JPS5925989Y2 - 水圧式ピストンサンプラ−装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、ピストンに作用する水圧によってサンプラ
ーチューブを地盤中に挿入する水圧式ピストンサンプラ
ー装置に関する。

この考案の目的は、比較的低水圧にて作動させることが
でき、サンプラーチューブの地盤中への挿入長さを正確
に知ることができ、挿入速度を適切に制御することがで
き、不攪乱度の高い土質試料を採取することのできる水
圧式ピストンサンプラー装置を提供することにある。

第１図Ａ、Ｂは、従来の水式ピストンサンプラーの挿入
方法を示す。

下端開放の水圧シリンダ３は、その上端をサンプラーヘ
ッド５に固定されている。

下部ピストン４は、空気抜きパイプ８の下端に固定され
、同空気抜きパイプ８の上端はやはりサンプラーヘッド
５に固定されている。

サンプラーチューブ６は、その上端を上部ピストン１に
固定されている。

上部ピストン１は、その中心部を貫通する空気抜きパイ
プ８及び外周の水圧シリンダ３と水密的に接し、かつ、
昇降自在である。

サンプラーヘッド５は中空のボーリングロッド２によっ
て支持され、該ボーリングロッド２を通じて、上部ピス
トン１の加圧室７が地上のポンプと連結されている。

上記構成の水圧式ピストンサンプラーの挿入方法として
は、まず第１図Ａのようにサンプラーをポーリング孔９
中に下ろし、その下部ピストン４を孔底９ａに着底させ
る。

そして、ボーリングロッド２を地上の反力受は装置（図
示省略）に支持させ、中空のボーリングロッド２を通じ
てポンプの圧力水を加圧室７へ供給する。

すると、サンプラーヘッド５、水圧シリンダ３、下部ピ
ストン４はいずれもボーリングロッド２によって地上の
反力受は装置で不動に支持されているので、相対的に上
部ピストン１が水圧によって下方に押し下げられる。

故に、該上部ピストン１と一体の関係にあるサンプラー
チューブ６が、第１図Ｂのように地盤中に挿入される。

かくして挿入される下端開放のサンプラーチューブ６中
に詰まった土１０が、土質試料として採取されるのであ
る。

サンプラーチューブ６の全長が挿入されると、そのこと
は加圧室７へ送る水圧の急上昇によって確認され、挿入
の作業は終了する。

上記した少米の水圧式ピストンサンプラーは、中空のボ
ーリングロッド２を通じてポンプの圧力水を加圧室７へ
供給する構成であり、ボーリングロッド２の継目から漏
水し、漏水による圧力損失を生ずることに欠点がある。

即ち、サンプラーチューブ６の挿入に必要な加圧室７の
水圧は、通常約５ｋｇ／ｃ♂程度でしかない。

にもかかわらず、地上のポンプ吐出圧力としては２０ｋ
ｇ／ｃｍ２程度を必要とするのが普通であり、むやみと
大容量で強力なポンプを必要とする。

従って、サンプラーチューブ６の全長が挿入された場合
に起る水圧の急上昇も、ポンプ吐出圧力の大きさに希釈
されてはっきりとは確認しがたいのが実情である。

このため、サンプラーチューブ６の挿入長さが不十分の
まま終ったり、又はサンプラーチューブ６の全長が挿入
されているにもかかわらずいつまでも作業を続行するよ
うなことが往々にしである。

又、ポンプは全力運転されるのが普通であり、その吐出
圧力は脈動するので、サンプラーチューブ６の挿入速度
を制御することは不可能であり、土質試料の不攪乱度を
低下する原因となっている。

この考案の目的は、従来の水圧式ピストンサンプラーの
挿入方法における上記のような欠点をすべて解決するこ
とにある。

この考案の要旨は、サンプラーにおける上部ピストンの
加圧室と地上の水圧部とを耐圧ホースにより決して漏水
しないように連結し、圧力水の送水量を測定する要素及
び圧力水の流量を制御する要素を設置して戒る水圧式サ
ンプラー装置にある。

水圧部とは、加圧室へ送る水に所要の水圧を与える要素
、例えばポンプ又は圧力タンク等を意味する。

この考案の場合、水圧部及び圧力水の送水量を測定する
要素を量水計によって構成し、量水計の気圧室を圧気供
給部例えばコンプレッサーの圧気貯留タンクと連結し、
気圧によって所要の水圧を付与する実施態様が有力であ
る。

又、この考案は、圧力水の送水量を測定してサンプラー
チューブの地盤中への挿入長さを知り、同時に流量調節
によって挿入速度を制御しながらサンプリングを行える
ようにした点に特長がある。

以下にこの考案を、第２図と第３図の実施例により説明
する。

第２図は、この考案が適用される水圧式ピストンサンプ
ラー１６の断面図を示す。

下端開放の水圧シリンダ３はその上端をサンプラーヘッ
ド５に固定され、下部ピストン４は空気抜きパイプ８に
よって同じくサンプラーヘッド５に固定されている点、
及びサンプラーチューブ６はその上端を上部ピストン１
に固定されている点、並びにサンプラーヘッド５は中空
のボーリングロッド２によって支持されている点は、第
１図の従来例の構成と共通する。

ただし、上部ピストン１の加圧室７は、耐圧ホース１１
によって地上の水圧部と連結されている。

又、空気抜きパイプ８は、逆止弁１２を介して中空のボ
ーリングロッド２と連通されている。

図中１３は排気用の盲栓、１４は上部ピストン１の下降
限界位置を規定するストッパ、１５は空気抜き栓である
。

次に、第３図は、この考案の水圧式ピストンサンプラー
装置の全体図を示す。

上記構成の水圧式ピストンサンプラー１６における上部
ピストン１の加圧室７と地上の水圧部、即ち量水計１７
とは、耐圧ホース１１によって連結されている。

図中１８はサンプラー１６の加圧室７と量水計１７との
間に設置された流量制御弁であり、普通これは量水計１
７の継手部分に付属している。

量水計１７は一種の圧力容器であり、垂直方向に目盛シ
リンダ１９を有する。

又、量水計１７において、上記サンプラー１６の加圧室
７へ送る水の水面上に気圧室２０が形成されている。

この気圧室２０と、圧気供給部たるニアコンプレッサ２
２の圧気貯留タンクとが、パイプ２３により連結されて
いる。

圧気供給部としては、ニアコンプレッサの他、窒素ボン
ベ等を利用することが可能である。

図中２１は気圧室２０の圧力計、２４は量水計１７の気
圧室２０と圧気供給部たるニアコンプレッサ２２とを連
結するパイプ２３の途中に設置された圧気の圧力調整弁
、２５は仕切弁である。

次に、上記水圧式ピストンサンプラー装置の使用方法に
ついと説明する。

まず地上においてサンプラー１６を組み立て、それに耐
圧ホース１１を接続する。

そして、圧力調整弁２４を操作して量水計１７の気圧室
２０を低圧に保ち、サンプラー１６の盲栓１３をはずす
。

又、流量制御弁１８を開き、低圧力水を加圧室７へ送り
、耐圧ホース１１及び加圧室７の内部に残留している気
泡をすべて排除する。

次に、流量制御弁１８と盲栓１３とを閉じ、サンプラー
１６はポーリングロツド２を継ぎ足しながらポーリング
孔９内に下ろし、下部ビスｌ−ン４を孔底９ａに着底さ
せる。

なお、サンプラー１６をポーリング孔９内に下ろすとき
、耐圧ホース１１はそのところどころをバインド線によ
ってボーリングロッド２へ結束しておくのがよい。

ボーリングロッド２を地上の反力受は装置（図示省略）
に支持させたあと、量水計１７に規定の水位まで注水し
、仕切弁２５を開き、圧力調整弁２４を調整して量水計
１７内の水に所定の気圧を作用させる。

続いて、流量制御弁１８を開いてサンプラー１６の加圧
室７へ圧力水を送り、量水計１７の水位降下を目盛シリ
ンダ１９によって監視する。

サンプラー１６にあっては、加圧室７へ供給された圧力
水の水圧によって上部ピストン１が押し下げられ、下端
開放のサンプラーチューブ６が地盤中に挿入される。

特に、量水計１７の気圧室２０は圧力調整弁２４により
設定された一定の気圧に保持され、上部ピストン１の加
圧室７には耐圧ホース１１を通じて一定水圧の圧力水が
漏れることなく供給される。

故に、サンプラーチューブ６は一定の力で地盤中に静的
に挿入され、その挿入速度は流量制御弁１８の操作によ
っていかようにでも確実に制御することができるので、
不攪乱度の高い良質の試料を採取することができるので
ある。

かくして、水量計１７の目盛シリンダ１９の水位が所定
の位置に下がると、それはサンプラーチューブ６の全長
を挿入したことを意味するので、作業を終了する。

つまり、圧力水が全然漏れない以上、上部ピストン１の
下降ストローク即ちサンプラーチューブ６の挿入長さは
、加圧室７へ供給した水量に正確に換算でき、目盛シリ
ンダ１９の目盛によって読み取ることができるのである
。

以上説明した通りであって、この考案によれば、サンプ
ラーの加圧室と水圧部（量水計）とを耐圧ホースによっ
て連結し、加圧室に供給する圧力水は決して漏らさず、
漏水による圧力損失を生じない構成としたから、水圧部
において付与するべき圧力水の水圧は上部ピストンの作
動に必要な程度とすることができる。

故に、大容量のポンプ、コンプレッサー等は無用であり
、系の全体を低圧用構造とすることのできる利点がある
。

又、この考案によれば、水圧部において付与される水圧
は静的な一定圧力とすることができるし、サンプラーチ
ューブの挿入速度は圧力水の流量によって適切に調節す
ることができ、量水計によって監視する給水量の如何に
よってサンプラーチューブの挿入長さを正確に知ること
ができ、従来よりもはるかに良質の不撹乱土質試料を確
実に採取できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂは従来の水圧式ピストンサンプラーの構造
を挿入時の異なる段階において示す断面図、第２図はこ
の考案に係る水圧式ピストンサンプラーの構造を示す断
面図、第３図はこの考案の水圧式ピストンサンプラー装
置の全体を示す概念図である。 １６・・・・・・サンプラー、７・・・・・・加圧室、
］７・・・・・・量水計、１１・・・・・・耐圧ホース
、２０・・・・・・気圧室、２２・・・・・・コンプレ
ッサー（圧気供給部）、１８・・・・・・流量制御弁、
２４・・・・・・圧力調整弁、１９・・・・・・目盛シ
リンダ。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）サンプラーの加圧室と地上の水圧部とが耐圧ホー
   スによって連結され、圧力水の送水量を測定する要素及
   び圧力水の流量を制御する要素が設置されて成る水圧式
   ピストンサンプラー装置。
2. （２）水圧部及び圧力水の送水量を測定する要素が目盛
   シリンダを有する量水計によって構成され、量水計の気
   圧室と圧気供給部とが連結されて成る実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の水圧式ピストンサンプラー装置。