CN217237245U - 一种浅表层软土人工快速取样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种浅表层软土人工快速取样器，其包括用于取土的取样筒和固定绳，取样筒内设置有活塞和拉杆；活塞设于取样筒内壁的底部，且可与取样筒的筒壁卡合固定；拉杆一端与活塞通过一拉杆端头活动连接，另一端伸出取样筒；拉杆端头设于所述活塞内部且可使所述活塞退出与取样筒的卡合状态；固定绳设置在拉杆伸出取样筒的一端，在使用时固定拉杆的位置。本装置结构简单，使用方便，可对不同点位进行浅层的软土取样，快速采集大量浅表层软土，取土效率高。

Description

一种浅表层软土人工快速取样器

技术领域

本实用新型属于岩土勘察领域，具体涉及一种浅表层软土的快速取样器。

背景技术

现有技术中，对浅表层软土的勘察一般是采取地质钻机的方案进行勘察取样，在陆地施工时需要将地质钻机搬运至指定的孔位，在该孔位旁人工开挖一泥浆池，盛放钻孔作业所需的循环泥浆，再连接钻具及钻杆，开动钻机，钻孔到指定取样深度，上提钻杆，把钻具换成薄壁取样器，下放取样器至指定取样深度进行取样。

目前对水下浅表层流塑状态、软可塑状态的土样进行大量样品的采集工作，常规的做法是采用勘察船搭配地质钻机的方案进行勘察取样，该方案具有一定的局限性，一般作业前先要得到相关部门的海上施工作业许可，进场后进行初步测量定位，初步定位后，利用勘察船的锚索张拉，微调下钻位置，开始钻孔作业。钻孔作业一般需要2-3位技术人员进行操作，且水上钻孔作业具有一定的风险，钻孔作业也具有机油泄露污染水域的可能性。勘察船搭配地质钻机的方案用于大面积水下浅表层软土的普查工作具有采样效率低、水上钻孔作业风险高、作业时可能造成环境污染、钻探成本高的缺点。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种浅表层软土人工快速取样器，该取样器结构简单，操作简便，可对不同点位进行浅层的软土取样，快速采集大量浅表层软土。

本实用新型是由以下技术方案实现：

一种浅表层软土人工快速取样器，包括取样筒和固定绳，所述取样筒内设置有活塞和拉杆；所述活塞设于所述取样筒内壁的底部，且可与取样筒的筒壁卡合固定；所述拉杆一端与所述活塞通过一拉杆端头活动连接，另一端伸出所述取样筒；所述拉杆端头设于所述活塞内部且可拉动使所述活塞退出与取样筒的卡合状态；所述固定绳设置在所述拉杆伸出取样筒的一端，用以固定所述拉杆的位置。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下技术效果：

本实用新型设置有用于取土的取样筒和固定绳，取样筒内设置活动连接的活塞和拉杆，将取样筒压入土中，到达需要采集土样的深度，固定绳固定取样筒中拉杆的位置，随后将取样筒继续向下压取土；在下压过程中，拉杆固定不动，活塞退出与取样筒的卡合状态，即取样筒壁与活塞可相对滑动，取样筒下压，但拉杆与活塞保持不动，土体进入取样筒，随后将取样筒上提取出，由此完成一个点位的取土工作。此过程方便快捷，可快速采集大量浅表层软土，且本装置结构简单、操作安全环保，不会对周围环境造成影响，采样效率高，适用于不同点位的软土取样，具有较好的应用前景。

进一步地，所述取样筒的内壁底部设有限位槽，所述活塞卡合在限位槽中。优选地，限位槽可为环形凹槽，保证活塞卡合在取样筒内壁的底部。在取样筒内壁的底部设置限位槽，活塞卡合在限位槽中，本装置使用时，取样筒下压至指定深度的过程中，活塞固定不动，可以阻止软土进入取样筒。

进一步地，所述活塞为圆柱状结构，其内部中空，外侧壁上开设有至少一个与内部贯通的限位孔，且在限位孔内放置有限位件，所述限位件可突出至所述限位槽中以固定活塞。

进一步地，所述拉杆端头包括预紧端和调节端，所述预紧端与所述拉杆端部连接，且在所述活塞与所述取样筒内壁卡合固定时抵接所述限位件；所述调节端固定连接于所述预紧端远离拉杆的端面上。在安装固定时，预紧端与活塞中的限位件接触，并且将限位件挤压至部分突出限位孔进入取样筒内壁的限位槽中，从而使得活塞固定在取样筒内壁上；在使用本装置取土时，拉杆固定不动，取样筒下压，带动活塞下移，使得拉杆端头的预紧端与活塞中的限位件脱离接触，此时限位件退回至限位孔中，活塞可沿着取样筒内壁滑动，取样筒下压时，土体进入取样筒，完成取土操作。

进一步地，所述取样筒内还设置有止逆组件，所述止逆组件包括外层圆管以及设于外层圆管内部的内层圆管，所述外层圆管的外径与所述取样筒的内壁直径一致，其内径从顶部至底部逐渐减小；所述内层圆管的内径与所述拉杆的直径相同，其外径从顶部至底部逐渐减小，且内层圆管上开设贯穿管壁且向上倾斜的固定孔，所述固定孔中设置有固定件，用于限制所述拉杆移动。止逆组件的作用是阻止活塞和拉杆的回缩。在取样过程中，取样筒下压时，拉杆上移，带动固定件向上运动，外层圆管的内径上部较大，固定件不会抑制拉杆的向上运动；上提取样筒时，由于取样管内软土的重力以及软土会对取样筒内部产生真空压力，造成活塞和拉杆向下运动，带动固定件往下运动，但由于外层圆管的内径为上大下小的设计，固定件无法下移，则固定件与拉杆之间产生摩擦阻止拉杆和活塞的向下运动，从而起到止逆作用。

进一步地，所述外层圆管内径与其中轴线的夹角与内层圆管的外径与中轴线的夹角相同。

进一步地，所述外层圆管的外壁上设有定位孔，所述止逆组件通过定位孔固定在所述取样筒内壁上。

进一步地，还包括延长管和接头，所述接头固设于所述取样筒的顶部，所述延长管通过接头固定在取样筒的顶部，所述拉杆可穿过所述接头穿入到所述延长管中。取样筒的顶部安装接头和延长管，以适应不同深度的土体取样。活塞通过拉杆与固定绳连接，固定绳从延长管中延伸出地面，并固定在地面上，从而固定活塞的位置，限制活塞的向下运动。

进一步地，所述接头内设有轴承安装孔位和贯通的泄压孔，所述轴承安装孔位设于所述接头与所述拉杆接触的位置，其安装有轴承，可使所述拉杆上下滑动。

进一步地，所述活塞的底部设置有密封圈，防止取样筒下压到指定深度的过程中软土进入取样筒。

附图说明

图1为本实用新型的一种浅表层人工快速取样器的结构示意图；

图2为图1的A区域放大图；

图3为本实用新型中接头的结构示意图；

图4为本实用新型中止逆组件的结构示意图；

图5为本实用新型中活塞的结构示意图。

其中，附图说明，1-取样筒；2-延长管；3-固定绳；11-拉杆；12-活塞；13-接头；14-止逆组件；15-限位槽；111-预紧端；112-调节端；121-限位件；122-限位孔；123-密封圈；131-泄压孔；132-轴承安装孔位；141-外层圆管；142-内层圆管；143-固定件；144-定位孔。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。

请参考图1，本实施例提供一种浅表层软土人工快速取样器，其包括有用于取土的取样筒1和固定绳3，取样筒1内设置有活塞12和拉杆11，取样筒1内壁底部开设有限位槽15，活塞12通过限位15卡合固定在取样筒1内壁的底部，拉杆11的底端与活塞12活动连接，顶端伸出取样筒1，固定绳3绑扎在拉杆11伸出取样筒1的一端，固定所述拉杆11的位置。

如图2和图5所示，本实施例中，活塞12为直径与取样筒1内径相同的圆柱体结构，其内部中空，顶部开设有与内部连通的通孔，外侧壁的中部相对开设有两个限位孔122，且限位孔122与活塞内部贯通，在限位孔122中分别放置有两颗钢珠作为限位件121；在活塞12的底部设置有密封圈123。

如图2所示，在拉杆11的底端设置有拉杆端头，拉杆端头分为预紧端111和调节端112，预紧端111和调节端112分别为直径不同的圆柱体，预紧端111为可放置在活塞12内部并且与活塞12内壁接触的圆柱体，调节端112为直径较小的圆柱体，其固定在预紧端111的底面，预紧端111和调节端112的直径之差即为限位件121的可移动范围；拉杆11穿过活塞12顶部的通孔与拉杆端头的预紧端111固定。

上述取样器在实际安装作业中，分别两个阶段，第一阶段是下压阶段，即为取样筒1下压至需要采集土样的深度，在此过程中，拉杆端头的预紧端111与活塞12中的钢珠抵接，并将钢珠挤压至部分突出活塞，进入到开设在取样筒1内壁的限位槽15中，从而将活塞12卡合固定在取样筒1底部，软土无法进入取样筒1中；第二阶段为取样阶段，在取样筒1到达指定深度后，固定绳3绑扎固定拉杆11的位置，而取样筒1继续往下压，活塞12随着取样筒1下移，此时活塞12中的钢珠从与拉杆端头的预紧端111抵接变为与调节端112抵接，即钢珠向活塞12内部滚动，退出限位槽15，使得活塞12脱离与取样筒1的卡合状态，活塞12与取样筒可相对滑动，软土进入取样筒1，从而完成取土操作。

如图1和图3所示，在一实施例中，在取样过程中，拉杆11和活塞12会往上运动，进而压缩取样筒1中的空气或水分，为了排出取样筒1内部的空气或水分，本装置在取样筒1的顶部安装有接头13，接头13设置有四个泄压孔131和轴承安装孔位132，轴承安装孔位132设置在接头13的内部，安装轴承，拉杆11通过轴承上下滑动。

如图1所示，在一实施例中，为使取样器适配更多不同深度的土体取样，本装置增设延长管2，延长管2固接在接头13上部，固定绳3从延长管2中延伸出地面绑扎固定，通过增加延长管2的数量以适配不同深度的取样。

如图1和图4所示，在一实施例中，在取样筒1完成取土上提时，由于取样管1内软土的重力以及软土会对取样筒1内部产生真空压力，会造成活塞12和拉杆11向下运动，为此，本装置增设有止逆组件14，止逆组件14包括内外两层圆管，外层圆管141的外径与取样筒1内径相同，而内径从上至下逐渐减小，其外壁上设置有定位孔144，外层圆管141通过定位孔144螺栓固定在取样筒1内壁上；内层圆管142的内径与拉杆11的直径相同，外径亦是从上到下逐渐减小，且外层圆管141内径与其中轴线的夹角与内层圆管142的外径与中轴线的夹角相同；与此同时，在内层圆管142的管壁上相对开设有贯通管壁且向上倾斜设置的固定孔，在固定孔中分别放置有钢珠作为固定件143，当活塞12和拉杆11向下运动，带动钢珠往下运动，但由于外层圆管141的内径为上大下小的设计，钢珠无法下移，钢珠与拉杆11之间产生摩擦从而阻止拉杆11和活塞12的向下运动，起到止逆作用。

需要说明的是，根据实际需求，可以结合本发明所提供的所有实施例中的两个或两个以上，以解决对应的两个或两个以上的技术问题；并且，以上实施方式中的各种技术特征可以任意进行组合，只要特征之间的组合不存在冲突或矛盾即可，但是限于篇幅，未进行一一描述。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变化。

Claims (10)

1.一种浅表层软土人工快速取样器，其特征在于，包括取样筒和固定绳，所述取样筒内设置有活塞和拉杆；所述活塞设于所述取样筒内壁的底部，且可与取样筒的筒壁卡合固定；所述拉杆一端与所述活塞通过一拉杆端头活动连接，另一端伸出所述取样筒；所述拉杆端头设于所述活塞内部且可拉动使所述活塞退出与取样筒的卡合状态；所述固定绳设置在所述拉杆伸出取样筒的一端，用以固定所述拉杆的位置。

2.根据权利要求1所述的一种浅表层软土人工快速取样器，其特征在于，所述取样筒的内壁底部设有限位槽，所述活塞卡合在限位槽中。

3.根据权利要求2所述的一种浅表层软土人工快速取样器，其特征在于，所述活塞为圆柱状结构，其内部中空，外侧壁上开设有至少一个与内部贯通的限位孔，且在限位孔内放置有限位件，所述限位件可突出至所述限位槽中固定活塞。

4.根据权利要求3所述的一种浅表层软土人工快速取样器，其特征在于，所述拉杆端头包括预紧端和调节端；所述预紧端与所述拉杆端部连接，且在所述活塞与所述取样筒内壁卡合固定时抵接所述限位件；所述调节端固定连接于所述预紧端远离拉杆的端面上。

5.根据权利要求1所述的一种浅表层软土人工快速取样器，其特征在于，所述取样筒内还设置有止逆组件，所述止逆组件包括固定在取样器内壁上的外层圆管以及设于外层圆管内部的内层圆管，所述外层圆管的外径与所述取样筒的内径一致，其内径从顶部至底部逐渐减小；所述内层圆管的内径与所述拉杆的直径相同，其外径从顶部至底部逐渐减小，且内层圆管上开设有限制拉杆移动的固定孔，所述固定孔中设置有固定件，用于限制所述拉杆移动。

6.根据权利要求5所述的一种浅表层软土人工快速取样器，其特征在于，所述外层圆管内径与其中轴线的夹角与内层圆管的外径与中轴线的夹角相同。

7.根据权利要求5所述的一种浅表层软土人工快速取样器，其特征在于，所述外层圆管的外壁上设有定位孔，所述止逆组件通过定位孔固定在所述取样筒内壁上。

8.根据权利要求1所述的一种浅表层软土人工快速取样器，其特征在于，还包括延长管和接头，所述接头固设于所述取样筒的顶部，所述延长管通过接头固定在取样筒的顶部，所述拉杆可穿过所述接头穿入到所述延长管中。

9.根据权利要求8所述的一种浅表层软土人工快速取样器，其特征在于，所述接头内设有轴承安装孔位和贯通的泄压孔，所述轴承安装孔位设于所述接头与所述拉杆接触的位置，其安装有轴承，可使所述拉杆上下滑动。

10.根据权利要求3所述的一种浅表层软土人工快速取样器，其特征在于，所述活塞的底部设置有密封圈。

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