CN109060413A - 一种用于岩土样品的采样装置及其采样方法 - Google Patents

一种用于岩土样品的采样装置及其采样方法 Download PDF

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CN109060413A CN201811131556.9A CN201811131556A CN109060413A CN 109060413 A CN109060413 A CN 109060413A CN 201811131556 A CN201811131556 A CN 201811131556A CN 109060413 A CN109060413 A CN 109060413A
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吴进良
李修君
吴瑞骐
沈港
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    • G01N1/08—Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting involving an extracting tool, e.g. core bit
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Abstract

本发明公开了一种用于岩土样品的采样装置及其采样方法，包括箱盖、箱体、抽屉，所述箱体上方设置有所述箱盖，所述箱体上设置有所述抽屉，所述抽屉和所述箱体之间通过滑轨连接，所述箱体一侧设置有水杯槽，所述水杯槽和所述箱体之间是一体成型的，所述水杯槽内设置有水杯，所述箱盖内设置有上缓冲垫，所述上缓冲垫下方设置有下缓冲垫，所述上缓冲垫镶嵌在所述箱盖内，所述下缓冲垫镶嵌在所述箱体内。有益效果在于：本发明结构合理，操作简单，使用方便，可以实现轻松快速的对硬质岩土进行采样，从而提高了岩石采样的工作效率，采样过程更加省时省力，从而降低了采样人员的工作强度。

Description

一种用于岩土样品的采样装置及其采样方法
技术领域
本发明涉及采样装置领域，特别是涉及一种用于岩土样品的采样装置及其采样方法。
背景技术
岩土从工程建筑观点对组成地壳的任何一种岩石和土的统称。岩土可细分为坚硬的(硬岩)、次坚硬的(软岩)、软弱联结的、松散无联结的和具有特殊成分、结构、状态和性质的五大类。中国习惯将前两类称岩石，后三类称土，统称之谓“岩土”。进行地理研究时，有时需要对岩土进行采样研究，目前市面上提供的岩土采样装置有很多，但是这些装置结构设计不合理，使用操作起来都很不方便，采样方法粗暴，而且费时费力，影响了岩土采样工作的工作效率。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于岩土样品的采样装置及其采样方法，本发明结构合理，使用方便，省时省力，工作效率高。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种用于岩土样品的采样装置，包括箱盖、箱体、抽屉，所述箱体上方设置有所述箱盖，所述箱体上设置有所述抽屉，所述抽屉和所述箱体之间通过滑轨连接，所述箱体一侧设置有水杯槽，所述水杯槽和所述箱体之间是一体成型的，所述水杯槽内设置有水杯，所述箱盖内设置有上缓冲垫，所述上缓冲垫下方设置有下缓冲垫，所述上缓冲垫镶嵌在所述箱盖内，所述下缓冲垫镶嵌在所述箱体内，所述上缓冲垫和所述下缓冲垫上均设置有液氮罐槽和电钻槽，所述液氮罐槽和所述电钻槽与所述上缓冲垫之间是一体成型的，所述液氮罐槽和所述电钻槽与所述下缓冲垫之间是一体成型的，所述液氮罐槽内设置有液氮罐，所述液氮罐卡接在所述液氮罐槽内，所述电钻槽内设置有手电钻，所述手电钻卡接在所述电钻槽内，所述水杯包括杯体、内杯盖和外杯盖，所述杯体上方设置有所述内杯盖，所述内杯盖和所述杯体之间通过螺纹连接，所述内杯盖上方设置有所述外杯盖，所述外杯盖和所述内杯盖之间通过螺纹连接，所述液氮罐包括罐体、罐盖和按压阀，所述罐盖设置在所述罐体上方，所述罐盖卡接在所述罐体上，所述罐体顶部位于所述罐盖内设置有罐嘴，所述罐嘴和所述罐体之间设置有所述按压阀，所述罐嘴和所述按压阀之间是卡扣连接，所述按压阀和所述罐体之间是过盈配合，所述手电钻包括电钻壳体、钻头夹具和锂电池，所述钻头夹具设置在所述电钻壳体一端，所述钻头夹具上设置有钻头，所述钻头卡接在所述抽屉上，所述电钻壳体内设置有直流电机，所述直流电机通过螺钉固定在所述电钻壳体内，所述钻头夹具和所述直流电机之间通过销键连接，所述直流电机一侧设置有调速器，所述调速器的型号是MGSDB1，所述调速器通过螺钉固定在所述电钻壳体内，所述电钻壳体另一端设置有电钻手柄，所述电钻手柄和所述电钻壳体之间是一体成型的，所述电钻手柄上设置有电钻调速开关，所述电钻调速开关和所述电钻手柄之间是卡扣连接，所述电钻手柄下方设置有所述锂电池，所述锂电池卡接在所述电钻手柄上，所述锂电池、所述电钻调速开关和所述直流电机分别通过导线连接到所述调速器。
进一步设置，所述箱体背面设置有背带，所述背带通过铆钉固定在所述箱体上。
如此设置，所述背带用来便于携带所述箱体，通过铆钉连接使所述背带和所述箱体之间的连接效果更好。
进一步设置，所述抽屉上设置有扣手，所述扣手镶嵌在所述抽屉上。
如此设置，所述扣手用来便于打开和关闭所述抽屉。
进一步设置，所述水杯和所述箱体之间设置有水杯卡扣。
如此设置，所述水杯卡扣用来固定所述水杯。
进一步设置，所述水杯通过所述水杯卡扣固定在所述箱体的所述水杯槽内。
如此设置，通过所述水杯卡扣连接使所述水杯便于固定和拿取。
进一步设置，所述水杯卡扣通过螺钉固定在所述箱体的所述水杯槽内。
如此设置，通过螺钉连接使所述水杯卡扣和所述箱体之间的连接效果更好。
进一步设置，所述箱盖和所述箱体之间通过合页连接。
如此设置，通过合页连接使所述箱盖和所述箱体之间可以相对转动。
进一步设置，所述抽屉内设置有隔板，所述隔板卡接在所述抽屉内。
如此设置，所述隔板用来对所述抽屉进行空间分割。
进一步设置，所述隔板之间设置有样品隔间。
如此设置，所述样品隔间用来存放岩土样品。
本发明还提供一种岩土样品的采样方法，应用于所述的一种用于岩土样品的采样装置中，具体的采样方法包括以下几个步骤：
a、当锁定需要进行采样的岩土后，判断其为硬质岩土还是软质岩土，当其为软质岩土时，无需使用特殊的采样方法，通过小铲子取适量样本装入采样袋放入空着所述样品隔间内即可；
b、当需要进行采样的岩土为硬质岩土时，打开所述箱盖准备好所述水杯、所述液氮罐以及所述手电钻，即准备好水、液氮和钻孔工具；
c、准备就绪好，首先通过所述手电钻在待采样的岩土上进行钻孔，通过所述电钻调速开关可以启动所述直流电机，启动后所述钻头夹具在所述直流电机的作用力下带动所述钻头转动，通过所述电钻调速开关还可以对所述直流电机进行调速，调速完成后，手握所述电钻手柄通过所述钻头在待采样岩土上钻孔；
d、钻孔完毕后，取出所述水杯并打开所述外杯盖以及所述内杯盖，然后将所述杯体内的水倒出适量加入钻好的孔内；
e、最后取出所述液氮罐并将所述罐盖打开，然后将所述罐嘴对上打好的孔并按压所述罐体使所述按压阀打开，所述罐体内的液氮喷出，使孔周围的岩土遇冷脆化同时使孔内的水迅速结冰膨胀，从而利用迅速膨胀的冰使脆化后的岩土破碎，然后取适量的岩土装入采样袋放入空着的所述样品隔间内即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、结构合理，操作简单，使用方便；
2、可以实现轻松快速的对硬质岩土进行采样，从而提高了岩石采样的工作效率；
3、采样过程更加省时省力，从而降低了采样人员的工作强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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是本发明所述一种用于岩土样品的采样装置的闭合状态立体结构图；
图2是本发明所述一种用于岩土样品的采样装置的打开状态立体结构图；
图3是本发明所述一种用于岩土样品的采样装置的水杯立体结构图；
图4是本发明所述一种用于岩土样品的采样装置的液氮罐立体结构图；
图5是本发明所述一种用于岩土样品的采样装置的手电钻立体结构图；
图6是本发明所述一种用于岩土样品的采样装置的手电钻内部结构图；
图7是本发明所述一种用于岩土样品的采样装置的液氮罐无盖状态立体结构图；
图8是本发明所述一种用于岩土样品的采样装置的电路结构流程框图。
附图标记说明如下：
1、箱盖；2、箱体；3、抽屉；4、扣手；5、水杯；6、水杯槽；7、水杯卡扣；8、背带；9、上缓冲垫；10、液氮罐槽；11、下缓冲垫；12、液氮罐；13、样品隔间；14、隔板；15、手电钻；16、电钻槽；17、外杯盖；18、内杯盖；19、杯体；20、罐盖；21、罐体；22、钻头；23、钻头夹具；24、电钻壳体；25、电钻调速开关；26、电钻手柄；27、锂电池；28、直流电机；29、调速器；30、按压阀；31、罐嘴。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-图8所示，一种用于岩土样品的采样装置，包括箱盖1、箱体2、抽屉3，箱体2上方设置有箱盖1，箱盖1用来密封箱体2，箱体2上设置有抽屉3，抽屉3用来存放样品，抽屉3和箱体2之间通过滑轨连接，箱体2一侧设置有水杯槽6，水杯槽6用来放置水杯5，水杯槽6和箱体2之间是一体成型的，水杯槽6内设置有水杯5，水杯5用来储存水，箱盖1内设置有上缓冲垫9，上缓冲垫9下方设置有下缓冲垫11，上缓冲垫9和下缓冲垫11用来缓冲减震，上缓冲垫9镶嵌在箱盖1内，下缓冲垫11镶嵌在箱体2内，上缓冲垫9和下缓冲垫11上均设置有液氮罐槽10和电钻槽16，液氮罐槽10用来放置液氮罐12，电钻槽16用来放置手电钻15，液氮罐槽10和电钻槽16与上缓冲垫9之间是一体成型的，液氮罐槽10和电钻槽16与下缓冲垫11之间是一体成型的，液氮罐槽10内设置有液氮罐12，液氮罐12用来储存液氮，液氮罐12卡接在液氮罐槽10内，电钻槽16内设置有手电钻15，手电钻15用来钻孔，手电钻15卡接在电钻槽16内，水杯5包括杯体19、内杯盖18和外杯盖17，外杯盖17用来密封，内杯盖18用来便于使用杯体19内的水，杯体19用来存水，杯体19上方设置有内杯盖18，内杯盖18和杯体19之间通过螺纹连接，内杯盖18上方设置有外杯盖17，外杯盖17和内杯盖18之间通过螺纹连接，液氮罐12包括罐体21、罐盖20和按压阀30，罐盖20用来保护罐嘴31，按压阀30用来控制液氮的喷出，罐体21用来储存液氮，罐盖20设置在罐体21上方，罐盖20卡接在罐体21上，罐体21顶部位于罐盖20内设置有罐嘴31，罐嘴31和罐体21之间设置有按压阀30，罐嘴31和按压阀30之间是卡扣连接，按压阀30和罐体21之间是过盈配合，手电钻15包括电钻壳体24、钻头夹具23和锂电池27，钻头夹具23用来固定和带动钻头22，锂电池27用来储存和提供电能，钻头夹具23设置在电钻壳体24一端，钻头夹具23上设置有钻头22，钻头22卡接在抽屉3上，电钻壳体24内设置有直流电机28，直流电机28用来带动钻头夹具23，直流电机28通过螺钉固定在电钻壳体24内，钻头夹具23和直流电机28之间通过销键连接，直流电机28一侧设置有调速器29，调速器29用来调速，调速器29通过螺钉固定在电钻壳体24内，电钻壳体24另一端设置有电钻手柄26，电钻手柄26用来便于操作，电钻手柄26和电钻壳体24之间是一体成型的，电钻手柄26上设置有电钻调速开关25，电钻调速开关25用来进行调速，电钻调速开关25和电钻手柄26之间是卡扣连接，电钻手柄26下方设置有锂电池27，锂电池27卡接在电钻手柄26上，锂电池27、电钻调速开关25和直流电机28分别通过导线连接到调速器29。
进一步设置，箱体2背面设置有背带8，背带8通过铆钉固定在箱体2上，背带8用来便于携带箱体2，通过铆钉连接使背带8和箱体2之间的连接效果更好。
进一步设置，抽屉3上设置有扣手4，扣手4镶嵌在抽屉3上，扣手4用来便于打开和关闭抽屉3。
进一步设置，水杯5和箱体2之间设置有水杯卡扣7，水杯卡扣7用来固定水杯5。
进一步设置，水杯5通过水杯卡扣7固定在箱体2的水杯槽6内，通过水杯卡扣7连接使水杯5便于固定和拿取。
进一步设置，水杯卡扣7通过螺钉固定在箱体2的水杯槽6内，通过螺钉连接使水杯卡扣7和箱体2之间的连接效果更好。
进一步设置，箱盖1和箱体2之间通过合页连接，通过合页连接使箱盖1和箱体2之间可以相对转动。
进一步设置，抽屉3内设置有隔板14，隔板14卡接在抽屉3内，隔板14用来对抽屉3进行空间分割。
进一步设置，隔板14之间设置有样品隔间13，样品隔间13用来存放岩土样品。
本发明还提供一种岩土样品的采样方法，具体的采样方法包括以下几个步骤：
a、当锁定需要进行采样的岩土后，判断其为硬质岩土还是软质岩土，当其为软质岩土时，无需使用特殊的采样方法，通过小铲子取适量样本装入采样袋放入空着样品隔间13内即可；
b、当需要进行采样的岩土为硬质岩土时，打开箱盖1准备好水杯5、液氮罐12以及手电钻15，即准备好水、液氮和钻孔工具；
c、准备就绪好，首先通过手电钻15在待采样的岩土上进行钻孔，通过电钻调速开关25可以启动直流电机28，启动后钻头夹具23在直流电机28的作用力下带动钻头22转动，通过电钻调速开关25还可以对直流电机28进行调速，调速完成后，手握电钻手柄26通过钻头22在待采样岩土上钻孔；
d、钻孔完毕后，取出水杯5并打开外杯盖17以及内杯盖18，然后将杯体19内的水倒出适量加入钻好的孔内；
e、最后取出液氮罐12并将罐盖20打开，然后将罐嘴31对上打好的孔并按压罐体21使按压阀30打开，罐体21内的液氮喷出，使孔周围的岩土遇冷脆化同时使孔内的水迅速结冰膨胀，从而利用迅速膨胀的冰使脆化后的岩土破碎，然后取适量的岩土装入采样袋放入空着的样品隔间13内即可。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种用于岩土样品的采样装置，其特征在于：包括箱盖(1)、箱体(2)、抽屉(3)，所述箱体(2)上方设置有所述箱盖(1)，所述箱体(2)上设置有所述抽屉(3)，所述抽屉(3)和所述箱体(2)之间通过滑轨连接，所述箱体(2)一侧设置有水杯槽(6)，所述水杯槽(6)和所述箱体(2)之间是一体成型的，所述水杯槽(6)内设置有水杯(5)，所述箱盖(1)内设置有上缓冲垫(9)，所述上缓冲垫(9)下方设置有下缓冲垫(11)，所述上缓冲垫(9)镶嵌在所述箱盖(1)内，所述下缓冲垫(11)镶嵌在所述箱体(2)内，所述上缓冲垫(9)和所述下缓冲垫(11)上均设置有液氮罐槽(10)和电钻槽(16)，所述液氮罐槽(10)和所述电钻槽(16)与所述上缓冲垫(9)之间是一体成型的，所述液氮罐槽(10)和所述电钻槽(16)与所述下缓冲垫(11)之间是一体成型的，所述液氮罐槽(10)内设置有液氮罐(12)，所述液氮罐(12)卡接在所述液氮罐槽(10)内，所述电钻槽(16)内设置有手电钻(15)，所述手电钻(15)卡接在所述电钻槽(16)内，所述水杯(5)包括杯体(19)、内杯盖(18)和外杯盖(17)，所述杯体(19)上方设置有所述内杯盖(18)，所述内杯盖(18)和所述杯体(19)之间通过螺纹连接，所述内杯盖(18)上方设置有所述外杯盖(17)，所述外杯盖(17)和所述内杯盖(18)之间通过螺纹连接，所述液氮罐(12)包括罐体(21)、罐盖(20)和按压阀(30)，所述罐盖(20)设置在所述罐体(21)上方，所述罐盖(20)卡接在所述罐体(21)上，所述罐体(21)顶部位于所述罐盖(20)内设置有罐嘴(31)，所述罐嘴(31)和所述罐体(21)之间设置有所述按压阀(30)，所述罐嘴(31)和所述按压阀(30)之间是卡扣连接，所述按压阀(30)和所述罐体(21)之间是过盈配合，所述手电钻(15)包括电钻壳体(24)、钻头夹具(23)和锂电池(27)，所述钻头夹具(23)设置在所述电钻壳体(24)一端，所述钻头夹具(23)上设置有钻头(22)，所述钻头(22)卡接在所述抽屉(3)上，所述电钻壳体(24)内设置有直流电机(28)，所述直流电机(28)通过螺钉固定在所述电钻壳体(24)内，所述钻头夹具(23)和所述直流电机(28)之间通过销键连接，所述直流电机(28)一侧设置有调速器(29)，所述调速器(29)通过螺钉固定在所述电钻壳体(24)内，所述电钻壳体(24)另一端设置有电钻手柄(26)，所述电钻手柄(26)和所述电钻壳体(24)之间是一体成型的，所述电钻手柄(26)上设置有电钻调速开关(25)，所述电钻调速开关(25)和所述电钻手柄(26)之间是卡扣连接，所述电钻手柄(26)下方设置有所述锂电池(27)，所述锂电池(27)卡接在所述电钻手柄(26)上，所述锂电池(27)、所述电钻调速开关(25)和所述直流电机(28)分别通过导线连接到所述调速器(29)。
2.根据权利要求1所述的一种用于岩土样品的采样装置，其特征在于：所述箱体(2)背面设置有背带(8)，所述背带(8)通过铆钉固定在所述箱体(2)上。
3.根据权利要求2所述的一种用于岩土样品的采样装置，其特征在于：所述抽屉(3)上设置有扣手(4)，所述扣手(4)镶嵌在所述抽屉(3)上。
4.根据权利要求3所述的一种用于岩土样品的采样装置，其特征在于：所述水杯(5)和所述箱体(2)之间设置有水杯卡扣(7)。
5.根据权利要求4所述的一种用于岩土样品的采样装置，其特征在于：所述水杯(5)通过所述水杯卡扣(7)固定在所述箱体(2)的所述水杯槽(6)内。
6.根据权利要求5所述的一种用于岩土样品的采样装置，其特征在于：所述水杯卡扣(7)通过螺钉固定在所述箱体(2)的所述水杯槽(6)内。
7.根据权利要求6所述的一种用于岩土样品的采样装置，其特征在于：所述箱盖(1)和所述箱体(2)之间通过合页连接。
8.根据权利要求7所述的一种用于岩土样品的采样装置，其特征在于：所述抽屉(3)内设置有隔板(14)，所述隔板(14)卡接在所述抽屉(3)内。
9.根据权利要求8所述的一种用于岩土样品的采样装置，其特征在于：所述隔板(14)之间设置有样品隔间(13)。
10.根据权利要求9所述的一种岩土样品的采样方法，其特征在于：具体的采样方法包括以下几个步骤：
a、当锁定需要进行采样的岩土后，判断其为硬质岩土还是软质岩土，当其为软质岩土时，无需使用特殊的采样方法，通过小铲子取适量样本装入采样袋放入空着所述样品隔间(13)内即可；
b、当需要进行采样的岩土为硬质岩土时，打开所述箱盖(1)准备好所述水杯(5)、所述液氮罐(12)以及所述手电钻(15)，即准备好水、液氮和钻孔工具；
c、准备就绪好，首先通过所述手电钻(15)在待采样的岩土上进行钻孔，通过所述电钻调速开关(25)可以启动所述直流电机(28)，启动后所述钻头夹具(23)在所述直流电机(28)的作用力下带动所述钻头(22)转动，通过所述电钻调速开关(25)还可以对所述直流电机(28)进行调速，调速完成后，手握所述电钻手柄(26)通过所述钻头(22)在待采样岩土上钻孔；
d、钻孔完毕后，取出所述水杯(5)并打开所述外杯盖(17)以及所述内杯盖(18)，然后将所述杯体(19)内的水倒出适量加入钻好的孔内；
e、最后取出所述液氮罐(12)并将所述罐盖(20)打开，然后将所述罐嘴(31)对上打好的孔并按压所述罐体(21)使所述按压阀(30)打开，所述罐体(21)内的液氮喷出，使孔周围的岩土遇冷脆化同时使孔内的水迅速结冰膨胀，从而利用迅速膨胀的冰使脆化后的岩土破碎，然后取适量的岩土装入采样袋放入空着的所述样品隔间(13)内即可。
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