CN215640246U - 一种钻头岩土样本剥离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻头岩土样本剥离装置，涉及土建工程技术领域，本实用新型的钻头岩土样本剥离装置，包括筒状的钻头，钻头的一端设置有上端面，另一端设置为开口，钻头内部平行设置有靠近钻头上端面的施压板和靠近钻头开口的压土板，施压板和压土板之间传动连接，施压板与上端面之间为入液空间，压土板与钻头开口之间为岩土区，岩土区用于采集岩土样本，入液空间对应钻头的侧壁开设有入液口，入液口连接设置有泵体，通过施压板的压力使得压土板推送岩土样本离开岩土区。本实用新型提供的钻头岩土样本剥离装置，能够实现钻头岩土样本的有效剥离，大大减少岩土样本内部的损伤情况，而且不损伤钻头。

Description

一种钻头岩土样本剥离装置

技术领域

本实用新型涉及土建工程技术领域，具体而言，涉及一种钻头岩土样本剥离装置。

背景技术

在经济飞速发展，人民生活水平大幅度提高的今天，土木工程在城市发展中变得越来越普遍也越来越重要；土木工程为城市发展提供了空间和物质基础，成为城市经济、社会发展的硬件基础，也成为新兴的投资环境组成，为城市增加了竞争优势。施工前必须了解建筑场地或者建筑地段的岩土体和地质构造，岩土取样分析是求解岩体与土体的工程问题，包括地基与基础、边坡与地下工程等问题，是施工前必不可少的步骤。

现有的土木工程取样用的机械分离岩土装置在对岩土取样时，多是利用钻头进入岩土层，然后对储存腔内的残存的岩土样本进行收集，而在实际使用过程中常常会遇到岩土样本堵塞钻头的问题。大部分作业人员面对这种情况往往采取物理敲打钻头的方法进行解决，但这一方法存在较大的缺陷。物理敲打钻头会加剧岩土样品内部结构的裂隙发育以及扩展，导致经过物理敲打钻头后的岩土样本与原状岩土样本相比，失真度明显偏大，岩土样本无法达到原状样试验的条件要求。而且经常物理敲打钻头会导致钻头的损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种钻头岩土样本剥离装置，能够实现钻头岩土样本的有效剥离，大大减少岩土样本内部的损伤情况，而且不损伤钻头。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种钻头岩土样本剥离装置，包括筒状的钻头，钻头的一端设置有上端面，另一端设置为开口，钻头内部平行设置有靠近钻头上端面的施压板和靠近钻头开口的压土板，施压板和压土板之间传动连接，施压板与上端面之间为入液空间，压土板与钻头开口之间为岩土区，岩土区用于采集岩土样本，入液空间对应钻头的侧壁开设有入液口，入液口连接设置有泵体，通过施压板的压力使得压土板推送岩土样本离开岩土区。

可选的，作为一种可实施的方式，钻头岩土样本剥离装置还包括设置于钻头侧壁上的出液口，出液口处设置有阀门，用于在岩土样本移出岩土区后打开，以使液体从出液口流出。

可选的，作为一种可实施的方式，钻头岩土样本剥离装置还包括液体储存箱，液体储存箱通过入液管与入液口连接，泵体连接设置在入液管上，出液口通过出液管与液体储存箱连接，阀门连接设置于出液管上。

可选的，作为一种可实施的方式，阀门用于在压土板推送岩土离开岩土区时关闭。

可选的，作为一种可实施的方式，入液管上泵体和入液口之间连接设置有单向阀。

可选的，作为一种可实施的方式，施压板和压土板之间通过传力杆传动连接。

可选的，作为一种可实施的方式，钻头岩土样本剥离装置还包括设置于施压板外周的密封件，密封件用于密封施压板和钻头内壁。

可选的，作为一种可实施的方式，密封件为橡胶密封件。

可选的，作为一种可实施的方式，施压板为铁板。

可选的，作为一种可实施的方式，压土板为刚性板。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型提供的钻头岩土样本剥离装置，包括筒状的钻头，钻头的一端设置有上端面，另一端设置为开口，钻头内部平行设置有靠近钻头上端面的施压板和靠近钻头开口的压土板，施压板和压土板之间传动连接，当施压板受力下移，会推动压土板下移，施压板与上端面之间为入液空间，压土板与钻头开口之间为岩土区，岩土区用于采集岩土样本，入液空间对应钻头的侧壁开设有入液口，入液口连接设置有泵体，液体从入液口进入入液空间后，向施压板施加压力使得施压板下移，进而会推动压土板下移，压土板会推动岩土区的岩土样本移出岩土区，压土板为一个平面，受力均匀，压土板与岩土样本接触，可以保证岩土样本受力均匀，进而大大减少岩土样本内部损伤的情况，所以，本实用新型的钻头岩土样本剥离装置，能够实现钻头岩土样本的有效剥离，大大减少岩土样本内部的损伤情况，而且不损伤钻头。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例钻头岩土样本剥离装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例钻头岩土样本剥离装置开始剥离时的机构示意图；

图3为本实用新型实施例钻头岩土样本剥离装置钻头和岩土样本剥离时的结构示意图；

图4为本实用新型实施例钻头岩土样本剥离装置钻头和岩土样本剥离完成的结构示意图。

图标：110－钻头；111－上端面；120－施压板；121－入液空间；122－入液口；123－入液管；124－泵体；125－单向阀；127－密封件；130－压土板；131－岩土区；132－出液口；133－阀门；134－出液管；140－液体储存箱；150－传力杆。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型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实用新型和简化描述，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在现代的土建工程中，为了了解建筑场地或者建筑地段的岩土体和地质构造，要对各个地层的岩性特征、厚度及其横向变化，确定天然状态下各岩土层的结构和性质，了解基岩的风化深度和不同风化程度的岩石性质，研究岩层的产状等等，要想完成这些工作就需要进行取样工作。现有的土木工程取样用的机械分离岩土装置在对岩土取样，多是利用钻头进入岩土层，然后对储存腔内的残存的岩土进行收集，而在实际使用过程中常常会遇到岩土样本堵塞钻头的问题。大部分作业人员面对这种情况往往采取物理敲打钻头的方法进行解决，但这一方法存在较大的缺陷。物理敲打钻头会加剧岩土样本内部结构的裂隙发育以及扩展，导致经过物理敲打钻头后的岩土样本与原状岩土样本相比，失真度明显偏大，岩土样无法达到原状样试验的条件要求。而且经常物理敲打钻头会导致钻头的损坏。

本实用新型提供了一种钻头110岩土样本剥离装置，如图1所示，包括筒状的钻头110，钻头110的一端设置有上端面111，另一端设置为开口，钻头110内部平行设置有靠近钻头110上端面111的施压板120和靠近钻头110开口的压土板130，施压板120和压土板130之间传动连接，施压板120与上端面111之间为入液空间121，压土板130与钻头110开口之间为岩土区131，岩土区131用于采集岩土样本，入液空间121对应钻头110的侧壁开设有入液口122，入液口122连接设置有泵体124，通过施压板120的压力使得压土板130推送岩土样本离开岩土区131。

在钻头110进入岩土层取样之前，所述压土板130设置于钻头110开口处，在钻头110进入岩土层取样的过程中，因为钻机的旋转及下压，岩土样本从钻头110开口进入岩土区131，压土板130上移，由于压土板130与施压板120传动连接，压土板130的上移带动施压板120上移，完成将岩土样本从岩土层到钻头110内的取样过程。这个时候需要将位于钻头110内岩土区131的岩土样本与钻头110进行剥离，入液口122连接设置有泵体124，通过泵体124将液体持续从入液口122注入入液空间121，如图2中B方向，而入液空间121的底部为施压板120，入液空间121中的加压液体会对施压板120施压，以使施压板120下移，如图2中A方向所示，而施压板120与压土板130传动连接，施压板120的下移带动压土板130下移，压土板130与岩土样本的上表面接触，压土板130下移推动岩土样本从岩土区131移出，完成钻头110岩土样本的剥离。在岩土样本从岩土区131移出后，可以分离泵体124后，手动将压土板130推回以使入液空间121中的液体从入液口122排出，也可以将泵体124设置为双向泵，打开泵的另一方向，将液体从入液空间121抽出，以完成液体的回收。

这里的液体本实用新型不做具体限定，通常情况下，使用液压油，因为液压油具有能量传递、抗磨系统润滑、防腐和冷却的作用，具体来说，L－HL液压油、L－HM抗磨液压油、L－HV低温抗磨液压油、L－HS低凝抗磨液压油、L－HG液压导轨油、抗燃液压油等都适用于本使用新型。

需要说明的是，在钻头110从岩土层钻取岩土样本时，与入液口122连接设置的泵体124与入液口122是分离的，在钻取岩土样本完成后，将泵体124与入液口122连接，再进行岩土样本与钻头110的剥离。为了能快速的将泵体124与入液口122连接或者分离，泵体124与入液口122通过快速接口连接，快速接口是一种不需要工具就能实现管路的连通断开，而且连接的密封性较好。

本实用新型提供的钻头110岩土样本剥离装置，包括筒状的钻头110，钻头110的一端设置有上端面111，另一端设置为开口，钻头110内部平行设置有靠近钻头110上端面111的施压板120和靠近钻头110开口的压土板130，施压板120和压土板130之间传动连接，当施压板120受力下移，会推动压土板130下移，施压板120与上端面111之间为入液空间121，压土板130与钻头110开口之间为岩土区131，岩土区131用于采集岩土样本，入液空间121对应钻头110的侧壁开设有入液口122，入液口122连接设置有泵体124，液体从入液口122进入入液空间121后，向施压板120施加压力下移，进而会推动压土板130下移，压土板130会推动岩土区131的岩土样本离开岩土区131，压土板130为一个平面，受力均匀，压土板130与岩土样本的上表面接触，这样可以保证岩土样本受力均匀，进而大大减少岩土样本内部损伤的情况，所以，本实用新型的钻头110岩土样本剥离装置，能够实现钻头110岩土样本的有效剥离，大大减少岩土样本内部的损伤情况，而且不损伤钻头110。

可选的，钻头110岩土样本剥离装置还包括设置于钻头110侧壁上出液口132，出液口132处设置有阀门133，用于在岩土样本移出岩土区131后打开，以使液体从出液口132流出。

本实用新型的一种可实现的方式中，如图2所示，钻头110岩土样本剥离装置还包括液体储存箱140，液体储存箱140通过入液管123与入液口122连接，泵体124连接设置于入液管123上，出液口132通过出液管134与液体储存箱140连接，阀门133连接设置于出液管134上。阀门133用于在压土板130推送岩土离开岩土区131时关闭。

在建筑场地或者建筑地段进行取样工作时，现场通过泵体124将液体注入入液空间121，或者将入液空间121的液体排出，操作时都不太方便，且容易造成液体洒出，造成液体的浪费。为了方便使用钻头110岩土样本剥离装置，设置液体储存箱140，液体储存箱140通过入液管123与入液口122连接，泵体124连接设置于入液管123上，为了回收液体以便重复利用，将出液口132通过出液管134与液体储存箱140连接，阀门133连接设置在出液管134上，在不需要岩土样本和钻头110剥离时，液体储存箱140和与液体储存箱140连接的入液管123和出液管134作为一个整体，关闭阀门133和泵体124，也没有液体洒出的可能，在需要岩土样本和钻头110剥离时，将入液管123的另一端与入液口122连接，出液管134的另一端与出液口132连接，打开泵体124，继续关闭阀门133，液体储存箱140中的液体经过泵体124的进入入液空间121，对施压板120施加压力，进而推动岩土样本离开岩土区131，完成岩土样本与钻头110的剥离。如图4所示，再关闭泵体124，打开阀门133，手动推压压土板130，以使入液空间121中的液体通过出液管134回到液体储存箱140，如图4中C方向所示，以完成液体的回收。阀门133关闭可以在压土板130推送岩土离开岩土区131时，保持液体的压力，为岩土离开岩土区131提供足够的压力。在液体回收时阀门133可以方便液体的回收。

这里需要说明的是，在钻头110从岩土层钻取岩土样本时，与入液口122连接设置的入液管123与入液口122是分离的，与出液口132连接的出液管134也是分离的，在钻取岩土样本完成后，将入液管123与入液口122连接，出液管134与出液口132连接，再进行岩土样本与钻头110的剥离。

为了能快速的将入液管123与入液口122连接或者分离，出液管134与出液口132的连接或者分离，入液管123与入液口122和出液管134与出液口132通过快速接口连接，快速接口是一种不需要工具就能实现管路的连通断开，而且连接的密封性较好。

可选的，如图2，图3所示，入液管123上泵体124和入液口122之间连接设置有单向阀125。

在完成岩土样本与钻头110的剥离后，需要关闭泵体124，打开阀门133，手动推压压土板130，以使入液空间121中的液体通过出液管134回到液体储存箱140，完成液体的回收。而在手动推压压土板130时，液体会从出液口132流出，也会从入液口122流出，为了避免液体从入液口122流出，在入液管123上设置单向阀125，单向阀125只允许液体从入液管123流入入液口122而阻止液体的反向流通，这样在手动推压压土板130使得液体流回液体储存箱140时，液体全部从出液口132流出。

需要说明的是，在设置有出液口132时，液体会从出液口132流出，这个时候泵体124设置为单向泵就可以完成钻头110与岩土样本的分离。当然，双向泵也不影响本实用新型的使用。

可选的，如图3所示，施压板120和压土板130之间通过传力杆150传动连接。

在施压板120与压土板130之间设置传力杆150，以使施压板120可以将液压传递至压土板130。为了保证压土板130的平行下移，传力杆150的两端面应当平行设置，且传力杆150与施压板120和压土板130接触的位置应当为施压板120和压土板130的中心位置。

本实用新型的一种可实现的方式中，如图4所示，钻头110岩土样本剥离装置还包括设置于施压板120外周的密封件127，密封件127用于密封施压板120和钻头110内壁。

在将钻头110和岩土样本剥离时，液压会向施压板120施压以使施压板120下移，在施压板120外周设置密封件127，以将施压板120与钻头110内壁之间密封，否则，在高压的液体的压力下，液体会从施压板120和钻头110内壁之间的缝隙流出，而且会释放部分压力，导致压力减小不足以使得钻头110和岩土样本剥离。

可选的，密封件127为橡胶密封件。

使用橡胶制作成密封件127，橡胶具有可逆形变的弹性的高分子材料，较宽的温度范围，在不同介质中给予较小的应力就会产生较大的变形，这种变形可以提供接触压力，补偿泄漏间隙，达到密封的目的。

本实用新型的一种可实现的方式中，如图1所示，施压板120为铁板。

施压板120在钻头110岩土样本剥离过程中主要起到隔离液体并传递液压的作用，所以，需要长期与液体接触，也要能够承受一定的压力，这里的液体通常是指液压油。本实用新型实施例选用铁板作为施压板120，但是，本实用新型对施压板120的具体材料不做具体限定，可以使钢板，也可是其他材料制成的板子，只要满足上述条件的板子都在本实用新型的保护范围内。

本实用新型的一种可实现的方式中，如图1所示，压土板130为刚性板。

压土板130与岩土样本接触，接收传力杆150传递的压力将岩土样本推出岩土区131，因为传力杆150为杆体，与压土板130接触的面积为传力杆150的横截面，相对来说是比较小的，也就是说，压土板130接收压力的面积是比较小的，而本实用新型的目的在于使得岩土样本受力均匀的从岩土区131中移出，从而避免破坏岩土样本内部结构。当压土板130为刚性板时，刚性板就是指在外力作用下不发生形变的板，即使某一处受力自身也保持平面结构，这样对岩土样本的压力是一个平面，使得岩土样本在与压土板130接触的平面上受力均匀，使得岩土样本在移出岩土区131后依旧保持岩土样本原有的内部结构。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钻头岩土样本剥离装置，其特征在于，包括筒状的钻头，所述钻头的一端设置有上端面，另一端设置为开口，所述钻头内部平行设置有靠近所述钻头上端面的施压板和靠近所述钻头开口的压土板，所述施压板和所述压土板之间传动连接，所述施压板与上端面之间为入液空间，所述压土板与所述钻头开口之间为岩土区，所述岩土区用于采集岩土样本，所述入液空间对应所述钻头的侧壁开设有入液口，所述入液口连接设置有泵体，通过施压板的压力使得压土板推送岩土样本离开岩土区。

2.根据权利要求1所述的钻头岩土样本剥离装置，其特征在于，还包括设置于所述钻头侧壁上出液口，出液口处设置有阀门，用于在岩土样本离开岩土区后打开，以使液体从出液口流出。

3.根据权利要求2所述的钻头岩土样本剥离装置，其特征在于，还包括液体储存箱，所述液体储存箱通过入液管与入液口连接，所述泵体连接设置于所述入液管上，所述出液口通过出液管与所述液体储存箱连接，所述阀门连接设置于所述出液管上。

4.根据权利要求3所述的钻头岩土样本剥离装置，其特征在于，所述阀门用于在所述压土板推送岩土离开岩土区时关闭。

5.根据权利要求3所述的钻头岩土样本剥离装置，其特征在于，所述入液管上泵体和入液口之间连接设置有单向阀。

6.根据权利要求1所述的钻头岩土样本剥离装置，其特征在于，所述施压板和所述压土板之间通过传力杆传动连接。

7.根据权利要求1所述的钻头岩土样本剥离装置，其特征在于，还包括设置于所述施压板外周的密封件，所述密封件用于密封所述施压板和钻头内壁。

8.根据权利要求7所述的钻头岩土样本剥离装置，其特征在于，所述密封件为橡胶密封件。

9.根据权利要求1所述的钻头岩土样本剥离装置，其特征在于，所述施压板为铁板。

10.根据权利要求1所述的钻头岩土样本剥离装置，其特征在于，所述压土板为刚性板。

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