CN113340650B - 取土器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种取土器，属于地质勘探技术领域，包括连接装置、取土装置、动力装置以及切换装置；连接装置包括用于连接在勘察钻机上的连接杆和位于连接杆下部的壳体，连接杆的下端穿入壳体内部；取土装置包括位于壳体下端的取土筒和位于取土筒下方的切土刀；动力装置包括位于连接杆下端的驱动件、连接取土筒的第一连接组件，以及连接切土刀的第二连接组件；第一连接组件和第二连接组件分别位于驱动件的下方和上方；切换装置连接壳体和连接杆，用于切换驱动件连接第一连接组件或第二连接组件。本发明提供的取土器，采用取样器和勘察钻机配合实现自动化成井和取样，降低成本，提高了采样效率和采样的安全性；设置切土刀减少了井底土样扰动。

Description

取土器

技术领域

本发明属于地质勘探技术领域，更具体地说，是涉及一种取土器。

背景技术

在黄土地区的勘察施工中，为了测试土的湿陷性，需采取Ⅰ级土样进行测试，才能保证实验结果的真实性，目前钻探施工中使用的黄土取土器不能保证土不被扰动。

目前取得Ⅰ级土样主要是采用人工或机械洛阳铲挖井，然后人工下井在井壁刻取土样的方法取得。在西部地区，由于黄土层厚度较大，人工挖井不可行，因此多采用机械洛阳铲成井后由供人下井，在井壁刻取土样。机械洛阳铲挖井虽效率较高，但人工下井取样危险性大，取样效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种取土器，旨在解决人工下井刻取土样危险性大、效率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种取土器，包括：

连接装置，包括用于连接在勘察钻机上的连接杆和位于所述连接杆下部的壳体，所述连接杆的下端穿入所述壳体内部；

取土装置，包括位于所述壳体下端的取土筒和位于所述取土筒下方的切土刀；

动力装置，包括位于所述连接杆下端的驱动件、位于壳体内部用于连接所述取土筒的第一连接组件，以及位于壳体内部连接所述切土刀的第二连接组件；所述第一连接组件和所述第二连接组件分别位于所述驱动件的下方和上方；

切换装置，连接所述壳体和所述连接杆，所述切换装置驱动所述壳体沿所述连接杆轴向滑动，用于切换所述驱动件连接所述第一连接组件或所述第二连接组件。

作为本申请另一实施例，所述切换装置为弹簧，所述弹簧借助自身弹力以使所述驱动件与所述第一连接组件脱离并与所述第二连接组件连接。

作为本申请另一实施例，所述第一连接组件包括：

第一内齿圈，所述第一内齿圈连接在所述壳体下端面上并与所述驱动件啮合，所述壳体与所述取土筒连接。

作为本申请另一实施例，所述壳体与所述取土筒焊接连接。

作为本申请另一实施例，所述第二连接组件包括：

主动轮，套设在所述连接杆的外侧，且所述主动轮的下方借助支架活动连接在所述第一内齿圈上，所述主动轮的下端设有用于啮合所述驱动件的第二内齿圈，所述第二内齿圈与所述主动轮同轴转动；

从动轮，借助固定轴套连接在壳体上，所述从动轮与所述固定轴套之间设有压力轴承，所述从动轮上设有自上而下贯穿所述固定轴套的转动轴，所述切土刀连接在所述转动轴的下端。

作为本申请另一实施例，所述主动轮借助压力轴承连接所述壳体的上端面。

作为本申请另一实施例，所述切土刀对称设置有两个；所述从动轮设置有两个，两个所述从动轮对称设置在所述主动轮的两侧。

作为本申请另一实施例，所述主动轮上设有卡接槽；所述壳体上端面设有与所述卡接槽匹配的弹性销，所述弹性销与所述卡接槽卡接用于限位所述主动轮。

作为本申请另一实施例，所述壳体的上端面和下端面上均设有缺口。

本发明提供的取土器的有益效果在于：与现有技术相比，本发明取土器，采用取样器和勘察钻机配合实现自动化成井和取样，降低成本，提高了采样效率和采样的安全性；井底取土，更适应勘察钻机钻进的特点，且设置切土刀切断土样，模拟人工取土，减少了井底土样的扰动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的取土器的正视图；

图2为本发明实施例提供的取土器的俯视图；

图3为本发明实施例提供的取土器的仰视图；

图4为本发明实施例提供的动力装置的结构示意图。

图中：10、连接杆；11、弹簧；12、驱动齿轮；20、壳体；21、第一连接组件；22、第二连接组件；23、从动轮；24、固定轴套；30、取土筒；31、螺旋叶片；40、转动轴；41、切土刀；42、保护管套；50、弹性销。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图4，现对本发明提供的取土器进行说明。所述取土器，包括连接装置、取土装置、动力装置以及切换装置；连接装置包括用于连接在勘察钻机上的连接杆10和位于连接杆10下部的壳体20，连接杆10的下端穿入壳体20内部；取土装置包括位于壳体20下端的取土筒30和位于取土筒30下方的切土刀41；动力装置包括位于连接杆10下端的驱动件、位于壳体20内部用于连接取土筒30的第一连接组件21，以及位于壳体20内部连接切土刀41的第二连接组件22；第一连接组件21和第二连接组件22分别位于驱动件的下方和上方；切换装置连接壳体20和连接杆10，切换装置驱动壳体20沿连接杆10轴向滑动，用于切换驱动件连接第一连接组件21或第二连接组件22。

本发明提供的取土器，与现有技术相比，连接杆10自上而下穿入壳体20内部，连接杆10的下端设置有驱动件，驱动件位于壳体20内用于连接壳体20内的第一连接组件21或第二连接组件22；其中，第一连接组件21与取土筒30连接，第二连接组件22与取土筒30下端的切土刀41连接；壳体20和连接杆10之间还设有切换装置，切换装置驱动壳体20沿连接杆10的轴向移动，切换驱动件与第一连接组件21连接或与第二连接组件22连接。

在勘察钻机钻孔达到取样位置后，将勘察钻机上的螺旋钻头换成取样器。取土时连接杆10的上端固定在勘察钻机的钻杆上，钻杆带动连接杆10下压，壳体20借助切换装置沿连接杆10的轴向移动，直至连接杆10下端的驱动件与壳体20内的第一连接组件21连接，而后钻杆带动连接杆10旋转并下压，驱动件驱动第一连接组件21旋转从而带动取土筒30旋转下压，实现取土；取土结束后，卸掉连接杆10所受的压力，壳体20借助切换装置沿连接杆10的轴向移动，直至驱动件与第一连接组件21脱离并与第二连接组件22连接，旋转连接杆10，第二连接组件22驱动切土刀41旋转，用于切断土样。最后将取土器自钻孔中提出，退出土样，装盒封存，取样结束。

本发明提供的取土器，与现有技术相比，采用取样器和勘察钻机配合实现自动化成井和取样，降低成本，提高了采样效率和采样的安全性；井底取土，更适应勘察钻机钻进的特点，且设置切土刀41切断土样，模拟人工取土，减少了井底土样的扰动。

具体地，驱动件为驱动齿轮12。第一连接组件21和第二连接组件22之间设有缓冲腔，驱动齿轮12位于缓冲腔内。缓冲腔的高度大于驱动齿轮12的厚度，驱动齿轮12仅能与第一连接组件21或第二连接组件22啮合连接，不可以同时啮合。

可选的，壳体20包括顶板、底板以及环形侧板。

作为本发明提供的取土器的一种具体实施方式，请参阅图1，切换装置为弹簧11，弹簧11借助自身弹力以使驱动件与第一连接组件21脱离并与第二连接组件22连接。本实施例中，弹簧11连接壳体20的上端面和连接杆10。在连接杆10上设有卡环，弹簧11设置在卡环和壳体20之间，弹簧11处于压缩状态。

具体地，在取土样时，勘察钻机带动连接杆10下压，弹簧11受力压缩，驱动齿轮12与第一连接组件21啮合连接，并借助第一连接组件21带动取土筒30旋转向下，进行取土。在取土结束后，轻提连接杆10卸掉连接杆10上所受压力，壳体20在弹簧11的弹力作用下沿连接杆10的轴向移动，连接杆10端部的驱动齿轮12切换至与第二连接组件22啮合，连接杆10旋转以驱动切土刀41旋转切断土样。

可选的，卡环焊接在连接杆10上，弹簧11借助轴承连接在卡环上。弹簧11在不受力的作用下保持压缩状态，以保证连接杆10在不受力下压时，连接杆10端部的驱动齿轮12与第二连接组件22连接。

可选的，取土筒30的外侧绕设有螺旋叶片31。螺旋叶片31将井壁的土输送至取土筒30的上方，且螺旋叶片31对取土筒30具有支撑辅助作用，以及减少取土筒30周围的土样扰动。

作为本发明提供的取土器的一种具体实施方式，请参阅图4，第一连接组件21包括第一内齿圈，第一内齿圈连接在壳体20下端面上并与驱动齿轮12啮合，壳体20与取土筒30连接。本实施例中，第一连接组件21包括与驱动齿轮12啮合的第一内齿圈，驱动齿轮12驱动第一内齿圈旋转时，第一内齿圈连接的壳体20底板以及与底板连接的取土筒30均同轴旋转。

具体地，第一内齿圈下方设有连接块，第一内齿圈借助螺栓固定在连接块上，连接块与底板焊接。

具体地，底板和取土筒30焊接连接。

可选的，壳体20的侧壁与取土筒30的上端面焊接，第一内齿圈安装在取土筒30的上端面远离切土刀41的一侧。

作为本发明提供的取土器的一种具体实施方式，请参阅图4，第二连接组件22包括主动轮和从动轮23；主动轮套设在连接杆10的外侧，且主动轮的下方借助支架活动连接在第一内齿圈上，主动轮的下端设有用于啮合驱动齿轮12的第二内齿圈，第二内齿圈与主动轮同轴转动；从动轮23借助固定轴套24连接在壳体20上，从动轮23与固定轴套24之间设有压力轴承，从动轮23上设有自上而下贯穿固定轴套24的转动轴40，切土刀41连接在转动轴40的下端。

本实施例中，主动轮借助支架活动连接在第一内齿圈上，主动轮与第一内齿圈以及支架组成缓冲腔，驱动齿轮12位于缓冲腔内；主动轮的下端设置有第二内齿圈，第二内齿圈与主动轮同轴转动，第二内齿圈与驱动齿轮12啮合。当驱动齿轮12与第二内齿圈啮合时，驱动齿轮12驱动第二内齿圈旋转，同时主动轮也同步旋转，与主动轮啮合的从动轮23旋转，带动连接在从动轮23上的切土刀41转动轴40旋转，以达到切土刀41旋转切土的效果。

壳体20的底板上设置有固定轴套24，从动轮23借助压力轴承安装在固定轴套24上，转动轴40自下方贯穿底板和固定轴套24连接在从动轮23上。当从动轮23旋转时，转动轴40同步旋转，转动轴40下端连接的切土刀41旋转切土。

可选的，主动轮借助压力轴承安装在支架上。

可选的，主动轮的上方设置有压力轴承，主动轮借助压力轴承与顶板连接。

可选的，转动轴40的外侧套设有保护管套42，保护管套42焊接在取土筒30的外侧。

作为本发明提供的取土器的一种具体实施方式，请参阅图4，主动轮上设有卡接槽；壳体20的上端面设有与卡接槽匹配的弹性销50，弹性销50与卡接槽卡接用于限位主动轮。本实施例中，顶板上设置有弹性销50，弹性销50的下端抵在主动轮的上端面上；而主动轮的上端面上设有导向槽和卡接槽，卡接槽位于导向槽的端部且卡接槽的深度大于导向槽的深度。当主动轮旋转时，弹性销50沿导向槽滑动，直至弹性销50卡接至卡接槽内，主动轮被限制转动，此时，切土刀41转至取土筒30的下端，托住土样。

具体地，请参阅图3，切土刀41对称设置有两个；从动轮23设置有两个，两个从动轮23对称设置在主动轮的两侧。可选的，切土刀41的刃部长度等于取土筒30外径的一半。

作为本发明提供的取土器的一种具体实施方式，请参阅图2，壳体20的上端面和下端面上均设有缺口。本实施例中，螺旋叶片31将取土筒30外侧的土向上导出，直至取土筒30上方的顶板；在实际操作中，取土筒30外侧的土经螺旋叶片31的导出输送至底板，土在底板上的缺口处堆积，直至土样增多从顶板的缺口溢出。缺口便于将取土筒30外侧的土样导出，减小在取土过程中对井壁土样的扰动。

可选的，驱动件为旋转圆盘，旋转圆盘的上端面和下端面均设有销轴，第一连接组件21为固定在壳体20底板上的卡块，卡块上设有与销轴匹配的卡槽；第二连接组件22为下端面设有与销轴匹配的主动齿轮以及位于主动齿轮一侧并与之啮合的从动轮23。

在取土时，旋转圆盘上的销轴与卡块上的卡槽连接，连接杆10旋转驱动与卡块连接的取土筒30旋转；取土结束后，旋转圆盘上的销轴与主动齿轮连接，连接杆10驱动切土刀41旋转切土。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.取土器，其特征在于，包括：

连接装置，包括用于连接在勘察钻机上的连接杆和位于所述连接杆下部的壳体，所述连接杆的下端穿入所述壳体内部；

取土装置，包括位于所述壳体下端的取土筒和位于所述取土筒下方的切土刀；

动力装置，包括位于所述连接杆下端的驱动件、位于壳体内部用于连接所述取土筒的第一连接组件，以及位于壳体内部连接所述切土刀的第二连接组件；所述第一连接组件和所述第二连接组件分别位于所述驱动件的下方和上方；

切换装置，连接所述壳体和所述连接杆，所述切换装置驱动所述壳体沿所述连接杆轴向滑动，用于切换所述驱动件连接所述第一连接组件或所述第二连接组件；

所述第一连接组件包括：

第一内齿圈，所述第一内齿圈连接在所述壳体下端面上并与所述驱动件啮合，所述壳体与所述取土筒连接；

所述第二连接组件包括：

主动轮，套设在所述连接杆的外侧，且所述主动轮的下方借助支架活动连接在所述第一内齿圈上，所述主动轮的下端设有用于啮合所述驱动件的第二内齿圈，所述第二内齿圈与所述主动轮同轴转动；

从动轮，借助固定轴套连接在壳体上，所述从动轮与所述固定轴套之间设有压力轴承，所述从动轮上设有自上而下贯穿所述固定轴套的转动轴，所述切土刀连接在所述转动轴的下端。

2.如权利要求1所述的取土器，其特征在于，所述切换装置为弹簧，所述弹簧借助自身弹力以使所述驱动件与所述第一连接组件脱离并与所述第二连接组件连接。

3.如权利要求1所述的取土器，其特征在于，所述壳体与所述取土筒焊接连接。

4.如权利要求1所述的取土器，其特征在于，所述主动轮借助压力轴承连接所述壳体的上端面。

5.如权利要求1所述的取土器，其特征在于，所述切土刀对称设置有两个；所述从动轮设置有两个，两个所述从动轮对称设置在所述主动轮的两侧。

6.如权利要求1所述的取土器，其特征在于，所述主动轮上设有卡接槽；所述壳体上端面设有与所述卡接槽匹配的弹性销，所述弹性销与所述卡接槽卡接用于限位所述主动轮。

7.如权利要求1所述的取土器，其特征在于，所述壳体的上端面和下端面上均设有缺口。

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