CN111822779A - 一种无损样品的岩芯取样管轴向切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无损样品的岩芯取样管轴向切割装置，包括底座框架和设置在底座框架上的支撑装置、导向装置、驱动装置、切割装置、第一限位固定装置、第二限位固定装置和第三限位固定装置，支撑装置用于支撑取样管，驱动装置与切割装置连接，用于驱动切割装置沿移动，切割装置横跨支撑装置的两侧，第一限位装置沿导向装置的轴向方向设置，用于限位固定取样管径向方向的移动，第二限位固定装置设置在导向装置的两个断面，用于限位固定取样管轴向方向的移动，第三限位固定装置设置在切割装置上，跟随切割装置移动，用于限位固定取样管竖直方向的移动。本发明能够在不伤及样品下快速有效将取样管两侧管壁切开，以取得完整岩心样品。

Description

一种无损样品的岩芯取样管轴向切割装置

技术领域

本发明涉及样品切割装置技术领域，具体为一种无损样品的岩芯取样管轴向切割装置。

背景技术

地质勘测中需要对地质岩石等物质进行取样检测，目前的岩心取样都是通过钢质取样管通过钻探设备钻入岩心中，使得取样管内部切割填充有岩心样品，然后再对取样管进行切割取出岩心样品，目前的切割方式大多直接通过切割机将取样管切割成两半，这种切割时常常会将岩心样品也切成两半，容易导致岩心样品粉碎，不利于对岩心样品成分分布进行检测，为此我们提出一种无损样品的岩芯取样管轴向切割装置用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无损样品的岩芯取样管轴向切割装置，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：一种无损样品的岩芯取样管轴向切割装置，包括底座框架和设置在底座框架上的支撑装置、导向装置、驱动装置、切割装置、第一限位固定装置、第二限位固定装置和第三限位固定装置，

支撑装置用于支撑外部的存放样品的取样管，

驱动装置与切割装置连接，用于驱动切割装置沿导向装置的轴向方向移动，

切割装置横跨支撑装置的两侧，以将支撑装置上的取样管的两侧管壁切割开，

第一限位装置沿导向装置的轴向方向设置，用于限位固定取样管径向方向的移动，第二限位固定装置设置在导向装置的两个断面，用于限位固定取样管轴向方向的移动，第三限位固定装置设置在切割装置上，并跟随切割装置沿着导向装置轴向移动，用于限位固定取样管竖直方向的移动。

进一步地，所述导向装置包括固定安装在底座框架上并列设置的两个导轨，支撑装置位于两个导轨之间，导轨沿底座框架的轴向方向设置，所述支撑装置包括与导轨平行设置的两个支撑板，两个支撑板形成上宽下窄的V字型结构。

进一步地，所述第一限位固定装置包括设置在导轨上的支撑座、导向杆、调节丝杆和第二手轮，

支撑座设置若干，各个支撑座分布在两个所述导轨上，两个导轨上的支撑座上的支撑座相向设置并对应设置，对应设置的两个支撑座之间横跨设置一个导向杆，导向杆滑动贯穿支撑板，以使得支撑板可沿着导向杆轴向移动和固定支撑板，

至少一组对应设置的两个支撑座之间横跨设置有一个调节丝杆，两个支撑板通过螺纹结构分别套接在调节丝杆两端的螺牙上，调节丝杆穿过一侧的支撑座和导轨后与设置在导轨外侧的第二手轮连接，第二手轮用于转动调节丝杠，调节丝杠两端的螺牙旋向相异，以使得两个支撑板沿着调节丝杠相反方向移动。

进一步地，所述第二限位固定装置包括分别横跨固定安装在支撑板两端端面上的挡块，两个挡块用于从前后方向将支撑板上的取样管限位固定，防止取样管移动。

进一步地，所述驱动装置包括固定安装在底座框架的驱动电机和安装在底座框架一侧的皮带，驱动电机与皮带传动连接以驱动皮带转动，皮带通过连接件与切割装置连接，以带动切割装置沿导轨轴向方向移动。

进一步地，所述切割装置包括滑动座、托架、切割刀片和电机，两个所述导轨上各滑动设置一个滑动座，托架的两端分别固定在两个滑动座上，以使得托架横跨两个支撑板，位于与同步带同一侧的滑动座通过所述连接件与皮带传动连接，两个滑动座上端各设置一个电机，电机的输出轴穿过滑动座后与位于滑动座下端的切割刀片固定连接，以驱动切割刀片旋转，切割刀片位于支撑板和导轨之间，切割刀片用于分别沿直线切割支撑板上的取样管的外壁。

进一步地，所述电机的输出轴穿过设置在滑动座上的U型槽后与位于滑动座下端的切割刀片固定连接。

进一步地，所述第三限位固定装置包括第二托架、尼龙棒、压板、螺母套、螺杆、导向套和导向柱，第二托架的两端横跨固定安装在所述滑动座上，第二托架的下端固定连接两个间隔竖直设置的导向套的上端，导向套的下端滑动套接导向柱的上端，导向柱的下端固定连接压板的上端，压板下端的两侧固定安装一个尼龙棒，尼龙棒沿支撑板轴向方向设置，

介于两个导向套之间的螺杆转动连接在第二托架的下端，螺杆的下端通过螺纹结构连接螺母套，螺母套下端与压板固定连接，螺母套可沿螺柱上下移动以带动压板上下移动，尼龙棒用于对尼龙棒下方的取样管进行竖直方向限位固定

进一步地，所述切割装置还包括用于调节两个切割刀片间距的间距调节装置。

进一步地，所述间距调节装置包括设置在滑动座上的燕尾槽、设置在燕尾槽上的燕尾板、固定安装在燕尾板上的拖动块、固定板、电机、第一手轮和燕尾板拖动丝杆，

托架的两端分别固定安装一个所述固定板，燕尾板拖动丝杆的两端分别转动套接在两个固定板上，电机固定安装在燕尾板上，电机的输出轴穿过燕尾板后与位于滑动座下端的切割刀片连接，燕尾板设置在燕尾槽上并可沿燕尾槽滑动，

第一手轮固定套接在燕尾板拖动丝杆上，第一手轮用于转动燕尾板拖动丝杆，燕尾板拖动丝杆的两端分别与拖动块连接，燕尾板拖动丝杆和拖动块的连接处位于第一手轮和固定板之间，第一手轮两侧的燕尾板拖动丝杆螺牙旋向相反。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过两个支撑板间的斜面对取样管支撑，形成V型槽定位，使得取样管轴线和位于两个切割刀片中间，便于切割刀片分别贴合取样管两侧壁，且便于尼龙棒压紧取样管，通过同步带和连接件带动滑动座沿导轨滑动，则电机带动切割刀片转动沿取样管管壁移动并切割，从而将取样管两侧管壁切开的同时避免损伤岩心样品，提高切割效率，避免由于切割失败而导致多次切割造成的能源浪费，达到节能环保的目的；支撑板间距可调，从而便于对不同直径的取样管进行定位支撑，且电机间距可调，便于调节切割刀片间距，使得切割刀片能够紧贴不同直径的取样管，同时尼龙棒高度可调，能够对不同直径的取样管压紧固定，从而便于对不同直径的取样管进行切割；尼龙棒跟随滑动座移动，从而使得切割刀片切割出取样管始终被压紧，便于切割，切割后取样管顶部仍被尼龙棒压紧，避免切割完取样管上部脱落导致岩心样品掉落，最终取出取样管并小心将两半取样管分离，从而得到完整岩心样品。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明图1中A处的放大示意图；

图3为本发明的局部结构示意图；

图4为本发明的侧视结构示意图；

图5为本发明图1中B处的示意图。

图中，1-底座框架、2-导轨、3-滑动座、4-托架、5-电机、6-尼龙棒、7-同步带、8-连接件、9-支撑板、10-挡块、11-取样管、12-燕尾槽、13-燕尾板、14-固定板、15-燕尾板拖动丝杠、16-第一手轮、17-拖动块、18-压板、19-螺母套、20-导向柱、21-导向套、22-螺杆、23-切割刀片(锯片)、24-支撑座、25-导向杆、26-调节丝杠、27-第二手轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图5，一种无损样品的岩芯取样管11轴向切割装置，包括底座框架1和设置在底座框架1上的支撑装置、导向装置、驱动装置、切割装置、第一限位固定装置、第二限位固定装置和第三限位固定装置，支撑装置用于支撑存放取样管11及取样管11内的样品，驱动装置与切割装置连接并用于驱动切割装置沿导向装置的轴向方向移动，切割装置横跨支撑装置的两侧，以将支撑装置上的存放样品的取样管11的两侧外壁切割开，第一限位装置沿导向装置的轴向方向设置，用于限位固定取样管11径向方向(即左右方向)的移动，第二限位固定装置设置在导向装置的两个断面，用于限位固定取样管11轴向方向(即前后方向)的移动，第三限位固定装置设置在切割装置上，并跟随切割装置沿着导向装置轴向移动，用于限位固定取样管11竖直方向(即上下方向)的移动。通过第一限位固定装置、第二限位固定装置和第三限位固定装置能够从前后、左右、上下固定取样管11，从而使得取样管11在被切割装置切割过程中保持固定，从而使得切割装置仅将取样管11外壁切割开而不伤及取样管11内的样品。

所述导向装置包括固定安装在底座框架1上的并列设置的两个导轨2，用于存放取样管11的支撑装置位于两个导轨2之间，导轨2沿底座框架1的轴向方向设置。所述支撑装置包括与导轨2平行设置的两个支撑板9，两个支撑板9形成上宽下窄的V字型结构，以便更好牢固支撑不同尺寸的取样管11。

所述驱动装置包括固定安装在底座框架1的驱动电机(图中未示出)和安装在底座框架1一侧的皮带，驱动电机与皮带传动连接以驱动皮带转动，皮带通过连接件8与切割装置连接，以带动切割装置沿导轨2轴向方向移动。优选地，连接件8为皮带夹。

所述第一限位固定装置包括均设置在导轨2上的若干支撑座24、导向杆25、调节丝杆和第二手轮27。支撑座24设置若干，各个支撑座24分布在两个导轨2上，设置在同一个导轨2上的各个支撑座24呈直线分布，两个导轨2上的支撑座24上的支撑座24相向设置并对应设置，也即每一个支撑座24在另一个导轨2上设置有对应的一个支撑座24。对应设置的两个支撑座24之间横跨设置有一个导向杆25，导向杆25穿过滑动贯穿支撑板9，以使得支撑板9可沿着导向杆25轴向移动，并且对支撑板9起到一定的限位固定作用。至少一组对应设置的两个支撑座24之间横跨设置有一个调节丝杆，优选为调节丝杠26位于导轨2中部，两个支撑板9通过螺纹结构分别套接在调节丝杆两端的螺牙上，调节丝杆穿过一侧的支撑座24和导轨2后与设置在导轨2外侧的第二手轮27连接，第二手轮27用于转动调节丝杠26，两端的螺牙旋向相异，以使得两个支撑板9沿着调节丝杠26相反方向移动，从而第二手轮27转动调节丝杠26后，两个支撑板9相互靠近或相互远离，从而调节两个支撑板9间的间距。

所述第二限位固定装置包括分别横跨固定安装在支撑板9两端端面上的挡块10，挡块10可通过螺栓、螺丝、螺钉或其他类似固定配件固定在支撑板9的端面上。支撑板9前后两端端面各设置一个的挡块10正好能够很好地从前后方向将支撑板9上的取样管11限位固定住，防止取样管11移动。

所述切割装置包括滑动座3、托架4、切割刀片23和电机5，两个导轨2上各滑动设置一个滑动座3，托架4的两端分别固定在两个滑动座3上，以使得托架4横跨两个支撑板9，从而支撑板9上的取样管11正好位于托架4的中部下方。位于与同步带7同一侧的滑动座3通过所述连接件8与皮带传动连接，从而使得皮带转动能够带动切割装置沿导轨2轴向移动。两个滑动座3上端各设置一个电机5，电机5的输出轴(即转轴)穿过设置在滑动座3上的U型槽后与位于滑动座3下端的切割刀片23固定连接，以驱动切割刀片23旋转，切割刀片23位于支撑板9和导轨2之间，从而使得两个切割刀片23分别沿直线切割支撑板9上的取样管11的外壁，从而将取样管11切开的同时避免损伤岩心样品。

优选地，位于两个导轨2之间的底座框架1上还设置有集尘盘，用于收集切割刀片23切割取样管11产生的切屑。

优选地，切割刀片23为锯片。

优选地，所述切割装置还包括用于调节两个切割刀片23间距的间距调节装置，以使得两个切割刀片23能够更紧密地贴合在取样管11的外壁上，从而更好地将取样管11切割。间距调节装置包括设置在滑动座3上的燕尾槽12、设置在燕尾槽12上的燕尾板13、固定安装在燕尾板13上的拖动块17、固定板14、电机5、第一手轮16和燕尾板13拖动丝杆。托架4的两端分别固定安装一个固定板14，燕尾板13拖动丝杆的两端通过轴承或其他类似部件分别转动套接在两个固定板14上，以使得燕尾板13拖动丝杆能够转动。电机5固定安装在燕尾板13上，电机5的输出轴穿过燕尾板13后与位于滑动座3下端的切割刀片23连接，燕尾板13设置在燕尾槽12上并可沿燕尾槽12滑动。第一手轮16固定套接在燕尾板13拖动丝杆上，优选为位于燕尾板13拖动丝杆中部，第一手轮16用于手段转动燕尾板13拖动丝杆。燕尾板13拖动丝杆的两端通过螺纹结构分别与拖动块17连接，燕尾板13拖动丝杆和拖动块17的连接处位于第一手轮16和固定板14之间，第一手轮16两侧的燕尾板13拖动丝杆螺牙旋向相反，也即拖动块17套接在介于第一手轮16和固定板14之间的燕尾板13拖动丝杆处，且两个连接处所在燕尾板13拖动丝杆上的螺牙旋向相反。通过第一手轮16转动燕尾板13拖动丝杆，从而带动两个拖动块17相向或相反移动，从而带动与电机5连接的两个切割刀片23，从而调节两个切割刀片23的间距。

所述第三限位固定装置包括第二托架(图中未示出)、尼龙棒6、压板18、螺母套19、螺杆22、导向套21和导向柱20，第二托架的两端横跨固定安装在滑动座3上，第二托架的下端固定连接两个间隔竖直设置的导向套21的上端，导向套21的下端滑动套接导向柱20的上端，导向柱20的下端固定连接压板18的上端，压板18下端的两侧固定安装一个尼龙棒6，尼龙棒6沿支撑板9轴向方向设置，从而使得尼龙棒6与取样管11保持同方向平行。介于两个导向套21之间的螺杆22转动连接在第二托架的下端，螺杆22的下端通过螺纹结构连接螺母套19，螺母套19下端与压板18固定连接，通过转动螺柱带动螺母套19沿螺柱上下移动，从而带动压板18上下移动，从而使得尼龙棒6靠近或远离取样管11，从而通过尼龙棒6对尼龙棒6下方的取样管11进行竖直方向限位固定。滑动座3沿导轨2移动过程中，第二托架跟随沿着导轨2移动，从而使得尼龙棒6跟随移动，使得在切割刀片23切割取样管11的过程中，尼龙棒6始终将取样管11压紧，便于压紧。

工作原理：实际使用时，转动第二手轮27，第二手轮27带动调节丝杠26转动，则调节丝杠26通过正反螺牙带动两个支撑板9相靠近或远离，从而调节支撑板9的间距，且两个支撑板9相靠近的一面顶部均为倾斜结构，则通过倾斜结构构成间距不同的V型槽，便于与不同直径的取样管11相切并支撑，从而对取样管11定位，并且调节取样管11支撑后的高度，便于切割刀片23位于取样管11两侧中部，再转动螺柱，则螺母套19沿螺柱移动，从而使得压板18上下移动，便于尼龙棒6压紧在取样管11顶部，从而对取样管11进行竖向限位，转动第一手轮16带动燕尾板拖动丝杠15转动，燕尾板拖动丝杠15带动两个拖动块17相互靠近或远离，拖动块17带动燕尾板13沿燕尾槽12滑动，从而调节两个切割刀片23的间距，使得切割刀片23紧贴取样管11两侧的管壁切割，最终通过驱动电机带动同步带7转动，从而通过与同步地连接的连接件8带动滑动座3沿导轨2滑动，则电机5带动切割刀片23转动沿取样管11管壁移动并切割，从而将取样管11两侧管壁切开的同时避免损伤岩心样品，且尼龙棒6跟随滑动座3移动，从而使得切割刀片23切割出取样管11始终被压紧，便于切割，切割后取样管11顶部仍被尼龙棒6压紧，避免切割完取样管11上部脱落导致岩心样品掉落，最终取出取样管11并小心将两半取样管11分离，从而得到完整岩心样品。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种无损样品的岩芯取样管轴向切割装置，其特征在于，包括底座框架和设置在底座框架上的支撑装置、导向装置、驱动装置、切割装置、第一限位固定装置、第二限位固定装置和第三限位固定装置，

支撑装置用于支撑外部的存放样品的取样管，

驱动装置与切割装置连接，用于驱动切割装置沿导向装置的轴向方向移动，

切割装置横跨支撑装置的两侧，以将支撑装置上的取样管的两侧管壁切割开，

第一限位装置沿导向装置的轴向方向设置，用于限位固定取样管径向方向的移动，第二限位固定装置设置在导向装置的两个断面，用于限位固定取样管轴向方向的移动，第三限位固定装置设置在切割装置上，并跟随切割装置沿着导向装置轴向移动，用于限位固定取样管竖直方向的移动。

2.根据权利要求1所述的无损样品的岩芯取样管轴向切割装置，其特征在于，所述导向装置包括固定安装在底座框架上并列设置的两个导轨，支撑装置位于两个导轨之间，导轨沿底座框架的轴向方向设置，所述支撑装置包括与导轨平行设置的两个支撑板，两个支撑板形成上宽下窄的V字型结构。

3.根据权利要求2所述的无损样品的岩芯取样管轴向切割装置，其特征在于，所述第一限位固定装置包括设置在导轨上的支撑座、导向杆、调节丝杆和第二手轮，

支撑座设置若干，各个支撑座分布在两个所述导轨上，两个导轨上的支撑座上的支撑座相向设置并对应设置，对应设置的两个支撑座之间横跨设置一个导向杆，导向杆滑动贯穿支撑板，以使得支撑板可沿着导向杆轴向移动和固定支撑板，

至少一组对应设置的两个支撑座之间横跨设置有一个调节丝杆，两个支撑板通过螺纹结构分别套接在调节丝杆两端的螺牙上，调节丝杆穿过一侧的支撑座和导轨后与设置在导轨外侧的第二手轮连接，第二手轮用于转动调节丝杠，调节丝杠两端的螺牙旋向相异，以使得两个支撑板沿着调节丝杠相反方向移动。

4.根据权利要求2所述的无损样品的岩芯取样管轴向切割装置，其特征在于，所述第二限位固定装置包括分别横跨固定安装在支撑板两端端面上的挡块，两个挡块用于从前后方向将支撑板上的取样管限位固定，防止取样管移动。

5.根据权利要求2所述的无损样品的岩芯取样管轴向切割装置，其特征在于，所述驱动装置包括固定安装在底座框架的驱动电机和安装在底座框架一侧的皮带，驱动电机与皮带传动连接以驱动皮带转动，皮带通过连接件与切割装置连接，以带动切割装置沿导轨轴向方向移动。

6.根据权利要求5所述的无损样品的岩芯取样管轴向切割装置，其特征在于，所述切割装置包括滑动座、托架、切割刀片和电机，两个所述导轨上各滑动设置一个滑动座，托架的两端分别固定在两个滑动座上，以使得托架横跨两个支撑板，位于与同步带同一侧的滑动座通过所述连接件与皮带传动连接，两个滑动座上端各设置一个电机，电机的输出轴穿过滑动座后与位于滑动座下端的切割刀片固定连接，以驱动切割刀片旋转，切割刀片位于支撑板和导轨之间，切割刀片用于分别沿直线切割支撑板上的取样管的外壁。

7.根据权利要求6所述的无损样品的岩芯取样管轴向切割装置，其特征在于，所述电机的输出轴穿过设置在滑动座上的U型槽后与位于滑动座下端的切割刀片固定连接。

8.根据权利要求6所述的无损样品的岩芯取样管轴向切割装置，其特征在于，所述第三限位固定装置包括第二托架、尼龙棒、压板、螺母套、螺杆、导向套和导向柱，第二托架的两端横跨固定安装在所述滑动座上，第二托架的下端固定连接两个间隔竖直设置的导向套的上端，导向套的下端滑动套接导向柱的上端，导向柱的下端固定连接压板的上端，压板下端的两侧固定安装一个尼龙棒，尼龙棒沿支撑板轴向方向设置，

介于两个导向套之间的螺杆转动连接在第二托架的下端，螺杆的下端通过螺纹结构连接螺母套，螺母套下端与压板固定连接，螺母套可沿螺柱上下移动以带动压板上下移动，尼龙棒用于对尼龙棒下方的取样管进行竖直方向限位固定。

9.根据权利要求6所述的无损样品的岩芯取样管轴向切割装置，其特征在于，所述切割装置还包括用于调节两个切割刀片间距的间距调节装置。

10.根据权利要求9所述的无损样品的岩芯取样管轴向切割装置，其特征在于，所述间距调节装置包括设置在滑动座上的燕尾槽、设置在燕尾槽上的燕尾板、固定安装在燕尾板上的拖动块、固定板、电机、第一手轮和燕尾板拖动丝杆，

托架的两端分别固定安装一个所述固定板，燕尾板拖动丝杆的两端分别转动套接在两个固定板上，电机固定安装在燕尾板上，电机的输出轴穿过燕尾板后与位于滑动座下端的切割刀片连接，燕尾板设置在燕尾槽上并可沿燕尾槽滑动，

第一手轮固定套接在燕尾板拖动丝杆上，第一手轮用于转动燕尾板拖动丝杆，燕尾板拖动丝杆的两端分别与拖动块连接，燕尾板拖动丝杆和拖动块的连接处位于第一手轮和固定板之间，第一手轮两侧的燕尾板拖动丝杆螺牙旋向相反。

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