CN208999128U - 一种用于原位测试的取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于原位测试的取样装置，旨在解决现有技术中抽离取样装置的过程中已采集的样品容易脱离掉落的问题，其包括套管和一端为封闭端的抽拉管，套管内腔的顶端为横断面形状为圆形抽拉腔、底端为横断面形状为矩形的控制腔；抽拉管一端插设在抽拉腔内且与套管之间螺纹连接，封闭端从套管内伸出，所述抽拉管的封闭端设置有连接杆且抽拉管上开有排气孔；抽拉管的内腔设置环槽，控制腔内设置有中空的方管，方管顶端的侧壁上设置有伸入环槽内的凸块；套管的控制腔内两相对侧壁上设置有沉槽；沉槽内均设置有用于封堵套管开口的挡板和用于驱使挡板向套管的轴线方向转动的弹性件。本实用新型具有结构简单、取样操作便捷且样品不易脱离的优势。

Description

一种用于原位测试的取样装置

技术领域

本实用新型涉及取样器领域，尤其是涉及一种用于原位测试的取样装置。

背景技术

传统的工程勘察手段受勘察场地的影响较大，一些道路狭小或没有路的地方，常规的钻探取样就没有办法进行了。随着社会的发展，工程勘察的手段也越来越先进，静力触探在工程勘察中的应用越来越普及，静力触探仪体积小巧、轻便，只要人能到达的地方，都可以应用。但静力触探仪只能提供力学强度指标，不能实现对一些关键土层的鉴别，为了取得关键土层的样品，可以采用取样器进行取样，但传统的取样器尺寸单一，不能适应多种情况的空间作业，而且取土样时比较麻烦。

针对上述问题，现有技术中授权公告号为CN204202905U的中国专利公开了一种用于原位测试的取样装置，包括第一取样管、第二取样管和实心接头，实心接头设置在第一取样管的端部，第一取样管套装在第二取样管上，第一取样管上依次设置有固定孔和冒水孔，且第一取样管的内部设置有滑行槽第二取样管上端设置有凸起，凸起设置在滑行槽内。

但是，上述取样装置的第一取样管的底端缺少用于封闭开口的结构，在利用上述取样装置对软土、密沙土等松软土质进行采样时，将取样装置抽离土层的过程中，采集的样品容易从第一取样管的底端脱离掉落，导致取样量不足甚至无法一次性完成取样，有待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于原位测试的取样装置，其具有结构简单、取样操作便捷且抽离取样装置过程中采集的样品不易脱离的优势。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于原位测试的取样装置，包括套管和同轴插设在套管内的抽拉管，所述套管内腔的顶端为横断面形状为圆形抽拉腔、底端为横断面形状为矩形的控制腔；所述抽拉管一端插设在抽拉腔内且与套管之间螺纹连接，另一端从套管内伸出且为封闭端，所述抽拉管远离套管的一端设置有连接杆；所述抽拉管上设置有排气孔；所述控制腔内设置有中心线和套管轴线重合的中空的方管，所述方管顶端的侧壁上设置有凸块，所述抽拉管的内腔设置有供凸块卡入的环槽；所述套管的控制腔内、两相对侧壁上设置有沉槽；每一所述沉槽内均设置有用于封堵套管开口的挡板和用于驱使挡板向套管的轴线方向转动的弹性件；所述挡板远离抽拉腔的一侧转动设置于沉槽的侧壁，所述弹性件设置于挡板和沉槽的底壁之间。

通过采用上述技术方案，采样前，先转动挡板收纳至沉槽内，弹性件被压缩；旋转抽拉管，抽拉管在套管内下移，并驱使方管在控制腔内移动至方管的侧壁将沉槽的开口封堵；然后，将取样装置整体插入土层，下插过程中土壤样品进入方管的内腔和抽拉管内腔，采样过程中排气孔可以维持抽拉管内部气压平衡保证土壤样品能够顺利被采集。完成样品采集后，先转动抽拉管使得抽拉管在抽拉腔内上移，抽拉管上移的过程中凸块沿环槽移动并带动方管随抽拉管上移，直至开启沉槽；弹性件恢复形变，驱使挡板向套管的轴线方向转动，两块挡板将套管底端的开口封堵；然后，将取样装置整体抽离土层，此过程中由于挡板的阻挡作用，已经采集的样品不易脱离掉落。本实用新型的用于原位测试的取样装置具有结构简单使用便捷，且在将取样装置抽离的过程中采集的样品不易脱离掉落的优势。

本实用新型进一步设置为，所述套管底端且位于控制腔一端的开口呈喇叭状。

通过采用上述技术方案，套管的底端的开口呈喇叭状，减少了取样装置下插时受到的阻力，便于下插取样装置的过程中对样品进行采集。

本实用新型进一步设置为，所述套管的顶端与抽拉管的外圆周侧壁之间平滑过渡。

通过采用上述技术方案，具有减小取样装置从土层内整体抽离时受到的阻力的作用，使得抽离取样装置时更省力。

本实用新型进一步设置为，所述套管的外圆周侧壁上沿套管的长度方向设置有若干块翼板，所述翼板沿套管的周向等间距分布。

通过采用上述技术方案，翼板不妨碍取样装置插入土层；在旋转抽拉管时，翼板能在土层内起到锚固的作用，增加了套管周向转动的阻力，使得抽拉管更容易在套管内上移。

本实用新型进一步设置为，所述翼板长度方向两端的端面均与套管的外圆周侧壁之间平滑过渡。

通过采用上述技术方案，具有进一步减小取样装置插入土体和抽离土体过程中受到的阻力的作用。

本实用新型进一步设置为，所述方管的顶端设置有直径等于抽拉管内径的限位环棱，所述凸块沿限位环棱的外圆周侧壁均匀分布。

通过采用上述技术方案，使得旋动抽拉管时，方管能够随着抽拉管的上移而平稳上移。

本实用新型进一步设置为，所述凸块呈圆柱状，且凸块伸入环槽内的一端呈半球状。

通过采用上述技术方案，减少了凸块与环槽之间的阻力，使得抽拉管的转动更顺畅。

本实用新型进一步设置为，所述方管的内腔的横断面形状为圆形。

通过采用上述技术方案，增大了方管内腔的横截面积、增大了方管内腔的容积，使得一次可以采集更多的土壤样品。

本实用新型进一步设置为，还包括用于对挡板进行锁定的辅助锁定件。

通过采用上述技术方案，采样前按压挡板使得挡板转动收纳至沉槽内，借助辅助锁定件可以将挡板锁定，此时可以方便的旋转抽拉管使方管在控制腔内下移将沉槽封堵。方管的侧面将沉槽的开口封堵后，解除辅助锁定件对挡板的锁定作用，即可使得挡板处于活动状态。一旦沉槽开口敞开，弹性件可以快速驱使挡板转动，将套管的底端开口封堵。

本实用新型进一步设置为，所述辅助锁定件为沿套管的径向穿设在套管的筒壁上的固定螺栓，所述固定螺栓的端部插入至沉槽内，所述挡板上开有供固定螺栓的端部插入的插孔。

通过采用上述技术方案，固定螺栓结构简单，对挡板的锁定或者解除锁定的操作简单方便，增加了取样装置的使用便利性。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.采集样品前，借助方管将挡板阻挡在沉槽内，完成样品采集后旋转抽拉管使方管上移，松开挡板，在弹性件的作用下，挡板将套管底端的开口封堵，可有效防止已经采集的样品在抽离取样装置的过程脱离掉落；

2.固定螺栓的设置，可以对挡板进行临时锁定，使得取样操作前的准备工作更加简单便捷；

3.翼板的设置不妨碍取样装置的下插，且在旋转抽拉管的过程中，增加了套管的周向转动阻力，使得转动抽拉管的操作更加省力。

附图说明

图1是实施例中用于原位测试的取样装置的结构示意图。

图2是实施例中用于原位测试的取样装置的剖视图。

图3是图2中A部分的放大图。

图4是实施例中方管的结构示意图。

图5是实施例中套管的剖视图

图中，1、套管；11、抽拉腔；12、控制腔；13、翼板；14、沉槽；2、抽拉管；21、排气孔；22、环槽；23、连接杆；3、方管；31、限位环棱；32、凸块；4、挡板；41、转轴；42、弹性件；43、插孔；5、固定螺栓。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：

一种用于原位测试的取样装置，参照图1和图2，包括同轴设置的中空套管1、抽拉管2和设置在套管1内腔中心轴线和套管1轴线重合的方管3。抽拉管2一端插设在套管1内，另一端从套管1内伸出。抽拉管2从套管1内伸出的一端为封闭端，且末端设置有连接杆23。连接杆23杆上设置有螺纹，以便于件取样装置连接在手摇钻机等钻压设备上，在取样时将取样装置整体压入土体进行取样。

参照图1，抽拉管2上设置有排气孔21，以用于在下插取样装置时进行排气，平衡抽拉管2内部气压，保证样品采集能够顺利完成。

参照图2和图3，套管1的内腔分为顶端的断面形状为圆形的抽拉腔11和底端的断面形状为控制腔12。抽拉管2的底端插设在套管1的抽拉腔11内，且与套管1之间螺纹连接，套管1的顶端与抽拉管2之间平滑过渡。旋转抽拉管2，可以使抽拉管2在套管1的内腔内上移。方管3插设在控制腔12内，顶端和抽拉管2的底端之间活动连接。方管3顶端的周缘设置有圆柱状且末端呈半球形的凸块32，抽拉管2的内侧壁设置有供凸块32卡入的环槽22。抽拉管2转动的过程中，凸块32在环槽22内滑移，使得方管3可以随抽拉管2在套管1内的上下移动而移动。圆柱状且端部为半球形的凸块32能最大程度减小与环槽22之间的接触面积，摩擦阻力小，使得凸块32在环槽22内的滑移更加顺畅。

参照图3和图4，方管3的顶端设置有限位环棱31，限位环棱31的内径等于抽拉管2的内径，凸块32沿限位环棱31的外圆周侧壁等间距分布，本实施例中凸块32共设置有四处。为了尽可能增大方管3内腔的容积，以使得可以一次性采集更多的样品，方管3内腔的断面形状为圆形。

参照图3和图5，套管1的控制腔12内、且靠近套管1底端开口处的相对两侧壁上均开设有沉槽14，每一沉槽14内均转动设置有一挡板4。挡板4远离抽拉腔11的一端通过转轴41转动设置于沉槽14的侧壁，转轴41上还设置有用于驱使挡板4向套管1轴线方向转动的弹性件42。本实施例中弹性件42为套设在转轴41上的弹性扭簧，弹性扭簧的一端与挡板4的相抵另一端与沉槽14的底壁相抵。转动挡板4可以使弹性件42压缩，使挡板4完全收入至沉槽14内。套管1上还设置有用于辅助固定挡板4的固定螺栓5，固定螺栓5贯穿套管1的管壁插入至沉槽14内，挡板4上开有供固定螺栓5的端部插入的插孔43。

参照图3和图5，进行取样前从套管1的底端转动挡板4至沉槽14内，旋紧固定螺栓5插入至挡板4上的插孔43内将挡板4锁定，此时弹性件42处于压缩状态；旋转抽拉管2，使得抽拉管2带动方管3在套管1的内腔下移，直至方管3的侧壁将沉槽14的开口封堵；旋松固定螺栓5，使得挡板4处于活动状态。然后，整体下插取样装置，下插过程中土壤进入方管3内，完成样品采集。样品采集完成后，反向旋转抽拉管2，抽拉管2带动方管3上移至使沉槽14处于常开状态；弹性件42恢复形变，挡板4转动至将套管1底端的开口封堵；然后，整体抽离取样装置，由于挡板4的阻挡作用，使得已采集的样品不易脱离掉落。为了使得转动抽拉管2时，套管1能被固定在土层内，套管1的外圆周侧壁上等间距分布有四处沿套管1的轴向设置的翼板13，翼板13的长度方向两端的端面均为斜面且与套管1的外圆周侧面之间平滑过渡，减小了取样装置下插和抽离过程中受到的阻力。为了进一步减小取样装置下插和抽离时受到的阻力，套管1底端的开口设置为喇叭口状。

本实施例的实施原理为：在套管1的控制腔12内设置沉槽14、挡板4和弹性件42，初始状态时使挡板4收入至沉槽14内，并利用方管3进行阻挡；完成样品采集后，转动抽拉管2并带动方管3上移，利用弹性件42的弹力驱使挡板4转动至将套管1底端的开口封堵，从而使得抽离取样装置的过程中样品不易脱离掉落。同时，为了增加取样装置的使用便利性，使得取样前的准备工作更容易进行，套管1上还插设有固定螺栓5。取样前利用固定螺栓5可以方便地锁定挡板4，然后转动抽拉管2使得方管3移动对挡板4形成阻挡作用；随后，旋松固定螺栓5即可使挡板4处于活动状态，一旦方管3易开则在弹性件42的作用下可以转动至将套管1底端的开口封堵。本实用新型具有结构简单、取样操作便捷且抽离取样装置过程中采集的样品不易脱离的优势。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于原位测试的取样装置，包括套管(1)和同轴插设在套管(1)内的抽拉管(2)，其特征在于：所述套管(1)内腔的顶端为横断面形状为圆形抽拉腔(11)、底端为横断面形状为矩形的控制腔(12)；所述抽拉管(2)一端插设在抽拉腔(11)内且与套管(1)之间螺纹连接，另一端从套管(1)内伸出且为封闭端，所述抽拉管(2)远离套管(1)的一端设置有连接杆(23)；所述抽拉管(2)上设置有排气孔(21)；所述控制腔(12)内设置有中心线和套管(1)轴线重合的中空的方管(3)，所述方管(3)顶端的侧壁上设置有凸块(32)，所述抽拉管(2)的内腔设置有供凸块(32)卡入的环槽(22)；所述套管(1)的控制腔(12)内、两相对侧壁上设置有沉槽(14)；每一所述沉槽(14)内均设置有用于封堵套管(1)开口的挡板(4)和用于驱使挡板(4)向套管(1)的轴线方向转动的弹性件(42)；所述挡板(4)远离抽拉腔(11)的一侧转动设置于沉槽(14)的侧壁，所述弹性件(42)设置于挡板(4)和沉槽(14)的底壁之间。

2.根据权利要求1所述的一种用于原位测试的取样装置，其特征在于：所述套管(1)底端且位于控制腔(12)一端的开口呈喇叭状。

3.根据权利要求2所述的一种用于原位测试的取样装置，其特征在于：所述套管(1)的顶端与抽拉管(2)的外圆周侧壁之间平滑过渡。

4.根据权利要求3所述的一种用于原位测试的取样装置，其特征在于：所述套管(1)的外圆周侧壁上沿套管(1)的长度方向设置有若干块翼板(13)，所述翼板(13)沿套管(1)的周向等间距分布。

5.根据权利要求4所述的一种用于原位测试的取样装置，其特征在于：所述翼板(13)长度方向两端的端面均与套管(1)的外圆周侧壁之间平滑过渡。

6.根据权利要求1所述的一种用于原位测试的取样装置，其特征在于：所述方管(3)的顶端设置有直径等于抽拉管(2)内径的限位环棱(31)，所述凸块(32)沿限位环棱(31)的外圆周侧壁均匀分布。

7.根据权利要求6所述的一种用于原位测试的取样装置，其特征在于：所述凸块(32)呈圆柱状，且凸块(32)伸入环槽(22)内的一端呈半球状。

8.根据权利要求7所述的一种用于原位测试的取样装置，其特征在于：所述方管(3)的内腔的横断面形状为圆形。

9.根据权利要求1所述的一种用于原位测试的取样装置，其特征在于：还包括用于对挡板(4)进行锁定的辅助锁定件。

10.根据权利要求9所述的一种用于原位测试的取样装置，其特征在于：所述辅助锁定件为沿套管(1)的径向穿设在套管(1)的筒壁上的固定螺栓(5)，所述固定螺栓(5)的端部插入至沉槽(14)内，所述挡板(4)上开有供固定螺栓(5)的端部插入的插孔(43)。