CN114689367A - 一种塌陷区环保土壤取样设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塌陷区环保土壤取样设备及其使用方法，属于环保土壤取样领域。一种塌陷区环保土壤取样设备，包括支架；液压缸，固定连接在所述的支架上；升降板，固定连接液压缸的驱动端；驱动电机，固定连接在所述的升降板底侧；下端带有尖头的钻杆，固定连接在驱动电机的驱动端；相互连通的喷道和高压通道，开设在所述的钻杆内；带有密封塞的气钉，滑动密封设在所述的喷道中；本发明切割绳位于钻杆和取样桶，然后钻杆和取样桶同步旋转，切割绳实现切割分离取样土壤，能够这个切割出完整的土壤，然后取出，有效的避免了土壤破裂，泥土松散，提高了进行粘度和含水率的检测准确度。

Description

一种塌陷区环保土壤取样设备及其使用方法

技术领域

本发明涉及环保土壤取样技术领域，尤其涉及一种塌陷区环保土壤取样设备及其使用方法。

背景技术

煤矿是重要的能源，开采煤矿进行发电也是电力的主要来源之一，满足人们的生活需求，同时矿区煤炭开采引起的地表塌陷是土壤质量变化的一个主要原因；特别是由于地下空洞，会导致土壤中的大量水分流失，导致土壤干化，而塌陷区需要种植作物，重复利用土地，起到重复利用土壤，保护环境的作用，重复利用土壤，对土壤的粘度及水分含量有要求，确保土壤环境，确保农作物的正常生长，从而对塌陷区土壤含量的环保检测十分重要，对土壤含量的检测，进行取样然后运送到实验室进行检测分析，目前的取样方法较为传统，人工铲子取样，人工取样，土壤不完整，且人力挖掘土壤，可能会导致土壤破裂，导致泥土松散，不能整块的取样，不能进行整块的测定，如土壤的粘度不能准确的测量，在运送的过程中可能会导致水分蒸发较快，也会影响检测精度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中取样时候，容易造成土壤破裂，松散的问题，而提出的一种塌陷区环保土壤取样设备及其使用方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种塌陷区环保土壤取样设备，包括

支架；

液压缸，固定连接在所述的支架上；

升降板，固定连接液压缸的驱动端；

驱动电机，固定连接在所述的升降板底侧；

下端带有尖头的钻杆，固定连接在驱动电机的驱动端；

相互连通的喷道和高压通道，开设在所述的钻杆内；

带有密封塞的气钉，滑动密封设在所述的喷道中；

滑动架，滑动密封连接在所述的高压通道中；

控制绳，上端固定连接在滑动架上，

切割绳，两端分别连接在滑动架和密封塞上；

下端呈尖状的取样桶，连接在所述的钻杆上；

木塞，设置在所述的取样桶下端；

其中，

当所述的液压杆带动所述的钻杆和取样桶插入土壤指定的位置后，使得所述的高压通道内部盛有超高压气体推动气钉，带有密封塞的气钉在超高压气体的作用下，快速射向取样桶的木塞，切割绳位于钻杆和取样桶，然后钻杆和取样桶同步旋转，切割绳实现切割分离取样土壤。

优选的，所述取样桶下端开设有推动槽，所述木塞滑动密封设在在推动槽中，所述取样桶中还设置有钩槽，所述钩槽内滑动密封连接有带有土钩的活塞，所述钩槽与所述的推动槽连通。

优选的，所述推动槽内壁设有卡槽，所述卡槽中滑动密封连接有卡块，所述卡块通过拉簧连接在卡槽内壁，所述卡槽与所述的推动槽通过连通槽连通，所述的木塞下端连接有阀门；所述木塞与所述的推动之间连接有第一复位弹簧，所述活塞与所述的钩槽内壁之间连接有第二复位弹簧，所述钩槽内壁上固定连接有限位块，用于挡住所述的活塞。

优选的，所述取样桶可拆卸连接在所述的钻杆上，所述取样桶上端通过电动推杆伸缩连接有多个插杆，所述钻杆上开设有与所述的插杆匹配的插槽。

优选的，所述升降板上转动连接有除草升降杆，所述除草升降杆下端固定连接有木材。

优选的，所述高压通道上端连接有充气接头，所述升降板上固定连接有高压气泵，所述高压气泵输气端连接有插头，所述插头与所述的充气接头匹配。

优选地，所述高压通道内转动连接有控制轮，所述控制绳缠绕连接在控制轮上，所述控制轮的转轴转动连接在钻杆上，所述转轴上固定连接有转盘，所述钻杆上连接有插销，所述转盘上开设有与插销匹配的销孔，所述控制轮的转轴与所述的钻杆之间设有密封圈。

优选地，所述喷道内壁上转动连接有导向轮，所述切割绳绕过所述的导向轮。

优选地，所述支架上固定连接有水平仪；

所述支架底侧转动连接有调节支腿，所述调节支腿底侧转动连接有底板，所述底板上螺纹连接有固定螺钉。

一种所述的塌陷区环保土壤取样设备的使用方法。

与现有技术相比，本发明提供了一种塌陷区环保土壤取样设备及其使用方法，具备以下有益效果：

1、该塌陷区环保土壤取样设备及其使用方法，通过密封塞的气钉在超高压气体的作用下，快速射向取样桶的木塞，切割绳位于钻杆和取样桶，然后钻杆和取样桶同步旋转，切割绳实现切割分离取样土壤，能够这个切割出完整的土壤，然后取出，有效的避免了土壤破裂，泥土松散，提高了进行粘度和含水率的检测准确度。

附图说明

图1为本发明提出的一种塌陷区环保土壤取样设备的除草状态结构示意图；

图2为本发明提出的一种塌陷区环保土壤取样设备的取样桶安装完成结构示意图；

图3为本发明提出的一种塌陷区环保土壤取样设备的插入土壤中取样的状态结构示意图；

图4为本发明提出的一种塌陷区环保土壤取样设备的除草状态结构放大图；

图5为本发明提出的一种塌陷区环保土壤取样设备的插入土壤中状态放大图；

图6为本发明提出的一种塌陷区环保土壤取样设备的图4中A处的结构示意图；

图7为本发明提出的一种塌陷区环保土壤取样设备的图4中B处的结构示意图；

图8为本发明提出的一种塌陷区环保土壤取样设备的图4中C处的结构示意图；

图9为本发明提出的一种塌陷区环保土壤取样设备的图5中D处的结构示意图；

图10为本发明提出的一种塌陷区环保土壤取样设备的图5中E处的结构示意图；

图11为本发明提出的一种塌陷区环保土壤取样设备的图5中F处的结构示意图；。

图中：1、支架；2、液压缸；3、调节支腿；4、底板；5、升降板；6、驱动电机；7、高压气泵；8、土钩；9、插头；10、转轴；11、除草升降杆；12、木材；13、高压通道；14、控制绳；15、充气接头；16、控制轮；17、转盘；18、插销；19、滑动架；20、切割绳；21、导向轮；22、密封塞；23、气钉；24、喷道；25、取样桶；26、插杆；27、插槽；28、电动推杆；29、推动槽；30、木塞；31、第一复位弹簧；32、卡块；33、卡槽；34、拉簧；35、连通槽；36、钩槽；37、第二复位弹簧；38、活塞；39、限位块。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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。

参照图1-11，一种塌陷区环保土壤取样设备，包括

支架1；

液压缸2，固定连接在支架1上；

升降板5，固定连接液压缸2的驱动端；

驱动电机6，固定连接在升降板5底侧；

下端带有尖头的钻杆10，固定连接在驱动电机6的驱动端；

相互连通的喷道24和高压通道13，开设在钻杆10内；

带有密封塞22的气钉23，滑动密封设在喷道24中；

滑动架19，滑动密封连接在高压通道13中；

控制绳14，上端固定连接在滑动架19上，

切割绳20，两端分别连接在滑动架19和密封塞22上；

下端呈尖状的取样桶25，连接在钻杆10上；

木塞30，设置在取样桶25下端；

其中，

当液压杆2带动钻杆10和取样桶25插入土壤指定的位置后，使得高压通道13内部盛有超高压气体推动气钉23，带有密封塞22的气钉23在超高压气体的作用下，快速射向取样桶25的木塞30，切割绳20位于钻杆10和取样桶25，然后钻杆10和取样桶25同步旋转，切割绳20实现切割分离取样土壤。

参照图11，取样桶25下端开设有推动槽29，木塞30滑动密封设在在推动槽29中，取样桶25中还设置有钩槽36，钩槽36内滑动密封连接有带有土钩8的活塞38，钩槽36与推动槽29连通，能够实现土钩8插入土壤，进一步便于整块的取出土壤。

推动槽29内壁设有卡槽33，卡槽33中滑动密封连接有卡块32，卡块32通过拉簧34连接在卡槽33内壁，卡槽33与推动槽29通过连通槽35连通，初始状态卡块32在拉簧34的作用下时位于卡槽33内的，在气钉23插入推动作用下，当木塞30移动超过卡块32的位置时，卡块32在连通槽35的气压作用下伸出卡住木塞30，木塞30下端连接有阀门；实现泄气，便于卡块32和木塞30复位，木塞30与推动29之间连接有第一复位弹簧31，便于木塞30复位，活塞38与钩槽36内壁之间连接有第二复位弹簧37，便于活塞38复位，钩槽36内壁上固定连接有限位块39，用于挡住活塞38，避免活塞38完全涂料钩槽36。

参照图9，取样桶25可拆卸连接在钻杆10上，取样桶25上端通过电动推杆28伸缩连接有多个插杆26，钻杆10上开设有与插杆26匹配的插槽27，取样桶25实现可拆卸的连接在钻杆10上。

参照图4，升降板5上转动连接有除草升降杆11，除草升降杆11下端固定连接有木材12，能够预先除草，除去杂质，确保后期检测准确度。

参照图6，高压通道13上端连接有充气接头15，升降板5上固定连接有高压气泵7，高压气泵7输气端连接有插头9，插头9与充气接头15匹配，能够实现向高压通道13充高压气体。

参照图6，高压通道13内转动连接有控制轮16，控制绳14缠绕连接在控制轮16上，控制轮16的转轴转动连接在钻杆10上，转轴10上固定连接有转盘17，钻杆10上连接有插销18，转盘17上开设有与插销18匹配的销孔，插销18与转盘17的设置，实现控制控制轮16的转动和复位，拔出插销18时控制轮转动，松开气钉23喷射而出，反向旋转带动气钉23复位，控制轮16的转轴与钻杆10之间设有密封圈，密封圈确保密封，高压气体避免泄露。

参照图8，喷道24内壁上转动连接有导向轮21，切割绳20绕过导向轮21，有效的起到导向作用。

支架1上固定连接有水平仪101；便于前期整体装置找水平，进行水平取土壤

支架1底侧转动连接有调节支腿3，调节支腿3底侧转动连接有底板4，底板4上螺纹连接有固定螺钉，确保整体装置稳固在地面上。

一种塌陷区环保土壤取样设备的使用方法。

主要包括以下步骤：

S1、找到待取样位置，调节好支架1；

S2、通过液压缸2带动升降板5、驱动电机6及钻杆10向下移动并贴近地面，调整除草升降杆11的位置，使得木材12与钻杆11下端的气钉23位于同一直线上；

S3、将高压气泵7输气端的插头9插接在充气接头15，并向高压通道13内持续充高压气体；

S4、在控制轮16的转轴10的转盘17上通过插销18卡紧，控制绳14处于绷紧状态，控制绳14采用钢丝绳，确保刚度，当高压通道13内的压力达到一定的值时，拔出插销18，在高压通道13及喷道24内的超高压压力的作用下，带有密封塞22的气钉23被瞬间高速喷射出，射向木材12，并插入木材12，此时滑动架19向下移动，并通过高压通道13内的限位板限位，此时切割绳20位于钻杆10和除草升降杆11之间，切割绳20也采用钢丝绳，能够实现对杂草的快速切除；

S5、断开插头9和充气接头15，启动驱动电机6，驱动电机16带动除草升降杆11和钻杆11快速旋转，从而切割绳20绕钻杆10快速旋转形成切割圆形平面，有效的去除了杂草；

S6、再将步骤S5中的杂草去除清理后，除草升降杆11归位，将取样桶25套在钻杆10上，通过气动电动推杆28将插杆26插于插槽27中，实现取样桶25固定在钻杆10上；

S7、启动液压缸2带动钻杆10和取样桶25下压插入地面；

S8、到达指定深度后，重复步骤S4的气钉23的喷射操作，气钉23穿过土壤并插在取样桶30的木塞30上，切割绳20位于钻杆10和取样桶25；

S9、由于木塞30滑动在推动槽29中，在强冲击力的作用下，木塞30会移动，从而推动推动槽29中的气体充入钩槽36中，此时钩槽36内的土钩8会快速插出到取样桶25的内侧的土壤，形成钩状；

S10、然后启动驱动驱动电机6，钻杆10和取样桶25同步旋转，切割绳20实现切割分离取样土壤，然后启动液压缸2带动取样桶25及钻杆10上移，气钉23设置多个，喷射完成，成线条发散状分布在切割后的土壤下侧，取样桶25、钻杆10和多个发散状的切割绳20拉动土壤上移，实现取样，而土钩8的设置有多个密密麻麻的分布在取样桶25底侧，土钩8会拉动切割绳20与土钩8直接的非取样土上移，该非取样土对切割分离取样的土壤能够起到支撑作用，确保稳定的带动切割分离的土壤同步上移，取样完成后将非取样土剔除即可，实现整块完整的取样，确保了土壤的完整度，确保了后续进行含水率检测的准确性，取样效果好。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种塌陷区环保土壤取样设备，其特征在于，包括

支架(1)；

液压缸(2)，固定连接在所述的支架(1)上；

升降板(5)，固定连接液压缸(2)的驱动端；

驱动电机(6)，固定连接在所述的升降板(5)底侧；

下端带有尖头的钻杆(10)，固定连接在驱动电机(6)的驱动端；

相互连通的喷道(24)和高压通道(13)，开设在所述的钻杆(10)内；

带有密封塞(22)的气钉(23)，滑动密封设在所述的喷道(24)中；

滑动架(19)，滑动密封连接在所述的高压通道(13)中；

控制绳(14)，上端固定连接在滑动架(19)上，

切割绳(20)，两端分别连接在滑动架(19)和密封塞(22)上；

下端呈尖状的取样桶(25)，连接在所述的钻杆(10)上；

木塞(30)，设置在所述的取样桶(25)下端；

其中，

当所述的液压杆(2)带动所述的钻杆(10)和取样桶(25)插入土壤指定的位置后，使得所述的高压通道(13)内部盛有超高压气体推动气钉(23)，带有密封塞(22)的气钉(23)在超高压气体的作用下，快速射向取样桶(25)的木塞(30)，切割绳(20)位于钻杆(10)和取样桶(25)，然后钻杆(10)和取样桶(25)同步旋转，切割绳(20)实现切割分离取样土壤。

2.根据权利要求1所述的一种塌陷区环保土壤取样设备，其特征在于，所述取样桶(25)下端开设有推动槽(29)，所述木塞(30)滑动密封设在在推动槽(29)中，所述取样桶(25)中还设置有钩槽(36)，所述钩槽(36)内滑动密封连接有带有土钩(8)的活塞(38)，所述钩槽(36)与所述的推动槽(29)连通。

3.根据权利要求2所述的一种塌陷区环保土壤取样设备，其特征在于，所述推动槽(29)内壁设有卡槽(33)，所述卡槽(33)中滑动密封连接有卡块(32)，所述卡块(32)通过拉簧(34)连接在卡槽(33)内壁，所述卡槽(33)与所述的推动槽(29)通过连通槽(35)连通，所述的木塞(30)下端连接有阀门；所述木塞(30)与所述的推动(29)之间连接有第一复位弹簧(31)，所述活塞(38)与所述的钩槽(36)内壁之间连接有第二复位弹簧(37)，所述钩槽(36)内壁上固定连接有限位块(39)，用于挡住所述的活塞(38)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种塌陷区环保土壤取样设备，其特征在于，所述取样桶(25)可拆卸连接在所述的钻杆(10)上，所述取样桶(25)上端通过电动推杆(28)伸缩连接有多个插杆(26)，所述钻杆(10)上开设有与所述的插杆(26)匹配的插槽(27)。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种塌陷区环保土壤取样设备，其特征在于，所述升降板(5)上转动连接有除草升降杆(11)，所述除草升降杆(11)下端固定连接有木材(12)。

6.根据权利要求1所述的一种塌陷区环保土壤取样设备，其特征在于，所述高压通道(13)上端连接有充气接头(15)，所述升降板(5)上固定连接有高压气泵(7)，所述高压气泵(7)输气端连接有插头(9)，所述插头(9)与所述的充气接头(15)匹配。

7.根据权利要求1所述的一种塌陷区环保土壤取样设备，其特征在于，所述高压通道(13)内转动连接有控制轮(16)，所述控制绳(14)缠绕连接在控制轮(16)上，所述控制轮(16)的转轴转动连接在钻杆(10)上，所述转轴(10)上固定连接有转盘(17)，所述钻杆(10)上连接有插销(18)，所述转盘(17)上开设有与插销(18)匹配的销孔，所述控制轮(16)的转轴与所述的钻杆(10)之间设有密封圈。

8.根据权利要求1所述的一种塌陷区环保土壤取样设备，其特征在于，所述喷道(24)内壁上转动连接有导向轮(21)，所述切割绳(20)绕过所述的导向轮(21)。

9.根据权利要求1所述的一种塌陷区环保土壤取样设备，其特征在于，所述支架(1)上固定连接有水平仪(101)；

所述支架(1)底侧转动连接有调节支腿(3)，所述调节支腿(3)底侧转动连接有底板(4)，所述底板(4)上螺纹连接有固定螺钉。

10.一种如权利要求5所述的塌陷区环保土壤取样设备的使用方法。

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