CN209992205U - 一种手持式土壤取样钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机械加工技术领域，公开了一种手持式土壤取样钻机，手持式土壤取样钻机设置有钻具，所述钻具的上端一体设置有钻杆，所述钻具的下端一体焊接有钻头，所述钻头上端的钻杆上套装有扩充环；所述钻杆上套装有起拔器，所述起拔器的下部设置有底座，所述起拔器上部前端为套环，所述起拔器的后端为力臂，力臂末端加装拆卸式延长臂。由于钻具及延长杆进入土壤时，仅扩充环与土面接触，钻杆与土面保持一定缝隙，不仅大幅减小钻入及起拔时的阻力，而且减少了钻具与延长杆丝接处塞入土壤，影响钻杆装卸的风险。同时，起拔器力臂加装延长臂，大幅提高了起拔效率。扩充环及延长臂的增加使钻头钻入及起拔省力省时，效率提高。

Description

一种手持式土壤取样钻机

技术领域

本实用新型属于机械加工技术领域，尤其涉及一种手持式土壤取样钻机。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

土壤取样钻机是一款轻便式土壤取样设备，该钻机重量轻，油耗低，功率大，性能稳定，寿命长，可以在较松软的土壤中实现最深至10米的土壤取样。该钻机取样原理主要是通过主机内置的高频锤击动力头将钻具锤击至土壤中，然后通过起拔器(杠杆原理，人工起拔)将钻杆同钻具一起拔出。其钻具长度约为1000mm，钻具上端为延长杆连接口，通过丝接方式连接延长杆。取1000mm以下土层土壤时，需加延长杆，每根延长杆长度约为1000mm，直径为同钻头直径相同。

当前所售产品中，一种钻具为钻头与钻杆属于焊接连接，所有钻杆、延长杆与钻头外径相同。然而，在实际应用中存在钻入土壤中的钻杆难以拔出这一突出问题，费时费力，严重影响工作效率。造成该问题的主要原因在于当钻头与钻杆同时锤击进入土壤中后，由于钻头外壁及所有钻杆外壁均与土壤紧密接触，产生较大摩擦力，致使锤击及起拔过程存在较大难度，甚至存在难以拔出的风险，钻入深度越深，起拔越困难。另一种钻具为钻头上配有扩充环，使钻头外径大于钻杆及延长杆外径，大幅降低了钻入及起拔难度，但钻头与钻杆属于丝接连接，而扩充环又位于钻头部分，增加了钻头进入土壤时对钻头的压力，容易对钻头产生损坏等不良影响。同时，两种钻具所配起拔器均根据杠杆原理制作而成，但存在动力臂过短问题，增加了起拔难度。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)钻具无扩充环配置，钻头与钻杆通过焊接方式连接，钻头及钻杆进出土壤难度大，且钻入深度越深，难度随之增大；

(2)钻具配置扩充环，钻头与钻杆通过丝接方式连接，扩充环配置于钻头之上，增加了钻头所受阻力，影响钻头的牢固性及使用寿命。

(3)起拔器动力臂过短，起拔难度大。

解决上述技术问题的难度和意义：

解决上述问题，需要在钻头与钻杆为焊接方式的钻具基础上，增加扩充环。扩充环应位于钻杆而非钻头之上，且扩充环在钻杆上的位置及扩充环的高度、厚度均需要确定。同时，起拔器的动力臂需要加长，但应考虑动力臂增加长度，盲目增加长度会影响起拔和运输。

改造后的钻具和起拔器在钻入及起拔时，效率会大幅增加，且不影响钻具及起拔器的使用和运输。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种手持式土壤取样钻机的改进型钻具及起拔装置。

本实用新型是这样实现的，手持式土壤取样钻机设置有钻具，所述钻具的上端一体设置有钻杆，所述钻具的下端一体焊接有钻头，所述钻头上端的钻杆上套装有扩充环；

所钻杆上套装有起拔器，所述起拔器的下部设置有底座，所述起拔器上部前端为套环，所述起拔器的后端为力臂，力臂末端加装拆卸式延长臂。

进一步，所述扩充环的内部直径与钻杆外部直径相同。

进一步，所述扩充环为采用内部直径为43.1mm，外部直径为49.7mm，高度为28.7mm的圆柱形同心圆；所述延长臂为长度695.0mm，所述延长臂的末端配有脚踏板。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

由于钻头及钻杆进入土壤时，仅扩充环与土面接触，钻杆与土面保持一定缝隙，大幅减小钻入及起拔时的阻力，起拔器力臂增加延长臂，增加了动力臂长度，大幅增加起拔效率，钻头钻入及起拔速度明显加快。同时，减少了钻头损坏风险及钻头与钻杆、钻杆与钻杆丝接处塞入土壤，影响钻杆装卸的风险。

在陕西省淳化县苹果园采集土壤剖面原状土时，未改进前取5.0m土壤剖面样品最少需耗时2.0h，改进后仅需0.5h，工作效率提高了75.0％；在陕西省周至县钻取较紧实的淋溶褐土，未改进前取6.0m土壤剖面样品最少需需耗时3.0h，改进后仅需0.7h，工作效率提高了76.7％；在陕西杨凌钻取5.0m塿土土壤剖面，未改进前最少需耗时2.0h,改进后仅需0.5h，工作效率提高了75％。

钻头起拔时由原来的3人共同起拔较少改进后的1人轻松起拔，采样操作人员数量由原来的4人减少至改进后的2人，节省人力2人。

表1.钻具及起拔器改进前后效果差异

注：人员数量为采集土壤样品时所需人员数量

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的钻具的纵向结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的钻具的横向结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的起拔器的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的钻头及扩充环的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的底座的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的力臂的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的延长臂的结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的扩充环的侧面结构示意图；

图9是本实用新型实施例提供的扩充环的剖面结构示意图；

图中：1、钻具；2、钻杆；3、扩充环；4、焊接点；5、钻头；6、起拔器；7、套环；8、底座；9、力臂；10、延长臂。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图1至附图9详细说明如下。

该手持式土壤取样钻机设置有钻具1和钻具起拔器6，所述钻具1的下端一体焊接有钻头5，所述钻头5上端的钻杆2上套装有扩充环3。所述起拔器6中有钢制力臂9，力臂末端套装有钢制可拆卸式延长臂10，延长臂末端装有脚踏板。

作为本实用新型的优选实施例，所述扩充环3的内部直径与钻头5及钻杆2外部直径相同。延长臂10前端可套入原装力臂9末端。

作为本实用新型的优选实施例，所述扩充环3为采用内部直径为43.1mm，外部直径为49.7mm，高度为28.7mm的圆柱形同心圆。延长臂10长度为695.0mm。

本实用新型的工作原理是：为减小钻具1中钻杆及延长杆外壁与土壤紧密接触时所产生的摩擦力，通过在钻杆2下端处增加一个扩充环3来减少钻杆2与土壤的接触面积，从而减小摩擦力以减小起拔阻力。同时，在起拔器力臂9后端增加钢制延长臂10，以增加动力臂长度，从而减小动力输出以减小人员配置数量增加工作效率。扩充环3为内部直径43.1mm(与钻杆2外部直径相同)，外部直径49.7mm，高度为28.7mm的圆柱形同心圆。将扩充环3置于距离钻头5最底端26.8mm处，焊接后将扩充环3打磨至半圆形以减少钻头5进出土壤时扩充环3上下两面产生的阻力。延长臂10长度为695.0mm，起拔时套装于力臂9末端，起拔结束，拆卸方便，不占用空间且运输方便。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种手持式土壤取样钻机，其特征在于，所述手持式土壤取样钻机设置有钻具，所述钻具的上端一体设置有钻杆，所述钻具的下端一体焊接有钻头，所述钻头上端的钻杆上套装有扩充环；

所述钻杆上套装有起拔器，所述起拔器的下部设置有底座，所述起拔器上部前端为套环，所述起拔器的后端为力臂，力臂末端加装拆卸式延长臂。

2.如权利要求1所述手持式土壤取样钻机，其特征在于，所述扩充环的内部直径与钻杆外部直径相同。

3.如权利要求1所述手持式土壤取样钻机，其特征在于，所述扩充环为采用内部直径为43.1mm，外部直径为49.7mm，高度为28.7mm的圆柱形同心圆；所述延长臂为长度695.0mm，所述延长臂的末端配有脚踏板。

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