CN111257044A - 一种矿物质能源勘探分层取样器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矿物质能源勘探分层取样器，包括勘探钻头与取样装置，勘探钻头上设置有传动轴杆，传动轴杆上安装有取样装置，勘探钻头上表面设置有插齿，插齿与与取样装置之间通过齿轮啮合连接。本发明可以解决目前关于矿物质能源的勘探分层取样时，会遇到以下问题：首先，虽说钻头进行的改变，但是在取样过程中仍然会遇到比钻头更硬的东西，由于没有钻头保护措施，因此钻头会受损，随之便会带来土层取样失败，造成工期延迟；其次，不同土层取出的土样，不能及时的进行单独放置，造成不同层的土样混合，相互污染，导致后期对土质的研究带来不必要的麻烦。

Description

一种矿物质能源勘探分层取样器

技术领域

本发明涉及能源开采领域，具体的说是一种矿物质能源勘探分层取样器。

背景技术

能源就是向自然界提供能量转化的物质,例如：矿物质能源、核物理能源、大气环流能源、地理性能源等，能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在对于矿物质能源的开采之前，需要对可能存在矿物质能源的地方先要进行勘探取样，对取出来的样土进行分析研究后方能确定这个地区是否含有矿物质能源。

目前关于矿物质能源的勘探分层取样，需要在勘探钻孔的钻头上安装若干个小钻头，用来对不同层的土进行取样，不同的土层其土质结构硬度也大有不同，需要不同材质的钻头才能对不同的土层进行取样；首先，虽说钻头进行的改变，但是在取样过程中仍然会遇到比钻头更硬的东西，也因此钻头会受损，随之便会带来土层取样失败，造成工期延迟；其次，不同土层取出的土样，不能及时的进行单独放置，造成不同层的土样混合，相互污染，导致后期对土质的研究带来不必要的麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿物质能源勘探分层取样器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种矿物质能源勘探分层取样器，包括勘探钻头与取样装置，勘探钻头上设置有传动轴杆，传动轴杆上安装有取样装置，勘探钻头上表面设置有插齿，插齿与与取样装置之间通过齿轮啮合连接；其中：

所述取样装置包括空心柱、上圆盘、下圆盘、动力机构与取样机构，空心柱上下端分别安装有上圆盘和下圆盘，上圆盘和下圆盘之间通过空心杆连接，下圆盘下表面安装有动力机构，下圆盘上表面均匀安装有若干个取样机构，动力机构与一级伸缩杆一端之间通过一号万向节连接，取样机构与一级伸缩杆另一端之间通过二号万向节连接，一级伸缩杆后端设置有斜支板，取样机构后端设置有平支板，斜支板与平支板之间通过铰链连接；

所述动力机构包括传动组件、传动电机、主齿轮、支撑板、二级伸缩杆、从齿轮、气缸与推动轮，空心杆上端通过轴承安装有传动组件，空心杆上安装有传动电机，传动组件位于传动电机上方，且传动组件与传动电机上端的输出轴之间通过槽轮机构连接，传动电机下端的输出轴安装有主齿轮，空心杆中部安装有支撑板，支撑板上通过轴承均匀安装有若干个二级伸缩杆，二级伸缩杆上端安装有从齿轮，二级伸缩杆下端穿过支撑板与一号万向节连接，空心杆下端安装有气缸，气缸前端安装有推动轮；

所述取样机构包括推送组件、夹持组件、取样钻头、输料道、清扫组件与收集箱，下圆盘上均匀安装有若干个推送组件，推送组件与夹持组件后端之间通过平支板连接，夹持组件前端安装有取样钻头和输料道，取样钻头位于输料道内部，输料道内壁上安装有清扫组件，输料道内壁下侧开设有落料孔，输料道外壁下侧安装有收集箱，落料孔位于收集箱正上方；

作为本发明进一步的方案：所述传动组件包括传动杆、拨片与传动轮盘，上圆盘和下圆盘之间安装有传动杆，且传动杆下端穿过下圆盘，插齿与传动杆下端通过齿轮啮合连接，传动杆上端安装有拨片，空心杆上端安装有传动轮盘，拨片与传动轮盘处于同一水平位置上。

作为本发明进一步的方案：所述推送组件包括推送槽、推送块、L型推杆、推送台与阻块，下圆盘上表面均匀安装有若干个推送槽，推送槽内左端滑动安装有推送块和推送台，推送槽左端内壁与推送块和推送台右端之间均通过拉伸弹簧连接，推送块位于推送台后方，推送块前端安装有L型推杆，L型推杆前端位于推送台内，推送槽右端安装有阻块。

作为本发明进一步的方案：所述夹持组件包括缓震器与卡盘，二号万向节前端与缓震器后端连接，缓震器前端与卡盘连接。

作为本发明进一步的方案：所述清扫组件包括适位框、工型块、适位弹簧与清扫刷，输料道内壁上均匀安装有若干个适位框，适位框内壁与工型块后端之间通过适位弹簧连接，工型块前端安装有清扫刷。

作为本发明进一步的方案：所述槽轮机构包括主动拨盘、圆柱销与槽轮，传动轮盘下表面安装有主动拨盘，主动拨盘边缘安装有圆柱销，传动电机上端的输出轴上安装有槽轮。

作为本发明进一步的方案：所述缓震器包括缓震框、菱形伸缩杆、一号缓震弹簧与二号缓震弹簧，缓震框内壁底部与菱形伸缩杆之间通过一号缓震弹簧连接，菱形伸缩杆上安装有二号缓震弹簧。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

可以解决目前关于矿物质能源的勘探分层取样，需要在勘探钻孔的钻头上安装若干个小钻头，用来对不同层的土进行取样，不同的土层其土质结构硬度也大有不同，需要不同材质的钻头才能对不同的土层进行取样；首先，虽说钻头进行的改变，但是在取样过程中仍然会遇到比钻头更硬的东西，也因此钻头会受损，随之便会带来土层取样失败，造成工期延迟；其次，不同土层取出的土样，不能及时的进行单独放置，造成不同层的土样混合，相互污染，导致后期对土质的研究带来不必要的麻烦。

本发明装置在对不同层的土进行分层取样作业时，取样装置中的推送组件和夹持组件，在钻头对不同土层取样时，如若遇到较硬的东西，钻头无法钻取时，钻头后端的卡盘会由于挤压的原因，压缩夹持组件内的缓震器，推送组件中的L型推杆会在阻块的作用下，与推送台分开，这时推送台在拉伸弹簧的作用下带着夹持组件回到初始位置，气缸收回推送轮，推送组件内部恢复如初，因此钻头会在推送组件和夹持组件的配合下得到有效的保护，避免钻头损坏，影响后续的工作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的剖视平面结构示意图；

图3是本发明的取样装置立体结构示意图；

图4是本发明的推送组件平面结构示意图；

图5是本发明的图2的A处放大平面结构示意图；

图6是本发明的图3的B处的剖视平面结构示意图；

图7是本发明的图2的C处放大平面结构示意图；

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图1至图7，对本发明进行进一步阐述。

一种矿物质能源勘探分层取样器，包括勘探钻头1与取样装置2，其特征在于：勘探钻头1上设置有传动轴杆11，传动轴杆11上安装有取样装置2，勘探钻头1上表面设置有插齿12，插齿12与与取样装置2之间通过齿轮啮合连接；其中：

所述取样装置2包括空心柱21、上圆盘22、下圆盘23、动力机构24与取样机构25，空心柱21上下端分别安装有上圆盘22和下圆盘23，上圆盘22和下圆盘23之间通过空心杆211连接，下圆盘23下表面安装有动力机构24，下圆盘23上表面均匀安装有若干个取样机构25，动力机构24与一级伸缩杆212一端之间通过一号万向节213连接，取样机构25与一级伸缩杆212另一端之间通过二号万向节214连接，一级伸缩杆212后端设置有斜支板215，取样机构25后端设置有平支板216，斜支板215与平支板216之间通过铰链连接；具体工作时，在动力机构24的带动下，经过一号万向节213带动一级伸缩杆212，再由二号万向节214传动动力给取样机构25，开始对土层进行取样。

所述动力机构24包括传动组件241、传动电机242、主齿轮243、支撑板244、二级伸缩杆245、从齿轮246、气缸247与推动轮248，空心杆211上端通过轴承安装有传动组件241，空心杆211上安装有传动电机242，传动组件241位于传动电机242上方，且传动组件241与传动电机242上端的输出轴之间通过槽轮机构217连接，传动电机242下端的输出轴安装有主齿轮243，空心杆211中部安装有支撑板244，支撑板244上通过轴承均匀安装有若干个二级伸缩杆245，二级伸缩杆245上端安装有从齿轮246，二级伸缩杆245下端穿过支撑板244与一号万向节213连接，空心杆211下端安装有气缸247，气缸247前端安装有推动轮248；具体工作时，在传动组件241的带动下，再经槽轮机构217，间歇性的带动传动电机242围绕空心杆211转动，当主齿轮243转到接触从齿轮246时，气缸247前端的推动轮248也会随着传动电机的转动，接触推送组件251，二级伸缩杆245在推送组件251的推送下进行伸长，使得取样机构25的取样钻头253可以对土层进行取样。

所述传动组件241包括传动杆2411、拨片2412与传动轮盘2413，上圆盘22和下圆盘23之间安装有传动杆2411，且传动杆2411下端穿过下圆盘23，插齿12与传动杆2411下端通过齿轮啮合连接，传动杆2411上端安装有拨片2412，空心杆211上端安装有传动轮盘2413，拨片2412与传动轮盘2413处于同一水平位置上；具体工作时，勘探钻头1在工作的过程中，会通过插齿12在齿轮传动的方式下带动传动杆2411转动，从而带动拨片2412间歇性的拨动传动轮盘2413，然后传动轮盘2413带动槽轮机构217间歇性的带动传动电机242转动。

所述取样机构25包括推送组件251、夹持组件252、取样钻头253、输料道254、清扫组件255与收集箱256，下圆盘23上均匀安装有若干个推送组件251，推送组件251与夹持组件252后端之间通过平支板216连接，夹持组件252前端安装有取样钻头253和输料道254，取样钻头253位于输料道254内部，输料道254内壁上安装有清扫组件255，输料道254内壁下侧开设有落料孔，输料道254外壁下侧安装有收集箱256，落料孔位于收集箱256正上方；具体工作时，夹持组件252将取样钻头253固定夹紧，然后在推送组件251的推送下，取样钻头253在输料道254内移动到接触土层，对土层进行取样，到取样钻头253钻到一定深度便会被推送组件251带回，这样取样钻头253会将该土层的样土带回，再由清扫组件255将样土清扫下来，样土由落料孔进入收集箱256内。

所述推送组件251包括推送槽2511、推送块2512、L型推杆2513、推送台2514与阻块2515，下圆盘23上表面均匀安装有若干个推送槽2511，推送槽2511内左端滑动安装有推送块2512和推送台2514，推送槽2511左端内壁与推送块2512和推送台2514右端之间均通过拉伸弹簧连接，推送块2512位于推送台2514后方，推送块2512前端安装有L型推杆2513，L型推杆2513前端位于推送台2514内，推送槽2511右端安装有阻块2515；具体工作时，当气缸247被转到推动轮248接触推送块2512时开始伸长，推动推送块2512带着推送台2514向前移动，此时取样钻头253便会对土层进行钻孔取样，当取样钻头253在取样过程中遇到较硬的东西后，气缸247会一直伸长将推送台2514往前推，当L型推杆2513前端接触到阻块2515后，L型推杆2513会被阻块2515从推送台2514内推出，此时推送台2514在拉伸弹簧的作用下被拉回原位，从而实现对取样钻头253的保护。

所述夹持组件252包括缓震器2521与卡盘2522，二号万向节214前端与缓震器2521后端连接，缓震器2521前端与卡盘2522连接；具体工作时，卡盘2522将钻头固定夹紧，缓震器2521在取样钻头253遇到较硬动钻不到时，会有个缓冲过程，在推送组件251的配合下一起保护取样钻头253不收损坏。

所述缓震器2521包括缓震框2523、菱形伸缩杆2524、一号缓震弹簧2525与二号缓震弹簧2526，缓震框2523内壁底部与菱形伸缩杆2524之间通过一号缓震弹簧2525连接，菱形伸缩杆2524上安装有二号缓震弹簧2526；具体工作时，在取样钻头253被推送组件251往前推，遇到较硬动钻不动时，卡盘2522会压缩菱形伸缩杆2524和一号缓震弹簧2525以及二号缓震弹簧2526，以保护取样钻头253不受损坏，当气缸247收缩后，取样钻头253在一号缓震弹簧2525和二号缓震弹簧2526的作用下可以回到初始位置，继续下次取样作业。

所述清扫组件255包括适位框2551、工型块2552、适位弹簧2553与清扫刷2554，输料道254内壁上均匀安装有若干个适位框2551，适位框2551内壁与工型块2552后端之间通过适位弹簧2553连接，工型块2552前端安装有清扫刷2554；具体工作时，当取样钻头253取土回收时，清扫刷2554会贴在取样钻头253的表面，将取样钻头253表面覆盖的土清扫下来，适位弹簧2553是为了让清扫刷2554更好的贴合取样钻头253,。

所述槽轮机构217包括主动拨盘2171、圆柱销2172与槽轮2173，传动轮盘2413下表面安装有主动拨盘2171，主动拨盘2171边缘安装有圆柱销2172，传动电机242上端的输出轴上安装有槽轮2173；具体工作时，在传动轮盘2413的带动下，主动拨盘2171带着圆柱销2172转动，间歇性的拨动槽轮2173，使得槽轮2173带动传动电机242和气缸247转动到与推送组件齐平位置。

本发明工作原理：

勘探钻头1在钻孔的过程中，会经过不同土质的土层，当勘探钻头到达不同土质的土层后停下，此时传动组件241将其传动电机242和气缸247转动到与推送组件251齐平位置，然后传动电机242启动，经由二级伸缩杆245、一号万向节213、一级伸缩杆212以及二号万向节214传递动力给取样机构25，然后气缸247推动推送块2512带着推送台2514向前移动，使得取样机构25向前移动开始对土层进行取样，当取样钻头253取土回收时，清扫刷2554会贴在取样钻头253的表面，将取样钻头253表面覆盖的土清扫下来经落料孔进入收集箱256内进行分开收集，本发明的取样装置设置于若干个取样机构25，可以分别对不同土层进行分层取样，并对样土进行分开收集。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种矿物质能源勘探分层取样器，包括勘探钻头(1)与取样装置(2)，其特征在于：勘探钻头(1)上设置有传动轴杆(11)，传动轴杆(11)上安装有取样装置(2)，勘探钻头(1)上表面设置有插齿(12)，插齿(12)与与取样装置(2)之间通过齿轮啮合连接；其中：

所述取样装置(2)包括空心柱(21)、上圆盘(22)、下圆盘(23)、动力机构(24)与取样机构(25)，空心柱(21)上下端分别安装有上圆盘(22)和下圆盘(23)，上圆盘(22)和下圆盘(23)之间通过空心杆(211)连接，下圆盘(23)下表面安装有动力机构(24)，下圆盘(23)上表面均匀安装有若干个取样机构(25)，动力机构(24)与一级伸缩杆(212)一端之间通过一号万向节(213)连接，取样机构(25)与一级伸缩杆(212)另一端之间通过二号万向节(214)连接，一级伸缩杆(212)后端设置有斜支板(215)，取样机构(25)后端设置有平支板(216)，斜支板(215)与平支板(216)之间通过铰链连接；

所述动力机构(24)包括传动组件(241)、传动电机(242)、主齿轮(243)、支撑板(244)、二级伸缩杆(245)、从齿轮(246)、气缸(247)与推动轮(248)，空心杆(211)上端通过轴承安装有传动组件(241)，空心杆(211)上安装有传动电机(242)，传动组件(241)位于传动电机(242)上方，且传动组件(241)与传动电机(242)上端的输出轴之间通过槽轮机构(217)连接，传动电机(242)下端的输出轴安装有主齿轮(243)，空心杆(211)中部安装有支撑板(244)，支撑板(244)上通过轴承均匀安装有若干个二级伸缩杆(245)，二级伸缩杆(245)上端安装有从齿轮(246)，二级伸缩杆(245)下端穿过支撑板(244)与一号万向节(213)连接，空心杆(211)下端安装有气缸(247)，气缸(247)前端安装有推动轮(248)；

所述取样机构(25)包括推送组件(251)、夹持组件(252)、取样钻头(253)、输料道(254)、清扫组件(255)与收集箱(256)，下圆盘(23)上均匀安装有若干个推送组件(251)，推送组件(251)与夹持组件(252)后端之间通过平支板(216)连接，夹持组件(252)前端安装有取样钻头(253)和输料道(254)，取样钻头(253)位于输料道(254)内部，输料道(254)内壁上安装有清扫组件(255)，输料道(254)内壁下侧开设有落料孔，输料道(254)外壁下侧安装有收集箱(256)，落料孔位于收集箱(256)正上方。

2.根据权利要求2所述的一种矿物质能源勘探分层取样器，其特征在于：所述传动组件(241)包括传动杆(2411)、拨片(2412)与传动轮盘(2413)，上圆盘(22)和下圆盘(23)之间安装有传动杆(2411)，且传动杆(2411)下端穿过下圆盘(23)，插齿(12)与传动杆(2411)下端通过齿轮啮合连接，传动杆(2411)上端安装有拨片(2412)，空心杆(211)上端安装有传动轮盘(2413)，拨片(2412)与传动轮盘(2413)处于同一水平位置上。

3.根据权利要求1所述的一种矿物质能源勘探分层取样器，其特征在于：所述推送组件(251)包括推送槽(2511)、推送块(2512)、L型推杆(2513)、推送台(2514)与阻块(2515)，下圆盘(23)上表面均匀安装有若干个推送槽(2511)，推送槽(2511)内左端滑动安装有推送块(2512)和推送台(2514)，推送槽(2511)左端内壁与推送块(2512)和推送台(2514)右端之间均通过拉伸弹簧连接，推送块(2512)位于推送台(2514)后方，推送块(2512)前端安装有L型推杆(2513)，L型推杆(2513)前端位于推送台(2514)内，推送槽(2511)右端安装有阻块(2515)。

4.根据权利要求1所述的一种矿物质能源勘探分层取样器，其特征在于：所述夹持组件(252)包括缓震器(2521)与卡盘(2522)，二号万向节(214)前端与缓震器(2521)后端连接，缓震器(2521)前端与卡盘(2522)连接。

5.根据权利要求1所述的一种矿物质能源勘探分层取样器，其特征在于：所述清扫组件(255)包括适位框(2551)、工型块(2552)、适位弹簧(2553)与清扫刷(2554)，输料道(254)内壁上均匀安装有若干个适位框(2551)，适位框(2551)内壁与工型块(2552)后端之间通过适位弹簧(2553)连接，工型块(2552)前端安装有清扫刷(2554)。

6.根据权利要求1所述的一种矿物质能源勘探分层取样器，其特征在于：所述槽轮机构(217)包括主动拨盘(2171)、圆柱销(2172)与槽轮(2173)，传动轮盘(2413)下表面安装有主动拨盘(2171)，主动拨盘(2171)边缘安装有圆柱销(2172)，传动电机(242)上端的输出轴上安装有槽轮(2173)。

7.根据权利要求4所述的一种矿物质能源勘探分层取样器，其特征在于：所述缓震器(2521)包括缓震框(2523)、菱形伸缩杆(2524)、一号缓震弹簧(2525)与二号缓震弹簧(2526)，缓震框(2523)内壁底部与菱形伸缩杆(2524)之间通过一号缓震弹簧(2525)连接，菱形伸缩杆(2524)上安装有二号缓震弹簧(2526)。

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