钻孔时用于泥浆净化的旋流器技术领域
本实用新型涉及土木工程中钻孔施工领域，具体讲是一种钻孔时用于泥浆净化的旋
流器。
背景技术
钻杆成孔时，需要大量的泥浆，泥浆主要起到护壁、冷却钻头、带走钻渣和软化土
体的作用。泥浆可以预先制备并存放在造浆池内，钻杆钻进时泵送泥浆到钻孔中，当然，
如果是在粘性土层钻进时，也可以直接注水生成泥浆，减少预制泥浆的量，以节省成本。
当然，要利用泥浆的黏性带走钻渣，就需要采用泥浆循环净化系统使得泥浆循环起
来。现有技术的泥浆循环净化系统包括中空的钻杆、出浆管、带滤网的泥浆箱、以及旋
流器。钻杆底端为入浆口而上端为出浆口，钻杆上固定有与钻杆的内腔连通的进气管，
进气管向钻杆内腔吹气形成气泡，使得钻杆内腔与充满泥浆的钻孔产生压差，导致钻孔
内的泥浆经入浆口进入钻杆内腔并从出浆口排出，为泥浆循环净化系统提供动力。钻杆
的出浆口与出浆管入口连通，出浆管出口位于泥浆箱的滤网的上方，泥浆经滤网过滤掉
较大颗粒后流入泥浆箱，泥浆箱的出口经输浆管与旋流器连接。
旋流器包括旋流器本体、电动机、传动机构、筛网和机架，旋流器本体上部为一个
中空的圆筒体，下部为与圆筒体连通的倒锥体，圆筒体和倒锥体闭合成工作筒体，旋流
器本体的入口与圆筒体成切线方向且旋流器本体入口与输浆管出口连通，旋流器本体顶
部设有溢浆口，溢浆口经第一回浆管与钻孔连通，倒锥体底端为出砂口，电动机经传动
机构控制筛网往复振动，出砂口位于筛网上方，筛网下方设有与钻孔连通的第二回浆管。
上述泥浆循环净化系统的工作原理为：钻孔中的泥浆经钻杆向上进入出浆管，再经
过滤网第一次过滤，将大颗粒钻渣过滤掉，然后经泥浆箱进入输浆管，再经输浆管沿着
切向进入旋流器本体的工作筒体，进入工作筒体的泥浆在离心力作用下实现分级，即较
大颗粒的钻渣被抛向工作筒体的筒壁并旋转向下从出砂口排出，与一部分的泥浆经过筛
网过滤后进入第二回浆管，最终返回钻孔，而钻渣少的一部分较纯的泥浆随二次上旋涡
流从顶部的溢浆口排出，经第一回浆管返回到钻孔中。
上述现有技术的旋流器存在以下弊端：一、该循环净化系统工作时，旋流器的电动
机不停工作驱动筛网摆动，其能耗比较大；二、旋流器包括电动机、传动机构和筛网，
结构复杂、造价较高；三、也是更关键的一点是，该系统净化除渣效率低，从出砂口排
出的泥浆即便是经过了筛网的再次筛选，仍然存在相当一部分的小钻渣无法除尽，该部
分钻渣又重新循环回了钻孔，所以，钻孔过程中，往往需要将泥浆循环多次才能达到清
孔的需求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能降低能耗、简化结构、降低造价、提
高清孔除渣效率的钻孔时用于泥浆净化的旋流器。
本实用新型的技术解决方案是，提供一种钻孔时用于泥浆净化的旋流器，它包括上
部的中空圆筒体、下部的中空倒锥体和支架，相互连通的圆筒体和倒锥体构成工作筒体，
工作筒体固定在支架上，工作筒体上设有用于与泥浆循环管路连通的入口，入口与工作
筒体成切线方向，工作筒体顶部设有用于与泥浆循环管路连通的溢浆口，工作筒体底部
为出砂口，旋流器的底部还设有倒锥漏斗，出砂口周边固定有上法兰盘，倒锥漏斗顶端
固定有下法兰盘，上法兰盘和下法兰盘螺接，上法兰盘和下法兰盘的中心孔的孔壁均为
锥面，上法兰盘的中心孔孔壁、下法兰盘的中心孔孔壁、倒锥体的内锥面、倒锥漏斗的
内锥面均位于同一个锥面上；倒锥漏斗底端固定一根出砂管，出砂管上设有流量调节阀。
该旋流器的工作过程为：循环管路的泥浆从旋流器入口进入到工作筒体，在离心力
作用下实现分级，大部分钻渣被抛向工作筒体的筒壁并旋转向下经出砂口、倒锥漏斗和
出砂管彻底排出泥浆循环，而钻渣少的一部分较纯的泥浆从顶部的溢浆口排出，经泥浆
循环管路回到钻孔中。
采用以上结构的钻孔时用于泥浆净化的旋流器与现有技术相比，具有以下优点。
一、省略了现有技术旋流器的电动机、传动结构和筛网，简化了结构，降低了造价，
更降低了运行的能耗；二、该技术方案创造性地提出，将原来从旋流器的出砂口排出并
经过筛网过滤但仍然无法除尽的这部分泥浆直接排出循环系统，这样，这部分泥浆不再
回流到钻孔，大幅度提高了净化除渣的效率；三、虽然会从出砂口流失掉一部分泥浆，
但由于在出砂口增加了一个倒锥漏斗，实现了将口缩小的作用，降低了泥浆的流失量，
使得实际上经出砂口流失的泥浆量保持在一个经济上能接受的合理范围内；而且，正是
由于增加了倒锥漏斗，在缩口的同时增大了二次旋涡流的反作用力，加速了更纯的泥浆
从溢浆口流出的过程，加快了泥浆循环的速度，进一步提高了净化效率；三、由于倒锥
漏斗底端固定一根出砂管，出砂管上设有流量调节阀，这样，可以调节该阀体的开度，
一旦泥浆中钻渣不多的时候，可以将开度减小，降低泥浆流失，避免浪费泥浆。五、上
法兰盘和下法兰盘的中心孔的孔壁均为锥面，上法兰盘的中心孔孔壁、下法兰盘的中心
孔孔壁、倒锥体的内锥面、倒锥漏斗的内锥面均位于同一个锥面上，这样的设计能保证
泥浆的顺利下落，避免出现泥浆堆积的死角。
作为改进，支架包括上架和下架，上架和下架之间设有升降气缸，下架可转动安装
有滚轮；下架上固定有电磁线圈，电磁线圈上固定有导杆，导杆上滑动配合有用于抱紧
滚轮的抱箍，抱箍内设有磁块，导杆上套合有压簧，压簧的两端分别与抱箍和电磁线圈
抵紧，这样，升降气缸能调节旋流器的高度，便于与泥浆循环系统的管路对接，而滚轮
的存在便于旋流器移位，而且，平时无需移动时，抱箍在压簧作用下与滚轮抱死防止打
滑，当旋流器需要移位时，电磁线圈通电吸引带磁块的抱箍松开滚轮。
附图说明
图1是本实用新型钻孔时用于泥浆净化的旋流器的正视结构示意图。
图2是本实用新型钻孔时用于泥浆净化的旋流器的局部放大剖视结构示意图。
图中所示1、圆筒体，2、倒锥体，3、支架，3.1、上架，3.2、下架，4、入口，5、
溢浆口，6、出砂口，7、倒锥漏斗，8、上法兰盘，9、下法兰盘，10、出砂管，11、流
量调节阀，12、升降气缸，13、滚轮，14、电磁线圈，15、导杆，16、抱箍，17、磁块，
18、压簧。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1、图2所示，本实用新型钻孔时用于泥浆净化的旋流器，它包括上部的中空圆
筒体1、下部的中空倒锥体2和支架3，相互连通的圆筒体1和倒锥体2构成工作筒体，
工作筒体固定在支架3上。工作筒体上设有用于与泥浆循环管路连通的入口4，比如是入
口4经输浆管与泥浆箱的出口连通。入口4与工作筒体成切线方向，工作筒体顶部设有
用于与泥浆循环管路连通的溢浆口5，如溢浆口5经回浆管与钻孔连通。工作筒体底部为
出砂口6。旋流器的底部还设有倒锥漏斗7，出砂口6周边固定有上法兰盘8，倒锥漏斗
7顶端固定有下法兰盘9，上法兰盘8和下法兰盘9螺接，上法兰盘8和下法兰盘9的中
心孔的孔壁均为锥面，上法兰盘8的中心孔孔壁、下法兰盘9的中心孔孔壁、倒锥体2
的内锥面、倒锥漏斗7的内锥面均位于同一个锥面上；倒锥漏斗7底端固定一根出砂管
10，出砂管10上设有流量调节阀11。
支架3包括上架3.1和下架3.2，上架3.1和下架3.2之间设有升降气缸12，升降
气缸12的气缸壁与下架3.2固定而活塞与上架3.1固定。
下架3.2可转动安装有滚轮13；下架3.2上固定有电磁线圈14，电磁线圈14上固
定有导杆15，导杆15上滑动配合有用于抱紧滚轮13的抱箍16，抱箍16内设有磁块17，
导杆15上套合有压簧18，压簧18的两端分别与抱箍16和电磁线圈14抵紧。