CN112816248B - 一种用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备及其使用方法，包括冲击镐、连接件、转筒、钻具提升装置和放置装置，所述冲击镐的下端设置有镶嵌槽，且该镶嵌槽与连接件相匹配，所述连接件包括上连接杆、下连接杆、凸起，所述上连接杆的下端设置有凸起。该用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备采用冲击镐代替人力，冲击镐对比于人工钻取土样更加方便快捷，效率更高，比人工钻取更加省力，该用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备，设置有钻筒，只需要利用钻筒取土岂可，不需要取得土柱过程中需要挖开周围的土壤，不仅不对于周边土壤环境造成破坏，而且还能保证土壤的完整性，可以原状土柱的原位培养。

Description

一种用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备及其使用方法

技术领域

本发明属于土壤取样技术领域，具体为一种用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备及其使用方法。

背景技术

土壤取样是从事土壤和生态研究科技工作的重要基础性工作之一，现有钻取土壤原状土柱一种为土钻法，既人工手动的土钻，为钻筒加连接杆结构，通过转动连接杆将钻筒钻入土壤中，钻取完毕后将土钻拔出，另一种为将PVC管或其他硬质管采用工具敲击入土壤之中，其后将周围土壤清除，去除装有土柱的PVC 管，以完成原状土柱钻取，土钻法由于手工钻取，取样深度及取样直径受到制约，无法钻取深层的大直径土柱，第二种方法虽然可以取得更大直径和更深深度的原状土柱，但由于在取得土柱过程中需要挖开周围的土壤，所以此方法对于周边土壤环境破坏较大，且无法进行原状土柱的原位培养。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备及其使用方法，以解决目前的土壤取样费时费力，人工土钻钻取原状土柱深度不够深，容易对周围造成破坏，取样不完整的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备，包括冲击镐、连接件、转筒、钻具提升装置和放置装置，所述冲击镐的下端设置有镶嵌槽，且该镶嵌槽与连接件相匹配，所述连接件包括上连接杆、下连接杆、凸起，所述上连接杆的下端设置有凸起，且凸起的下端设置有下连接杆，且连接杆和下连接杆和凸起为一体化结构，所述钻筒包括第一壳体、第二壳体和连接块，所述下连接杆与连接块相连接，且连接块的下端设置有第一壳体，第一壳体上设置有第二壳体，所述钻具提升装置包括猴爬杆、提升头和底座，所述猴爬杆的一侧设置有提升头，猴爬杆的下端设置有底座，所述放置装置包括木块和网袋，所述网袋的内部下端设置有木块。

进一步的，所述连接件的上连接杆和下连接杆均为圆柱形，且上连接杆与冲击镐的镶嵌槽相匹配，下连接杆的外表面设置有外螺纹。

进一步的，所述钻筒的第一壳体的一侧设置有开口，且开口设置有配合槽，开口的上端设置有配合块，且配合块上端面设置有螺纹孔。

进一步的，所述第二壳体的下端设置有嵌入片，第二壳体的上端也设置有螺纹孔，且第二壳体通过螺栓与第一壳体相连接。

进一步的，所述第一壳体与第二壳体配合后为圆柱形，且第一壳体的最下端设置有插入口，且插入口做倒角处理。

进一步的，所述第一壳体的顶端固定连接有连接块，且连接块的顶端设置有螺纹孔，且连接块通过螺纹孔与连接件的下连接杆相配合。

进一步的，所述猴爬杆的提升头设置有设置有条形槽，且条形槽与下连接杆相配合。

进一步的，所述第一壳体内设置有放置槽，且放置槽内镶嵌有PVC管。

一种用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备的使用方法，包括以下步骤；

步骤1：把连接件的下连接杆安装在钻筒的连接块中；

步骤2：把钻筒竖直放置在选择好钻取位置上；

步骤3：冲击镐利用镶嵌槽插到连接件的上连接杆上；

步骤4：启动冲击镐，把钻筒打入土壤中；

步骤5：钻筒打入本身长度的四分之三处停止，取下冲击镐；

步骤6：利用猴爬杆的提升头插到下连接杆上，提升头的上端面紧贴凸起的下端面，把钻筒取出；

步骤7：拧出第一壳体和第二壳体相连接的螺栓，把第二壳体取下；

步骤8：取出第一壳体中的土柱；

步骤9：把土柱放置在放置装置中。

进一步的，当土壤需要运输的时候，第一壳体内安装PVC管。

有益效果：与现有技术相比，本申请具有以下优势：

1.该用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备采用冲击镐代替人力，冲击镐对比于人工钻取土样更加方便快捷，效率更高，比人工钻取更加省力。

2.该用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备，设置有钻筒，只需要利用钻筒取土岂可，不需要取得土柱过程中需要挖开周围的土壤，不仅不对于周边土壤环境造成破坏，而且还能保证土壤的完整性，可以原状土柱的原位培养。

附图说明

图1是用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备结构示意图；

图2是连接件结构示意图；

图3是钻筒结构示意图；

图4是钻筒部分结构截面图；

图5是钻筒与pvc管配合图；

图6是钻具提升装置工作示意图；

图7是放置装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本申请的用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备，包括冲击镐、连接件、转筒、钻具提升装置和放置装置，冲击镐的下端设置有镶嵌槽，且该镶嵌槽与连接件相匹配，冲击镐为现有设备(型号为SND-23内燃捣固镐)，冲击镐的下端可以与连接件相连接，通过连接件对钻筒施力，方便把钻筒打入土壤中，连接件包括上连接杆1、下连接杆2、凸起3，上连接杆1的下端设置有凸起3，且凸起3的下端设置有下连接杆2，且连接杆1和下连接杆2和凸起3为一体化结构，提高稳定性，防止长时间使用之后连接件发生断裂的现象，钻筒包括第一壳体4、第二壳体5和连接块6，下连接杆2与连接块6相连接，下连接杆2可以拧到连接块中，使连接件与钻筒紧紧相连，不会出现松动的情况，且连接块6的下端设置有第一壳体4，第一壳体 4上设置有第二壳体5，连接块6与第一壳体4为固定连接，保证连接强度和稳定性，第二壳体5通过螺栓与第二壳体4相连接，第一壳体4和第二壳体5为活动连接，第二壳体5可以拆下，方便土壤样本的取出，钻具提升装置包括猴爬杆7、提升头8和底座9，猴爬杆7的一侧设置有提升头8，猴爬架为现有设备，(具体型号为：60寸猴爬杆：FARM JACK AH081060)端设置有底座9，提高接触面积，保证猴爬架有足够的支撑力，提升头8可以插到下连接杆2上，提升头8的顶端紧紧贴着凸起3的下端，保证可一把钻筒抽出，钻筒设置有钢丝把手，方便提拉，放置装置包括木块10和网袋11，网袋11的内部下端设置有木块10，取出的土柱下方垫直径与土柱一致的木块10，防治土柱放回原位时洞中因下雨积水而导致土柱损坏，并套以网袋10防止土柱外根系生长进入土柱对其破坏，同时方便其后土柱的提取放回至原位。

连接件的上连接杆1和下连接杆2均为圆柱形，使连接件更容易与钻筒和冲击镐相配合，上连接杆1与冲击镐的镶嵌槽相匹配，下连接杆2的外表面设置有外螺纹，外螺纹与连接块6顶端的螺纹孔相匹配，可以使连接件螺纹安装在钻筒上，保证稳定性。

钻筒的第一壳体4的一侧设置有开口401，开口401的长度小于第一壳体4 的长度，保证第一壳体4的最下端使一体成型的，防止工作过程中钻筒被土壤撑开，且开口401设置有配合槽402，开口的上端设置有配合块403，且配合块403 上端面设置有螺纹孔。

第二壳体5的下端设置有嵌入片501，第二壳体5的上端也设置有螺纹孔，且第二壳体5通过螺栓与第一壳体4相连接，当第二壳体5与第一壳体4相配合的时候，嵌入片501插在配合槽402中，第二壳体5的螺纹孔与第一壳体4的配合块403上面的螺纹孔相配合，然后拧上螺栓，此时第一壳体4和第二壳体5 就会被紧紧地固定在一起。

第一壳体4与第二壳体5配合后为圆柱形，且第一壳体4的最下端设置有插入口，且插入口做倒角处理，保证第一壳体4下端的锋利程度，更加方便钻筒打入土壤中，更加省力。

第一壳体4的顶端固定连接有连接块6，提高连接强度，且连接块6的顶端设置有螺纹孔，且连接块6通过螺纹孔与连接件的下连接杆2相配合，下连接杆 2的外表面设置有外螺纹，外螺纹与连接块6顶端的螺纹孔相匹配，可以使连接件螺纹安装在钻筒上，保证稳定性。

猴爬杆7的提升头8设置有设置有条形槽，且条形槽与下连接杆2相配合，提升头8可以插到下连接杆2上，提升头8的顶端紧紧贴着凸起3的下端，保证可以轻松把钻筒抽出，不会使猴爬架7从下连接杆2上脱落。

第一壳体4内设置有放置槽，且放置槽内镶嵌有PVC管12，第一壳体4内部设置有放置槽，该放置槽正好能够镶嵌住PVC管12，当放置槽镶嵌住PVC管12 的时候，PVC管12内壁与第一壳体4的内壁想持平，保证土壤可以顺利进入，如若不需要原位放置培养土柱，可在钻筒内部预先放置好PVC内套管，如此打出的原状土柱直接套有PVC管12，方便原状土柱的转运，以保证土柱不会因为搬运而断裂，如若需要原位放置培养土柱，则可以不再钻筒内部设置PVC内套管。

用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备的使用方法，包括以下步骤；

步骤1：把连接件的下连接杆2安装在钻筒的连接块6中，使连接件紧紧连接在钻筒的连接块上，保证后续工作的进行；

步骤2：当接件紧紧连接在钻筒的时候，就可以把钻筒竖直放置在选择好钻取位置上；

步骤3：冲击镐利用镶嵌槽插到连接件的上连接杆1上；

步骤4：启动冲击镐，利用冲力镐对凸起3施力，凸起3带动连接件对钻筒施力，把钻筒打入土壤中；

步骤5：钻筒打入土壤中的距离相当于钻筒本身长度的四分之三处停止，取下冲击镐；

步骤6：利用猴爬杆7的提升头8插到下连接杆2上，提升头8的上端面紧贴凸起3的下端面，使用人员利用猴爬架7把把钻筒取出来；

步骤7：拧出第一壳体4和第二壳体5相连接的螺栓，把第二壳体5取下，此时有一部分土壤在第一壳体的最下端无法取出，使用人员可以利用刀片等从开口处把土壤切断；

步骤8：取出第一壳体4中的土柱，然后把切断后长的土壤倒在第二壳体5 上面；

步骤9：把土柱放置在放置装置中，取出的土柱下方垫直径与土柱一致的木块10，防治土柱放回原位时洞中因下雨积水而导致土柱损坏，并套以网袋10防止土柱外根系生长进入土柱对其破坏，同时方便其后土柱的提取放回至原位，可以在洞口放置外有机玻璃圆环，用以阻隔降雨对土柱的侵蚀与破坏。

当土壤需要运输的时候，第一壳体4内安装PVC管12，使土壤直接进入PVC 管12，使用人员可以操作完毕后直接取出PVC管12，方便运输。

本发明提供了一种用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备及其使用方法的思路及实施方法，具体应用途径很多，以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备，其特征在于：包括冲击镐、连接件、钻筒、钻具提升装置和放置装置，所述冲击镐的下端设置有镶嵌槽，且该镶嵌槽与连接件相匹配，

所述连接件包括上连接杆(1)、下连接杆(2)、凸起(3)，所述上连接杆(1)的下端设置有凸起(3)，且凸起(3)的下端设置有下连接杆(2)，且连接杆(1)和下连接杆(2)和凸起(3)为一体化结构，

所述钻筒包括第一壳体(4)、第二壳体(5)和连接块(6)，所述下连接杆(2)与连接块(6)相连接，且连接块(6)的下端设置有第一壳体(4)，第一壳体(4)上设置有第二壳体(5)，

所述钻具提升装置包括猴爬杆(7)、提升头(8)和底座(9)，所述猴爬杆(7)的一侧设置有提升头(8)，猴爬杆(7)的下端设置有底座(9)，所述放置装置包括木块(10)和网袋(11)，所述网袋(11)的内部下端设置有木块(10)，

所述钻筒的第一壳体(4)的一侧设置有开口(401)，且开口(401)设置有配合槽(402)，开口的上端设置有配合块(403)，且配合块(403)上端面设置有螺纹孔，所述第二壳体(5)的下端设置有嵌入片(501)，第二壳体(5)的上端也设置有螺纹孔，且第二壳体(5)通过螺栓与第一壳体(4)相连接，所述第一壳体(4)与第二壳体(5)配合后为圆柱形，且第一壳体(4)的最下端设置有插入口，且插入口做倒角处理；

所述第一壳体(4)的顶端固定连接有连接块(6)，且连接块(6)的顶端设置有螺纹孔，且连接块(6)通过螺纹孔与连接件的下连接杆(2)相配合；第一壳体(4)内设置有放置槽，且放置槽内镶嵌有PVC管(12)，第一壳体(4)内部设置有放置槽，该放置槽正好能够镶嵌住PVC管(12)，当放置槽镶嵌住PVC管(12)的时候，PVC管(12)内壁与第一壳体(4)的内壁相持平，保证土壤可以顺利进入，如若不需要原位放置培养土柱，在钻筒内部预先放置好PVC管(12)，如此打出的原状土柱直接套有PVC管(12)，方便原状土柱的转运，以保证土柱不会因为搬运而断裂；使用步骤如下：

步骤1：把连接件的下连接杆(2)安装在钻筒的连接块(6)中；

步骤2：把钻筒竖直放置在选择好钻取位置上；

步骤3：冲击镐利用镶嵌槽插到连接件的上连接杆(1)上；

步骤4：启动冲击镐，把钻筒打入土壤中；

步骤5：钻筒打入本身长度的四分之三处停止，取下冲击镐；

步骤6：利用猴爬杆(7)的提升头(8)插到下连接杆(2)上，提升头(8)的上端面紧贴凸起(3)的下端面，把钻筒取出；

步骤7：拧出第一壳体(4)和第二壳体(5)相连接的螺栓，把第二壳体(5)取下；

步骤8：取出第一壳体(4)中的土柱；

步骤9：把土柱放置在放置装置中，取出的土柱下方放置在直径与土柱一致的木块上，并套以网袋；当土壤需要运输的时候，第一壳体(4)内安装PVC管。

2.根据权利要求1所述的用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备，其特征在于：所述连接件的上连接杆(1)和下连接杆(2)均为圆柱形，且上连接杆(1)与冲击镐的镶嵌槽相匹配，下连接杆(2)的外表面设置有外螺纹。

3.根据权利要求1所述的用于原位钻取土壤原状土柱的取样设备，其特征在于：所述猴爬杆(7)的提升头(8)设置有设置有条形槽，且条形槽与下连接杆(2)相配合。

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