[发明专利]一种钻搅结合的大截面沉井高效旋挖钻头装置

权利要求书

1.一种钻搅结合的大截面沉井高效旋挖钻头装置，其特征在于：包括齿轮传动箱（10）、主动齿轮（11）、从动齿轮（9）、空心主钻杆（14）、副钻杆（6）、主钻头（1）和副钻头（4）；

齿轮传动箱（10）外轮廓主要由正方形和四个分别以正方形的四个顶点为圆心的圆形组成，主动齿轮（11）和四个从动齿轮（9）均位于齿轮传动箱（10）内部，主动齿轮（11）沿周向均布有四个从动齿轮（9），每个从动齿轮（9）均与主动齿轮（11）相啮合，主动齿轮（11）位于齿轮传动箱（10）中正方形围成的箱体内，四个从动齿轮（9）分别位于齿轮传动箱（10）中四个圆形围成的箱体内；

主动齿轮（11）中间通过键（15）连接有空心主钻杆（14），每个从动齿轮（9）中间通过键（15）连接有副钻杆（6），空心主钻杆（14）与每根副钻杆（6）均上下贯穿齿轮传动箱（10）；位于齿轮传动箱（10）上下端面处的空心主钻杆（14）外周面均固定连接有一块定位板（13），每块定位板（13）与齿轮传动箱（10）之间均安装有轴承Ⅰ（16），并通过密封圈（12）实现密封；空心主钻杆（14）通过齿轮传动箱（10）上下端面的轴承Ⅰ（16）与齿轮传动箱（10）连接；四个从动齿轮（9）所对应的齿轮传动箱（10）上下端面均固定有用于限制副钻杆（6）径向位移的密封端盖（7），密封端盖（7）与齿轮传动箱（10）之间均安装有轴承Ⅱ（8），并通过密封圈（12）实现密封，每根副钻杆（6）通过齿轮传动箱（10）上下端面的轴承Ⅱ（8）与齿轮传动箱（10）连接；

空心主钻杆（14）底部开有前后贯穿空心主钻杆（14）的吸泥口（5）；空心主钻杆（14）底端同轴固定有主钻头（1），每根副钻杆（6）底端均同轴固定有副钻头（4），主钻头（1）和副钻头（4）沿周向均布有四片切削刃（3），每片切削刃（3）沿切削方向的外侧均匀分布有若干刀齿（2），副钻头（4）底部位置高于主钻头（1）的切削刃（3）上边界位置；

所述吸泥口（5）呈椭圆形且与空心主钻杆（14）内部的空心排泥管相连通；吸泥口（5）不高于副钻头（4）切削刃（3）的上边界位置，不低于副钻头（4）切削刃（3）的下边界位置；

在钻孔过程中，主钻头（1）先钻入土体，四片切削刃（3）在主钻头（1）钻入土体之后继续对水底淤泥软土进行切削，空心主钻杆（14）带动主动齿轮（11）旋转，利用齿轮间的传动为四个副钻头（4）提供动力，在不增加动力源的前提下，使主钻头（1）和副钻头（4）同时对淤泥进行切削；同时，主钻头（1）切削刃与副钻头（4）切削刃之间的相对转动，使钻孔产生的淤泥与水充分混合形成泥浆，转动产生的负压使泥浆吸入吸泥口（5），并通过空心排泥管排出。

2.根据权利要求1所述的一种钻搅结合的大截面沉井高效旋挖钻头装置，其特征在于：空心主钻杆（14）带动主动齿轮（11）转动的同时带动与主动齿轮（11）啮合的四个从动齿轮（9）转动，四个从动齿轮（9）分别带动四根副钻杆（6）旋转；空心主钻杆（14）通过定位板（13）带动齿轮传动箱（10）同步轴向移动，齿轮传动箱（10）带动四根副钻杆（6）同步轴向移动。

3.根据权利要求1所述的一种钻搅结合的大截面沉井高效旋挖钻头装置，其特征在于：所述密封端盖（7）用于限制副钻杆（6）的径向位移且具有密封作用。

4.根据权利要求1所述的一种钻搅结合的大截面沉井高效旋挖钻头装置，其特征在于：主动齿轮（11）外径大于从动齿轮（9）外径，齿轮传动箱（10）的正方形外轮廓与主动齿轮（11）外轮廓尺寸相配合，齿轮传动箱（10）的四个圆形外轮廓与四个从动齿轮（9）外轮廓尺寸相配合。

5.根据权利要求1所述的一种钻搅结合的大截面沉井高效旋挖钻头装置，其特征在于：齿轮传动箱（10）与空心主钻杆（14）不直接接触，在钻孔过程中齿轮传动箱（10）不随任何钻头转动。

6.根据权利要求1所述的一种钻搅结合的大截面沉井高效旋挖钻头装置，其特征在于：所述主钻头（1）及其切削刃（3）的钻孔半径大于副钻头（4）及其切削刃（3）的钻孔半径。