CN211148098U - 深度可控型岩土工程勘探用土壤取样装置 - Google Patents

深度可控型岩土工程勘探用土壤取样装置 Download PDF

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提供一种深度可控型岩土工程勘探用土壤取样装置,在组合式钻杆孔腔内转动安装有提升螺杆和与提升螺杆适配的升降座,由提升电机驱动提升螺杆旋转后实现升降座的上升或下降,组合式钻杆下端外壁上制有取样斜孔,组合式钻杆孔腔下端设有用于控制取样斜孔与孔腔通断的开关式导料装置,升降座下移控制开关式导料装置使组合式钻杆孔腔与取样斜孔连通后,由样土收集装置将从取样斜孔以及开关式导料装置导入的样土收集。本实用新型整个过程实现机械化,无须人工操作便可完成土样采集,并可根据采样深度对组合式钻杆长度进行调整,可设置一个以上的样土收集装置和开关式导料装置对一个以上不同深度的土壤进行采集,降低了采样难度,提高了采样效率。

Description

深度可控型岩土工程勘探用土壤取样装置
技术领域
本实用新型属于地质勘探技术领域,具体涉及一种深度可控型岩土工程勘探用土壤取样装置。
背景技术
岩土从工程建筑观点对组成地壳的任何一种岩石和土的统称,岩土可细分为坚硬的(硬岩)、次坚硬的(软岩)、软弱联结的、松散无联结的和具有特殊成分、结构、状态和性质的五大类。从岩土的分类来看有不同的方面以及标准,主要的分类有成因的分类,还有按坚硬的程度来进行划分、按完整度来进行划分、岩土按风化程度进划分、按岩体结构类型进行划分、岩体按岩石的质量指标进行划分、以及按岩体基本质量等级来进行分类,岩土取样分析是各种工程施工前必不可少的步骤,岩土取样分析是以工程建筑为目的,对岩石和土进行的各种试验。岩土试验是工程地质勘察的重要组成部分,分为使岩、土试样脱离母体的取样试验和在岩、土体上直接进行的原位试验。岩土取样主要是通过岩土取样装置提取。传统的深层岩土的采样方法通常是人工挖掘至目标地层进行采集,这种方法的缺点是费时费力,效率低下,采样过程需要人工操作采样装置进行土样采集,人工劳动强度大。此外为了提高效率,人们设计了一种方法,通过地钻在土壤中钻至需要采样的深度,同时利用地钻端部的采样装置进行土壤采集。但是这种方法一次只能采集一个深度的土壤样品,采集多个样品需要多次钻孔,因而采样数量较大的时候,这种方法效率仍然较低,针对上述问题,有必要进行改进。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题:提供一种深度可控型岩土工程勘探用土壤取样装置,通过在组合式钻杆内部加设带升降座的提升螺杆,并分别在组合式钻杆和升降座上设置开关式导料装置和样土收集装置,实现升降座下移控制开关式导料装置使组合式钻杆孔腔与取样斜孔连通后,由样土收集装置将从取样斜孔以及开关式导料装置导入的样土收集,整个过程实现机械化,无须人工操作便可完成土样采集,并可根据采样深度对组合式钻杆长度进行调整,在采样过程中,可设置一个以上的样土收集装置和开关式导料装置对一个以上不同深度的土壤进行采集,降低了采样难度,提高了采样效率。
本实用新型采用的技术方案:深度可控型岩土工程勘探用土壤取样装置,包括定位导向柱和可沿定位导向柱线性滑动的安装架,所述安装架上端面固定有钻进电机且与安装架同侧的组合式钻杆端部转动安装于钻进电机右侧的安装架,所述钻进电机输出轴的主动链轮与固连于组合式钻杆上端的从动链轮啮合,并由钻进电机驱动组合式钻杆旋转后向下钻进或向上提钻,所述组合式钻杆孔腔内转动安装有提升螺杆和与提升螺杆适配的升降座,所述组合式钻杆上方的封板固定于安装架上,且固定于封板上的提升电机输出端与穿过封板的提升螺杆上端固连,并由提升电机驱动提升螺杆旋转后实现升降座的上升或下降,所述组合式钻杆下端外壁上制有与其内部孔腔连通的取样斜孔,所述组合式钻杆孔腔下端设有用于控制取样斜孔与孔腔通断的开关式导料装置,所述升降座上固定有样土收集装置,所述升降座下移控制开关式导料装置使组合式钻杆孔腔与取样斜孔连通后,由样土收集装置将从取样斜孔以及开关式导料装置导入的样土收集。
其中,所述开关式导料装置包括导向杆、弹簧支撑架和导料斗,所述提升螺杆下端的支撑板上设有固定座,所述导向杆穿过提升螺杆下端的支撑板以及固定座上的孔与支撑架固定连接,所述支撑架与固定座之间的弹簧套装于导向杆上,所述导料斗槽面与取样斜孔的倾斜角度相同,且导料斗上端槽口朝上取样斜孔并固定于支撑架上,所述升降座上移使导料斗在弹簧作用下上移后由支撑架侧壁将取样斜孔封堵,或升降座推动导料斗和支撑架下移将弹簧压缩使导料斗槽口对准取样斜孔后取样。
进一步地,所述样土收集装置包括导料压板、集料槽和导向块,所述集料槽为封底的柱形结构且集料槽内底面的螺纹槽与升降座下端的外螺纹适配固连,所述集料槽上端侧壁上制有进料口,且上高下低呈角度设置的导料压板下端位于进料口下沿处并固定于集料槽侧壁上,所述集料槽上端设有与升降座间隙配合的封口板,所述导料压板上端部固定有与组合式钻杆内壁上的导向槽适配的导向块,所述提升电机驱动提升螺杆旋转使升降座沿提升螺杆上下移动实现导料压板上移使开关式导料装置复位将取样斜孔封堵,或导料压板推动开关式导料装置下移使开关式导料装置槽口对准取样斜孔取样。
进一步地,所述组合式钻杆由多个设有螺旋叶片的管状杆首尾固连而成,且组合式钻杆的长度根据取样深度设置。
进一步地,所述提升螺杆由多个安装于支撑板上的轴承转动安装于组合式钻杆孔腔内,所述组合式钻杆孔腔为上大下小的锥形孔且支撑板锥形外侧壁与组合式钻杆孔腔紧配合,所述样土收集装置和开关式导料装置以及取样斜孔的位置根据取样深度的位置确定,所述组合式钻杆根据取样深度位置可设置一个以上的样土收集装置和开关式导料装置。
进一步地,所述定位导向柱侧壁与安装架和钻进电机滑动连接且定位导向柱下端设有对组合式钻杆进行导向的导向套。
本实用新型与现有技术相比的优点:
1、本技术方案通过在组合式钻杆内部加设带升降座的提升螺杆,并分别在组合式钻杆和升降座上设置开关式导料装置和样土收集装置,实现升降座下移控制开关式导料装置使组合式钻杆孔腔与取样斜孔连通后,由样土收集装置将从取样斜孔以及开关式导料装置导入的样土收集,整个过程实现机械化,无须人工操作便可完成土样采集;
2、本技术方案可根据采样深度对组合式钻杆以及提升螺杆的长度进行调整,并根据采样深度和位置,确定开关式导料装置的数量以及安装于组合式钻杆上的位置,实现一次对多个不同深度的样土的采集;
3、本技术方案在采样过程中,可设置一个以上的样土收集装置和开关式导料装置对一个以上不同深度的土壤进行采集,降低了采样难度,提高了采样效率;
4、本技术方案采用组合式钻杆孔腔为上大下小的锥形孔与支撑板锥形外侧壁结构,在提升螺杆、升降座以及安装于升降座上的样土收集装置的重力作用下,使组合式钻杆孔腔与支撑板配合的更紧;
5、本技术方案提升电机驱动提升螺杆旋转使升降座沿提升螺杆上下移动,实现导料压板上移使开关式导料装置复位将取样斜孔封堵,或导料压板推动开关式导料装置下移使开关式导料装置槽口对准取样斜孔取样,取样机构设计新颖,取样过程操作方便快捷;
附图说明
图1为本实用新型结构示意图;
图2为本实用新型拼接组合式钻杆的管状杆结构示意图;
图3为本实用新型样土收集装置分解示意图;
图4为本实用新型样土收集装置安装结构示意图;
图5为本实用新型集料槽结构示意图;
图6为本实用新型开关式导料装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-6描述本实用新型的一种实施例,从而对技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,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,不能理解为对本实用新型的限制。
深度可控型岩土工程勘探用土壤取样装置,包括定位导向柱1和可沿定位导向柱1线性滑动的安装架2,所述安装架2上端面固定有钻进电机3且与安装架2同侧的组合式钻杆4端部转动安装于钻进电机3右侧的安装架2,所述钻进电机3输出轴的主动链轮6与固连于组合式钻杆4上端的从动链轮7啮合,并由钻进电机3驱动组合式钻杆4旋转后向下钻进或向上提钻,所述组合式钻杆4孔腔内转动安装有提升螺杆8和与提升螺杆8适配的升降座9,所述组合式钻杆4上方的封板12固定于安装架2上,且固定于封板12上的提升电机13输出端与穿过封板12的提升螺杆8上端固连,并由提升电机13驱动提升螺杆8旋转后实现升降座9的上升或下降,所述组合式钻杆4下端外壁上制有与其内部孔腔连通的取样斜孔10,所述组合式钻杆4孔腔下端设有用于控制取样斜孔10与孔腔通断的开关式导料装置11,所述升降座9上固定有样土收集装置5,所述升降座9下移控制开关式导料装置11使组合式钻杆4孔腔与取样斜孔10连通后,由样土收集装置5将从取样斜孔10以及开关式导料装置11导入的样土收集。
具体的,所述开关式导料装置11包括导向杆11-1、弹簧11-2支撑架11-3和导料斗11-4,所述提升螺杆8下端的支撑板14上设有固定座11-5,所述导向杆11-1穿过提升螺杆8下端的支撑板14以及固定座11-5上的孔与支撑架11-3固定连接,所述支撑架11-3与固定座11-5之间的弹簧11-2套装于导向杆11-1上,所述导料斗11-4槽面与取样斜孔10的倾斜角度相同,且导料斗11-4上端槽口朝上取样斜孔10并固定于支撑架11-3上,所述升降座9上移使导料斗11-4在弹簧11-2作用下上移后由支撑架11-3侧壁将取样斜孔10封堵,或升降座9推动导料斗11-4和支撑架11-3下移将弹簧11-2压缩使导料斗11-4槽口对准取样斜孔10后取样;具体的,所述样土收集装置5包括导料压板5-1、集料槽5-2和导向块5-3,所述集料槽5-2为封底的柱形结构且集料槽5-2内底面的螺纹槽5-4与升降座9下端的外螺纹适配固连,所述集料槽5-2上端侧壁上制有进料口5-5,且上高下低呈角度设置的导料压板5-1下端位于进料口5-5下沿处并固定于集料槽5-2侧壁上,且导料压板5-1下端底面与集料槽5-2侧壁上设有加强筋,所述集料槽5-2上端设有与升降座9间隙配合的封口板5-6,所述导料压板5-1上端部固定有与组合式钻杆4内壁上的导向槽适配的导向块5-3,所述提升电机13驱动提升螺杆8旋转使升降座9沿提升螺杆8上下移动实现导料压板5-1上移使开关式导料装置11复位将取样斜孔10封堵,或导料压板5-1推动开关式导料装置11下移使开关式导料装置11槽口对准取样斜孔10取样。
所述组合式钻杆4由多个设有螺旋叶片的管状杆首尾固连而成,且组合式钻杆4的长度根据取样深度设置;具体的,所述提升螺杆8由多个安装于支撑板14上的轴承转动安装于组合式钻杆4孔腔内,所述组合式钻杆4孔腔为上大下小的锥形孔且支撑板14锥形外侧壁与组合式钻杆4孔腔紧配合,所述样土收集装置5和开关式导料装置11以及取样斜孔10的位置根据取样深度的位置确定,所述组合式钻杆4根据取样深度位置可设置一个以上的样土收集装置5和开关式导料装置11;具体的,所述定位导向柱1侧壁与安装架2和钻进电机3滑动连接且定位导向柱1下端设有对组合式钻杆4进行导向的导向套15。
使用时,首先根据取样深度,配制组合式钻杆4和提升螺杆8,并根据一次取样的数量,分别在组合式钻杆4和提升螺杆8上设置开关式导料装置11和样土收集装置5,设备装好后,启动钻进电机3驱动组合式钻杆4向下钻进,达到取样深度后,启动提升电机13,由提升电机13驱动提升螺杆8旋转使升降座9沿提升螺杆8下移动,升降座9带动导料压板5-1推动开关式导料装置11下移使开关式导料装置11槽口对准取样斜孔10取样,取样结束后,控制提升电机13反转使导料压板5-1上移的过程中,在弹簧11-2的作用下,开关式导料装置11复位后将取样斜孔10封堵,完成取样,组合式钻杆4提钻后,只需拆除样土收集装置5对应处的组合式钻杆4的螺旋叶片的管状杆即可,样土取出方便快捷。
本技术方案通过在组合式钻杆4内部加设带升降座9的提升螺杆8,并分别在组合式钻杆4和升降座9上设置开关式导料装置11和样土收集装置5,实现升降座9下移控制开关式导料装置5使组合式钻杆4孔腔与取样斜孔10连通后,由样土收集装置5将从取样斜孔10以及开关式导料装置11导入的样土收集,整个过程实现机械化,无须人工操作便可完成土样采集,可根据采样深度对组合式钻杆4以及提升螺杆8的长度进行调整,并根据采样深度和位置,确定开关式导料装置11的数量以及安装于组合式钻杆4上的位置,实现一次对多个不同深度的样土的采集,在采样过程中,可设置一个以上的样土收集装置5和开关式导料装置11对一个以上不同深度的土壤进行采集,降低了采样难度,提高了采样效率,采用组合式钻杆4孔腔为上大下小的锥形孔与支撑板14锥形外侧壁结构,在提升螺杆8、升降座9以及安装于升降座9上的样土收集装置5的重力作用下,使组合式钻杆4孔腔与支撑板14配合的更紧,提升电机13驱动提升螺杆8旋转使升降座9沿提升螺杆8上下移动,实现导料压板5-1上移使开关式导料装置11复位将取样斜孔10封堵,或导料压板5-1推动开关式导料装置11下移使开关式导料装置11槽口对准取样斜孔10取样,取样机构设计新颖,取样过程操作方便快捷。
上述实施例,只是本实用新型的较佳实施例,并非用来限制本实用新型实施范围,故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化,均应包括在本实用新型权利要求范围之内。

Claims (6)

1.深度可控型岩土工程勘探用土壤取样装置,包括定位导向柱(1)和可沿定位导向柱(1)线性滑动的安装架(2),其特征在于:所述安装架(2)上端面固定有钻进电机(3)且与安装架(2)同侧的组合式钻杆(4)端部转动安装于钻进电机(3)右侧的安装架(2),所述钻进电机(3)输出轴的主动链轮(6)与固连于组合式钻杆(4)上端的从动链轮(7)啮合,并由钻进电机(3)驱动组合式钻杆(4)旋转后向下钻进或向上提钻,所述组合式钻杆(4)孔腔内转动安装有提升螺杆(8)和与提升螺杆(8)适配的升降座(9),所述组合式钻杆(4)上方的封板(12)固定于安装架(2)上,且固定于封板(12)上的提升电机(13)输出端与穿过封板(12)的提升螺杆(8)上端固连,并由提升电机(13)驱动提升螺杆(8)旋转后实现升降座(9)的上升或下降,所述组合式钻杆(4)下端外壁上制有与其内部孔腔连通的取样斜孔(10),所述组合式钻杆(4)孔腔下端设有用于控制取样斜孔(10)与孔腔通断的开关式导料装置(11),所述升降座(9)上固定有样土收集装置(5),所述升降座(9)下移控制开关式导料装置(11)使组合式钻杆(4)孔腔与取样斜孔(10)连通后,由样土收集装置(5)将从取样斜孔(10)以及开关式导料装置(11)导入的样土收集。
2.根据权利要求1所述的深度可控型岩土工程勘探用土壤取样装置,其特征在于:所述开关式导料装置(11)包括导向杆(11-1)、弹簧(11-2)支撑架(11-3)和导料斗(11-4),所述提升螺杆(8)下端的支撑板(14)上设有固定座(11-5),所述导向杆(11-1)穿过提升螺杆(8)下端的支撑板(14)以及固定座(11-5)上的孔与支撑架(11-3)固定连接,所述支撑架(11-3)与固定座(11-5)之间的弹簧(11-2)套装于导向杆(11-1)上,所述导料斗(11-4)槽面与取样斜孔(10)的倾斜角度相同,且导料斗(11-4)上端槽口朝上取样斜孔(10)并固定于支撑架(11-3)上,所述升降座(9)上移使导料斗(11-4)在弹簧(11-2)作用下上移后由支撑架(11-3)侧壁将取样斜孔(10)封堵,或升降座(9)推动导料斗(11-4)和支撑架(11-3)下移将弹簧(11-2)压缩使导料斗(11-4)槽口对准取样斜孔(10)后取样。
3.根据权利要求2所述的深度可控型岩土工程勘探用土壤取样装置,其特征在于:所述样土收集装置(5)包括导料压板(5-1)、集料槽(5-2)和导向块(5-3),所述集料槽(5-2)为封底的柱形结构且集料槽(5-2)内底面的螺纹槽(5-4)与升降座(9)下端的外螺纹适配固连,所述集料槽(5-2)上端侧壁上制有进料口(5-5),且上高下低呈角度设置的导料压板(5-1)下端位于进料口(5-5)下沿处并固定于集料槽(5-2)侧壁上,所述集料槽(5-2)上端设有与升降座(9)间隙配合的封口板(5-6),所述导料压板(5-1)上端部固定有与组合式钻杆(4)内壁上的导向槽适配的导向块(5-3),所述提升电机(13)驱动提升螺杆(8)旋转使升降座(9)沿提升螺杆(8)上下移动实现导料压板(5-1)上移使开关式导料装置(11)复位将取样斜孔(10)封堵,或导料压板(5-1)推动开关式导料装置(11)下移使开关式导料装置(11)槽口对准取样斜孔(10)取样。
4.根据权利要求1或2或3所述的深度可控型岩土工程勘探用土壤取样装置,其特征在于:所述组合式钻杆(4)由多个设有螺旋叶片的管状杆首尾固连而成,且组合式钻杆(4)的长度根据取样深度设置。
5.根据权利要求4所述的深度可控型岩土工程勘探用土壤取样装置,其特征在于:所述提升螺杆(8)由多个安装于支撑板(14)上的轴承转动安装于组合式钻杆(4)孔腔内,所述组合式钻杆(4)孔腔为上大下小的锥形孔且支撑板(14)锥形外侧壁与组合式钻杆(4)孔腔紧配合,所述样土收集装置(5)和开关式导料装置(11)以及取样斜孔(10)的位置根据取样深度的位置确定,所述组合式钻杆(4)根据取样深度位置可设置一个以上的样土收集装置(5)和开关式导料装置(11)。
6.根据权利要求5所述的深度可控型岩土工程勘探用土壤取样装置,其特征在于:所述定位导向柱(1)侧壁与安装架(2)和钻进电机(3)滑动连接且定位导向柱(1)下端设有对组合式钻杆(4)进行导向的导向套(15)。
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