一种超薄取土器的制作方法

专利检索2022-05-10  48



1.本实用新型属于取土器技术领域,尤其是涉及一种超薄取土器。


背景技术:

2.随着一带一路走出去和内外双循环发展,特别是在国内外干旱地区的岩土工程勘察项目增加,干旱地区的土、砂大多具有一定的湿溶陷性,该地区取样质量影响到湿溶陷性指标客观性的,严重制约了勘察成果对所研究对象的客观合理评价,由此带来的工程质量问题、工程造价问题和运行期间的病害问题案例不在少数;湿溶陷性土即为湿陷性土和溶陷性土,干旱地区的湿溶陷性土多具有含水率低、孔隙发育、土体硬度高静压难以取样、遇水沉降变形的特点,目前的常规取土器不能直接应用,且还存在一些问题,如下:
3.第一,因为干旱地区土体硬度高,以使常规取土器贯入过程中对土层的挤压扰动大,从而影响后续的力学指标试验;
4.第二,常规取土器中土样获取过程中,会存在对土样大范围人工削土,从而造成对土样的二次扰动。
5.因此,现如今缺少一种超薄取土器,操作便捷,能直接得到环刀试样,避免对土样的二次扰动,提高取样效率和取样质量。


技术实现要素:

6.本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种超薄取土器,其设计合理,操作便捷,能直接得到环刀试样,避免对土样的二次扰动,提高取样效率和取样质量,从而确保后续力学指标试验的准确。
7.为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种超薄取土器,其特征在于:包括依次连接的连接杆、排气件、废土筒、超薄取土样筒和切割筒,所述废土筒的外侧壁和超薄取土样筒的外侧壁相齐平,所述连接杆和排气件通过平键连接,所述排气件和废土筒、废土筒和超薄取土样筒以及超薄取土样筒和切割筒之间均为可拆卸连接;
8.所述排气件和废土筒中设置有排气吸附机构,所述排气吸附机构包括安装轴和安装在所述安装轴上的第一排气吸附部件与第二排气吸附部件,所述安装轴的一端和所述连接杆伸入排气件中的端部可拆卸连接,所述第一排气吸附部件位于废土筒内,所述第二排气吸附部件位于排气件内,所述第一排气吸附部件的外侧壁和废土筒的内侧壁紧密贴合,所述第二排气吸附部件的外侧壁和排气件的内侧壁紧密贴合;
9.所述超薄取土样筒内沿超薄取土样筒的长度方向布设有多个环刀,相邻两个环刀之间安装对开卡瓦。
10.上述的一种超薄取土器,其特征在于:所述排气件包括圆筒段和与圆筒段一体成型的变径段,所述圆筒段内设置第一段通孔,所述变径段中设置有第二段通孔,所述第一段通孔延伸至变径段内部,且所述第一段通孔和第二段通孔连通,所述第二段通孔的直径大于第一段通孔的直径;
11.所述第一段通孔的内侧壁设置有上键槽,所述变径段的圆周侧壁上设置有多个排气孔,所述排气孔和第二段通孔连通,所述变径段远离圆筒段的端部设置有螺纹部。
12.上述的一种超薄取土器,其特征在于:所述连接杆包括第一连接段和与第一连接段连接且一体成型的第二连接段,所述第一连接段的外径大于第二连接段的外径,所述第一连接段的外侧壁上设置有凹环,所述第一连接段远离第二连接段的端部设置有内螺纹连接槽,所述第二连接段的外侧壁上设置有下键槽,所述下键槽的长度小于第二连接段的长度,所述第二连接段远离第一连接段的端部内设置有连接螺纹。
13.上述的一种超薄取土器,其特征在于:所述安装轴包括轴体和套设在轴体上的第一垫板与第二垫板;
14.所述第一排气吸附部件包括套设在轴体上且依次贴合的第一前钢垫圈、第一前橡胶垫圈、第一后钢垫圈和第一后橡胶垫圈,所述第一后橡胶垫圈和第一垫板贴合;
15.所述第二排气吸附部件包括套设在轴体上且依次贴合的第二橡胶垫圈和第二钢垫圈,所述第二橡胶垫圈和第二垫板贴合;
16.所述第一前橡胶垫圈、第一后橡胶垫圈和第二橡胶垫圈上均设置有多个针眼孔,以使下部气体只能排出,上部气体不能进入;
17.所述第一前钢垫圈和第一后钢垫圈上均设置有通孔。
18.上述的一种超薄取土器,其特征在于:所述第二垫板的外径大于第一垫板的外径,所述第二垫板与第一垫板之间设置有间距,所述轴体上设置有第一销孔和第二销孔,所述第一销孔和第二销孔垂直穿过轴体,第一销孔和第二销孔均为半圆孔,所述第二销孔和第一销孔的半圆孔的圆心和轴体的轴线投影重合;
19.所述第一销孔和第二销孔中均穿设有销轴,所述销轴为半圆柱销,所述第一销孔中销轴的平面贴合第一前钢垫圈,所述第二销孔中销轴的平面贴合第二钢垫圈;
20.所述轴体的一端设置有配合连接杆的外连接螺纹,所述轴体的另一端为锥形部。
21.上述的一种超薄取土器,其特征在于:所述第一前钢垫圈、第一后钢垫圈和第二钢垫圈的外径逐渐减少,所述第一前钢垫圈、第一后钢垫圈和第二钢垫圈的厚度相同;
22.所述第一后橡胶垫圈和第二橡胶垫圈的外径相同,所述第一后橡胶垫圈和第二橡胶垫圈的外径相同且均小于第一前橡胶垫圈的外径,所述第一前橡胶垫圈、第一后橡胶垫圈和第二橡胶垫圈的厚度相同;
23.所述第一前橡胶垫圈、第一后橡胶垫圈和第二橡胶垫圈的厚度均大于第一前钢垫圈、第一后钢垫圈和第二钢垫圈的厚度;
24.所述第一前橡胶垫圈、第一前钢垫圈、第一后橡胶垫圈、第一后钢垫圈、第一垫板的外径逐渐减少;
25.所述第二橡胶垫圈的外径大于第二钢垫圈的外径,且第二橡胶垫圈的外径小于第二垫板的外径。
26.上述的一种超薄取土器,其特征在于:所述废土筒包括依次连接且一体成型的第一筒段、第二筒段、第三筒段、第四筒段和第五筒段,所述第一筒段的端部设置有上连接螺纹,所述第五筒段的端部设置有下连接螺纹;
27.所述第二筒段的内径由第一筒段至第三筒段逐渐增大,所述第三筒段的内径和第三筒段的大内径相同,所述第四筒段的内径和第一筒段的内径相同,所述第四筒段的内径
小于第五筒段的内径,以使第五筒段和第四筒段的连接处形成过土台。
28.上述的一种超薄取土器,其特征在于:所述超薄取土样筒的一端设置有上外螺纹,所述超薄取土样筒的另一端设置有下外螺纹;
29.所述切割筒的一端设置有与下外螺纹配合的底连接螺纹,所述切割筒的另一端设置刃部。
30.本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
31.1、本实用新型设置连接杆、排气件、废土筒、超薄取土样筒和切割筒均可拆卸连接,从而便于安装拆卸携带,操作便捷。
32.2、本实用新型设置超薄取土样筒和切割筒,以使取土器贯入过程中对土层的挤压扰动小。
33.3、本实用新型超薄取土样筒内设置多个环刀,相邻两个环刀之间安装对开卡瓦,是为了便于后续拆卸对开卡瓦,以切割得到多个环刀土样,从而可直接得到环刀试样,避免对土样的二次扰动,提高取样效率和取样质量,从而确保后续力学指标试验的准确。
34.4、本实用新型设置排气吸附机构,包括安装轴和安装在所述安装轴上的第一排气吸附部件与第二排气吸附部件,通过第一排气吸附部件的外侧壁和废土筒的内侧壁紧密贴合,所述第二排气吸附部件的外侧壁和排气件的内侧壁紧密贴合,以使取土器贯入过程中,排空超薄取土样筒中的空气,上部气体不能进入,从而使取土器具有防脱落效果,取样成功率高。
35.5、本实用新型适用范围之广,不仅能够满足干旱地区湿溶陷性粉土、粉砂层,还能满足常规土试样。
36.综上所述,本实用新型设计合理,操作便捷,能直接得到环刀试样,避免对土样的二次扰动,提高取样效率和取样质量,从而确保后续力学指标试验的准确。
37.下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
38.图1为本实用新型的结构示意图。
39.图2为本实用新型连接杆的结构示意图。
40.图3为本实用新型排气件的结构示意图。
41.图4为本实用新型安装轴的结构示意图。
42.图5为本实用新型第二垫板(第一垫板)的结构示意图。
43.图6为本实用新型排气吸附机构的结构示意图。
44.图7为本实用新型废土筒的结构示意图。
45.附图标记说明:
46.1—连接杆;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
1—第一连接段;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
2—第二连接段;
[0047]1‑
3—凹环;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
4—内螺纹连接槽;
ꢀꢀꢀꢀ1‑
5—下键槽;
[0048]1‑
6—连接螺纹;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2—平键;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3—排气件;
[0049]3‑
1—圆筒段;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
2—变径段;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
3—排气孔;
[0050]3‑
4—螺纹部;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
5—上键槽;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
6—第一段通孔;
[0051]3‑
7—第二段通孔;
ꢀꢀꢀꢀꢀ
4—安装轴;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4‑
1—轴体;
[0052]4‑
2—第二垫板;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4‑2‑
1—垫板通孔;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4‑
3—第一垫板;
[0053]4‑
4—锥形部;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4‑
5—外连接螺纹;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4‑
6—第二销孔;
[0054]4‑
7—第一销孔;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
5—第二排气吸附部件;
ꢀꢀ5‑
1—第二橡胶垫圈;
[0055]5‑
2—第二钢垫圈;
ꢀꢀꢀꢀꢀ
6—第一排气吸附部件;
ꢀꢀ6‑
1—第一前钢垫圈;
[0056]6‑
2—第一前橡胶垫圈; 6

3—第一后钢垫圈;
ꢀꢀꢀꢀ6‑
4—第一后橡胶垫圈;
[0057]
8—废土筒;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8‑
1—第一筒段;
[0058]8‑
2—第二筒段;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8‑
3—第三筒段;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8‑
4—第四筒段;
[0059]8‑
5—第五筒段;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8‑
6—上连接螺纹;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8‑
7—下连接螺纹;
[0060]8‑
8—过土台;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
9—环刀;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ9‑
1—对开卡瓦;
[0061]
10—超薄取土样筒;
ꢀꢀꢀꢀ
10

1—上外螺纹;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10

2—下外螺纹;
[0062]
11—切割筒;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11

1—底连接螺纹;
ꢀꢀꢀꢀꢀ
11

2—刃部。
具体实施方式
[0063]
如图1至图7所示的一种超薄取土器,包括依次连接的连接杆1、排气件3、废土筒8、超薄取土样筒10和切割筒11,所述废土筒8的外侧壁和超薄取土样筒10的外侧壁相齐平,所述连接杆1和排气件3通过平键2连接,所述排气件3和废土筒8、废土筒8和超薄取土样筒10以及超薄取土样筒10和切割筒11之间均为可拆卸连接;
[0064]
所述排气件3和废土筒8中设置有排气吸附机构,所述排气吸附机构包括安装轴4和安装在所述安装轴4上的第一排气吸附部件6与第二排气吸附部件5,所述安装轴4的一端和所述连接杆1伸入排气件3中的端部可拆卸连接,所述第一排气吸附部件6位于废土筒8内,所述第二排气吸附部件5位于排气件3内,所述第一排气吸附部件6的外侧壁和废土筒8的内侧壁紧密贴合,所述第二排气吸附部件5的外侧壁和排气件3的内侧壁紧密贴合;
[0065]
所述超薄取土样筒10内沿超薄取土样筒10的长度方向布设有多个环刀9,相邻两个环刀9之间安装对开卡瓦9

1。
[0066]
如图3所示,本实施例中,所述排气件3包括圆筒段3

1和与圆筒段3

1一体成型的变径段3

2,所述圆筒段3

1内设置第一段通孔3

6,所述变径段3

2中设置有第二段通孔3

7,所述第一段通孔3

6延伸至变径段3

2内部,且所述第一段通孔3

6和第二段通孔3

7连通,所述第二段通孔3

7的直径大于第一段通孔3

6的直径;
[0067]
所述第一段通孔3

6的内侧壁设置有上键槽3

5,所述变径段3

2的圆周侧壁上设置有多个排气孔3

3,所述排气孔3

3和第二段通孔3

7连通,所述变径段3

2远离圆筒段3

1的端部设置有螺纹部3

4。
[0068]
如图2所示,本实施例中,所述连接杆1包括第一连接段1

1和与第一连接段1

1连接且一体成型的第二连接段1

2,所述第一连接段1

1的外径大于第二连接段1

2的外径,所述第一连接段1

1的外侧壁上设置有凹环1

3,所述第一连接段1

1远离第二连接段1

2的端部设置有内螺纹连接槽1

4,所述第二连接段1

2的外侧壁上设置有下键槽1

5,所述下键槽1

5的长度小于第二连接段1

2的长度,所述第二连接段1

2远离第一连接段1

1的端部内设置有连接螺纹1

6。
[0069]
如图4和图6所示,本实施例中,所述安装轴4包括轴体4

1和套设在轴体4

1上的第一垫板4

3与第二垫板4

2;
[0070]
所述第一排气吸附部件6包括套设在轴体4

1上且依次贴合的第一前钢垫圈6

1、第一前橡胶垫圈6

2、第一后钢垫圈6

3和第一后橡胶垫圈6

4,所述第一后橡胶垫圈6

4和第一垫板4

3贴合;
[0071]
所述第二排气吸附部件5包括套设在轴体4

1上且依次贴合的第二橡胶垫圈5

1和第二钢垫圈5

2,所述第二橡胶垫圈5

1和第二垫板4

2贴合;
[0072]
所述第一前橡胶垫圈6

2、第一后橡胶垫圈6

4和第二橡胶垫圈5

1上均设置有多个针眼孔,以使下部气体只能排出,上部气体不能进入;
[0073]
所述第一前钢垫圈6

1和第一后钢垫圈6

3上均设置有通孔。
[0074]
本实施例中,所述第二垫板4

2的外径大于第一垫板4

3的外径,所述第二垫板4

2与第一垫板4

3之间设置有间距,所述轴体4

1上设置有第一销孔4

7和第二销孔4

6,所述第一销孔4

7和第二销孔4

6垂直穿过轴体4

1,第一销孔4

7和第二销孔4

6均为半圆孔,所述第二销孔4

6和第一销孔4

7的半圆孔的圆心和轴体4

1的轴线投影重合;
[0075]
所述第一销孔4

7和第二销孔4

6中均穿设有销轴,所述销轴为半圆柱销,所述第一销孔4

7中销轴的平面贴合第一前钢垫圈6

1,所述第二销孔4

6中销轴的平面贴合第二钢垫圈5

2;
[0076]
所述轴体4

1的一端设置有配合连接杆1的外连接螺纹4

5,所述轴体4

1的另一端为锥形部4

4。
[0077]
本实施例中,所述第一前钢垫圈6

1、第一后钢垫圈6

3和第二钢垫圈5

2的外径逐渐减少,所述第一前钢垫圈6

1、第一后钢垫圈6

3和第二钢垫圈5

2的厚度相同;
[0078]
所述第一后橡胶垫圈6

4和第二橡胶垫圈5

1的外径相同,所述第一后橡胶垫圈6

4和第二橡胶垫圈5

1的外径相同且均小于第一前橡胶垫圈6

2的外径,所述第一前橡胶垫圈6

2、第一后橡胶垫圈6

4和第二橡胶垫圈5

1的厚度相同;
[0079]
所述第一前橡胶垫圈6

2、第一后橡胶垫圈6

4和第二橡胶垫圈5

1的厚度均大于第一前钢垫圈6

1、第一后钢垫圈6

3和第二钢垫圈5

2的厚度;
[0080]
所述第一前橡胶垫圈6

2、第一前钢垫圈6

1、第一后橡胶垫圈6

4、第一后钢垫圈6

3、第一垫板4

3的外径逐渐减少;
[0081]
所述第二橡胶垫圈5

1的外径大于第二钢垫圈5

2的外径,且第二橡胶垫圈5

1的外径小于第二垫板4

2的外径。
[0082]
如图7所示,本实施例中,所述废土筒8包括依次连接且一体成型的第一筒段8

1、第二筒段8

2、第三筒段8

3、第四筒段8

4和第五筒段8

5,所述第一筒段8

1的端部设置有上连接螺纹8

6,所述第五筒段8

5的端部设置有下连接螺纹8

7;
[0083]
所述第二筒段8

2的内径由第一筒段8

1至第三筒段8

3逐渐增大,所述第三筒段8

3的内径和第三筒段8

3的大内径相同,所述第四筒段8

4的内径和第一筒段8

1的内径相同,所述第四筒段8

4的内径小于第五筒段8

5的内径,以使第五筒段8

5和第四筒段8

4的连接处形成过土台8

8。
[0084]
本实施例中,所述超薄取土样筒10的一端设置有上外螺纹10

1,所述超薄取土样筒10的另一端设置有下外螺纹10

2;
[0085]
所述切割筒11的一端设置有与下外螺纹10

2配合的底连接螺纹11

1,所述切割筒11的另一端设置刃部11

2。
[0086]
本实施例中,上键槽3

5和下键槽1

5配合供平键2安装。
[0087]
本实施例中,所述排气孔3

3的数量为四个,所述排气孔3

3的内径为φ12.0mm。
[0088]
本实施例中,设置内螺纹连接槽1

4,是为了便于连接冲击地锤或者钻杆,从而提高了该取土器的适应范围。
[0089]
本实施例中,所述第二连接段1

2伸入圆筒段3

1和变径段3

2中,所述第二连接段1

2的端部位于变径段3

2内,所述上键槽3

5和下键槽1

5中设置有平键2,以实现连接杆1和排气件3的连接。
[0090]
如图5所示,本实施例中,所述轴体4

1、第一垫板4

3和第二垫板4

2一体成型,所述第二垫板4

2上设置有多个垫板通孔4
‑2‑
1。
[0091]
本实施例中,所述第一前钢垫圈6

1的外径为78.0mm,所述第一后钢垫圈6

3的外径为44.0mm,所述第二钢垫圈5

2的外径为30.0mm,所述第一前钢垫圈6

1、第一后钢垫圈6

3和第二钢垫圈5

2的厚度均为2.5mm。
[0092]
本实施例中,第一前橡胶垫圈6

2的外径为80.0mm,第一后橡胶垫圈6

4和第二橡胶垫圈5

1的外径均为46.0mm;第一前橡胶垫圈6

2、第一后橡胶垫圈6

4和第二橡胶垫圈5

1的厚度均为5.0mm。
[0093]
本实施例中,第一前钢垫圈6

1、第一后钢垫圈6

3和第二钢垫圈5

2以及第一前橡胶垫圈6

2、第一后橡胶垫圈6

4和第二橡胶垫圈5

1的内径均为24.0mm。
[0094]
本实施例中,所述过土台8

8沿废土筒8高度方向的长度为10.0mm。
[0095]
本实施例中,所述超薄取土样筒10的壁厚为1.4mm,超薄取土样筒10的高度为135mm,环刀9为标准50环刀,环刀9的数量为6个,对开卡瓦9

1沿超薄取土样筒10高度方向的长度为3.0mm,对开卡瓦9

1为5对。
[0096]
所述上连接螺纹8

6和螺纹部3

4配合可拆卸螺纹连接,所述下连接螺纹8

7和上外螺纹10

1配合可拆卸螺纹连接。
[0097]
所述刃部11

2的外侧壁倾斜布设,所述刃部11

2的外侧壁和切割筒11的轴线之间的夹角为8.0
°
,所述切割筒11的最厚壁厚为3.0mm,所述切割筒11的内侧壁和环刀9的内侧壁相齐平。
[0098]
本实施例中,超薄取土样筒10和废土筒8采用硬度hrc45~65的钢制成,最大限度的减少装置壁厚,且控制壁厚对土、砂体的挤压扰动和壁薄的韧性及强度。
[0099]
本实施例中,所述对开卡瓦9

1包括两个半圆不锈钢片,所述对开卡瓦9

1和环刀9的材质相同,所述对开卡瓦9

1的内径和环刀9的内径相同。
[0100]
本实施例中,所述第一前橡胶垫圈6

2、第一后橡胶垫圈6

4和第二橡胶垫圈5

1上均设置有多个针眼孔,设置针眼孔且肉眼无法看到,是为了在取土器下压的过程中气体可以穿过第一前橡胶垫圈6

2、第一后橡胶垫圈6

4和第二橡胶垫圈5

1,并从排气件3中排气孔3

3中排出,使得取土器贯入干旱地区湿溶陷性土层;另外,在取土器上提的过程中针眼孔收缩孔隙封闭。
[0101]
本实用新型具体使用时,采用钻机对干旱地区湿溶陷性土层进行钻进,形成钻孔;将连接杆1通过转换接手与冲击地锤连接,并将取土器下放至钻孔中;其中,取土器中切割筒11的底部和钻孔的底部接触,冲击地锤带动取土器贯入干旱地区湿溶陷性土层;然后提升冲击地锤,冲击地锤通过连接杆1带动排气吸附机构提升,直至排气吸附机构中的第一前
橡胶垫圈6

2紧密贴合排气件3的底面,以使排气吸附机构向上提升30mm;其中,在连接杆1带动排气吸附机构提升的过程中,平键2沿上键槽3

5滑移导向;操作冲击地锤继续提升,冲击地锤继续提升通过连接杆1带动整个取土器从钻孔中提出;然后操作推土器对超薄取土样筒10中环刀9、对开卡瓦9

1和土样整体向上移动,并通过削土刀在对开卡瓦处切割,得到环刀土样;
[0102]
本实施例中,所述钻孔的直径为130mm~150mm。
[0103]
本实施例中,设置排气吸附机构向上提升30mm,直至排气吸附机构中的第一前橡胶垫圈6

2紧密贴合排气件3的底面,排气吸附机构中的三层橡胶垫密封上升产生强有力的吸附力,由此保证下部超薄取土样筒10内的土样不脱落。
[0104]
综上所述,本实用新型设计合理,操作便捷,能直接得到环刀试样,避免对土样的二次扰动,提高取样效率和取样质量,从而确保后续力学指标试验的准确。
[0105]
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型作任何限制,凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
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