CN107905203B - 一种气动式轻型动力触探设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气动式轻型动力触探设备，包括电控装置、触探杆、支撑架、电磁铁座、穿心锤、锤垫、压缩气体储罐和强磁铁活塞，支撑架是具有竖向空心安装轴的框体，锤垫位于触探杆上端，安装轴下端连接在锤垫上且安装轴和触探杆的中轴线位于同一直线上，电磁铁座和穿心锤均活动套设在安装轴上，电磁铁座位于穿心锤的上方，强磁铁活塞为柱状体，它位于安装轴内并可上下移动，电控装置分别与电磁铁座、压缩气体储罐的控制阀连接，压缩气体储罐通过控制阀与安装轴连通，连通口位于强磁铁活塞的下方，安装轴上设有可开合的排气口。本发明实现了穿心锤的自动上升和自由下落，降低劳动强度，使用方便，省时省力，精确度高，实现了操作规范化和标准化。

Description

一种气动式轻型动力触探设备

技术领域

本发明涉及一种用于工程地质勘察、地基基础检测及施工验槽的轻型动力触探设备，尤其涉及一种气动式轻型动力触探设备。

背景技术

轻型动力触探仪是用于工程地质勘察、地基基础检测及施工验槽的一种设备。它可用于推定天然地基的地基承载力，鉴别其岩土性状，此外还可用于推定处理土地基的承载力，评价其地基处理效果，检验复合地基增强体的桩体成桩质量，鉴别混凝土灌注桩桩端持力层岩土性状。

传统的轻型动力触探仪由触探杆、活动套设在触探杆上的穿心锤(质量10kg)和位于触探杆上的锤垫组成，锤垫处于穿心锤的下方，穿心锤最终下落在锤垫上。测试时由1人扶住触探杆，另一人将穿心锤提高到50cm落距后自由下落，记录触探杆每贯入30cm的锤击数，当贯入30cm锤击数超过100或贯入15cm锤击数超过50时终止试验，然后用拔杆器将触探杆拔出。

传统轻型动力触探仪在操作过程中存在以下缺陷：

⑴操作时非常耗费体力，为了保证测试效率，一台轻型动力触探仪除了记录人员外，往往还需要3～4名辅助工人，操作人数较多。

⑵《规范》要求轻型动力触探仪的锤击速率为15～30击/min，落距为50cm，采用人工操作，锤击速率和落距都很难严格达到规范要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便、减少操作人员、提高工作效率、测试精度高、搬运方便的气动式轻型动力触探设备。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：一种气动式轻型动力触探设备，包括电控装置、触探杆、支撑架、电磁铁座、穿心锤和锤垫，所述锤垫固定在所述触探杆上，其特征在于：所述气动式轻型动力触探设备还包括压缩气体储罐和强磁铁活塞，所述支撑架是具有竖向空心安装轴的框体，所述锤垫位于触探杆的上端，所述安装轴的下端连接在锤垫上且安装轴和触探杆的中轴线位于同一直线上，所述电磁铁座和穿心锤均活动套设在所述安装轴上，且所述电磁铁座位于穿心锤的上方，所述强磁铁活塞为柱状体，它位于所述安装轴内并可沿安装轴上下移动，所述电控装置分别与电磁铁座、压缩气体储罐的控制阀连接，所述压缩气体储罐通过控制阀与安装轴连通，连通口位于强磁铁活塞的下方，所述安装轴上设有可开合的排气口，所述电控装置控制开启压缩气体储罐向安装轴内充入压缩气体使其内气压上升以顶升强磁铁活塞，吸引电磁铁座上升，同时电磁铁座通电，吸引穿心锤上升，待穿心锤到达限定位置后，电磁铁座断电，同时关闭压缩气体储罐进行排气使安装轴内气压下降，强磁铁活塞和穿心锤同步回落，穿心锤则自由下落到锤垫上，从而完成一次落锤。

本发明采用由压缩气体储罐、中空的安装轴和可在安装轴内上下移动的强磁铁活塞等所组成的气动式锤击系统，实现了穿心锤的自动上升和自由下落，将传统的手工操作变成全自动操作，降低了测试时的劳动强度，使用方便，不但省时省力，提高了工作效率，减少了操作人员，而且精确度高，达到了操作规范化和标准化的目的。本发明使穿心锤向上达到限定位置，实现自动锤击，每次锤击落距都可严格控制在50cm，锤击速率可稳定在15～30击/min。另外，本发明结构简单、制造成本低、十分轻便，方便运输和使用，适于广泛推广和应用。

本发明所述气动式轻型动力触探设备还包括用于自动记录锤击数的计数装置，所述电控装置通过计数装置与电磁铁座连接。采用自动计数装置，避免了人工计数所导致的误差，采集的数据比传统轻型触探仪要更加准确、可靠，可实现操作规范化和标准化的目的。

作为本发明的一种推荐方式，所述支撑架为矩形框体，且该框体由数条中空管体组成，所述安装轴沿支撑架的中轴线设置，支撑架的底边套固在所述锤垫上，所述计数装置固定在支撑架的顶边上，所述电控装置和计数装置之间的连线自电控装置向上穿过支撑架的一侧中空管体后连接所述计数装置。

作为本发明的一种优选实施方式，所述气动式轻型动力触探设备还包括金属限位杆，所述支撑架的顶边上开有上下贯通的安装孔，所述金属限位杆竖向安装在安装孔内，所述环形空腔的顶面开有通孔，所述金属限位杆位于所述通孔的正上方，金属限位杆的上部杆段可在安装孔内上下移动，电磁铁座向上运动时，所述金属限位杆穿过通孔碰触电磁铁形成电路回路，此时，电控装置控制电磁铁断电。

作为本发明的一种实施方式，所述电磁铁座主要由电磁铁、活动套装在触探杆上的圆形筒和槽口朝下的圆形槽体组成，所述圆形筒穿过圆形槽体的顶面于圆形槽体内形成环形空腔，所述电磁铁安装在环形空腔内，所述电磁铁与所述电控装置相连，在所述圆形槽体的顶面上安装有定位开关。

作为本发明的一种实施方式，所述电控装置、与电控装置相连的用于控制设备运行的启动开关、用于调节锤击次数的调速器、用于为电磁铁提供电力的锂电池组和气压控制装置均设置在一箱体内，构成控制箱。

作为本发明的一种实施方式，所述压缩气体储罐的控制阀设于其气体管路上，所述控制阀为三通阀且位于所述控制箱内，所述气体管路包括主路和两支路，所述主路与压缩气体储罐相连并通过三通阀连接两支路，其中一条支路与外界相通，另一条支路连接安装轴，排气时，主路关闭，气体经由两支路排至外界。

本发明所述安装轴与锤垫之间为可拆卸连接。

本发明所述锤垫和触探杆一体制成。

与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：

⑴本发明采用由压缩气体储罐、中空的安装轴和可在安装轴内上下移动的强磁铁活塞等所组成的气动式锤击系统，实现了穿心锤的自动上升和自由下落，将传统的手工操作变成全自动操作，降低了测试时的劳动强度，使用方便，不但省时省力，提高了工作效率，减少了操作人员，而且精确度高，达到了操作规范化和标准化的目的。

⑵本发明使穿心锤向上达到限定位置，实现自动锤击，每次锤击落距都可严格控制在50cm，锤击速率可稳定在15～30击/min。

⑶本发明采用自动计数装置，避免了人工计数所导致的误差，采集的数据比传统轻型触探仪要更加准确和可靠，达到了操作规范化和标准化的目的。

⑷本发明结构简单、制造成本低、十分轻便，方便运输和使用，适于广泛推广和应用。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的组成结构示意图；

图2是本发明支撑架底边套固在锤垫上的俯视示意图。

具体实施方式

如图1和2所示，是本发明一种气动式轻型动力触探设备，包括电控装置1、触探杆2、支撑架3、电磁铁座4、穿心锤5、锤垫6、压缩气体储罐7、强磁铁活塞8、用于自动记录锤击数的计数装置11和金属限位杆12，锤垫6固定在触探杆2的上端，在本实施例中，锤垫6和触探杆2一体制成。支撑架3是具有竖向空心安装轴9的矩形框体，该矩形框体由数条中空管体组成，安装轴9沿支撑架3的中轴线设置，安装轴9的下端连接在锤垫6上且安装轴9和触探杆2的中轴线位于同一直线上，安装轴9与锤垫6之间为可拆卸连接，具体可为卡扣式或者螺纹式连接，即在锤垫6的上表面开有与安装轴9相适应的凹槽16，凹槽壁与安装轴的下端之间为可拆卸连接结构。支撑架3的底边13套固在锤垫6上，电磁铁座4和穿心锤5均活动套设在安装轴9上，且电磁铁座4位于穿心锤5的上方，强磁铁活塞8为柱状体，它位于安装轴9内并可沿安装轴9上下移动，电控装置1分别与电磁铁座4、压缩气体储罐7的控制阀连接，压缩气体储罐7通过控制阀与安装轴9连通，连通口位于强磁铁活塞8的下方，例如：可将强磁铁活塞8限位在安装轴9内下端，具体是沿着安装轴9内壁设置一环形凸台，强磁铁活塞8下落后限位在环形凸台上，连通口位于环形凸台所围括空间的内壁上。电控装置1控制开启压缩气体储罐7向安装轴9内充入压缩气体使其内气压上升以顶升强磁铁活塞8，吸引电磁铁座4上升，同时电磁铁座4通电，吸引穿心锤5上升，待穿心锤5到达限定位置后，电磁铁座4断电，同时关闭压缩气体储罐7进行排气使安装轴9内气压下降，强磁铁活塞8和穿心锤5同步回落，穿心锤5自由下落到锤垫6上，从而完成一次落锤。

电磁铁座4主要由电磁铁10、活动套装在触探杆2上的圆形筒和槽口朝下的圆形槽体组成，圆形筒穿过圆形槽体的顶面于圆形槽体内形成环形空腔，电磁铁10安装在环形空腔内，电磁铁10与电控装置1相连，在圆形槽体的顶面上安装有定位开关。

计数装置11固定在支撑架3的顶边上，电控装置1通过计数装置11与电磁铁座4连接，电控装置1和计数装置11之间的连线15自电控装置1向上穿过支撑架3的一侧中空管体后连接计数装置11。采用自动计数装置，避免了人工计数所导致的误差，采集的数据比传统轻型触探仪要更加准确和可靠，达到了操作规范化和标准化的目的。

支撑架3的顶边上开有上下贯通的安装孔，金属限位杆12竖向安装在安装孔内，环形空腔的顶面开有通孔，金属限位杆12位于通孔的正上方，限位杆12的上部杆段可在安装孔内上下移动，电磁铁座4向上运动时，金属限位杆12穿过通孔碰触电磁铁形成电路回路，此时，电控装置1控制电磁铁10断电。金属限位杆12的上端为膨大部，且金属限位杆12的上部杆段与下部杆段之间为渐扩的膨大部分，使得金属限位杆12可在通孔中上下移动，起到缓冲作用，以免损坏。

在本实施例中，电控装置1、与电控装置1相连的用于控制设备运行的启动开关、用于调节锤击次数的调速器、用于为电磁铁提供电力的锂电池组和气压控制装置均设置在一箱体内，构成控制箱。压缩气体储罐7的控制阀设于其气体管路14上，控制阀为三通阀且位于控制箱内，气体管路包括主路和两支路，主路与压缩气体储罐相连并通过三通阀连接两支路，其中一条支路与外界相通，另一条支路连接安装轴，排气时，主路关闭，气体经由两支路排至外界。

本发明的工作过程如下：将本设备搬运到触探点位，连接好触探杆2，按下电控装置上的启动开关，压缩气体储罐7向安装轴9内充气，顶升强磁铁活塞8沿安装轴9上升，吸引电磁铁座4上升，同时电磁铁10通电吸引穿心锤5上升，穿心锤5上升50cm后，限位杆12和电磁铁10接触，电磁铁10断电，穿心锤5自由下落，同时电控装置1控制安装轴9排气，强磁铁活塞8和穿心锤5同步下落，穿心锤5锤击锤垫后，电磁铁10再次通电，同时安装轴9内再次充气，开始下一次锤击过程。通过计数装置11记录每贯入30cm的锤击数，当一根触探杆2全部贯入时，切断设备电源并连接另外一条触探杆2继续锤击。

本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明的安装轴排气可采用其它方式；安装轴与锤垫之间还可以采用其它的可拆卸连接结构；支撑架也可以具有多种结构形式和变化。因此，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种气动式轻型动力触探设备，包括电控装置、触探杆、支撑架、电磁铁座、穿心锤和锤垫，所述锤垫固定在触探杆上，其特征在于：所述气动式轻型动力触探设备还包括压缩气体储罐和强磁铁活塞，所述支撑架是具有竖向空心安装轴的框体，所述锤垫位于触探杆的上端，所述安装轴的下端连接在锤垫上且安装轴和触探杆的中轴线位于同一直线上，所述电磁铁座和穿心锤均活动套设在所述安装轴上，且所述电磁铁座位于穿心锤的上方，所述强磁铁活塞为柱状体，它位于所述安装轴内并可沿安装轴上下移动，所述电控装置分别与电磁铁座、压缩气体储罐的控制阀连接，所述压缩气体储罐通过控制阀与安装轴连通，连通口位于强磁铁活塞的下方，所述电磁铁座主要由电磁铁、活动套装在触探杆上的圆形筒和槽口朝下的圆形槽体组成，所述圆形筒穿过圆形槽体的顶面于圆形槽体内形成环形空腔，所述电磁铁安装在环形空腔内，所述电磁铁与所述电控装置相连，在所述圆形槽体的顶面上安装有定位开关，所述电控装置控制开启压缩气体储罐向安装轴内充入压缩气体使其内气压上升以顶升强磁铁活塞，吸引电磁铁座上升，同时电磁铁座通电，吸引穿心锤上升，待穿心锤到达限定位置后，电磁铁座断电，同时关闭压缩气体储罐进行排气使安装轴内气压下降，强磁铁活塞和穿心锤同步回落，穿心锤则自由下落到锤垫上，从而完成一次落锤。

2.根据权利要求1所述的气动式轻型动力触探设备，其特征在于：所述气动式轻型动力触探设备还包括用于自动记录锤击数的计数装置，所述电控装置通过计数装置与电磁铁座连接。

3.根据权利要求2所述的气动式轻型动力触探设备，其特征在于：所述支撑架为矩形框体，且该框体由数条中空管体组成，所述安装轴沿支撑架的中轴线设置，支撑架的底边套固在所述锤垫上，所述计数装置固定在支撑架的顶边上，所述电控装置和计数装置之间的连线自电控装置向上穿过支撑架的一侧中空管体后连接所述计数装置。

4.根据权利要求3所述的气动式轻型动力触探设备，其特征在于：所述气动式轻型动力触探设备还包括金属限位杆，所述支撑架的顶边上开有上下贯通的安装孔，所述金属限位杆竖向安装在安装孔内，所述环形空腔的顶面开有通孔，所述金属限位杆位于所述通孔的正上方，金属限位杆的上部杆段可在安装孔内上下移动，电磁铁座向上运动时，所述金属限位杆穿过通孔碰触电磁铁形成电路回路，此时，电控装置控制电磁铁断电。

5.根据权利要求4所述的气动式轻型动力触探设备，其特征在于：所述电控装置、与电控装置相连的用于控制设备运行的启动开关、用于调节锤击次数的调速器、用于为电磁铁提供电力的锂电池组和气压控制装置均设置在一箱体内，构成控制箱。

6.根据权利要求5所述的气动式轻型动力触探设备，其特征在于：所述压缩气体储罐的控制阀设于其气体管路上，所述控制阀为三通阀且位于所述控制箱内，所述气体管路包括主路和两支路，所述主路与压缩气体储罐相连并通过三通阀连接两支路，其中一条支路与外界相通，另一条支路连接安装轴，排气时，主路关闭，气体经由两支路排至外界。

7.根据权利要求6所述的气动式轻型动力触探设备，其特征在于：所述安装轴与锤垫之间为可拆卸连接。

8.根据权利要求7所述的气动式轻型动力触探设备，其特征在于：所述锤垫和触探杆一体制成。