CN115876525B - 用于工程勘察的取样设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于地质探测取样设备技术领域，具体的说是用于工程勘察的取样设备，包括钻探管，延伸杆，端盖，还包括样品包裹组件，所述样品包裹组件用于对进入钻探管内的土壤样品进行包裹、固定；紧固组件，所述紧固组件安装于安装板上，所述紧固组件用于对样品袋施压、收紧，增强样品袋与土壤样品的贴合程度，进而增强样品袋对土壤样品的固定强度，本发明通过采用样品包裹组件，利用透明膜状材料的样品袋对土壤样本进行包裹、收集，由于土壤向钻探管中运动的顺序与土层真实状况相同，因此可以得到当地土层随深度变化的土壤样品，而在后续的观测或选取部分样品的过程中，样品袋本身材质特点，致使直接观测或定点取样均较为简单、方便。

Description

用于工程勘察的取样设备

技术领域

本发明属于地质探测取样设备技术领域，具体的说是用于工程勘察的取样设备。

背景技术

在建筑工程、地质工程、岩石工程等相关工程建设中，为了分析土层结构、地质情况，通常会在勘察位置采取钻孔取样措施，通过对地下土壤进行钻孔、取样、收集、分析，进而判断该位置地质状况，为工程建设的规划、设计、综合治理等提供参考。

在对土壤进行钻孔取样时，通过采取钻探设备向地下钻成直径较小、深度较大的柱状圆孔，而在钻孔时，其钻孔器具多采用端部开口的圆柱形管道，在钻孔器具向下钻进的过程中，对应钻孔器具内腔的土壤被收集，而在达到预定钻孔深度后，将钻孔器具向上拉伸、拔出，并在拔出之后，对钻孔器具内腔中的土壤进行收集，即可得到深层土壤样本，该取样方式在地下取样时较为便捷，但是在钻孔器具拔出的过程中，底层土壤易脱落，且在拔出结束后，需要手动对钻孔器具中的土壤样本进行采集，而在手动采集的过程中，不仅采集过程较为麻烦，同时在过程中，容易导致钻孔器具内腔中层分明的土壤样本遭到破坏，不便于直观的将不同深度的土壤样本展示。

相关技术中为了增强土壤样本的收集便捷程度，通过于采样器具中放置采样管，在钻孔的过程中，直接将土壤样本收集于透明化的采样管中，而在采集完成后，直接将采样管取出，即可透过采样管透明外壁观察土壤分层状况，但是在实际使用过程中发现，由于在勘探过程中，需要对多点、多位置进行土壤样本采集，因此需要携带多节采样管，而透明塑料材质的采样管不仅携带时占据空间、同时还容易在运输过程中受压损坏，同时由于采样管的添加使用，致使钻孔器具直径增大，在后续将钻孔器具拔出时，较为不便。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

鉴于此，本发明提出了用于工程勘察的取样设备，用于解决上述技术问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决上述技术问题，本发明提出了用于工程勘察的取样设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明通过采用样品包裹组件，利用透明膜状材料的样品袋对土壤样本进行包裹、收集，由于土壤向钻探管中运动的顺序与土层真实状况相同，因此可以得到当地土层随深度变化的土壤样品，而在后续的观测或选取部分样品的过程中，样品袋本身材质特点，致使直接观测或定点取样均较为简单、方便。

本发明所述的用于工程勘察的取样设备，包括钻探管，所述钻探管为两端开口的管状结构体，所述钻探管一端内径缩口式设计；

延伸杆，所述延伸杆复数设计，多个延伸杆之间螺纹连接；

端盖，所述钻探管远离缩口一端螺纹连接有端盖，所述端盖用于将钻探管与延伸杆连接，所述延伸杆远离端盖一端外接驱动设备；

还包括样品包裹组件，所述样品包裹组件安装于钻探管内部，所述样品包裹组件用于对进入钻探管内的土壤样品进行包裹、固定；

所述样品包裹组件包括样品袋，所述样品袋为一端封口的圆柱形直筒式袋体，所述样品袋采用透明膜状结构制成，所述样品袋用于包裹、固定土壤样品；

安装板与支撑环，所述安装板与支撑环均滑动安装于钻探管内部，所述安装板复数设计，且均匀固定连接于支撑环上，所述安装板远离支撑环一端相互连接，所述安装板与支撑环受钻探管缩口、端盖限位；

初始状态下所述样品袋套设于支撑环、安装板外部；

紧固组件，所述紧固组件安装于安装板上，所述紧固组件用于对样品袋施压、收紧，增强样品袋与土壤样品的贴合程度，进而增强样品袋对土壤样品的固定强度。

优选的，所述样品包裹组件还包括翻转轮，所述翻转轮转动连接于支撑环上，所述翻转轮复数设计；

防护环，所述防护环滑动安装于钻探管内腔，所述防护环上开设有圆弧形槽，用于与翻转轮相配合，初始状态下所述翻转轮与防护环分别位于样品袋内外两侧。

优选的，所述翻转轮均采用铁磁材料制成，所述防护环采用硬磁材料制成。

优选的，所述紧固组件包括封口绳索，其中一个所述安装板上开设有孔槽，所述封口绳索滑动连接于孔槽内；

所述孔槽两端均贯穿安装板，所述封口绳索通过孔槽延伸至安装板底端，所述封口绳索底端于安装板外部呈活扣绳结状。

优选的，所述安装板远离支撑环一端开设有滑动槽，所述滑动槽内滑动连接有滑块，所述封口绳索延伸至滑动槽内、并绑缚在滑块上，所述滑块与端盖摩擦连接。

优选的，所述紧固组件还包括装配板，相邻两个所述安装板之间固定安装有弧形板，所述弧形板上均固定安装有均匀分布的装配板；

所述装配板上开设有环绕槽，所述环绕槽内滑动连接有皮带，所述皮带底端与翻转轮摩擦传动；

弹力绳，所述弹力绳复数设计，初始状态下所述弹力绳套设在装配板外侧。

优选的，所述皮带表面固定连接有均匀分布的凸起，凸起用于将弹力绳进行分隔。

优选的，所述翻转轮上固定连接有摩擦片，所述翻转轮与皮带通过摩擦片、凸起进行摩擦传动。

优选的，所述端盖顶端开口设计，所述延伸杆均为两端开口的管状结构体。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的用于工程勘察的取样设备，通过采用样品包裹组件，利用透明膜状材料的样品袋对土壤样本进行包裹、收集，由于土壤向钻探管中运动的顺序与土层真实状况相同，因此可以得到当地土层随深度变化的土壤样品，而在后续的观测或选取部分样品的过程中，样品袋本身材质特点，致使直接观测或定点取样均较为简单、方便，同时在取样前的设备输送、存放过程中，因为样品袋本身可折叠、收纳、占地小、质量轻等特性，有效的降低设备运输压力以及样品袋损坏率。

2.本发明所述的用于工程勘察的取样设备，通过翻转轮与皮带的传动，皮带给予装配板上套设的弹力绳摩擦力，致使弹力绳向装配板顶端运动，随着弹力绳脱离装配板，在弹力绳自身的弹性作用下，弹力绳收缩，并束缚在样品袋外侧，对样品袋进行绑缚，增强样品袋与其内部的土壤样品的贴合程度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的部分剖视图；

图3是图2中A处局部放大图；

图4是样品包裹组件和紧固组件的部分构造图；

图5是封口绳索与安装板的装配图；

图6是摩擦片与翻转轮的装配图；

图7是翻转轮与皮带的连接示意图；

图8是安装板与滑块的装配图；

图9是样品袋与防护环的装配图；

图中：1、钻探管；11、延伸杆；12、端盖；2、样品袋；21、安装板；22、支撑环；23、翻转轮；24、防护环；3、封口绳索；31、孔槽；32、滑动槽；33、滑块；4、装配板；41、弧形板；42、环绕槽；43、皮带；44、弹力绳；5、摩擦片。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图9所示，本发明所述的用于工程勘察的取样设备，包括钻探管1，所述钻探管1为两端开口的管状结构体，所述钻探管1一端内径缩口式设计；

延伸杆11，所述延伸杆11复数设计，多个延伸杆11之间螺纹连接；

端盖12，所述钻探管1远离缩口一端螺纹连接有端盖12，所述端盖12用于将钻探管1与延伸杆11连接，所述延伸杆11远离端盖12一端外接驱动设备；

还包括样品包裹组件，所述样品包裹组件安装于钻探管1内部，所述样品包裹组件用于对进入钻探管1内的土壤样品进行包裹、固定；

所述样品包裹组件包括样品袋2，所述样品袋2为一端封口的圆柱形直筒式袋体，所述样品袋2采用透明膜状结构制成，所述样品袋2用于包裹、固定土壤样品；

安装板21与支撑环22，所述安装板21与支撑环22均滑动安装于钻探管1内部，所述安装板21复数设计，且均匀固定连接于支撑环22上，所述安装板21远离支撑环22一端相互连接，所述安装板21与支撑环22受钻探管1缩口、端盖12限位；

初始状态下所述样品袋2套设于支撑环22、安装板21外部；

紧固组件，所述紧固组件安装于安装板21上，所述紧固组件用于对样品袋2施压、收紧，增强样品袋2与土壤样品的贴合程度，进而增强样品袋2对土壤样品的固定强度；

在进行深层土壤采样时，首先选择好取样地点，随后，将驱动设备架设完毕，本实施例中采用的驱动设备为冲压式钻机，随后对取样设备进行组装，在进行组装时，先将折叠的样品袋2展开，确认样品袋2无破损后，将样品袋2套设在安装板21与支撑环22组成的结构体上，在进行套接时，将样品袋2开口一端由支撑环22向安装板21方向运动，直至样品袋2封口端与支撑环22接触，套接完成后，将其塞入钻探管1内腔中，直至样品袋2底部接触钻探管1缩口，此时将端盖12与钻探管1进行螺纹连接，在端盖12向钻探管1内部运动的过程中，逐渐对安装板21上层进行限位，然后依次将延伸杆11进行连接后，将延伸杆11顶端与冲压式钻机连接，启动冲压式钻机，在冲压式钻机的驱动作用下，钻探管1向地面运动，在运动的过程中，对应钻探管1内腔位置的土壤，向钻探管1内腔中运动，在运动的过程中，土壤受到钻探管1缩口的挤压，致使土壤形成的柱状结构体更加紧密，在土壤向钻探管1中运动的过程中，土壤受到样品袋2底部的阻碍，致使土壤推动样品袋2向上运动，由于样品袋2套设在安装板21与支撑环22上，因此随着土壤推动样品袋2向支撑环22与安装板21形成的圆柱形空腔中运动，致使样品袋2翻折，翻折后的样品袋2包裹着土壤，随着钻探管1向地下运动深度的增大，样品袋2包裹着土壤在安装板21、支撑环22组成的圆柱形空腔中上升的距离逐渐增大，当达到钻孔达到预定深度后，工作人员通过驱使紧固组件作业，致使紧固组件对样品袋2底端进行封口，随后，将钻探管1向上拔出，重新打开端盖12后，即可取得采用样品袋2包裹的完整的土层样本，随后，若仅需要对部分深度的样品进行收集，可以通过破坏样品袋2的方式，直接拾取对应深度的土壤，而在多点采集过程中，重新更换样品袋2，即可再次进行样本采集。

本发明中通过采用样品包裹组件，利用透明膜状材料的样品袋2对土壤样本进行包裹、收集，由于土壤向钻探管1中运动的顺序与土层真实状况相同，因此可以得到当地土层随深度变化的土壤样品，而在后续的观测或选取部分样品的过程中，样品袋2本身材质特点，致使直接观测或定点取样均较为简单、方便，同时在取样前的设备输送、存放过程中，因为样品袋2本身可折叠、收纳、占地小、质量轻等特性，有效的降低设备运输压力以及样品袋2损坏率。

作为本发明优选的一个实施例，所述样品包裹组件还包括翻转轮23，所述翻转轮23转动连接于支撑环22上，所述翻转轮23复数设计；

防护环24，所述防护环24滑动安装于钻探管1内腔，所述防护环24上开设有圆弧形槽，用于与翻转轮23相配合，初始状态下所述翻转轮23与防护环24分别位于样品袋2内外两侧；

通过设置翻转轮23和防护环24，安装时在将样品袋2套装在安装板21、支撑环22以及翻转轮23外部后，先将防护环24放置于钻探管1中，随后将样品袋2包裹的翻转轮23等结构伸入钻探管1中，利用防护环24与翻转轮23对样品袋2内外两侧进行夹持，当进行取样作业时，土壤向钻探管1内腔中运动，并同步推动样品袋2向支撑环22内腔中运动，在样品袋2运动的过程中，样品袋2中部翻折部位位于翻转轮23与防护环24之间，利用防护环24与翻转轮23的圆弧形交界面对样品袋2进行导向，不仅有效的降低了样品袋2翻转的难度，同时防护环24与翻转轮23对样品袋2进行防护，有效的降低样品袋2在翻转过程中受损的几率，同时翻转轮23可转动式设计，有效的降低样品袋2翻转时受到的摩擦力，进一步增强样品袋2翻转的简便程度。

作为本发明优选的一个实施例，所述翻转轮23均采用铁磁材料制成，所述防护环24采用硬磁材料制成；

通过限制翻转轮23和防护环24的材质，致使两者之间存在相互吸引力，进而有效的增强两者的组合便捷程度，降低错位、分离等状况发生的几率，同时防护环24与翻转轮23相互吸引的特性，在对设备进行拆卸时，还能使防护环24与翻转轮23保持稳定的连接，降低防护环24丢失的几率。

作为本发明优选的一个实施例，所述紧固组件包括封口绳索3，其中一个所述安装板21上开设有孔槽31，所述封口绳索3滑动连接于孔槽31内；

所述孔槽31两端均贯穿安装板21，所述封口绳索3通过孔槽31延伸至安装板21底端，所述封口绳索3底端于安装板21外部呈活扣绳结状；

在进行设备组装时，在套设样品袋2之前，先将封口绳索3由孔槽31顶端插入安装板21中，并由孔槽31底部穿出，将封口绳索3底部一端打结，打结种类采用可拉动收缩的活扣绳结，并控制活扣绳结大小与支撑环22内径相近，随后再套设样品袋2，在进行样品采集的过程中，土壤推动样品袋2向支撑环22内腔中运动时，样品袋2通过活扣绳结的中部穿过，当钻探管1运动至指定深度后，此时结束钻探作业，工作人员手动拧动端盖12，致使端盖12与钻探管1分离，当钻探管1分离后，手动拉动封口绳索3，由于活扣绳结受到孔槽31的限位，当封口绳索3一端拉扯时，活扣绳结持续收缩，收缩的活扣绳结对样品袋2进行封口，在取样时，可直接将样品袋2、安装板21等一同取出，随后将封口绳索3拉出孔槽31即可，通过采用封口绳索3对样品袋2进行封口，可以使封口位置与土壤样品真实高度更为贴合，致使样品袋2与土壤样品的贴合程度更高。

作为本发明优选的一个实施例，所述安装板21远离支撑环22一端开设有滑动槽32，所述滑动槽32内滑动连接有滑块33，所述封口绳索3延伸至滑动槽32内、并绑缚在滑块33上，所述滑块33与端盖12摩擦连接；

在实际进行操作时，若不方便直接对端盖12进行取下等操作，可在钻孔深度达到预定深度后，手动转动延伸杆11、致使延伸杆11带动端盖12进行转动，在端盖12转动的过程中，端盖12逐渐与钻探管1分离，且端盖12与滑块33产生摩擦，致使滑块33在滑动槽32内滑动，随着滑块33滑动距离的增大，滑块33将封口绳索3拉扯距离增大，进而致使活扣绳结收缩，对样品袋2进行扎紧，而后，再次反向转动延伸杆11、端盖12，致使端盖12与钻探管1重新结合，随后将延伸杆11、端盖12、钻探管1整体向上拔出，在拔出结束后，再将样品袋2包裹的土壤样品取出，能够有效的增强紧固组件的操作便捷性与灵活性，需要知道的是，在端盖12反向转动的过程中，虽然也会推动滑块33运动，致使封口绳索3在重力作用下进入孔槽31中，但是活扣绳结并不会打开。

作为本发明优选的一个实施例，所述紧固组件还包括装配板4，相邻两个所述安装板21之间固定安装有弧形板41，所述弧形板41上均固定安装有均匀分布的装配板4；

所述装配板4上开设有环绕槽42，所述环绕槽42内滑动连接有皮带43，所述皮带43底端与翻转轮23摩擦传动；

弹力绳44，所述弹力绳44复数设计，初始状态下所述弹力绳44套设在装配板4外侧；

需要说明的是，本发明既可以在所有装配板4上开设环绕槽42，也可以在部分装配板4上开设环绕槽42，其不影响本发明的正常使用。

在样品袋2套设之前，工作人员手动将多个弹力绳44套接在装配板4上，本申请中弹力绳44可采用橡皮筋等具备弹力的圆形绳结，在套装完多个弹力绳44之后，再进行样品袋2的套设，随后，在采样过程中，土壤推动样品袋2运动，样品袋2运动过程中，通过摩擦力驱使翻转轮23进行转动，翻转轮23在转动过程中与皮带43进行摩擦传动，进而驱使皮带43进行转动，由于皮带43转动连接在装配板4上开设的环绕槽42内，因此随着皮带43的运动，皮带43给予装配板4上套设的弹力绳44摩擦力，致使弹力绳44向装配板4顶端运动，随着弹力绳44脱离装配板4，在弹力绳44自身的弹性作用下，弹力绳44收缩，并束缚在样品袋2外侧，对样品袋2进行绑缚，增强样品袋2与其内部的土壤样品的贴合程度。

作为本发明优选的一个实施例，所述皮带43表面固定连接有均匀分布的凸起，凸起用于将弹力绳44进行分隔；

通过将皮带43表面设置均匀分布的凸起，利用凸起对弹力绳44进行分隔，能够在皮带43进行转动的过程中，致使弹力绳44的运动更加均匀，进而使弹力绳44脱离装配板4更加有序，同时在将弹力绳44安装于装配板4上时，凸起的存在，还能够方便工作人员对弹力绳44的间隔进行把控，进而致使脱离装配板4的弹力绳44，在样品袋2上分布更加均匀。

作为本发明优选的一个实施例，所述翻转轮23上固定连接有摩擦片5，所述翻转轮23与皮带43通过摩擦片5、凸起进行摩擦传动；

通过设置摩擦片5，当样品袋2带动翻转轮23进行转动时，翻转轮23转动，致使摩擦片5与皮带43规律性间隔接触，通过在设计初期调整摩擦片5的数量、摩擦片5的尺寸，能够有效的调整翻转轮23与皮带43之间的传动效率，进而调整弹力绳44在样品袋2上的分布间隔，增强弹力绳44对样品袋2绑缚的效果。

作为本发明优选的一个实施例，所述端盖12顶端开口设计，所述延伸杆11均为两端开口的管状结构体；

通过端盖12顶端开口，以及延伸杆11为管状结构体的设计，在实际作业时，可以采用不同长度的样品袋2，在进行钻孔取样时，随着土壤对样品袋2的推动，能够致使样品袋2包裹着土壤样品依次进入端盖12、延伸杆11内腔中，进而调整取样深度，增强设备使用时的灵活性与可调节性，进而增强其适用性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.用于工程勘察的取样设备，包括钻探管（1），所述钻探管（1）为两端开口的管状结构体，所述钻探管（1）一端内径缩口式设计；延伸杆（11），所述延伸杆（11）复数设计，多个延伸杆（11）之间螺纹连接；端盖（12），所述钻探管（1）远离缩口一端螺纹连接有端盖（12），所述端盖（12）用于将钻探管（1）与延伸杆（11）连接，所述延伸杆（11）远离端盖（12）一端外接驱动设备；其特征在于：还包括样品包裹组件，所述样品包裹组件安装于钻探管（1）内部，所述样品包裹组件用于对进入钻探管（1）内的土壤样品进行包裹、固定；所述样品包裹组件包括样品袋（2），所述样品袋（2）为一端封口的圆柱形直筒式袋体，所述样品袋（2）采用透明膜状结构制成，所述样品袋（2）用于包裹、固定土壤样品；安装板（21）与支撑环（22），所述安装板（21）与支撑环（22）均滑动安装于钻探管（1）内部，所述安装板（21）复数设计，且均匀固定连接于支撑环（22）上，所述安装板（21）远离支撑环（22）一端相互连接，所述安装板（21）与支撑环（22）受钻探管（1）缩口、端盖（12）限位；初始状态下所述样品袋（2）套设于支撑环（22）、安装板（21）外部；所述样品包裹组件还包括翻转轮（23），所述翻转轮（23）转动连接于支撑环（22）上，所述翻转轮（23）复数设计；防护环（24），所述防护环（24）滑动安装于钻探管（1）内腔，所述防护环（24）上开设有圆弧形槽，用于与翻转轮（23）相配合，初始状态下所述翻转轮（23）与防护环（24）分别位于样品袋（2）内外两侧；紧固组件，所述紧固组件安装于安装板（21）上，所述紧固组件用于对样品袋（2）施压、收紧，增强样品袋（2）与土壤样品的贴合程度，进而增强样品袋（2）对土壤样品的固定强度；所述紧固组件包括封口绳索（3），其中一个所述安装板（21）上开设有孔槽（31），所述封口绳索（3）滑动连接于孔槽（31）内；所述孔槽（31）两端均贯穿安装板（21），所述封口绳索（3）通过孔槽（31）延伸至安装板（21）底端，所述封口绳索（3）底端于安装板（21）外部呈活扣绳结状；所述安装板（21）远离支撑环（22）一端开设有滑动槽（32），所述滑动槽（32）内滑动连接有滑块（33），所述封口绳索（3）延伸至滑动槽（32）内、并绑缚在滑块（33）上，所述滑块（33）与端盖（12）摩擦连接。

2.根据权利要求1所述的用于工程勘察的取样设备，其特征在于：所述翻转轮（23）均采用铁磁材料制成，所述防护环（24）采用硬磁材料制成。

3.根据权利要求2所述的用于工程勘察的取样设备，其特征在于：所述紧固组件还包括装配板（4），相邻两个所述安装板（21）之间固定安装有弧形板（41），所述弧形板（41）上均固定安装有均匀分布的装配板（4）；所述装配板（4）上开设有环绕槽（42），所述环绕槽（42）内滑动连接有皮带（43），所述皮带（43）底端与翻转轮（23）摩擦传动；弹力绳（44），所述弹力绳（44）复数设计，初始状态下所述弹力绳（44）套设在装配板（4）外侧。

4.根据权利要求3所述的用于工程勘察的取样设备，其特征在于：所述皮带（43）表面固定连接有均匀分布的凸起，凸起用于将弹力绳（44）进行分隔。

5.根据权利要求4所述的用于工程勘察的取样设备，其特征在于：所述翻转轮（23）上固定连接有摩擦片（5），所述翻转轮（23）与皮带（43）通过摩擦片（5）、凸起进行摩擦传动。

6.根据权利要求5所述的用于工程勘察的取样设备，其特征在于：所述端盖（12）顶端开口设计，所述延伸杆（11）均为两端开口的管状结构体。

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