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一种环保节能型水压驱动式打桩机

阅读：2发布：2021-11-20

专利汇可以提供一种环保节能型水压驱动式打桩机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种环保节能型水压驱动式打桩机，包括动力机构、冲击机构和打桩接头机构，所述动力机构的出水管与冲击机构的进水口连接，动力机构的回水管与冲击机构的出水口连接；所述打桩接头机构的接头与冲击机构的缸体采用螺栓连接。本发明满足公路护栏施工、河堤防汛和房屋修建等桩基工程需求，与传统的矿基油压型液压系统最大的区别是采用纯水为传动介质，由于本发明所使用的介质来源广泛、价格低廉；同时水泄漏对环境无污染危害，噪声小，具有良好的环境效益。，下面是一种环保节能型水压驱动式打桩机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种环保节能型水压驱动式打桩机，其特征在于：包括动力机构、冲击机构和打桩接头机构，所述动力机构包括水箱、第一电机、第二电机、离心水泵、增压水泵、出水管及回水管，所述水箱通过管道与离心水泵的进口连通，所述离心水泵的出口与增压水泵的进口连通；所述的离心水泵与第一电机连接，增压水泵与第二电机连接；增压水泵的出口与出水管连通，出水管上设有开停阀和减压阀，所述回水管的出口连回水箱；
所述的冲击机构包括缸体、活塞后盖、后支撑座、冲击活塞、前支撑座、配流阀、上阀套和下阀套，所述的缸体内孔内设有冲击活塞，缸体内孔与冲击活塞形成活塞前腔、活塞后腔、活塞中腔，活塞后腔的受压面积大于活塞前腔；缸体上设有蓄能器、进水口和出水口；
缸体上进水口处设有配流阀，配流阀下端设有下阀套，配流阀上端设有上阀套；缸体与配流阀形成阀左交变腔、阀左高压腔、阀中间腔、阀回水腔和阀右恒高压腔，所述的阀左交变腔的受压面积大于阀右恒高压腔；缸体的上端与外端盖连接，外端盖内设有活塞后盖和后支撑座，活塞后盖与后支撑座连接，后支撑座套装在冲击活塞的上端；活塞后盖与后支撑座形成回程缓冲腔，阀左交变腔通过回程信号孔与活塞前腔相通；阀左交变腔通过冲程信号孔与活塞中腔相通；进水口、阀左高压腔与蓄能器相通；进水口、阀左高压腔与活塞前腔相通；进水口、阀左高压腔通过孔、配流阀中心孔与阀右恒高压腔相通；阀中间腔与活塞后腔相通；出水口、阀回水腔通过回水孔与活塞中腔相通；阀回水腔与回程缓冲腔相通；所述进水口与动力机构的出水管连接，出水口与动力机构的回水管连接；
所述的打桩接头机构包括接头、砧铁、定位套、平键、导向套；所述接头与冲击机构的缸体螺接，接头的内孔由隔板分为上腔和下腔，所述的平键、导向套和定位套设在接头的上腔内，导向套位于定位套的上方，砧铁位于下腔，穿过隔板上的中心孔与定位套连接。
2.如权利要求1所述的环保节能型水压驱动式打桩机，其特征在于：所述的外端盖上表面上设有吊环。
3.如权利要求1所述的环保节能型水压驱动式打桩机，其特征在于：所述的缸体的侧面上设有扶手。
4.如权利要求1所述的环保节能型水压驱动式打桩机，其特征在于：所述的导向套和定位套之间设有缓冲垫。
5.如权利要求1所述的环保节能型水压驱动式打桩机，其特征在于：所述的砧铁上与冲击活塞相对的面上设有锤垫，砧铁与隔板之间设有第二缓冲垫，砧铁的下表面上设有桩垫。
6.如权利要求1所述的环保节能型水压驱动式打桩机，其特征在于：所述的砧铁与定位套通过平键连接。
7.如权利要求1所述的环保节能型水压驱动式打桩机，其特征在于：所述水箱与离心水泵的进口连通的管道上设有过滤器。

说明书全文

一种环保节能型水压驱动式打桩机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种液压驱动式打桩机，特别涉及一种环保节能型水压驱动式打桩机。

背景技术

[0002] 打桩机是港口、桥梁、公路建设等工程项目中不可缺少的一种施工设备，它可以加快工程进度，降低供人的劳动强度，是工程机械的重要组成部分，在国民经济建设发挥着巨大的作用。液压打桩机由于其具有振动小、噪音低、能量利用率高等优点，逐渐取代了蒸汽和柴油动力等其它动力类型打桩机，占据了市场主导地位。但现有的液压打桩机大都采用矿基液压油为动力，在打桩过程中，矿基液压油容易泄露出来污染环境，且存在易燃问题。除此之外还，其运行还需要消耗大量石油资源，运行成本高的问题。

发明内容

[0003] 为了解决现有的打桩机存在的上述技术问题，本发明提供一种具有良好的环境效益的、运行成本低的环保节能型水压驱动式打桩机。

[0004] 本发明采用的技术方案是：包括动力机构、冲击机构和打桩接头机构，所述动力机构包括水箱、第一电机、第二电机、离心水泵、增压水泵、出水管及回水管，所述水箱通过管道与离心水泵的进口连通，所述离心水泵的出口与增压水泵的进口连通；所述的离心水泵与第一电机连接，增压水泵与第二电机连接；增压水泵的出口与出水管连通，出水管上设有开停阀和减压阀，所述回水管的出口连回水箱；

[0005] 所述的冲击机构包括缸体、活塞后盖、后支撑座、冲击活塞、前支撑座、配流阀、上阀套和下阀套，所述的缸体内孔内设有冲击活塞，缸体内孔与冲击活塞形成活塞前腔、活塞后腔、活塞中腔，活塞后腔的受压面积大于活塞前腔；缸体上设有蓄能器、进水口和出水口；缸体上进水口处设有配流阀，配流阀下端设有下阀套，配流阀上端设有上阀套；缸体与配流阀形成阀左交变腔、阀左高压腔、阀中间腔、阀回水腔和阀右恒高压腔，所述的阀左交变腔的受压面积大于阀右恒高压腔；缸体的上端与外端盖连接，外端盖内设有活塞后盖和后支撑座，活塞后盖与后支撑座连接，后支撑座套装在冲击活塞的上端；活塞后盖与后支撑座形成回程缓冲腔，阀左交变腔通过回程信号孔与活塞前腔相通；阀左交变腔通过冲程信号孔与活塞中腔相通；进水口、阀左高压腔与蓄能器相通；进水口、阀左高压腔与活塞前腔相通；进水口、阀左高压腔通过孔、配流阀中心孔与阀右恒高压腔相通；阀中间腔与活塞后腔相通；出水口、阀回水腔通过回水孔与活塞中腔相通；阀回水腔与回程缓冲腔相通；进水口与动力机构的出水管连接，出水口与动力机构的回水管连接；

[0006] 所述的打桩接头机构包括接头、砧铁、定位套、平键、导向套；所述接头与冲击机构的缸体螺接，接头的内孔由隔板分为上腔和下腔，所述的平键、导向套和定位套设在接头的上腔内，导向套位于定位套的上方，砧铁位于下腔，穿过隔板上的中心孔与定位套连接。

[0007] 上述的环保节能型水压驱动式打桩机中，所述的外端盖上表面上设有吊环。

[0008] 上述的环保节能型水压驱动式打桩机中，所述的缸体的侧面上设有扶手。

[0009] 上述的环保节能型水压驱动式打桩机中，所述的导向套和定位套之间设有缓冲垫。

[0010] 上述的环保节能型水压驱动式打桩机中，所述的砧铁上与冲击活塞相对的面上设有锤垫，砧铁与隔板之间设有第二缓冲垫，砧铁的下表面上设有桩垫。

[0011] 本发明的技术效果在于：

[0012] 1）本发明采用水压传动技术，与以往油压型液压冲击器相比，不需消耗非再生的石油资源，泄漏物对环境无污染威胁，且噪音小，因此具有良好的环境效益；所使用的传动介质来源广，运行成本低。

[0013] 2）本发明主机质量约25kg左右，便于携带，且具有移动方便、结构简单和维修维护方便的优点。对于一些大中型打桩机无法满足施工环境要求的桩基工程，如公路护栏、河堤抢险等，能有效的发挥其优势。附图说明

[0014] 图1本发明的原理图。

[0015] 图2本发明的缸体内部各腔体及水流通道。

[0016] 图3活塞回程加速阶段水流流向图。

[0017] 图4活塞回程减速阶段和冲程加速阶段水流流向图。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。

[0019] 如图1所示，本发明包括动力机构、冲击机构和打桩接头机构，所述动力机构包括水箱33、第一电机35、第二电机32、离心水泵36、增压水泵37、出水管P1及回水管P2，所述水箱33通过管道与离心水泵36的进口连通，水箱33与离心水泵36的进口连通的管道上设有过滤器34。所述离心水泵36的出口与增压水泵37的进口连通；所述的离心水泵36与第一电机35连接，增压水泵37与第二电机32连接；增压水泵37的出口与出水管P1连通，出水管P1上设有开停阀29和减压阀28，所述回水管P2的出口连回水箱33。

[0020] 所述的冲击机构包括缸体7、配流阀11、冲击活塞21及前支撑座23、下阀套9、配流阀11和上阀套13，所述的缸体7内孔内设有冲击活塞21，缸体内孔与冲击活塞21形成活塞前腔i、活塞后腔g、活塞中腔h；缸体7侧面上设有蓄能器8、进水口10、出水口12和扶手20；缸体7上进水口10处设有配流阀11，配流阀11下端设有下阀套9，配流阀11上端设有上阀套13；缸体7与配流阀11形成阀左交变腔a、阀左高压腔b、阀中间腔c、阀回水腔d和阀右恒高压腔e；缸体7的上端与外端盖14通过螺钉19连接，外端盖14内设有活塞后盖17和后支撑座18，活塞后盖17与后支撑座18连接，后支撑座18套装在冲击活塞21的上端；活塞后盖17与后支撑座18形成回程缓冲腔f，回程缓冲腔f可防止冲击活塞21在回程阶段对主机的直接碰撞。所述外端盖14的上表面上设有吊环16。

[0021] 如图2所示，阀左交变腔a通过回程信号孔k3与活塞前腔i相通；阀左交变腔a通过冲程信号孔k4与活塞中腔h相通；进水口、阀左高压腔b与蓄能器相通；进水口、阀左高压腔b与活塞前腔相通；进水口、阀左高压腔b通过孔K1、配流阀中心孔K2与阀右恒高压腔e相通；阀中间腔c与活塞后腔g相通；出水口、阀回水腔d通过回水孔K5与活塞中腔h相通；阀回水腔d与回程缓冲腔f相通，所述的前支撑座23安装在缸体7的下端，套装在冲击活塞21上。进水口10与动力机构的出水管P1连接，出水口12与动力机构的回水管P2连接。

[0022] 所述的打桩接头机构包括接头2、砧铁3、平键4、定位套5及导向套6；所述接头2与冲击机构的缸体7通过螺栓22连接，接头2的内孔由隔板分为上腔和下腔，所述的平键4、导向套6和定位套5设在接头2的上腔内，导向套6位于定位套5的上方，砧铁3位于下腔，穿过隔板上的中心孔与定位套5通过平键4连接。所述的导向套6和定位套5之间设有缓冲垫24，能够减小冲击反弹对冲击机构的影响。所述的砧铁3上与冲击活塞21相对的面上设有锤垫25，锤垫25具有缓冲和传递冲击应力的作用。砧铁3与隔板之间设有第二缓冲垫25，砧铁3的下表面上设有桩垫27，桩垫27具有传递冲击应力并保护桩体1头部的作用。

[0023] 如图3所示，其中实线箭头表示高压水流向，虚线箭头表示低压水流向。依次启动第一电机35和第二电机32，水箱32内部的水经过滤器34后，在离心水泵35和增压水泵36两级加压作用下转变成高压水流，并通过减压阀29，调节到额定水压。扳动开停阀28后，高压水就从入水口进入阀左高压腔b内，再沿缸体7内部水流通道，分别流向蓄能器8和活塞前腔i。在高压水驱动下，冲击活塞21运动周期分为回程加速、回程减速和冲程加速三个阶段。以冲击活塞21冲击砧铁3后向上反弹为运动起始点，由于阀右恒高压腔e通过阀孔K1，配流阀中心水道K2与阀左高压腔b相通，始终充满高压水，而阀左交变腔a通过孔冲程信号孔K4与回水孔K5与阀回水腔d相通，腔内为低压水，故配流阀11在阀右恒高压腔e高压作用下处于下位，使活塞后腔g与阀回水腔d相通，低压水流回水箱32。冲击活塞21在活塞前腔i高压水驱动下向上作回程加速运动。

[0024] 如图4所示，当冲击活塞21回程控制边B1越过回程信号孔K3后，高压水便经回程信号孔K3进入阀左交变腔a，由于阀左交变腔a受压面积大于阀右恒高压腔e，故配流阀11快速切换到上位, 使活塞腔后g与阀回水腔d的通路被切断，此时高压水同时进入活塞前腔i和活塞后腔g。由于活塞后腔g受压面积大于活塞前腔i，合力方向向下，在惯性作用下，冲击活塞21还会继续向上运动直至速度为零，然后向下作冲程加速运动。

[0025] 冲击活塞21冲程运动期间，当控制边B2越过冲程信号孔K4后，阀左交变腔a重新与阀回水腔d相通，导致阀左交变腔a水压迅速下降，配流阀11快速回到下位。此时冲击活塞21已冲击了砧铁3，冲程加速运动结束，冲击活塞21反弹，开始下一次循环。

[0026] 冲击活塞21回程加速阶段初期和回程减速阶段，当外部输入流量大于冲击器系统消耗量，蓄能器8存储多余的高压水；而在回程加速阶段后期和冲程阶段，冲击器系统消耗大于外部输入流量时，蓄能器8就释放高压水以满足系统流量的需求，因此蓄能器8能够减少流量波动以减缓水压冲击，提高能量利用率。上述为水压冲击器在外部持续输入水流驱动下，冲击活塞21与配流阀11通过行程反馈信号，自动换向及相互控制，将水压能转化活塞动能的过程。

[0027] 冲击活塞21在冲击砧铁3后，冲击活塞21速度迅速从最大减少到零再反弹，而砧铁3由于在冲击方向被平键4限制而无法移动，因而在撞击面发生压缩变形而产生应力，并传递给桩体1使其克服土层阻力和摩擦力，使自身逐渐沉入土层。冲击活塞21冲击频率约40Hz左右，高频冲击会引起桩体1及其周围土壤颗粒一起振动，甚至发生共振现象，这样减小了土壤颗粒的粘结力，使桩体1更容易沉入土层。

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