CN115628941A - 用于废弃煤矿污染检测用的钻探取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于废弃煤矿污染检测用的钻探取样装置，属于地质检测技术领域，包括支架以及设置在所述支架内侧的第一驱动组件、第二驱动组件、供电组件、冷气发生组件、钻进组件、供冷组件和加热组件，所述第二驱动组件用于带动所述钻进组件转动，所述第一驱动组件用于带动所述钻进组件移动，所述加热组件设置在所述钻进组件一端并与所述供电组件电连接，用于对地面土壤进行加热，所述供冷组件设置在所述钻进组件一端并与所述冷气发生组件相连，用于对地面土壤进行供冷。本发明实施例相较于现有技术，能够实现结冰地面以及泥泞地面的取样目的，使得取样过程不受环境影响，提高取样效率以及取样效果。

Description

用于废弃煤矿污染检测用的钻探取样装置

技术领域

本发明属于地质检测技术领域，具体是一种用于废弃煤矿污染检测用的钻探取样装置。

背景技术

目前，在对废弃煤矿地层的污染情况进行分析评估时，需要利用取样装置伸入至地层内部，以对地层内部土壤进行采集，再针对采集到的土壤样本进行成分检测分析，从而判断当前废弃煤矿地层的污染程度。

现有的取样装置结构较为简单，大多是利用驱动机构带动筒状取样器钻入地层内部，此过程中，地层土壤会进入筒状取样器内部并随着后续驱动机构将筒状取样器带出地层外部时，可将土壤同步带出，然而这种取样装置在寒冷冬季尤其是地层结冰时，由于地层较为坚硬，筒状取样器很难钻入地层内部，另外在雨水充沛的夏季尤其是地层较为泥泞时，进入筒状取样器内部的土壤在随筒状取样器移出地层外部时容易流失，导致取样效果不理想，因此，现有的取样装置受到环境因素影响较大，取样效果无法保证。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明实施例要解决的技术问题是提供一种用于废弃煤矿污染检测用的钻探取样装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种用于废弃煤矿污染检测用的钻探取样装置，包括支架以及设置在所述支架内侧的第一驱动组件、第二驱动组件、供电组件、冷气发生组件、钻进组件、供冷组件和加热组件，

所述第二驱动组件用于带动所述钻进组件转动，

所述第一驱动组件用于带动所述钻进组件移动，

所述加热组件设置在所述钻进组件一端并与所述供电组件电连接，用于对地面土壤进行加热，

所述供冷组件设置在所述钻进组件一端并与所述冷气发生组件相连，用于对地面土壤进行供冷。

作为本发明进一步的改进方案：所述第一驱动组件包括第一电机、丝杆以及安装板，

所述第一电机固定安装在所述支架内壁上，所述丝杆一端与所述第一电机输出端相连，另一端贯穿所述安装板并与所述安装板螺纹配合，

所述第二驱动组件包括第二电机、转轴以及支撑板，

所述第二电机固定设置在所述安装板一侧，所述转轴一端与所述第二电机输出端相连，另一端与所述支撑板相连，所述钻进组件设置在所述支撑板一侧。

作为本发明进一步的改进方案：所述支架内壁还固定设置有导轨，所述安装板侧壁固定设置有滑块，所述滑块与所述导轨滑动配合。

作为本发明进一步的改进方案：所述钻进组件包括土壤存放筒以及钻头，

所述土壤存放筒一端与所述支撑板固定连接，所述钻头安装在所述土壤存放筒远离所述支撑板的一端。

作为本发明再进一步的改进方案：所述土壤存放筒侧壁沿长度方向开设有取样口。

作为本发明再进一步的改进方案：所述加热组件为埋设在所述钻头内部的电热丝或电热片，所述供电组件为安装在所述支撑板一侧的蓄电池。

作为本发明再进一步的改进方案：所述供冷组件包括埋设在所述钻头内部的盘管以及与所述盘管一端连通的第一管体以及与所述盘管另一端连通的第二管体，

所述第一管体远离所述盘管的一端与所述冷气发生组件相连，所述第二管体远离所述盘管的一端与外界环境相连。

作为本发明再进一步的改进方案：所述冷气发生组件包括压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器以及风扇，

所述压缩机用于将制冷剂压缩成高温高压的蒸汽并将高温高压蒸汽输送至冷凝器，

所述冷凝器用于对高温高压蒸汽进行冷凝，以形成常温高压液体，

所述毛细管用于对常温高压液体进行节流降压，以形成低温低压的制冷剂液体，

所述低温低压的制冷剂液体在所述蒸发器中吸热并降低蒸发器周边温度，

所述风扇输入端与所述蒸发器相连，输出端与所述第一管体远离所述盘管的一端相连，所述第二管体远离所述盘管的一端与外环境相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明实施例相较于现有技术，能够实现结冰地面以及泥泞地面的取样目的，使得取样过程不受环境影响，提高取样效率以及取样效果。

附图说明

图1为一种用于废弃煤矿污染检测用的钻探取样装置的结构示意图；

图2为一种用于废弃煤矿污染检测用的钻探取样装置中钻进组件的结构示意图；

图3为图1中A区域放大示意图；

图中：10-支架、101-脚轮、102-导轨、20-第一驱动组件、201-丝杆、202-滑块、203-安装板、204-第一电机、30-第二驱动组件、301-第二电机、302-转轴、303-支撑板、40-供电组件、50-冷气发生组件、60-钻进组件、601-土壤存放筒、602-取样口、603-钻头、604-埋线槽、70-供冷组件、80-加热组件。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

请参阅图1和图3，本实施例提供了一种用于废弃煤矿污染检测用的钻探取样装置，包括支架10以及设置在所述支架10内侧的第一驱动组件20、第二驱动组件30、供电组件40、冷气发生组件50、钻进组件60、供冷组件70和加热组件80，所述第二驱动组件30用于带动所述钻进组件60转动，所述第一驱动组件20用于带动所述钻进组件60移动，所述加热组件80设置在所述钻进组件60一端并与所述供电组件40电连接，用于对地面土壤进行加热，所述供冷组件70设置在所述钻进组件60一端并与所述冷气发生组件50相连，用于对地面土壤进行供冷。

取样时，通过第二驱动组件30带动钻进组件60转动，同时利用第一驱动组件20带动钻进组件60移动，使得钻进组件60钻入地面内部，土壤样本可同步进入钻进组件60内部，随后第二驱动组件30带动钻进组件60反向转动，同时第一驱动组件20带动钻进组件60反向移动，使得钻进组件60从地面内部移出，此时位于钻进组件60内部的土壤可一同移出地面，从而实现地层内部土壤的取样；在冬季较为寒冷的情况下需要对废弃煤矿地质进行检测取样时，通过供电组件40对加热组件80进行供电，使得加热组件80随着钻进组件60钻入地面内部时，可对地层冻土进行加热，使得粘结土壤之间的冰晶融化，进而使得坚硬的冻土软化，以便于钻进组件60能够更加顺利的钻入地面内部，提高土壤的取样效果；在夏季雨水较为充沛的情况下需要对废弃煤矿地质进行检测取样时，通过冷气发生组件50向供冷组件70输送冷气，使得供冷组件70随着钻进组件60钻入地面内部时，可对泥泞的土壤进行供冷，使得泥泞土壤之间的水分遇冷凝结，从而保证土壤能够在钻进组件60内部呈现固态，以便于钻进组件60移出地面时，能够顺利的将土壤样本带出地面，从而提高土壤的取样效果。

请参阅图1，在一个实施例中，所述第一驱动组件20包括第一电机204、丝杆201以及安装板203，所述第一电机204固定安装在所述支架10内壁上，所述丝杆201一端与所述第一电机204输出端相连，另一端贯穿所述安装板203并与所述安装板203螺纹配合，所述第二驱动组件30包括第二电机301、转轴302以及支撑板303，所述第二电机301固定设置在所述安装板203一侧，所述转轴302一端与所述第二电机301输出端相连，另一端与所述支撑板303相连，所述钻进组件60设置在所述支撑板303一侧。

通过第二电机301带动转轴302转动，进而带动支撑板303转动，支撑板303转动时可带动钻进组件60转动，通过第一电机204带动丝杆201转动，利用丝杆201与安装板203之间的螺纹配合，以带动安装板203沿支架10内侧移动，进而带动第二电机301、转轴302、支撑板303以及钻进组件60整体移动，使得钻进组件60能够旋转进入地面内部，以对土壤进行取样操作；取样完毕后，第二电机301带动转轴302反向转动，进而带动支撑板303以及钻进组件60反向转动，同时通过第一电机204带动丝杆201反向转动，利用丝杆201与安装板203的螺纹配合，以带动安装板203、第二电机301、转轴302、支撑板303以及钻进组件60整体反向移动，以将土壤带出地面。

请参阅图1，在一个实施例中，所述支架10内壁还固定设置有导轨102，所述安装板203侧壁固定设置有滑块202，所述滑块202与所述导轨102滑动配合。

通过滑块202与导轨102的滑动配合，使得丝杆201转动时能够带动安装板203沿支架10内侧平稳移动。

请参阅图1和图2，在一个实施例中，所述钻进组件60包括土壤存放筒601以及钻头603，所述土壤存放筒601一端与所述支撑板303固定连接，所述钻头603安装在所述土壤存放筒601远离所述支撑板303的一端。

当第二电机301带动支撑板303转动时，可带动土壤存放筒601以及钻头603同步转动，当第一电机204带动安装板203移动时，可带动土壤存放筒601以及钻头603同步移动，当钻头603钻入地面时，位于钻头603内侧位置的地面土壤可通过钻头603进入土壤存放筒601内部并形成柱状土壤层；当第二电机301带动支撑板303反向转动时，可带动土壤存放筒601以及钻头603同步反向转动，当第一电机204带动安装板203反向移动时，可带动土壤存放筒601以及钻头603同步反向移动，此时土壤存放筒601以及钻头603整体移出地面，从而可将土壤存放筒601以及钻头603内侧的柱状土壤层带出地面，进而完成土壤的取样操作。

请参阅图1和图2，在一个实施例中，所述土壤存放筒601侧壁沿长度方向开设有取样口602。

当土壤存放筒601将土壤带出地面后，工作人员可通过取样口602将土壤存放筒601内部的土壤取出并进行污染检测分析。

在一个实施例中，所述加热组件80为埋设在所述钻头603内部的电热丝或电热片，所述供电组件40可以是安装在所述支撑板303一侧的蓄电池，也可以是市电电网，此处不做限制。

通过蓄电池或者市电电网对电热丝或者电热片进行供电，电热丝或电热片供电后产生热量，热量通过钻头603传递至周边冻土，进而使得冻土土壤中凝结的冰晶遇热融化，从而使得冻土软化，保证钻头603能够顺利的钻入至地面内部。

在一个实施例中，所述供冷组件70包括埋设在所述钻头603内部的盘管以及与所述盘管一端连通的第一管体以及与所述盘管另一端连通的第二管体，所述第一管体远离所述盘管的一端与所述冷气发生组件50相连，所述第二管体远离所述盘管的一端与外界环境相连。

通过冷气发生组件50向第一管体内部输送冷空气，冷空气通过第一管体进入盘管内部，再由第二管体排出，当冷空气流经盘管内部时，可通过钻头603对钻头603内外两侧的泥泞土壤进行吸热，使得经由钻头603进入土壤存放筒601内部的泥泞土壤中的水分凝结，以将土壤固化在土壤存放筒601内部，进而保证土壤存放筒601移出地面时，能够顺利的将其内侧的土壤样本带出地面。

所述冷气发生组件50包括压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器以及风扇，所述压缩机用于将制冷剂压缩成高温高压的蒸汽并将高温高压蒸汽输送至冷凝器，所述冷凝器用于对高温高压蒸汽进行冷凝，以形成常温高压液体，所述毛细管用于对常温高压液体进行节流降压，以形成低温低压的制冷剂液体，所述低温低压的制冷剂液体在所述蒸发器中吸热并降低蒸发器周边温度，所述风扇输入端与所述蒸发器相连，输出端与所述第一管体远离所述盘管的一端相连，所述第二管体远离所述盘管的一端与外环境相连。

通过压缩机压缩制冷剂，以形成高温高压蒸汽，通过冷凝器对高温高压蒸汽进行冷凝，以形成常温高压液体，利用毛细管对常温高压液体进行节流降压，以形成低温低压的制冷剂液体，随后该低温低压制冷剂液体在蒸发器中吸热进而降低蒸发器周边温度，利用风扇将蒸发器周边的低温空气经由第一管体输送至盘管，再由第二管体输送至外界，当低温空气流经盘管时可通过钻头603对其内外两侧的土壤进行吸热，使得经由钻头603进入土壤存放筒601内部的泥泞土壤中的水分凝结，以将土壤固化在土壤存放筒601内部，进而保证土壤存放筒601移出地面时，能够顺利的将其内侧的土壤样本带出地面。

应当注意的是，上述冷气发生组件50制冷原理与现有的冰箱制冷相同，压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器以及风扇之间的连接结构属于本领域的公知常识，此处不做过多赘述。

请参阅图2，在一个实施例中，所述土壤存放筒601外壁沿长度方向开设有埋线槽604，供电组件40与加热组件80之间的连接线路以及冷气发生组件50与供冷组件70之间的连接管路可埋设于埋线槽604内部，进而避免连接线路以及连接管路暴露在外，防止土壤存放筒601在随钻头603进入地面内部时，连接线路以及连接管路与土层之间产生摩擦，导致连接线路以及连接管路破损。

请参阅图1，在一个实施例中，所述支架10一侧还设置有若干脚轮101，通过脚轮101的设置，以便于支架10的灵活移动，以便于对不同位置的废弃煤矿地面进行取样。

本发明实施例中，取样时，通过第二驱动组件30带动钻进组件60转动，同时利用第一驱动组件20带动钻进组件60移动，使得钻进组件60钻入地面内部，土壤样本可同步进入钻进组件60内部，随后第二驱动组件30带动钻进组件60反向转动，同时第一驱动组件20带动钻进组件60反向移动，使得钻进组件60从地面内部移出，此时位于钻进组件60内部的土壤可一同移出地面，从而实现地层内部土壤的取样；在冬季较为寒冷的情况下需要对废弃煤矿地质进行检测取样时，通过供电组件40对加热组件80进行供电，使得加热组件80随着钻进组件60钻入地面内部时，可对地层冻土进行加热，使得粘结土壤之间的冰晶融化，进而使得坚硬的冻土软化，以便于钻进组件60能够更加顺利的钻入地面内部，提高土壤的取样效果；在夏季雨水较为充沛的情况下需要对废弃煤矿地质进行检测取样时，通过冷气发生组件50向供冷组件70输送冷气，使得供冷组件70随着钻进组件60钻入地面内部时，可对泥泞的土壤进行供冷，使得泥泞土壤之间的水分遇冷凝结，从而保证土壤能够在钻进组件60内部呈现固态，以便于钻进组件60移出地面时，能够顺利的将土壤样本带出地面，从而提高土壤的取样效果，相较于现有技术，能够实现结冰地面以及泥泞地面的取样目的，使得取样过程不受环境影响，提高取样效率以及取样效果。

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 (8)

1.一种用于废弃煤矿污染检测用的钻探取样装置，其特征在于，包括支架以及设置在所述支架内侧的第一驱动组件、第二驱动组件、供电组件、冷气发生组件、钻进组件、供冷组件和加热组件，

所述第二驱动组件用于带动所述钻进组件转动，

所述第一驱动组件用于带动所述钻进组件移动，

所述加热组件设置在所述钻进组件一端并与所述供电组件电连接，用于对地面土壤进行加热，

所述供冷组件设置在所述钻进组件一端并与所述冷气发生组件相连，用于对地面土壤进行供冷。

2.根据权利要求1所述的一种用于废弃煤矿污染检测用的钻探取样装置，其特征在于，所述第一驱动组件包括第一电机、丝杆以及安装板，

所述第一电机固定安装在所述支架内壁上，所述丝杆一端与所述第一电机输出端相连，另一端贯穿所述安装板并与所述安装板螺纹配合，

所述第二驱动组件包括第二电机、转轴以及支撑板，

所述第二电机固定设置在所述安装板一侧，所述转轴一端与所述第二电机输出端相连，另一端与所述支撑板相连，所述钻进组件设置在所述支撑板一侧。

3.根据权利要求2所述的一种用于废弃煤矿污染检测用的钻探取样装置，其特征在于，所述支架内壁还固定设置有导轨，所述安装板侧壁固定设置有滑块，所述滑块与所述导轨滑动配合。

4.根据权利要求2所述的一种用于废弃煤矿污染检测用的钻探取样装置，其特征在于，所述钻进组件包括土壤存放筒以及钻头，

所述土壤存放筒一端与所述支撑板固定连接，所述钻头安装在所述土壤存放筒远离所述支撑板的一端。

5.根据权利要求2所述的一种用于废弃煤矿污染检测用的钻探取样装置，其特征在于，所述土壤存放筒侧壁沿长度方向开设有取样口。

6.根据权利要求4所述的一种用于废弃煤矿污染检测用的钻探取样装置，其特征在于，所述加热组件为埋设在所述钻头内部的电热丝或电热片，所述供电组件为安装在所述支撑板一侧的蓄电池。

7.根据权利要求4所述的一种用于废弃煤矿污染检测用的钻探取样装置，其特征在于，所述供冷组件包括埋设在所述钻头内部的盘管以及与所述盘管一端连通的第一管体以及与所述盘管另一端连通的第二管体，

所述第一管体远离所述盘管的一端与所述冷气发生组件相连，所述第二管体远离所述盘管的一端与外界环境相连。

8.根据权利要求7所述的一种用于废弃煤矿污染检测用的钻探取样装置，其特征在于，所述冷气发生组件包括压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器以及风扇，

所述压缩机用于将制冷剂压缩成高温高压的蒸汽并将高温高压蒸汽输送至冷凝器，

所述冷凝器用于对高温高压蒸汽进行冷凝，以形成常温高压液体，

所述毛细管用于对常温高压液体进行节流降压，以形成低温低压的制冷剂液体，

所述低温低压的制冷剂液体在所述蒸发器中吸热并降低蒸发器周边温度，

所述风扇输入端与所述蒸发器相连，输出端与所述第一管体远离所述盘管的一端相连，所述第二管体远离所述盘管的一端与外环境相连。

Images