内爆式夯击机构及内爆式强夯机

摘要

本发明属于强夯机技术领域。内爆式夯击机构包括夯击锤和起吊座，夯击锤用于下落对地面进行夯击；起吊座用于与起吊机构连接，且下部设有用于与夯击锤连接的锁定组件，起吊座内设有开口朝向夯击锤的爆炸室，且起吊座设有与爆炸室连通的燃料供给组件和用于对爆炸室内的燃料进行点火起爆的起爆组件。内爆式强夯机，包括上述的内爆式夯击机构和与内爆式夯击机构连接的起吊机构。本发明能够利用爆炸室内的燃料爆炸产生的推力对夯击锤的下落进行加速，使得夯击锤在同等高度下，能具有更高的下落速度，在夯击地面时能够产生较大的夯击冲量，提升夯击效果，而且在同等夯击力要求下，有利于降低夯击锤的提升高度，进而降低对起吊机构起吊臂的长度要求。

说明书

技术领域

本发明属于强夯机技术领域，更具体地说，是涉及一种内爆式夯击机构及内爆式强夯机。

背景技术

强夯机是用来对地基处理的建筑工程设备，其工作原理是利用专用的起吊设备将夯击锤提起后释放，利用夯击锤的重力下落夯击地面，将地面的土体压实。其夯击的强度取决于夯击锤的下落高度，但是由于起吊设备的起吊臂一般长度有限，因此起吊设备对夯击锤的提升高度也有限，进而使得夯击的强度也是有限的。而为了提升夯击效果，只能不断增加起吊设备的起吊臂的长度，而起吊臂的长度越长，设备成本与安全隐患越多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内爆式夯击机构及内爆式强夯机，能够在保证增强夯击效果、缩短起吊设备的起吊臂长度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种内爆式夯击机构，包括夯击锤和起吊座，夯击锤用于下落对地面进行夯击；起吊座用于与起吊机构连接，且下部设有用于与夯击锤连接的锁定组件，起吊座内设有开口朝向夯击锤的爆炸室，且起吊座设有与爆炸室连通的燃料供给组件和用于对爆炸室内的燃料进行点火起爆的起爆组件。

在本发明的一个实施例中，起爆组件与锁定组件连接、用于在锁定组件解锁释放夯击锤时、启动起爆组件对爆炸室内的燃料进行点火起爆、以推动夯击锤加速下落。

在本发明的一个实施例中，燃料供给组件包括一端与起吊座连接并与连通的供料管和设在供料管上的控制阀，控制阀用于控制供料管的开闭。

在本发明的一个实施例中，起爆组件、锁定组件和控制阀均为电控部件，内爆式夯击机构还包括控制器，起爆组件、锁定组件和控制阀均与控制器电连接，控制器控制起爆组件点火、锁定组件的解锁释放和控制阀的开闭。

在本发明的一个实施例中，锁定组件为至少两组，夯击锤上设有分别与锁定组件对应设置的卡槽，每组锁定组件均包括卡钩、弹性件和牵引绳；卡钩的钩部用于与卡槽卡接，卡钩的中部与起吊座转动连接，卡钩的尾部与牵引绳连接；弹性件设在卡钩与起吊座之间，用于提供推动卡钩的钩部卡入卡槽的弹力；牵引绳用于通过牵拉使卡钩的钩部从卡槽内脱出、进而使得夯击锤与起吊座分离。

在本发明的一个实施例中，起吊座上设有用于牵引绳穿过的导向结构，导向结构用于限定牵引绳牵拉时对卡钩施加的牵拉力的方向；导向结构设在卡钩的上方，卡钩为L形杆状或L形折弯板状结构；起吊座上设有用于与起重机构连接的吊环；卡槽为环绕起吊座设置的环状结构。

在本发明的一个实施例中，起爆组件包括点火探针和压电器；压电器设在卡钩与起吊座之间，用于在牵引绳牵引卡钩时、受到卡钩挤压产生高压电；点火探针与压电器导电连接，且点火探针的端部伸入爆炸室内，以放电点火引燃爆炸室内的燃料。

在本发明的一个实施例中，夯击锤上设有导向滑柱，爆炸室的开口部位设有与导向滑柱滑动配合的滑腔，在夯击锤与起吊座连接时，导向滑柱插入滑腔内。

在本发明的一个实施例中，滑腔与导向滑柱之间设有用于驱动导向滑柱转动的自旋转结构；自旋转结构包括设在导向滑柱侧壁的螺旋槽和设在滑腔内壁并与螺旋槽配合的螺旋凸条；爆炸室侧壁设有与外界连通的助推孔，助推孔的朝向与螺旋槽的旋向相反。

在本发明的一个实施例中，螺旋凸条包括若干呈螺旋阵列设在滑腔内壁的凸钉；若干凸钉均与滑腔侧壁可拆卸连接；若干凸钉穿设并固定在滑腔侧壁上，且内端位于与螺旋槽内；爆炸室或滑腔内设有用于封闭导向滑柱与滑腔内壁之间的空隙的密封垫；导向滑柱端部在夯击锤和起吊座连接在一起后伸入爆炸室底部，密封垫为环状结构，且设于爆炸室底部，密封垫外侧与爆炸室密封连接，密封垫内侧用于与导向滑柱端面搭接；密封垫沿径向倾斜设置，用于使密封垫内侧与导向滑柱端面搭接后具有压紧弹力；密封垫为弹性橡胶垫或硅胶垫。

为实现上述目的，本发明又采用的技术方案是：提供一种内爆式强夯机，包括上述的内爆式夯击机构和与内爆式夯击机构连接的起吊机构。

本发明提供的内爆式夯击机构的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过在起吊座上设置爆炸室、燃料供给组件和起爆组件，能够在锁定组件释放夯击锤的同时，利用爆炸室内的燃料爆炸产生的推力对夯击锤的下落进行加速，使得夯击锤在同等高度下，能具有更高的下落速度，在夯击地面时能够产生较大的夯击冲量，提升夯击效果，而且在同等夯击力要求下，有利于降低夯击锤的提升高度，进而降低对起吊机构起吊臂的长度要求。

本发明提供的内爆式强夯机的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过在起吊机构上设置内爆式夯击机构，能够在锁定组件释放夯击锤的同时，利用爆炸室内的燃料爆炸产生的推力对夯击锤的下落进行加速，使得夯击锤在同等高度下，能具有更高的下落速度，在夯击地面时能够产生较大的夯击冲量，提升夯击效果，而且在同等夯击力要求下，有利于降低夯击锤的提升高度，进而降低对起吊机构起吊臂的长度要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的内爆式夯击机构的侧视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的内爆式夯击机构的侧向剖视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的内爆式强夯机的侧视结构示意图。

其中，图中各附图标记如下：

10、夯击锤；11、导向滑柱；12、螺旋槽；13、卡槽；

20、起吊座；

21、锁定组件；211、卡钩；212、弹性件；213、牵引绳；214、导向结构；

22、爆炸室；23、燃料供给组件；

24、起爆组件；241、点火探针；242、压电器；

25、滑腔；26、凸钉；27、助推孔；28、密封垫；29、吊环；

30、起吊机构。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要进一步说明的是，本发明的附图和实施方式主要对本发明的构思进行描述说明，在该构思的基础上，一些连接关系、位置关系、动力机构、供电系统、液压系统及控制系统等的具体形式和设置可能并未没有描述完全，但是在本领域技术人员理解本发明的构思的前提下，本领域技术人员可以采用熟知的方式对上述的具体形式和设置予以实现。

当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

现对本发明提供的内爆式夯击机构及内爆式强夯机进行说明。

请一并参阅图1及图2，本发明第一实施方式提供的内爆式夯击机构，包括夯击锤10和起吊座20。

夯击锤10用于下落对地面进行夯击。

起吊座20用于与起吊机构30连接，且下部设有用于与夯击锤10连接的锁定组件21，起吊座20内设有开口朝向夯击锤10的爆炸室22，且起吊座20设有与爆炸室22连通的燃料供给组件23和用于对爆炸室22内的燃料进行点火起爆的起爆组件24。

在夯击使用前，将起吊座20连接在吊车、夯机起吊臂等起吊机构30上，并利用锁定组件21将起吊座20与夯击锤10连接；在进行夯击使用时，通过燃料供给组件23向爆炸室22内充入燃料，再利用起吊机构30将起吊座20和夯击锤10提起至预定高度后，对锁定组件21解锁，同时通过起爆组件24点燃爆炸室22内的燃料，利用燃料爆炸产生的推力对夯击锤10的下落进行加速，当夯击锤10下落至地面完成夯击后，利用起吊机构30将起吊座20下放至夯击锤10处，利用锁定组件21将起吊座20与夯击锤10再次连接，并向爆炸室22内充入燃料后，再次利用起吊机构30将起吊座20和夯击锤10提起至预定高度，进行下一次夯击。

另外，由于起吊座20与夯击锤10都是通过起吊机构30吊在空中的，在爆炸室22内的燃料爆炸时，会给起吊座20以反向的推力，因此对于爆炸室22的尺寸和充入爆炸室22内的燃料的量等具体参数，需要与起吊座20和夯击锤10之间的质量比相符合，避免起吊座20被反推过高。

本发明提供的内爆式夯击机构，与现有技术相比，通过在起吊座20上设置爆炸室22、燃料供给组件23和起爆组件24，能够在锁定组件21释放夯击锤10的同时，利用爆炸室22内的燃料爆炸产生的推力对夯击锤10的下落进行加速，使得夯击锤10在同等高度下，能具有更高的下落速度，在夯击地面时能够产生较大的夯击冲量，提升夯击效果，而且在同等夯击力要求下，有利于降低夯击锤10的提升高度，进而降低对起吊机构30起吊臂的长度要求。

进一步地，请一并参阅图1和图2，本发明在第一实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下：

起爆组件24与锁定组件21连接，用于在锁定组件21解锁释放夯击锤10时启动起爆组件24，对爆炸室22内的燃料进行点火起爆，以推动夯击锤10加速下落。

这样能够方便地对起爆组件24与锁定组件21进行同步控制，避免分别控制产生时间差，使得燃料起爆的推动力不能充分作用在夯击锤10上，导致夯击效果降低。

进一步地，请一并参阅图1和图2，本发明在第一实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下：

燃料供给组件23包括一端与起吊座20连接并与连通的供料管和设在供料管上的控制阀，控制阀用于控制供料管的开闭。

供料管另一端可以仅为接口结构，以在起吊座20落下与夯击锤10连接时，通过供料管向爆炸室22内充入燃料，此时，控制阀既可以是机械式的，也可以是电子式的；

供料管另一端也可以与设在起吊座20上的燃料罐连接，在控制阀打开时，燃料罐内的燃料可以利用重力流入爆炸室22，也可以采用有压的燃料罐压入爆炸室22，还可以通过设在起吊座20上的泵送组件泵送入爆炸室22。

进入爆炸室22的燃料可以气态，也可以是液态，还可以是气雾状态或悬浮颗粒状态。例如燃料可以采用汽油、柴油或液化气、天然气等。

进一步地，本发明在第一实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下：

起爆组件24、锁定组件21和控制阀均为电控部件，内爆式夯击机构还包括控制器，起爆组件24、锁定组件21和控制阀均与控制器电连接，控制器控制起爆组件24点火、锁定组件21的解锁释放和控制阀的开闭。

在起重机构将夯击锤10及起吊座20提起至预设高度后，控制器控制起爆组件24点火，同时控制锁定组件21的解锁释放夯击锤10，夯击锤10在重力及爆炸室22内的爆炸力的驱动下下落对正下方的地面进行夯击。

控制器可以是设在起吊座20上的自动控制器，如PLC控制器等，也可以是遥控器。

进一步地，请参阅图1，本发明在第一实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下：

夯击锤10上设有导向滑柱11，爆炸室22的开口部位设有与导向滑柱11滑动配合的滑腔25，在夯击锤10与起吊座20连接时，导向滑柱11插入滑腔25内。

当夯击锤10刚下落时，导向滑柱11仍在滑腔25内，导向滑柱11受到爆炸室22内的爆炸力推动夯击锤10加速下落一段距离后，导向滑柱11滑出滑腔25，这个过程中导向滑柱11的运动方向受到滑腔25的限制，进而能够限制夯击锤10的下落方向，避免夯击锤10受到爆炸力的影响而偏离原来的下落路线，引发危险。

同时导向滑柱11在滑腔25内滑行一段距离，能够充分将爆炸室22内的爆炸力作用在夯击锤10上，使得夯击锤10在下落时产生更大的加速。

另外导向滑柱11在限定夯击锤10的下落方向时，也对起吊座20的反冲方向起到了限制作用，也能避免起吊座20偏移带动起吊机构30的吊钩、绳索等产生较大的晃动。

进一步地，请参阅图1，本发明在第一实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下：

滑腔25与导向滑柱11之间设有用于驱动导向滑柱11转动的自旋转结构。自旋转结构驱动导向滑柱11转动，进而驱动夯击锤10转动，增强夯击锤10在空中下落时的稳定性，降低夯击锤10落偏的可能性。

自旋转结构包括设在导向滑柱11侧壁的螺旋槽12和设在滑腔25内壁并与螺旋槽12配合的螺旋凸条；爆炸室22侧壁设有与外界连通的助推孔27，助推孔27的朝向与螺旋槽12的旋向相反。

螺旋槽12与螺旋凸条互相作用，使得夯击锤10在下落的过程(导向滑柱11脱出滑腔25之前)中产生旋转，而助推孔27利用反冲原理，可以使得起吊座20尽可能地不产生旋转，降低起吊座20对起吊机构30的吊钩、绳索等的影响，并能够增加夯击锤10的旋转，提升夯击锤10的下落稳定性。

进一步地，请参阅图1，本发明在第一实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下：

螺旋凸条包括若干呈螺旋阵列设在滑腔25内壁的凸钉26。

若干凸钉26均与滑腔25侧壁可拆卸连接，以便于凸钉26磨损后更换。

具体地，若干凸钉26可以穿设并通过螺纹结构等形式固定在滑腔25侧壁上，且若干凸钉26内端位于与螺旋槽12内。

进一步地，请参阅图1，本发明在第一实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下：

爆炸室22或滑腔25内设有用于封闭导向滑柱11与滑腔25内壁之间的空隙的密封垫28，以避免在起吊夯击锤10时，燃料从导向滑柱11与滑腔25内壁之间的空隙漏出。

导向滑柱11端部在夯击锤10和起吊座20连接在一起后伸入爆炸室22底部，密封垫28为环状结构，且设于爆炸室22底部，密封垫28外侧与爆炸室22密封连接，密封垫28内侧用于与导向滑柱11端面搭接。

密封垫28可以沿径向倾斜设置，用于使密封垫28内侧与导向滑柱11端面搭接后具有压紧弹力。

具体地，密封垫28为弹性橡胶垫或硅胶垫。

进一步地，请一并参阅图1和图2，本发明在第一实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下：

锁定组件21为至少两组，夯击锤10上设有分别与锁定组件21对应设置的卡槽13，每组锁定组件21均包括卡钩211、弹性件212和牵引绳213。

卡钩211的钩部用于与卡槽13卡接，卡钩211的中部与起吊座20转动连接，卡钩211的尾部与牵引绳213连接。

弹性件212设在卡钩211与起吊座20之间，用于提供推动卡钩211的钩部卡入卡槽13的弹力。

牵引绳213用于通过牵拉使卡钩211的钩部从卡槽13内脱出、进而使得夯击锤10与起吊座20分离。

牵引绳213可以从起吊机构上绕过延伸至地面，以便于人力牵拉,也可以与起吊机构上预设的牵引设备连接，以通过机械进行牵拉。

在释放夯击锤10时，拉动牵引绳213，卡钩211从卡槽13脱出，锁定组件21的锁定即解除，夯击锤10就会落下来；在一次夯击完成后，在将夯击锤10与起吊座20连接时，将卡钩211再次卡在卡槽13内，即完成锁定，弹性件212能够保证卡钩211在夯击锤10与起吊座20起吊上升时，卡钩211始终牢固地卡在卡槽13内，避免夯击锤10意外下落，提升安全性。

进一步地，请一并参阅图1和图2，本发明在上述实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下：

起吊座20上设有用于牵引绳213穿过的导向结构214，导向结构214用于限定牵引绳213牵拉时对卡钩211施加的牵拉力的方向。

导向结构214设在卡钩211的上方，卡钩211为L形杆状或L形折弯板状结构，以便于更好地提供卡钩211脱钩的力矩，确保能够通过牵拉牵引绳213顺利使卡钩211脱钩，进而释放夯击锤10。

卡槽13为环绕起吊座20设置的环状结构，能够方案安装锁定的同时，能够避免卡钩211因夯击锤10与起吊座20之间的相对旋转而脱钩。

起吊座20上设有用于与起重机构连接的吊环29，以方便与起重机构连接，并避免采用其他方式对牵引绳213的牵拉产生影响。

进一步地，请一并参阅图1和图2，本发明在上述实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下：

起爆组件24包括点火探针241和压电器242。

压电器242设在卡钩211与起吊座20之间，用于在牵引绳213牵引卡钩211时、受到卡钩211挤压产生高压电。

点火探针241与压电器242导电连接，且点火探针241的端部伸入爆炸室22内，以放电点火引燃爆炸室22内的燃料。

在牵引绳213牵引卡钩211时，卡钩211转动，对压电器242进行挤压，使得压电器242内产生高压，高压通过导线等传递至点火探针241，并在点火探针241端部放电引燃爆炸室22内的燃料。这样可以使得起爆组件24起爆点火与锁定组件21释放夯击锤10几乎同步进行，有利于将燃料爆炸产生的推力充分作用在夯击锤10上。

请参阅图3，本发明提供的内爆式强夯机，包括上述的内爆式夯击机构和与内爆式夯击机构连接的起吊机构30。

本发明提供的内爆式夯击机构，与现有技术相比，通过在起吊机构30上设置内爆式夯击机构，能够在锁定组件21释放夯击锤10的同时，利用爆炸室22内的燃料爆炸产生的推力对夯击锤10的下落进行加速，使得夯击锤10在同等高度下，能具有更高的下落速度，在夯击地面时能够产生较大的夯击冲量，提升夯击效果，而且在同等夯击力要求下，有利于降低夯击锤10的提升高度，进而降低对起吊机构30起吊臂的长度要求。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。