CN115979769B - 一种地质岩心劈样机 - Google Patents

Abstract

本发明属于地质勘探用具领域，具体公开了一种地质岩心劈样机，包括推送装置、岩心管、切割装置，还包括液压系统。岩心放置于岩心管中，推送装置向切割装置方向推送岩心，切割装置对岩心进行切割。液压系统提供动力油，动力油依次串联驱动切割装置和推送装置，切割装置和推送装置的运行速度均与液压油流量正相关。本发明采用液压的方式使得推动结构的推送速度与切割刀片的旋转速度相匹配，解决了现有岩心劈样机采用机械传动的方式同时带动多个设备运行，尤其是碎石飞溅的作业现场，机械传动部件极易发生卡顿，且难以清理的问题。

Description

一种地质岩心劈样机

技术领域

本发明属于地质勘探用具领域，特别涉及一种地质岩心劈样机。

背景技术

岩心是根据地质勘查工作或工程的需要，使用环状岩心钻头及其他取心工具，由孔中取出的圆柱状岩石样品。在利用岩心进行分析研究时，需要将岩心劈开，一半封存起来，另一半用于了解分析地质情况的试验，为了保证试验的精确度，对岩心再次劈取分割取样的过程也很重要。目前，大多岩心劈样机在切割过程中，切割刀片受到的阻力大小存在波动，其旋转速度也跟随波动，而推送结构的推送速度并不会跟随切割刀片的旋转速度的波动进行调节，导致岩心切口的粗糙度不一，影响地质分析的准确性。在极端情况下，若切割刀片的旋转速度急剧下降，而推送结构继续推送，则极易导致切割刀片断裂，危及作业人员的人身安全，而通过电气实现同步的可靠性和安全性又不足。

公开号为CN113790938A的中国发明申请，公开了一种可变口径岩心劈样机，包括切割机本体，切割机本体上设置有用于输送岩心样的岩心管、分割岩心样的切割片以及驱动切割片的驱动单元；切割机本体上还设置有往复运动在岩心管上的顶料杆；驱动单元包括驱动电机以及由驱动电机驱动的同步轮。该发明提供的可变口径岩心劈样机，受驱动电机驱动力作用同步轮和切割片一同工作，而同步轮旋转的路径中可带动传动组件，使得顶料杆在其旋转的路径上行程了一个独立往复的运动，实现将岩心样推送入岩心管，然后在经过切割片的分切最后推出岩心管内。该发明通过同步轮、同步带、同步杆的设置，采用机械传动的手段使得推送机构的推送速度能够跟随切割刀片的旋转速度的波动进行调节，可靠性和安全性高于电气控制。

然而，上述技术方案存在以下问题：采用机械传动的方式同时带动多个设备运行，尤其是在碎石飞溅的作业现场，机械传动部件极易发生卡顿，导致电机堵转，烧坏电机，且机械传动部件难以清理。

发明内容

本发明提供一种地质岩心劈样机，采用液压的方式使得推动结构的推送速度与切割刀片的旋转速度相匹配，目的在于解决现有岩心劈样机采用机械传动的方式同时带动多个设备运行，尤其是在碎石飞溅的作业现场，机械传动部件极易发生卡顿，且难以清理的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种地质岩心劈样机，包括推送装置、岩心管、切割装置，还包括液压系统。岩心放置于岩心管中，推送装置向切割装置方向推送岩心，切割装置对岩心进行切割。液压系统提供动力油，动力油依次串联驱动切割装置和推送装置，切割装置和推送装置的运行速度均与液压油流量正相关。

进一步，切割装置包括液动模块，液动模块与岩心管相对固定；液动模块的驱动端连接有圆形刀片，圆形刀片部分位于岩心管内，用于切割岩心。

进一步，液动模块包括第一液动马达，第一液动马达与岩心管相对固定。第一液动马达上设置有第一液动进油口和第一液动出油口。

进一步，液动模块还包括一个或多个第二液动马达，第二液动马达依次机械串联于第一液动马达的后端，即每个第二液动马达固定于第一液动马达的驱动端或者上一个第二液动马达的驱动端，最后一个第二液动马达的驱动端与圆形刀片连接。第一液动马达以及各个第二液动马达的液压侧互相并联。

进一步，液动模块包括外壳，第二液动马达设置于外壳的内侧，并且第二液动马达的外侧壁与外壳的内侧壁密封滑动接触。第二液动马达的外侧壁设置有环形进油口和环形出油口，外壳上靠近环形进油口的位置开设有第二液动进油口，外壳上靠近环形出油口的位置开设有第二液动出油口。

进一步，推送装置包括液压筒，液压筒内滑动密封设置有液压活塞。液压筒的一端开设有推送进油口和推送出油口，推送出油口后端连接有回油阀。液压活塞通过连接驱动器连接有推送块，推送块位于岩心管内，跟随液压活塞同步运动。

进一步，液压筒的另一端开设有呼吸口，用于与外界空气连通。

进一步，推送块包括互相对称的左右两块，分别通过互相对称的左右两个连接驱动器与液压活塞固定连接。

进一步，推送装置还包括横轨，横轨与岩心管的轴心平行，且与岩心管相对固定。横轨的数量为两个，对称分布于岩心管的两侧。两个连接驱动器分别与两个横轨可滑动接触，连接驱动器能够沿横轨滑动，从而驱动液压活塞和推送块同步移动。

本发明的有益效果如下：

液压传动结构简单，没有复杂的机械传动部件，能够避免发生卡顿现象，防止电机堵转，烧坏电机，且免除了对传动部件的清理工作，适合电机功率大、价值高，并且碎石飞溅的岩心劈样作业现场使用。

很多作业场所通常具备现成的液压油，在这些作业场所使用本发明，无需额外的驱动电机，只要连接油管即可作业。

液动模块和液压活塞串联的设计对液压系统的压力要求较高，采用多个液动马达机械串联，并且液压端并联，能够解决液压油驱动力不足的问题，采用较小的液压即可产生较大的切割力，并且还有余力驱动液压活塞。

附图说明

图1为本发明实施例地质岩心劈样机的示意图；

图2为本发明实施例地质岩心劈样机的内部结构图；

图3为本发明实施例液动模块的结构图；

图4为本发明实施例液压系统的示意图；

图5为本发明实施例剖视图A-A。

图中：100-推送装置、110-液压筒、120-液压活塞、130-推送进油口、140-推送出油口、150-回油阀、160-连接驱动器、170-推送块、180-呼吸口、190-横轨、200-岩心管、300-切割装置、310-液动模块、311-第一液动马达、312-第一液动进油口、313-第一液动出油口、314-第二液动马达、315-外壳、316-环形进油口、317-环形出油口、318-第二液动进油口、319-第二液动出油口、320-圆形刀片、410-油箱、420-液压泵、430-溢流阀。

具体实施方式

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

参照图1，本实施例公开了一种地质岩心劈样机，包括推送装置100、岩心管200、切割装置300、液压系统。岩心放置于岩心管200中，推送装置100向切割装置300方向推送岩心，切割装置300对岩心进行切割。液压系统提供动力油，动力油依次串联驱动切割装置300和推送装置100，切割装置300和推送装置100的运行速度均与液压油流量正相关。

参照图1至图4，切割装置300包括液动模块310，液动模块310与岩心管200相对固定，液动模块310的驱动端连接有圆形刀片320，圆形刀片320部分位于岩心管200内，用于切割岩心。液动模块310包括第一液动马达311，第一液动马达311与岩心管200相对固定。第一液动马达311上设置有第一液动进油口312和第一液动出油口313。进一步，液动模块310还包括一个或多个第二液动马达314，第二液动马达314依次机械串联于第一液动马达311的后端，即每个第二液动马达314固定于第一液动马达311的驱动端或者上一个第二液动马达314的驱动端，最后一个第二液动马达314的驱动端与圆形刀片320连接。第一液动马达311以及各个第二液动马达314的液压侧互相并联。进一步，液动模块310包括外壳315，第二液动马达314设置于外壳315的内侧，并且第二液动马达314的外侧壁与外壳315的内侧壁密封滑动接触。第二液动马达314的外侧壁设置有环形进油口316和环形出油口317，外壳315上靠近环形进油口316的位置开设有第二液动进油口318，外壳315上靠近环形出油口317的位置开设有第二液动出油口319。

参照图2、4、5，推送装置100包括液压筒110，液压筒110内滑动密封设置有液压活塞120。液压筒110的一端开设有推送进油口130和推送出油口140，推送出油口140后端连接有回油阀150。液压活塞120通过连接驱动器160连接有推送块170，推送块170位于岩心管200内，跟随液压活塞120同步运动。进一步，液压筒110的另一端开设有呼吸口180，用于与外界空气连通。进一步，推送块170包括互相对称的左右两块，分别通过互相对称的左右两个连接驱动器160与液压活塞120固定连接。两个推送块170之间的间隙宽度大于环形刀片的厚度。进一步，推送装置还包括横轨190，横轨190与岩心管200的轴心平行，且与岩心管200相对固定。横轨190的数量为两个，对称分布于岩心管200的两侧。两个连接驱动器160分别与一个横轨190可滑动接触，连接驱动器160能够沿横轨190滑动，从而驱动液压活塞120和推送块170同步移动，用于液压活塞120和推送块170的复位。

进一步，圆形刀片320的圆心位于岩心筒的下方，液压筒110位于岩心管200的上方，从而方便操作人员通过观察连接驱动器160的位置，实时判断岩心的位置。

参照图4，液压系统包括油箱410，油箱410后端依次连接有液压泵420、液动模块310、液压活塞120、回油阀150，回油阀150的后端连接油箱的回油口。进一步，液压泵420的后端与油箱410之间设置有溢流管路，溢流管路上安装有溢流阀430，当液压系统内液压油压力超过设定值，溢流阀430开启，用于设备在发生卡顿时，保护液压管路以及液压泵420。

本发明的原理如下：

液压系统为液动模块310提供动力油，液动模块310驱动圆形刀片320旋转切割岩心。动力油驱动液动模块310后进入液压筒110内推动液压活塞120，液压活塞120驱动推送块170滑动，从而推动岩心移动。在完成一次切割后，打开回油阀150，连接驱动器160驱动液压活塞120和推送块170回到初始位置，液压油回到油箱中，然后关闭回油阀150。由于液压马达的转速与液压油流量正相关且接近于正比关系，而液压活塞120的移动速度与进入液压筒110的液压油的流量成正比，因此液压马达的转速，即圆形刀片320的转速直接影响推送装置100推送岩心的速度，使得推送装置100的推送速度与圆形刀片320的旋转速度相匹配，当圆形刀片320的旋转速度变慢，则岩心的推送速度相应减缓，使得岩心切口的粗糙度相对一致，减小切口粗糙度不均对地质分析的影响，并且在极端情况下，若圆形刀片320的旋转速度急剧下降，推送装置100的推送速度能够迅速减缓甚至停止推送，防止圆形刀片320断裂，危及作业人员的人身安全。而液动模块310和液压活塞120串联的设计对液压系统的压力要求较高，采用多个液动马达机械串联，并且液压端并联，能够解决液压油驱动力不足的问题，采用较小的液压即可产生较大的切割力，并且还有余力驱动液压活塞120。

以上仅对本发明的较佳实施例进行了详细叙述，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 (9)

1.一种地质岩心劈样机，包括推送装置（100）、岩心管（200）、切割装置（300），其特征在于，还包括液压系统；岩心放置于所述岩心管（200）中，所述推送装置（100）向所述切割装置（300）方向推送岩心，所述切割装置（300）对岩心进行切割；所述液压系统提供动力油，所述液压系统依次串联驱动所述切割装置（300）和所述推送装置（100），所述切割装置（300）和所述推送装置（100）的运行速度均与液压油流量正相关。

2.根据权利要求1所述的地质岩心劈样机，其特征在于，所述切割装置（300）包括液动模块（310），所述液动模块（310）与所述岩心管（200）相对固定；所述液动模块（310）的驱动端连接有圆形刀片（320），所述圆形刀片（320）部分位于所述岩心管（200）内，用于切割岩心。

3.根据权利要求2所述的地质岩心劈样机，其特征在于，所述液动模块（310）包括第一液动马达（311），所述第一液动马达（311）与所述岩心管（200）相对固定；所述第一液动马达（311）上设置有第一液动进油口（312）和第一液动出油口（313）。

4.根据权利要求3所述的地质岩心劈样机，其特征在于，所述液动模块（310）还包括一个或多个第二液动马达（314），所述第二液动马达（314）依次机械串联于所述第一液动马达（311）的后端，即每个所述第二液动马达（314）固定于所述第一液动马达（311）的驱动端或者上一个所述第二液动马达（314）的驱动端，最后一个所述第二液动马达（314）的驱动端与所述圆形刀片（320）连接；所述第一液动马达（311）以及各个所述第二液动马达（314）的液压侧互相并联。

5.根据权利要求4所述的地质岩心劈样机，其特征在于，所述液动模块（310）包括外壳（315），所述第二液动马达（314）设置于所述外壳（315）的内侧，并且所述第二液动马达（314）的外侧壁与所述外壳（315）的内侧壁密封滑动接触；所述第二液动马达（314）的外侧壁设置有环形进油口（316）和环形出油口（317），所述外壳（315）上靠近所述环形进油口（316）的位置开设有第二液动进油口（318），所述外壳（315）上靠近所述环形出油口（317）的位置开设有第二液动出油口（319）。

6.根据权利要求1所述的地质岩心劈样机，其特征在于，所述推送装置（100）包括液压筒（110），所述液压筒（110）内滑动密封设置有液压活塞（120）；所述液压筒（110）的一端开设有推送进油口（130）和推送出油口（140），所述推送出油口（140）后端连接有回油阀（150）；所述液压活塞（120）通过连接驱动器（160）连接有推送块（170），所述推送块（170）位于所述岩心管（200）内，跟随所述液压活塞（120）同步运动。

7.根据权利要求6所述的地质岩心劈样机，其特征在于，所述液压筒（110）的另一端开设有呼吸口（180），用于与外界空气连通。

8.根据权利要求6所述的地质岩心劈样机，其特征在于，所述推送块（170）包括互相对称的左右两块，分别通过互相对称的左右两个所述连接驱动器（160）与所述液压活塞（120）固定连接。

9.根据权利要求6所述的地质岩心劈样机，其特征在于，所述推送装置（100）还包括横轨（190），所述横轨（190）与所述岩心管（200）的轴心平行，且与所述岩心管（200）相对固定；所述横轨（190）的数量为两个，对称分布于所述岩心管（200）的两侧；两个所述连接驱动器（160）分别与两个所述横轨（190）可滑动接触，所述连接驱动器（160）能够沿所述横轨（190）滑动，从而驱动所述液压活塞（120）和所述推送块（170）同步移动。

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