喷气嘴喷出的带压空气，不仅彻底吹除气缸腔中的燃烧废气，而且快速地向燃烧室内补入新鲜空气，具有排气性能优越，燃料燃烧完全、充分的显著优势，既大大提高了打桩锤的工作效率，节省了燃油，也避免了腔内积碳以及擦缸卡环等事故的发生，延长了打桩锤的使用寿命。还由于活塞上设置有喷气嘴，喷气嘴以带压气流吹向下落中的缸锤，形成一种强制空气对流的外凉放热，缸锤体的散热效果十分理想，冷却速度快，既减轻了因缸锤过热而引起气缸腔与活塞的相互磨损，提高了气缸活塞的气密性能，缸锤工作温度的降低还使气缸腔内的空气密度提高，更有利于燃油在缸内的充分燃烧和打桩锤工作效率的提高。

本发明的进一步实施方式，所述喷气嘴为设有单向阀的的带压吹气嘴。单向阀喷气嘴结构，有效阻止封闭气缸腔高压气体的外泄，既能向气缸腔喷入带压空气，又可以阻止气缸腔内高压空气的回流。

本发明的再进一步实施方式，所述活塞的工作端面上至少设置有一喷气嘴，喷油嘴也设置于活塞的该工作端面上。至少一个喷气嘴及其喷油嘴均设置于活塞工作端面上，不仅有利于空气向目标件准确喷出，而且具有结构简单、布局合理的特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明高效柴油打桩锤一种具体实施方式的结构示意图；

图2是图1所示结构中的活塞结构示意图；

图3是本发明高效柴油打桩锤另一种具体实施方式的结构示意图；

具体实施方式