CN103063467A - 旋转压阀式原状取土器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转压阀式原状取土器，该取土器的取土部分的取土管的一端通过丝扣与废土室连接，另一端通过丝扣与刃口连接，取土管内装有土样的衬桶。密封装置部分的补心的上下两端分别通过丝扣连接废土室和气门座，气门上端有连接气门室的螺孔，螺孔和通气孔同心配置，拧接在气门座上，气门室底端通过丝扣连接压盖防止弹簧及气门脱落，在气门室上端有一接头。有益效果是采用旋转压阀式原状取土器，增加了对土样的密封效果，一改当有砂粒夹在气门与气门座中间时密封失灵的现象，提高了原状土样采取率达95%以上，也可用于采取深层原状结构土样。适用于静压取土和重锤少击取土方式，可采取二、三级原状土样，可适应软土、粘性土、粉土和砂土的取样。

Description

旋转压阀式原状取土器

技术领域

本发明涉及工业与民用建筑、港口建设、铁路建设等领域的工程地质勘察取土技术，特别是应用在海域勘察中，能够采取二、三级原状土样的旋转压阀式原状取土器。

背景技术

遵循传统的工程地质勘察采取原状土样方法，均由取土管和废土室组成，但上部的密封结构不同，通常有限制球阀式密封、简易活阀式和上提活阀式密封三种形式。土试样在钻孔内提升过程中受到包括钻孔中水柱压力、大气压力及土样下端所受的真空吸力的影响，所以取土器上部密封装置性能是否良好，是土试样采取率的关键。

限制球阀时取土器在取样过程中，取土器内的液体、气体将球顶起排出，停止取样时，由于球上部弹簧的作用压回原阀座位置，以起到密封作用。由于钻孔内经常有沙粒，当卡在球和球阀之间时失去密封效果，土样采取率一般在60~75%左右。

简易活阀和上提活阀式取土器一般采用阀座与活阀上提密封，这种密封效果较好，但当有较大的沙粒和杂物卡在活阀接触面时，活阀与阀座无法依靠提拉作用将其去除，即易失去密封性能，造成土试样的脱落，土样采取率一般在80~90%左右。

发明内容

为解决上述技术中存在的问题，本发明提供一种旋转压阀式原状取土器，是在上部密封装置中设置一个能够转动的气门室，气门与气门座的接触采用锥形面线性接触。当采取土样时气门与气门座在管内水、气压力下顶开，保证废土管内的水、气、泥能够较通畅的排出，取土结束后转动接头、带动气门室旋转压紧，当遇到沙粒与杂物时，在旋转力矩与下压力的作用下能将杂物挤开，保证气门与气门座的密封效果。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是提供一种旋转压阀式原状取土器，其中：该取土器包括有取土部分、密封装置部分；所述取土部分包括有刃口、取土管、废土室，取土管的一端通过丝扣与废土室连接，另一端通过丝扣与刃口连接，取土管内装有土样的衬桶。

所述密封装置部分包括有气门、压盖、轴销、弹簧、接头、气门座、气门室、补心；补心的上下两端分别通过丝扣连接废土室和气门座，气门座的下端有一通气孔，气门与通气孔接触密封，气门上端有连接气门室的螺孔，螺孔和通气孔同心配置；气门室呈圆柱形中空状，拧接在气门座上，内装气门、弹簧和轴销，气门室底端通过丝扣连接压盖防止弹簧及气门脱落，在气门室上端有一接头。

本发明的效果是采用旋转压阀式原状取土器密封装置，增加了对土样的密封效果，改变了当有砂粒夹在气门与气门座中间时密封失灵的现象，提高了原状土样的采取效果，采取率可达到95%以上，也可用于采取深层原状结构土样。适用于静压取土和重锤少击取土方式，可采取二、三级原状土样，可适应软土、粘性土、粉土和砂土的取样。

附图说明

图1为本发明的旋转压阀式取土器工作原理示意图。

图中：

1.气门2.压盖3.轴销4.弹簧5.接头6.气门座7.气门室8.补心9.废土室10.取土管11.刃口12.气门杆

具体实施方式

结合附图对本发明旋转压阀式原状取土器结构及工作方式做进一步说明。

本发明旋转压阀式原状取土器的设计思想是将常规敞口式取土器的上部密封方式改为旋转压阀式，利用一个可以旋转压紧密封的气门封住取土管内的土样，使钻孔内的水压和大气压力不直接作用在取土式样上，并能保证有效密封。

如图1所示，本发明的旋转压阀式原状取土器，该取土器包括有取土部分、密封装置部分。所述取土部分包括有刃口11、取土管10、废土室9，取土管10的一端通过丝扣与废土室9连接，另一端通过丝扣与刃口11连接，取土管10内装有土样的衬桶。

所述密封装置部分包括有气门1、压盖2、轴销3、弹簧4、接头5、气门座6、气门室7、补心8；补心8的上下两端分别通过丝扣连接废土室9和气门座6，气门座6的下端有一通气孔，气门1与通气孔接触密封，气门1上端有连接气门室7的螺孔，螺孔和通气孔同心配置；气门室7呈圆柱形中空状，拧接在气门座6上，内装气门1、弹簧4和轴销3，气门室7底端通过丝扣连接压盖2防止弹簧及气门脱落，在气门室7上端有一接头5。

所述气门1和气门座6相对应的接触面为弧形锥面。所述气门1上端设有轴销3、弹簧4，通过弹簧压紧可以使气门和气门座紧密接触。

如图1所示，本发明的旋转压阀式取土器包括由取土管、废土室9和刃口组成的取土装置。取土管10结构为可分半合式，一端用丝扣与废土室9连接，另一端用丝扣与刃口11连接，内装土样衬桶，卸土时只要将刃口11从废土室9上拧下，将半合的取土管10打开，即可取出土试样。刃口11设有两种类型，采取软土时用薄壁的刃口11，可以减少对土试样的扰动；采取粘性土、粉土、砂土时用厚壁的刃口11，用以增加刃口的强度。气门1、气门座6、轴销3、弹簧4、压盖2、气门室7、补心8组成密封装置，补心8通过丝扣与废土室9、气门座6连接，在气门室7顶端有一个内丝扣开口，用以连接接头5部分，接头5的上端与钻杆连接，接头5下端连接气门室7；气门室下端有外侧方形丝扣，拧在气门座6上；取土结束后顺时针旋转钻杆，带动接头、气门室同步转动拧紧丝扣可以将气门1压紧在气门座6上。气门分为气门1和上部的气门杆12，气门杆12、轴销3、弹簧4安装在气门室7下端的管内。气门杆12上部有一圆形穿孔，轴销3穿在气门穿孔内并固定，轴销的宽度略大于气门杆12的直径，可以将弹簧4的弹力传到气门1上，还可以卡在压盖2上防止气门脱落。气门1采用3cr13材料加工，其余部件均采用45号钢与地质管材。

本发明旋转压阀式原状取土器加工完成后应进行检验，具体检验方法是将取土器倒置，旋紧气门1向取土器内注水，气门1处不得漏水，如漏水应重新研磨气门1和气门座6，还要检查气门1和气门座6是否同心，如不同心应更换部件。

在将所述取土器下入孔底之前，将气门和气门座留有一定间隙，取土时当土样进入取土管后，土样上部的水和空气在水、气压作用下向上顶起气门、气门杆并压缩弹簧，水和空气由气门和气门座间隙而排出。取土完毕后顺时针旋转钻杆，就可以将气门1和气门座6压紧。

应根据不同地层调节气门间隙。在软土地层，取土前应逆时针转动气门室7，使气门1和气门座6稍有接触或留3~5mm间隙，当取土结束后再旋转钻杆拧紧气门1。在坚硬地层取土时应预先将气门1和气门座6稍紧密接触，防止接头与气门室7连接不牢固而脱落，因为气门1是通过弹簧4压紧的，气体和水仍可以排出，弹簧压力约相当于2米多地层的压力，不会影响取土质量。

该取土器的取样管和废土室与常规取土器相同，符合规范要求。在取土管和废土管的上部采用气门、气门座和气门室形成密封空间，在取土时通过拧紧气门和气门座使取土管内形成真空状态，保证土样在提出钻孔的过程中不会脱落。采取土样时，可以适用于静压法和重锤少击法取样，将土样压入或击入取土管后，顺时针旋转和取土器连接的钻杆就可以将气门压紧在气门座上。气门通过一个轴销和接头连接，在提钻过程中不会因震动导致气门和气门座分离，气门和气门座的接触面是一个弧形的锥面，当孔底有大的沙粒、杂物时，气门的转动可以将其挤开，避免了其他取土器经常发生的因密封不严导致土样脱落现象。

本发明的旋转压阀式原状取土器适用于不同的土层取样。使用时，针对不同土质调节气门和气门座的间隙，采取较软土质时将气门和气门座间隙调至较大；采取较硬土质时，将气门间隙调至较小。

Claims (3)

1.一种旋转压阀式原状取土器，其特征是：该取土器包括有取土部分、密封装置部分；

所述取土部分包括有刃口（11）、取土管（10）、废土室（9），取土管（10）的一端通过丝扣与废土室（9）连接，另一端通过丝扣与刃口（11）连接，取土管（10）内装有土样的衬桶；

所述密封装置部分包括有气门（1）、压盖（2）、轴销（3）、弹簧（4）、接头（5）、气门座（6）、气门室（7）、补心（8）；补心（8）的上下两端分别通过丝扣连接废土室（9）和气门座（6），气门座（6）的下端有一通气孔，气门（1）与通气孔接触密封，气门（1）上端有连接气门室（7）的螺孔，螺孔和通气孔同心配置；气门室（7）呈圆柱形中空状，拧接在气门座（6）上，内装气门（1）、弹簧（4）和轴销（3），气门室（7）底端通过丝扣连接压盖（2）防止弹簧及气门脱落，在气门室（7）上端有一接头（5）。

2.根据权利要求1所述的旋转压阀式原状取土器，其特征是：所述气门（1）和气门座（6）相对应的接触面为弧形锥面。

3.根据权利要求1所述的旋转压阀式原状取土器，其特征是：所述气门（1）上端设有轴销（3）、弹簧（4），通过弹簧压紧可以使气门和气门座紧密接触。

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