CN216309495U - 一种连续采集岩芯的实验室取芯装置 - Google Patents

Abstract

一种连续采集岩芯的实验室取芯装置，包括取芯机本体，取芯机本体的工作台上设有可沿左右方向移动的岩石放置盒，岩石放置盒顶部敞口，岩石放置盒内设有岩石夹持器，岩石安装夹持器与工作台之间设有用于定位岩石安装夹持器的定位组件。本实用新型只需要固定一次岩石标样，再次取芯时，只需要移动岩石放置盒就可以完成取芯位置的变换，不需要重复进行岩石标样的固定及松开工序，减轻劳动强度，节省实验室岩石的取芯时间，减小岩石试样的操作误差，提高岩石取芯效率。

Description

一种连续采集岩芯的实验室取芯装置

技术领域

本实用新型属于岩石力学试验技术领域，具体涉及一种连续采集岩芯的实验室取芯装置。

背景技术

岩石取芯机是实验室应用非常广泛的检测设备之一，主要应用在岩石标样的取样试验工作。目前我国各项岩土类的室内试验一般都要用到岩石取芯机，钻取岩芯是检测岩石的抗压、抗拉、抗剪等参数的必备前道工序，岩石试样可以直接反映岩体的物理力学性质，能够帮助工程技术人员很好的掌握岩体性质，不仅可以为后续的工程提供基本保障，而且对我国各类建筑和岩石稳定及有效支护提供了重要数据支撑。

在日常科研及实验室工作条件中，岩体进行物理力学测试试验都是室内通过自动取芯机进行试验的。在岩石取芯过程中，首先需要将处理好的岩石标样放置在工作台上，并用夹具固定。待取芯工序完成后，需要将夹具松开，取出岩石标样，拿出试验岩芯，再将岩石标样重新换位置固定进行钻取工作。以上钻取岩芯工作需要重复进行岩石标样加紧、松开等工序，此种方法每次取芯完成以后要进行复杂的移位操作，移动时比较费时费力，无法较快速的完成取芯操作，效率相对而言比较低下，耽误工作时间和工人体力，工作量大，会有不可避免的取芯失败情况，耽误试验进程，影响试验结果。因此，本实用新型专利设计了一种可以连续采集岩芯的实验取芯装置，可以缩短取芯时间及工序，在单位时间内增加工作效率和取芯数量。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种操作方便、可以缩短取芯时间及工序、在单位时间内提高工作效率和增加取芯数量的连续采集岩芯的实验室取芯装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种连续采集岩芯的实验室取芯装置，包括取芯机本体，取芯机本体的工作台上设有可沿左右方向移动的岩石放置盒，岩石放置盒顶部敞口，岩石放置盒内设有岩石夹持器，岩石安装夹持器与工作台之间设有用于定位岩石安装夹持器的定位组件。

工作台上设有两条均沿左右方向设置的限位导轨，两条限位导轨关于取芯机本体的钻筒中心线前后对称布置，工作台上在两条限位导轨之间设有若干根支撑辊轴，每根支撑辊轴均沿前后方向设置，岩石放置盒底部固定设有位于每根支撑辊轴左右两侧的两组限位组件，两组限位组件分别位于支撑辊轴的前、后端部，每组限位组件均包括两个限位块，两个限位块分别位于支撑辊轴左侧和右侧，限位块的高度大于支撑辊轴的半径且小于支撑辊轴的直径。

岩石夹持器包括一块水平设置的压板和四根垂直设置的螺柱，四根螺柱的正投影分别位于矩形的四个顶点上，四根螺柱下端均固定连接在岩石放置盒底部，压板上开设有用于穿入四根螺柱的穿孔，螺柱上端部螺纹连接有用于紧压压板上表面的紧固螺母，压板上沿左右方向开设有均匀间隔布置的若干个通孔，所有通孔中心的位于同一条直线上且该直线与钻筒的中心线垂直相交，通孔直径大于钻筒外径。

定位组件包括左套管、左插销、右套管和右插销，左套管固定设在岩石放置盒左侧面，工作台左侧设有若干个沿左右方向均匀间隔布置的左定位槽，右套管固定设在岩石放置盒右侧面，工作台右侧设有若干个沿左右方向均匀间隔布置的右定位槽，左套管、右套管、所有左定位槽和所有右定位槽的中心线均位于同一垂直面上，所有通孔中心的所在的一条直线和钻筒的中心线均位于该垂直面上；相邻两个左定位槽的距离、相邻两个右定位槽的距离、相邻两个通孔之间的距离均相等，当一个通孔中心线与钻筒中心线重合时，左插销穿过左套管插入到一个左定位槽内和/或右插销穿过右套管插入到一个右定位槽内。

岩石放置盒内底面铺设有橡胶垫，橡胶垫上设有用于穿过四根螺柱的孔，橡胶垫上表面在每个通孔的正下方均设有一个凹槽，凹槽直径大于钻筒外径。

采用上述技术方案，在进行取芯作业时，将岩石标样放置到岩石放置盒内底面铺设的橡胶垫上，且岩石标样位于前侧的两根螺柱和后侧的两根螺柱之间，然后将压板上端穿孔对应套到对应的螺柱上端，在螺柱上端拧上紧固螺母，使用扳手拧动紧固螺母，通过压板压紧岩石标样，岩石标样与底部橡胶垫的压接，增大摩擦力作用，固定更加牢靠；推动或拉动岩石放置盒，支撑辊轴在两条限位导轨之间沿工作台表面滚动，直到压板上的一个穿孔与钻筒上下对应时，将左插销穿过左套管插入到一个左定位槽内和/或右插销穿过右套管插入到一个右定位槽内，启动取芯机本体，取芯机本体的电机带动钻筒高速旋转，取芯机本体的竖向升降机构带动钻筒向下移动，钻穿过压板上的通孔后对岩石标样进行钻芯作业，当钻筒将岩石标样钻透后，升起钻筒，从钻筒中取出岩芯，完成一次取芯作业；接着拔出左插销和/或右插销，向左或向右移动岩石放置盒，当压板上的下一个穿孔与钻筒上下对应时，插入左插销和/或右插销，将岩石放置盒定位，钻筒向下移动进行第二次取芯工作；按照上述工作过程，直到将所有通孔下方的岩芯全部钻芯取出后，关闭取芯机本体，拧下紧固螺母，取下压板，将取芯后的岩石标样从岩石放置盒内取出，再放入下一个岩石标样，按照上述取芯过程继续进行取芯作业。

本实用新型在工作台上表面设置若干根支撑辊轴，支撑辊轴两端在限位导轨的限定下只能左右滚动，支撑辊轴在左右限位块的限定下，在岩石放置盒底部保持恒定位置，即相邻两根支撑辊轴的间距保持不变，这样在钻筒作业时，岩石放置盒在支撑辊轴的支撑下保持稳定性，由于钻筒在钻进过程中会有很大的压力，因此不采用滚轮，而采用通长的支撑辊轴，采用的支撑辊轴长度岩石放置盒在前后方向的尺寸保持一致。

橡胶垫上设置的凹槽起到为钻筒下端向下移动提供一定的空间，避免在每次钻透岩石标样时对橡胶垫产生损坏。

综上所述，本实用新型只需要固定一次岩石标样，再次取芯时，只需要移动岩石放置盒就可以完成取芯位置的变换，不需要重复进行岩石标样的固定及松开工序，减轻劳动强度，节省实验室岩石的取芯时间，减小岩石试样的操作误差，提高岩石取芯效率。

附图说明

图1是本实用新型沿左右方向的结构示意图；

图2是本实用新型沿前后方向的结构示意图；

图3是图1中岩石放置盒底部的支撑辊轴和两条限位导轨的仰视图。

具体实施方式

如图1-图3所示，本实用新型的一种连续采集岩芯的实验室取芯装置，包括取芯机本体1（为现有实验室设备，具体构造及原理不再赘述），取芯机本体1的工作台3上设有可沿左右方向移动的岩石放置盒2，岩石放置盒2顶部敞口，岩石放置盒2内设有岩石夹持器，岩石安装夹持器与工作台3之间设有用于定位岩石安装夹持器的定位组件。

工作台3上设有两条均沿左右方向设置的限位导轨4，两条限位导轨4关于取芯机本体1的钻筒5中心线前后对称布置，工作台3上在两条限位导轨4之间设有若干根支撑辊轴6，每根支撑辊轴6均沿前后方向设置，岩石放置盒2底部固定设有位于每根支撑辊轴6左右两侧的两组限位组件，两组限位组件分别位于支撑辊轴6的前、后端部，每组限位组件均包括两个限位块7，两个限位块7分别位于支撑辊轴6左侧和右侧，限位块7的高度大于支撑辊轴6的半径且小于支撑辊轴6的直径。

岩石夹持器包括一块水平设置的压板8和四根垂直设置的螺柱9，四根螺柱9的正投影分别位于矩形的四个顶点上，四根螺柱9下端均固定连接在岩石放置盒2底部，压板8上开设有用于穿入四根螺柱9的穿孔，螺柱9上端部螺纹连接有用于紧压压板8上表面的紧固螺母10，压板8上沿左右方向开设有均匀间隔布置的若干个通孔11，所有通孔11中心的位于同一条直线上且该直线与钻筒5的中心线垂直相交，通孔11直径大于钻筒5外径。

定位组件包括左套管12、左插销13、右套管14和右插销15，左套管12固定设在岩石放置盒2左侧面，工作台3左侧设有若干个沿左右方向均匀间隔布置的左定位槽16，右套管14固定设在岩石放置盒2右侧面，工作台3右侧设有若干个沿左右方向均匀间隔布置的右定位槽17，左套管12、右套管14、所有左定位槽16和所有右定位槽17的中心线均位于同一垂直面上，所有通孔11中心的所在的一条直线和钻筒5的中心线均位于该垂直面上；相邻两个左定位槽16的距离、相邻两个右定位槽17的距离、相邻两个通孔11之间的距离均相等，当一个通孔11中心线与钻筒5中心线重合时，左插销13穿过左套管12插入到一个左定位槽16内和/或右插销15穿过右套管14插入到一个右定位槽17内。

岩石放置盒2内底面铺设有橡胶垫18，橡胶垫18上设有用于穿过四根螺柱9的孔，橡胶垫18上表面在每个通孔11的正下方均设有一个凹槽19，凹槽19直径大于钻筒5外径。

采用本实用新型在进行取芯作业时，将岩石标样20放置到岩石放置盒2内底面铺设的橡胶垫18上，且岩石标样20位于前侧的两根螺柱9和后侧的两根螺柱9之间，然后将压板8上端穿孔对应套到对应的螺柱9上端，在螺柱9上端拧上紧固螺母10，使用扳手拧动紧固螺母10，通过压板8压紧岩石标样20，岩石标样20与底部橡胶垫18的压接，增大摩擦力作用，固定更加牢靠；推动或拉动岩石放置盒2，支撑辊轴6在两条限位导轨4之间沿工作台3表面滚动，直到压板8上的一个穿孔与钻筒5上下对应时，将左插销13穿过左套管12插入到一个左定位槽16内和/或右插销15穿过右套管14插入到一个右定位槽17内，启动取芯机本体1，取芯机本体1的电机带动钻筒5高速旋转，取芯机本体1的竖向升降机构带动钻筒5向下移动，钻穿过压板8上的通孔11后对岩石标样20进行钻芯作业，当钻筒5将岩石标样20钻透后，升起钻筒5，从钻筒5中取出岩芯，完成一次取芯作业；接着拔出左插销13和/或右插销15，向左或向右移动岩石放置盒2，当压板8上的下一个穿孔与钻筒5上下对应时，插入左插销13和/或右插销15，将岩石放置盒2定位，钻筒5向下移动进行第二次取芯工作；按照上述工作过程，直到将所有通孔11下方的岩芯全部钻芯取出后，关闭取芯机本体1，拧下紧固螺母10，取下压板8，将取芯后的岩石标样20从岩石放置盒2内取出，再放入下一个岩石标样20，按照上述取芯过程继续进行取芯作业。

本实用新型在工作台3上表面设置若干根支撑辊轴6，支撑辊轴6两端在限位导轨4的限定下只能左右滚动，支撑辊轴6在左右限位块7的限定下，在岩石放置盒2底部保持恒定位置，即相邻两根支撑辊轴6的间距保持不变，这样在钻筒5作业时，岩石放置盒2在支撑辊轴6的支撑下保持稳定性，由于钻筒5在钻进过程中会有很大的压力，因此不采用滚轮，而采用通长的支撑辊轴6，采用的支撑辊轴6长度岩石放置盒2在前后方向的尺寸保持一致。

橡胶垫18上设置的凹槽19起到为钻筒5下端向下移动提供一定的空间，避免在每次钻透岩石标样20时对橡胶垫18产生损坏。

本实施例中压板8上设置5个通孔11，左定位槽16和右定位槽17均设置3个。当然这些数量可根据实际需要设置。

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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (5)

1.一种连续采集岩芯的实验室取芯装置，包括取芯机本体，其特征在于：取芯机本体的工作台上设有可沿左右方向移动的岩石放置盒，岩石放置盒顶部敞口，岩石放置盒内设有岩石夹持器，岩石安装夹持器与工作台之间设有用于定位岩石安装夹持器的定位组件。

2.根据权利要求1所述的一种连续采集岩芯的实验室取芯装置，其特征在于：工作台上设有两条均沿左右方向设置的限位导轨，两条限位导轨关于取芯机本体的钻筒中心线前后对称布置，工作台上在两条限位导轨之间设有若干根支撑辊轴，每根支撑辊轴均沿前后方向设置，岩石放置盒底部固定设有位于每根支撑辊轴左右两侧的两组限位组件，两组限位组件分别位于支撑辊轴的前、后端部，每组限位组件均包括两个限位块，两个限位块分别位于支撑辊轴左侧和右侧，限位块的高度大于支撑辊轴的半径且小于支撑辊轴的直径。

3.根据权利要求1或2所述的一种连续采集岩芯的实验室取芯装置，其特征在于：岩石夹持器包括一块水平设置的压板和四根垂直设置的螺柱，四根螺柱的正投影分别位于矩形的四个顶点上，四根螺柱下端均固定连接在岩石放置盒底部，压板上开设有用于穿入四根螺柱的穿孔，螺柱上端部螺纹连接有用于紧压压板上表面的紧固螺母，压板上沿左右方向开设有均匀间隔布置的若干个通孔，所有通孔中心的位于同一条直线上且该直线与钻筒的中心线垂直相交，通孔直径大于钻筒外径。

4.根据权利要求3所述的一种连续采集岩芯的实验室取芯装置，其特征在于：定位组件包括左套管、左插销、右套管和右插销，左套管固定设在岩石放置盒左侧面，工作台左侧设有若干个沿左右方向均匀间隔布置的左定位槽，右套管固定设在岩石放置盒右侧面，工作台右侧设有若干个沿左右方向均匀间隔布置的右定位槽，左套管、右套管、所有左定位槽和所有右定位槽的中心线均位于同一垂直面上，所有通孔中心的所在的一条直线和钻筒的中心线均位于该垂直面上；相邻两个左定位槽的距离、相邻两个右定位槽的距离、相邻两个通孔之间的距离均相等，当一个通孔中心线与钻筒中心线重合时，左插销穿过左套管插入到一个左定位槽内和/或右插销穿过右套管插入到一个右定位槽内。

5.根据权利要求3所述的一种连续采集岩芯的实验室取芯装置，其特征在于：岩石放置盒内底面铺设有橡胶垫，橡胶垫上设有用于穿过四根螺柱的孔，橡胶垫上表面在每个通孔的正下方均设有一个凹槽，凹槽直径大于钻筒外径。

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