專利名稱：用于開挖和攪拌土壤的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于開挖(Fmsen)和攪拌土壤的設(shè)備，該設(shè)備能夠適應(yīng)按系列方 式構(gòu)建的液壓挖掘機(jī)，并且該設(shè)備能夠?qū)⒚芊夂头€(wěn)定溝槽的連續(xù)開挖與穩(wěn)定添加劑的混入 在一機(jī)械技術(shù)的單元中結(jié)合起來。
背景技術(shù)：
為了在土工建筑，例如斜坡、提壩、地基或者河岸上產(chǎn)生防御積聚的或者流動(dòng)的水 的密封，而引入溝渠狀的溝槽。緊接著，用由挖出的土、水、粘土礦物、水泥或石灰組成的可 流動(dòng)地調(diào)節(jié)的泥漿(Suspension)來灌填所述溝槽。在泥漿硬化、凝固或者水份在物理上分 離之后，形成了不透水的層。
類似的方法用于穩(wěn)定道路和鐵路路基的區(qū)域內(nèi)的遭受沉降或者塌方的路段。
通過連續(xù)地或者不連續(xù)的方法將溝槽引入到建筑地基中。
在連續(xù)的方法中使用鏈?zhǔn)介_挖，其中，將泥漿的組分供應(yīng)到溝槽中并且在開挖時(shí) 加以混合。這種方法中的主要問題是，開挖鏈具有開挖桿的兩倍的長(zhǎng)度并且由此是很重的。 此外，在鏈狀的開挖工具中，各個(gè)開挖工具的大約一半的開挖工具始終處于嵌接中，這就要 求根據(jù)最大的開挖深度來進(jìn)行功率設(shè)計(jì)。帶有這種鏈狀的開挖裝置的支座機(jī)器的總重量在 :3m的溝槽深度時(shí)將近80t，并且因此不再適合于軟的土壤、具有很小的地面承載能力的施 工現(xiàn)場(chǎng)以及狹長(zhǎng)的硬路肩。此外，該設(shè)備很昂貴并且出于物流原因運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)和從施工 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)走都是成本非常高的。因此，該技術(shù)僅僅適合于在相應(yīng)的土壤特性的情況下的很大 的標(biāo)段(Baulose)。在文獻(xiàn)DE 198 58 151 Al中提出了具有所述缺點(diǎn)的這種挖掘機(jī)溝渠開 挖件(Bagger-Grabenfrase )。
此外，ALLU芬蘭有限責(zé)任公司提供了一種用于穩(wěn)定軟的土壤，特別是粘土、泥炭以 及爛泥地的土壤加工系統(tǒng)。
在此，液壓的攪拌裝置用作挖掘機(jī)輔助設(shè)備，該攪拌裝置借助于兩個(gè)水平布置的 滾筒將軟的土壤與所供應(yīng)的泥漿或者結(jié)合劑攪拌均勻。在此，在三個(gè)平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的滾筒負(fù) 責(zé)受控制地將待穩(wěn)定的土壤攪拌均勻。
在此，挖掘機(jī)作為設(shè)備載體相對(duì)于攪拌滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)方向以合適的角度水平地運(yùn) 動(dòng)。借助于該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)五米的工作深度。但是，該設(shè)備僅僅適合于穩(wěn)定軟的土壤。
在用于引入溝槽的不連續(xù)的方法中，首先利用垂直工作的、桿所引導(dǎo)的開挖頭引 入多個(gè)相鄰設(shè)置的孔。在此，被疏松的土壤一般從溝渠區(qū)域內(nèi)被運(yùn)送出來，與泥漿攙兌和混 合并且作為塑性的或者可流動(dòng)地調(diào)節(jié)的物質(zhì)填充到所形成的溝槽中。
此外，使用帶有桿的、改裝成鉆孔設(shè)備的專門的挖掘機(jī)底盤。在此，推進(jìn)需要不斷 地進(jìn)行挖掘機(jī)移位。缺點(diǎn)是，通過引入大量毗鄰的鉆孔來產(chǎn)生溝槽和對(duì)由挖出來的土和泥 漿組成的可流動(dòng)地調(diào)節(jié)的混合物的引入在時(shí)間上分隔開地并且利用不同的裝備來實(shí)現(xiàn)。另 一缺點(diǎn)在于，如此產(chǎn)生的溝槽壁在幾何上由大量交疊的或者相切的鉆孔組成，從而在其灌 填時(shí)不能保證均勻的并且因此長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的、防水的密封。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，消除現(xiàn)有技術(shù)的公知的缺點(diǎn)并且提出用于開挖和攪拌土壤的簡(jiǎn) 單并且成本低廉的設(shè)備，該設(shè)備能夠適應(yīng)按系列方式構(gòu)建的液壓挖掘機(jī)，并且該設(shè)備能夠 實(shí)現(xiàn)連續(xù)地開挖密封和穩(wěn)定溝槽以及同時(shí)混入進(jìn)行穩(wěn)定的添加劑。
按本發(fā)明，該任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征得到解決。優(yōu)選的改進(jìn)方案在所提交 的從屬權(quán)利要求中說明。
為了在溝槽狀構(gòu)成的地體(Erdkiirper)中使泥土穩(wěn)定而用于開挖和攪拌土壤的 按本發(fā)明的設(shè)備構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)的并且可移動(dòng)的組合工具。開挖攪拌單元由開挖滾筒和攪拌滾 筒組成，開挖滾筒和攪拌滾筒支承在長(zhǎng)柄殼體中的共同的軸上。
端面和周邊有齒的(stirn-und umfangsverzahnt)開挖滾筒疏松待加工的土壤。 通過將開挖和破碎工具布置在開挖滾筒的端側(cè)和周邊上，使得被疏松的土壤朝向后面的攪 拌滾筒運(yùn)動(dòng)。該攪拌滾筒在周邊面上具有一定數(shù)量的相距開的鏟葉，這些鏟葉以如下方式 布置，即，使得形成軸向上與推進(jìn)方向相反地指向的流，該流將被疏松的土壤與所供應(yīng)的添 加劑以及拌和水加工成可流動(dòng)地調(diào)節(jié)的混合物，該混合物填充所形成的溝槽。
使用可更換的、硬金屬裝備的開挖或破碎工具能夠?qū)崿F(xiàn)較高的進(jìn)給速度并且即使 在有限地存在碎石內(nèi)含物(khutteinlagerimg)或者風(fēng)化的巖石的情況下也能實(shí)現(xiàn)幾乎 連續(xù)的工作方式。
有利地，開挖或破碎工具在開挖滾筒的端面上以靠近周邊的方式來布置。有利地， 布置在周邊上的開挖工具形成朝向長(zhǎng)柄殼體進(jìn)行運(yùn)送的螺旋線。此外，有利地，將共同地驅(qū) 動(dòng)的開挖滾筒和攪拌滾筒支承在長(zhǎng)柄殼體中的共同的軸上。
在可供選擇的、同時(shí)優(yōu)選的布置中，單獨(dú)地驅(qū)動(dòng)開挖滾筒和攪拌滾筒，從而能夠依 賴于土壤比例獨(dú)立地控制或者調(diào)節(jié)兩個(gè)滾筒的轉(zhuǎn)速或者圓周速度和/或扭矩。
在可供選擇的、同時(shí)優(yōu)選的布置中，通過錐形齒輪組和垂直軸來驅(qū)動(dòng)用于開挖滾 筒和攪拌滾筒的共同的驅(qū)動(dòng)軸。
此外，優(yōu)選地，通過上面的連接殼體來封閉長(zhǎng)柄殼體，該連接殼體容納用于垂直軸 的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和用于容納升降桿的連接面，或者在工作深度較小時(shí)直接借助于連接板裝配在 挖掘機(jī)懸臂上。
在另一有利的設(shè)計(jì)方案中，在長(zhǎng)柄殼體上裝配有用于水和添加料的供應(yīng)管道，并 且該供應(yīng)管道以如下方式通入開挖和攪拌軸的中軸線中，即，使得添加劑直接供應(yīng)到攪拌 處。
此外，有利的是，升降桿可移動(dòng)地支承在引導(dǎo)單元中，用于開挖和攪拌的設(shè)備通過 纜索布置在該升降桿的下端部上。
在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，引導(dǎo)單元以在沿著溝渠軸線的方向的垂直的平面內(nèi)能 擺動(dòng)的方式在前側(cè)布置在挖掘機(jī)的懸臂上或者支承架上。
在同樣優(yōu)選的實(shí)施方式中，可以在開挖滾筒的端面和/或周邊面上調(diào)節(jié)可更換的 開挖或破碎工具的位置。在同樣優(yōu)選的實(shí)施方式中，可以調(diào)節(jié)鏟葉的位置和/或該鏟葉相 對(duì)于攪拌滾筒的縱軸線的調(diào)整角。由此，存在使所述設(shè)備個(gè)別地適應(yīng)各種土壤特性的可能 性。


下面，根據(jù)兩張附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述
在此
圖1示出帶有用于開挖和攪拌的設(shè)備的挖掘機(jī)，以及
圖2示出開挖和攪拌滾筒的放大圖示。
具體實(shí)施方式
圖1示出帶有用于開挖和攪拌土壤的設(shè)備的液壓挖掘機(jī)，該設(shè)備基本上由帶有開 挖或破碎工具2的開挖滾筒1、帶有攪拌鏟葉5的攪拌滾筒4、布置在開挖滾筒與攪拌滾筒 之間的長(zhǎng)柄殼體3以及連接到長(zhǎng)柄殼體3上的連接殼體3a組成，該連接殼體在上側(cè)與升降 桿6連接。該升降桿6在上側(cè)具有升降絞盤9并且通過引導(dǎo)單元8與挖掘機(jī)11連接。
圖2示出開挖滾筒1、攪拌滾筒4以及長(zhǎng)柄殼體3的放大圖示，該長(zhǎng)柄殼體3在上 側(cè)與升降桿6連接。
處于(從進(jìn)給方向上看)前面的開挖滾筒1在端側(cè)上設(shè)有多個(gè)可輕易更換的、用 于端面切削(Stirnschnitt)的開挖工具2并且在周邊上具有一定數(shù)量的螺旋形地錯(cuò)開布 置的開挖工具2。共同的驅(qū)動(dòng)軸支承在長(zhǎng)柄殼體3中并且通過未詳細(xì)示出的錐形齒輪單元 來驅(qū)動(dòng)。
攪拌滾筒4處于驅(qū)動(dòng)軸的另一端部上，在該攪拌滾筒的周邊上以如下方式螺旋形 地布置有一定數(shù)量的可更換的攪拌鏟葉5，即，使得開挖下來的泥土向已經(jīng)形成的溝槽的方 向上被運(yùn)送并且同時(shí)進(jìn)行與水和穩(wěn)定劑的深度的攪拌均勻，所述水和穩(wěn)定劑通過布置在長(zhǎng) 柄殼體3上的介質(zhì)管道7來供應(yīng)。所述設(shè)備被裝配在挖掘機(jī)11上。
基于在混合流中起作用的剪力，可流動(dòng)地調(diào)節(jié)的粘土泥漿(Tonsuspension)的生 產(chǎn)得到支持。通過切削運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)以及在相同介質(zhì)中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的攪拌滾筒4的有利的 疊加，形成連續(xù)的并且均勻的溝槽填充，該溝槽填充的分布和尺寸穩(wěn)定性必然得到保證。
長(zhǎng)柄殼體3不僅容納支承在上面端部中的液壓的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)軸以及這些驅(qū)動(dòng) 軸的支承結(jié)構(gòu)，而且容納用于開挖滾筒1和攪拌滾筒4的密封元件，并且同時(shí)該長(zhǎng)柄殼體通 過殼體壁將出現(xiàn)的力和力矩傳遞到可垂直移動(dòng)的升降桿6中。在升降桿6上和長(zhǎng)柄殼體3 上布置有用于泥漿、水和/或石灰水泥粉的供應(yīng)管道7。
盒狀的升降桿支承在引導(dǎo)單元8中。通過裝配在升降桿6上的液壓的升降絞盤9 實(shí)現(xiàn)開挖和攪拌裝置的垂直的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
引導(dǎo)單元8裝配在挖掘機(jī)11的基本懸臂上或者專用的側(cè)向的托架上，并且通過傾 擺缸(Kippzylinder)使該引導(dǎo)單元運(yùn)動(dòng)。在功率方面根據(jù)土壤類型并且在自重方面根據(jù) 升降桿長(zhǎng)度和升降桿質(zhì)量來選擇挖掘機(jī)。
針對(duì)在施工現(xiàn)場(chǎng)的使用，帶有裝配好的開挖攪拌設(shè)備的挖掘機(jī)在溝槽方向上取 向。
為了開始工作，需要刻意的深度的起始坑，該起始坑使升降桿6能夠以大約 60° -85°的角度下沉。該起始坑被用水和添加材料填充，并且通過升降桿6的運(yùn)動(dòng)利用開 挖攪拌單元來加工成流體物質(zhì)12。通過調(diào)節(jié)懸臂和使挖掘機(jī)移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)所述設(shè)備的工作進(jìn)
利用纜索10和懸臂將升降桿6部分地置入到起始坑中。
通過在端側(cè)和周邊側(cè)進(jìn)行切割的開挖滾筒1的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與升降桿6的垂直的進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)的疊加，在工作深度上加工出如下寬度的土壤帶，該寬度相應(yīng)于開挖滾筒1的直徑。通 過連續(xù)地或者逐步地移動(dòng)挖掘機(jī)，實(shí)現(xiàn)所述設(shè)備的水平的進(jìn)給。
在開挖期間，通過分布在升降桿6上及長(zhǎng)柄殼體3中的介質(zhì)管道7將水和穩(wěn)定劑 (石灰、水泥、粘土)直接供應(yīng)給工作區(qū)域。
附圖標(biāo)記列表
1開挖滾筒
2開挖或破碎工具
3長(zhǎng)柄殼體
4攪拌滾筒
5鏟葉
6升降桿
7介質(zhì)管道
8引導(dǎo)單元
9升降絞盤
10纜索
11挖掘機(jī)權(quán)利要求
1.用于借助于液壓挖掘機(jī)來開挖和攪拌土壤的設(shè)備，所述設(shè)備具有旋轉(zhuǎn)的或者振動(dòng)的 開挖滾筒(1)和旋轉(zhuǎn)的或者振動(dòng)的攪拌滾筒G)，其中，被所述開挖滾筒(1)疏松的材料通 過開挖和/或破碎工具的布置而運(yùn)動(dòng)到所述攪拌滾筒的區(qū)域內(nèi)。
2.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述開挖或破碎工具(2)在端面上以靠近 周邊的方式來布置，并且布置在周邊上的所述開挖和/或破碎工具( 形成朝向長(zhǎng)柄殼體 (3)進(jìn)行運(yùn)送的螺旋線。
3.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，在所述攪拌滾筒的周邊面 上以如下方式布置有鏟葉( ，即，使得形成軸向上與推進(jìn)方向相反地指向的體積流，所述 體積流將被疏松的材料與被供應(yīng)的添加劑和水混合成流體物質(zhì)(12)。
4.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述開挖滾筒和所述破碎滾筒 (1、4)布置在所述長(zhǎng)柄殼體(3)中的共同的驅(qū)動(dòng)軸上。
5.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，布置在所述長(zhǎng)柄殼體(3)中的、 用于所述開挖滾筒和所述破碎滾筒的所述驅(qū)動(dòng)軸通過錐形齒輪組和垂直軸來驅(qū)動(dòng)。
6.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述長(zhǎng)柄殼體(3)的上部的區(qū) 域容納用于所述垂直軸的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和用于連接到升降桿(6)或者懸臂的轉(zhuǎn)接器上的連接
7.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，在所述長(zhǎng)柄殼體C3)上或者所 述長(zhǎng)柄殼體(3)中布置有用于水和添加料的介質(zhì)管道(7)，所述介質(zhì)管道通入開挖和攪拌 設(shè)備的中間平面中。
8.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述升降桿(6)支承在引導(dǎo)單 元(8)中并且能夠通過纜索(10)來移動(dòng)。
9.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述引導(dǎo)單元(8)以在沿溝槽 軸線的方向的垂直的平面內(nèi)能擺動(dòng)的方式在前側(cè)布置在支承架或者液壓挖掘機(jī)(11)的懸 臂上或者在側(cè)向布置在挖掘機(jī)行駛機(jī)構(gòu)上。
10.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，能更換的所述開挖和/或破碎 工具( 和/或所述鏟葉(5)的位置和/或傾斜度是能調(diào)節(jié)的。
全文摘要
用于開挖和攪拌土壤的設(shè)備能夠適應(yīng)按系列方式構(gòu)建的液壓挖掘機(jī)并且能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)地開挖密封和穩(wěn)定溝槽以及能夠?qū)崿F(xiàn)混入進(jìn)行穩(wěn)定的添加劑。該設(shè)備構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)的并且可移動(dòng)的組合工具。開挖攪拌單元由開挖滾筒(1)和攪拌滾筒(4)組成，開挖滾筒和攪拌滾筒支承在長(zhǎng)柄殼體(3)中的共同的軸上。端面和周邊有齒的開挖滾筒疏松待加工的土壤。通過將開挖和破碎工具(2)布置在開挖滾筒的端側(cè)和周邊上，使得被疏松的土壤朝向后面的攪拌滾筒運(yùn)動(dòng)。該攪拌滾筒在周邊面上具有一定數(shù)量的相距開的鏟葉(5)，這些鏟葉以如下方式布置，即，使得形成軸向上與推進(jìn)方向相反地指向的流，該流將被疏松的土壤與所供應(yīng)的添加劑以及拌和水加工成可流動(dòng)地調(diào)節(jié)的混合物，該混合物填充所形成的溝槽。
文檔編號(hào)E02F3/20GK102037190SQ200980118421
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月26日
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