[发明专利]一种液压撬瓣及扭瓣打桩装置

权利要求书

1.一种液压撬瓣及扭瓣打桩装置，包括地面模块和钻头模块，地面模块包括行走机构、动力机构和卷扬机，其特征是：钻头模块包括上滑轮组件、液压组件、下滑轮组件、钻架组件、钻瓣组件和收瓣组件六个部分，卷扬机通过钢丝绳连接钻头模块；

所述的钻头模块，包括撬瓣型结构、扭瓣型结构和又扭又撬型结构三种独立结构：

所述的上滑轮组件(5)位于钻头模块的上部，下滑轮组件(7)位于钻头模块的中部，液压组件的油缸(6)位于上滑轮组件(5)与下滑轮组件(7)之间或下滑轮组件(7)与压力盘(56)之间，钻架(8)、钻瓣(9)和收瓣组件位于钻头模块下部，其中钻架(8)位于钻瓣(9)的上部，收瓣组件位于钻瓣(9)的内部；

所述的上滑轮组件包括：上滑轮组架(5)、转向滑轮板(51)、转向滑轮(52)、上滑轮板(53)、上滑轮(54)、压力柱(55)、压力盘(56)、连接柱(57)和钻架螺帽(58)；

其中上滑轮组架(5)是柱形结构，上滑轮组架(5)上底外圆与扶正模块下端通过螺纹、插销、卡扣或卡钩固定连接，上底中心位置钻有肓孔，孔的内表面固定连接平行的转向滑轮板(51)，转向滑轮板(51)的正对点钻有圆孔，圆孔中通过转轴转动安装转向滑轮(52)，转向滑轮(52)的一侧外圆槽与钻头模块的中心线相切；上滑轮组架(5)侧面钻有一钢丝绳入孔，或者取消转向滑轮板(51)和转向滑轮(52)，钢丝绳直接从伸缩外筒(4)外面上升到桅杆(1)顶部；上滑轮组架(5)的侧面固定连接有成对竖直平行的上滑轮板(53)，每对平行板的正对点钻有圆孔，孔中通过转轴转动安装上滑轮(54)，上滑轮组架(5)的下底与下滑轮组架(7)的上底之间固定连接油缸(6)的缸体和活塞杆，其中油缸(6)的活塞杆异侧油口为油缸出油口(61)，活塞杆同侧油口为油缸进油口(62)；上滑轮组架(5)的侧面固定连接竖直向下的压力柱(55)，压力柱是能承受压力的柱体，分布在钻头模块外部，下端固定连接压力盘(56)，压力盘(56)是中空的环形柱体，其中中空部分有间隙地套在定位杆(97)的外侧面，或者压力盘(56)的上底与下滑轮组架(7)之间固定连接油缸(6)的缸体和活塞杆，油缸(6)的两端分别固定连接在下滑轮组架(7)的下底面和压力盘(56)的上底面，采用活塞杆同侧油口为油缸出油口(61)，活塞杆异侧油口为油缸进油口(62)；压力盘(56)下底同中心轴固定连接一空心的连接柱(57)，连接柱(57)的中空部分有间隙地套在定位杆(97)的外侧面，连接柱(97)的下端从上向下穿过钻架(8)的中心孔后，末端通过螺纹或焊接固定连接钻架螺帽(58)；压力盘(56)和钻架(8)上，分别固定连接闸阀(81)的阀体和通过连杆连接控制柄；

所述的液压组件包括：油缸(6)、单向阀(60)、闸阀(81)、液控三通阀(63)、关阀动力缸(66)、关阀工作缸(67)、开阀动力缸(68)、开阀工作缸(67)、液压马达(93)以及连接油管；所述的油缸(6)有两端，即缸体端和活塞杆端，油缸(6)的两端固定连接在上下滑轮组架(5和7)之间或下滑轮组架(7)与压力盘(56)之间；固定连接在上下滑轮组架(5和7)之间的油缸(6)的活塞杆同侧油口为进油口(62)，异侧油口为出油口(61)，即活塞杆同侧油腔同时兼做油箱，或油缸(6)的两端固定连接在下滑轮组架(7)与压力盘(56)之间，油缸(6)活塞杆同侧油口为出油口(61)，异侧油口为进油口(61)，即活塞杆异侧油腔同时兼做油箱，或者只在上下滑轮组架(5和7)之间固定安装油缸(6)，或者只在下滑轮组架(5)与压力盘(56)之间固定安装油缸(6)，同时增加油箱；或者上下滑轮组架(5与7)之间和下滑轮组架(7)与压力盘(56)之间同时安装油缸(6)，此种结构或无需外置油箱；所述的单向阀(60)两端各通过一个三通接头并接在油缸进油口(62)和出油口(61)之间，即第一个三通接头的第一个油口与油缸的出油口(61)连通连接，第二个油口与单向阀的高压端油口连通连接，第三个油口与闸阀(81)的一个油口连通连接，闸阀(81)的另一个油口与液控三通阀(63)的进油口连通连接，液控三通阀的一个出油口与液压马达(93)的进油口连通连接，另一个出油口与下一级的液控三通阀(63)的进油口连通连接，下一级的液控三通阀(63)的一个出油口与该级的液压马达(93)进油口连通连接，另一个出油口与再下一级的液控三通阀(63)的进油口连通连接，倒数第二级的液控三通阀(63)的一个出油口与该级液压马达(93)的进油口连通连接，另一个出油口与最后一级的液压马达(93)的进油口连通连接，所有液压马达(93)的出油口与单向阀(60)的低压端油口和油缸进油口(62)连通连接；每级的凸轮或偏心轮(91)触动该级的关阀动力缸(66)，最后一级无独立的关阀工作缸和关阀动力缸；所有液压马达(93)的出油口通过多通接头汇集后，多通接头的最后一个油口通过第二个三通接头连通连接到油缸进油口(62)和单向阀(60)的低压端油口，即第二个三通接头的第一个油口与油缸进油口(62)连通连接，第二个油口与单向阀(60)的低压端油口连通连接，第三个油口连通连接各级液压马达(93)的出油口；

对于有多个油缸的系统，如果分布在下滑轮组架(7)上部和下部油缸(6)的容积相等，油缸(6)的连接或者采用并联方式，即所有油缸进油口连通连接后作为总的油缸进油口(62)，所有油缸出油口也连通连接后作为总的油缸出油口(61)；或者采用背压式的串联连接方式：即所有油缸6的活塞杆同侧油口连通连接，并将固定连接在上下滑轮组架(5和7)之间的油缸的活塞杆异侧油口作为油缸出油口(61)，将固定连接在下滑轮组架(7)与压力盘(56)之间的油缸的活塞杆异侧油口作为进油口(62)；

或者取消所述的凸轮，直接将关阀动力缸(66)和开阀动力缸(68)的活塞杆与偏心轮(91)接触，用偏心轮(91)同时兼做凸轮，或者采用与偏心轮(91)的转轴固定连接的曲轴，通过连杆转动连接到关阀动力缸(66)和开阀工作缸(68)的活塞杆，或者将关阀动力缸(66)与开阀动力缸(68)合并为一个较大的动力缸，通过一个三通接头和两根油管分接成两路后，再并接到关阀工作缸(67)和开阀工作缸(69)；

或者将液控三通阀(63)换成换向阀，并将所换上的换向阀的低压出油口B堵塞；

开阀动力缸(68)、关阀动力缸(66)、开阀工作缸(69)和关阀工作缸(67)都是形同注射器的单向油缸结构，开阀动力缸(68)与开阀工作缸(69)的油口通过管道连通连接，关阀动力缸(66)和关阀工作缸(67)的油口通过管道连通连接，即油管两端各连通连接一个单油口油缸，关阀动力缸(66)和开阀动力缸(68)缸体并排固定安装在钻架(8)上的同一位置，关阀动力缸(66)和开阀动力缸(68)的活塞杆指向并靠近凸轮，本级关阀动力缸(66)和开阀动力缸(68)的活塞杆与同一凸轮相接触连接，关阀工作缸(67)的缸体与本级液控三通阀(63)的缸体固定连接，本级关阀工作缸(67)的活塞杆靠近并指向本级液控三通阀(63)的阀芯滑动的方向，且与阀芯一端通过压簧连接，或不用压簧，本级关阀工作缸(67)的活塞杆缩为最短，且阀芯处于最近端位置时，本级关阀工作缸(67)的活塞杆与阀芯接触连接，开阀工作缸(69)的缸体与下级液控三通阀(63)的缸体固定连接，开阀工作缸(69)的活塞杆与下级液控三通阀(63)的阀芯的另一端的连接与关阀工作缸(69)的连接方式一样；

所述的液控三通阀(63)，或者是钢珠定位的液控换向阀或手动换向阀；所述的闸阀(81)或者是只有一个油路通道的手动换向阀，其阀体固定连接在压力盘(56)或钻架(8)上，阀芯接触连接或通过连杆或通过链绳连接在钻架(8)或压力盘(56)上；各级液压马达(93)的机体与钻架(8)固定连接，其转轴或与本级偏心轮(91)同轴连接，或通过齿轮与齿轮、链轮与链条或皮带与皮带轮啮合连接本级偏心轮(91)的转轴，偏心轮(91)的转轴上或固定连接有凸轮，或者偏心轮转轴上无凸轮，而是使用与钻瓣(9)转动连接的偏心轮(91)同时触动关阀动力缸(66)和开阀动力缸(68)的活塞杆；液控三通阀(63)、单向阀(60)或固定连接在压力盘(56)上，或固定连接在油缸(6)的缸体上，或固定连接在压力柱(55)上，或固定连接在上滑轮组架(5)上，或固定连接在钻架(8)上，或固定连接在定位杆(97)上；

或者在关阀油管(661)和或开阀油管(681)上各并接一个节流阀到油箱，即开阀动力缸(68)、开阀工作缸(69)和节流阀的一个油口三连通连接，节流阀的另一个油口连通到油箱，关阀动力缸(66)、关阀工作缸(67)和节流阀的一个油口三连通连接，节流阀的另一个油口连通到油箱，同时在关阀工作缸(67)和开阀工作缸(69)的活塞杆与缸体之间增加拉簧；

所述的下滑轮组件包括：下滑轮组架(7)、下滑轮板(71)和下滑轮(72)；其中下滑轮组架(7)是柱体结构，其侧面固定连接有成对平行的下滑轮板(71)，每对平行板相正对位置钻有圆孔，用于通过转轴转动连接下滑轮(72)；钢丝绳的最下端固定连接在上滑轮组架或下滑轮组架上，然后依次绕在上滑轮(54)和下滑轮(72)的槽中，然后从上滑轮组架(5)侧面的入孔中进入上滑轮组架内部，再绕过转向滑轮(52)后，竖直向上从扶正模块的中心轴位置向上连接到地面模块，或者直接从扶正模块的外部向上到达桅杆(1)的顶部，绕过桅杆(1)顶部的滑轮槽后，最后固定连接在卷扬机绞盘上；

所述的钻架组件：钻架(8)内部是在一环形柱状盘，其中心中空部分有间隙地套在连接柱(57)的外侧，连接柱(57)的下端固定连接有钻架螺帽(58)；钻架外侧或和下底固定连接有多组分支，分支靠近末端钻有横向圆孔，孔中通过转轴转动安装偏心轮(91)，偏心轮(91)与其转轴固定连接，转轴与钻架(8)转动连接，转轴与钻瓣(9)偏心转动连接，液压马达(93)的转轴或者直接同轴连接偏心轮(91)的转轴，或者通过齿轮与齿轮、链条与链轮或皮带轮与皮带啮合连接偏心轮(91)的转轴；液压马达(93)壳体与钻架(8)固定连接；

所述的钻瓣组件包括：钻瓣(9)、偏心轮(91)和偏心轮轴承(92)，钻瓣(9)是倒立锥形或鼓形或球形的纵切一部分，其竖直对称面处固定连接有钻瓣加强筋；钻瓣加强筋靠近上端和中间各钻有圆孔，上孔中通过偏心轮轴承(92)转动连接偏心轮(91)，下孔通过收瓣拉杆(94)与收瓣组件转动连接；

所述的收瓣组件包括：包括收瓣拉杆(94)和定位杆(97)，收瓣拉杆(94)外端与钻瓣(9)转动连接，内端与定位杆(97)转动连接，定位杆(97)上端向上穿过连接柱(57)内部中空和压力盘(56)内部的中空后，最上端通过链绳连接到下滑轮组架(7)的下底或直接固定连接在下滑轮组架(7)的下底；

扭瓣型结构与撬瓣型结构的机械连接中，地面模块、扶正模块以及钻头模块的上滑轮组架(5)、上滑轮(54)、下滑轮组架(7)、下滑轮(72)、油缸(6)、闸阀(81)、压力柱(55)、压力盘(56)的安装位置和结构都是一样的，只是钻架(8)与钻瓣(9)的结构和连接稍有不同；

扭瓣型结构的钻架外围分支的末端，固定连接一个轴心线经过瓣尖的中空环形柱体作伞形轴承盒(951)，上底钻有一较小的通孔，中空部分装入伞形轴承的外圈；钻瓣(9)的上部对称面附近，固定连接一个轴心线通过瓣尖的柱形轴承座(95)，轴承座(95)上表面中心固定连接一个圆柱体作为伞形轴承的转轴，转轴的轴心线经过瓣尖，伞形轴承的内圈套在圆柱体转轴上，圆柱体转轴下端固定连接在钻瓣加强筋的上端，上端攻有螺纹，上端穿出钻架(8)末端的轴承盒(951)上底后，通过螺帽将轴承盒(951)与轴承座(95)转动连接在一起，即钻架(8)外围分支末端与钻瓣(9)上端转动连接；或者用圆锥轴承或推力轴承替代伞形轴承；

采用一个钻瓣(9)对应两个扭瓣油缸(96)，两个扭瓣油缸(96)的缸体和活塞杆中，一端转动连接在钻架(8)上，另一端转动连接在钻瓣(9)上部对称面的左右对称点；或者在钻瓣(9)对称面一侧转动安装扭瓣油缸(96)的缸体或活塞杆，活塞的另一端转动连接在钻架(8)上；

扭瓣型结构的液压组成结构是：采用手动换向阀固定连接在钻架(8)或扭瓣油缸(96)缸体上，阀芯与扭瓣油缸(96)的活塞杆端转动连接，供油油缸(6)的出油口(61)、单向阀(60)的高压油口和闸阀(81)的一个油口通过一个三通接头连通连接，闸阀(81)的另一个油口与扭瓣换向阀(98)的高压进油口A连通连接，连接方法是：连接在同一钻瓣(9)上的两个扭瓣油缸，通过一个扭瓣换向阀(98)控制，两侧的扭瓣油缸并联：左侧扭瓣油缸的活塞杆同侧油口与右侧扭瓣油缸的活塞杆异侧油口，通过三通接头合并后，接入扭瓣换向阀(98)的高压出油口P或低压进油口T，同时右侧扭瓣油缸的活塞杆同侧油口与左侧扭瓣油缸的活塞杆异侧油口，通过三通接头合并后，接入扭瓣换向阀(98)的低压进油口T或高压出油口P；或者将两侧扭瓣油缸进行串联，即左侧扭瓣油缸的活塞杆异侧油口连通连接到扭瓣换向阀(98)的高压出油口P，左侧活塞杆同侧油口连通连接到右侧扭瓣油缸的活塞杆同侧油口，右侧扭瓣油缸的活塞杆异侧油口与扭瓣换向阀(98)的低压进油口T连通连接；或者取消一个扭瓣油缸，一个钻瓣只对应一个扭瓣油缸(96)，油缸的一端转动连接在钻架(8)上，另一端转动连接在钻瓣(9)上的对称面一侧；

或者一个钻瓣(9)对应一套油路系统，或者所有钻瓣(9)只用一套油路系统，如在钻瓣对称面两侧同时安装扭瓣油缸(96)，同一钻瓣(9)对应的两个扭瓣油缸(96)的油口倒置，即左侧扭瓣油缸采用活塞杆同侧油口连通到扭瓣换向阀(98)的高压出油口P，活塞杆异侧油口连通到扭瓣换向阀(98)的低压进油口T，右侧扭瓣油缸采用活塞杆异侧油口连通到扭瓣换向阀(98)的高压出油口P，活塞杆同侧油口连通到扭瓣换向阀(98)的低压进油口T；两侧扭瓣油缸(96)或采用串联方式连接到扭瓣换向阀(98)的高压出油口P和低压进油口T，即扭瓣换向阀(98)的高压出油口P与一侧扭瓣油缸(96)的活塞杆异侧油口连通连接，此扭瓣油缸(96)的活塞杆同侧油口与另一侧扭瓣油缸的活塞杆同侧油口连通连接，另一侧扭瓣油缸的活塞杆异侧油口连通连接到扭瓣换向阀(98)的低压进油口T，或者扭瓣换向阀(98)的油口P和油口T与扭瓣油缸(96)组合的连接油口对调；扭瓣换向阀(98)的缸体与钻架(8)或扭瓣油缸(96)的缸体固定连接，扭瓣换向阀(98)的阀芯通过连杆与对应的钻瓣(9)或活塞杆转动或固定连接；

或者将扭瓣型结构与撬瓣型结构综合，做成又扭又撬型结构，使钻瓣(9)又扭又撬，将撬瓣型结构的钻瓣加强筋沿偏心轮(91)的圆心与瓣尖连线的垂直面割下，然后在割口两侧分别固定安装伞形轴承盒(951)和伞形轴承座(95)；

对于上述三种结构，或者无扶正模块，独根钢丝绳连接地面模块与钻斗模块；

或者地面模块通过高压油管向钻头模块供油的结构，同时取消地面模块通过钢丝绳传递动力结构中的换向滑轮板、换向滑轮、上滑轮板、上滑轮、下滑轮板、下滑轮、供油油缸、单向阀和闸阀；此时的上滑轮组架(5)和下滑轮组架(7)上并无滑轮，在钢丝绳传递动力结构中的下滑轮组架(7)的侧面固定安装挂钩板(73)，挂钩板(73)正对面钻有圆孔，孔中通过挂钩轴(74)转动安装挂钩(75)，下滑轮组架(7)上底固定连接钻杆连接座(76)，钻杆连接座(76)是凹槽结构，凹槽能容纳钻杆下部，其侧面钻有通孔，用于通过插销将钻杆下端与下滑轮组架(7)固定连接，上滑轮组架(5)中心钻有孔，旋挖机钻杆从孔中有间隙地穿过，下放到下滑轮组架(7)上面的钻杆连接座(76)中，并通过插销将钻杆与下滑轮组架(7)固定连接，地面模块的卷扬机通过钢丝绳与钻杆上端连接；地面油泵的供油和回油，通过供油管和回油管绕过收管机构后，供油管的下端与液控三通阀或手动换向阀(63)的进油口连通连接，各液压马达(93)的出油口与地面模块的回油管连通连接；或供油管与扭瓣换向阀(98)的高压进油口A连通连接，回油管与扭瓣换向阀(98)的低压出油口B连通连接。