一种钻探取样设备

1.本发明属于样品提取技术领域，尤其涉及一种钻探取样设备。


背景技术：

2.土壤的分层采样，是进行地质分析的关键一环。要求既要钻入土层中足够的深度，又要避免各土壤层的样品被混合，影响分析结果的准确性。
3.目前钻孔取样装置，如中国专利cn114279746a、cn115356153b、cn218180336u以及cn212254655u等，都采用螺旋刀片进行钻探。螺旋刀片在旋进钻入到土壤层内采样的过程中，难免造成不同层的土壤出现扰动，进而造成不同层的样品出现一定程度的混合，影响分析结果的准确性。
4.综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。


技术实现要素：

5.针对上述缺陷，本发明通过钻筒的切割齿旋转切割土壤，同时钻筒的受力下压，逐步钻入土壤层中，土壤样品被整体压入钻筒中。采样过程中，各层土壤没有混合，为后续的检验工作提供了优质的样品
6.为了解决上述问题，本发明提供一种钻探取样设备，包括支撑台，设有用于钻采组件穿过的让位孔；
7.升降台，设置在支撑台的上方；所述支撑台上还固设用于驱动升降台升降的升降缸；
8.钻采组件，包括钻筒；所述钻筒为两端通透的中空结构，且朝下的端面上均匀设有多个切割齿；
9.转轴，转动穿设在升降台上，且穿出升降台下方的一端固接转盘；所述转轴还传动连接设置在升降台上的旋转驱动组件；所述转盘与钻采组件呈可拆卸连接。
10.根据本发明的钻探取样设备，所述旋转驱动组件包括固设在升降台上的旋转电机，所述旋转电机的主轴连接主动齿轮；所述主动齿轮啮合连接套接在转轴上的从动齿轮。
11.根据本发明的钻探取样设备，所述支撑台上还固设滑动穿接升降台的导向杆。
12.根据本发明的钻探取样设备，所述钻采组件包括钻筒以及多个依次连接的连接筒；其中位于最下端的连接筒连接钻筒，位于最上端的连接筒连接转盘；连接筒为两端通透的中空结构；
13.所述连接筒的内壁上均匀环设4-6个卡接板，且卡接板与连接筒的上端口的距离不超过15cm；所述卡接板的一端设有挡板；所述连接筒的下端口一体连接有插接筒；所述插接筒的外径小于连接筒的内径，且插接筒的外壁上均匀环设与卡接板数量相同的卡接块；卡接块与连接筒下端口的距离大于卡接板与连接筒上端口的距离；
14.所述钻筒的内壁上均匀环设多个卡接板；钻筒的卡接板的数量与连接筒的卡接板的数量相同；钻筒中的卡接板与钻筒上端口的距离等于连接筒中的卡接板与连接筒上端口
的距离；
15.所述转盘下端面上固设圆柱形的插接头，且插接头的直径与插接筒的直径相同；所述插接头的外壁上均匀环设数量与连接筒的卡接板相同的驱动块。
16.根据本发明的钻探取样设备，所述驱动块的底面上嵌设有滚珠。
17.根据本发明的钻探取样设备，所述钻筒及连接筒的外壁上设有多个与中心轴具有一定夹角的辅助割片；所述辅助割片的两端分别设有切割刃；所述钻筒及连接筒的卡接板与挡板的交接部位开设有卡接槽。
18.根据本发明的钻探取样设备，所述升降台的顶面与底面上分别设置一推力轴承；所述转轴从两推力轴承的中心穿过，且转轴上固定套接有两个分别位于升降台两侧的止挡环；两止挡环分别与对应一侧的推力轴承抵接配合。
19.综上，本发明通过钻筒的切割齿旋转切割土壤，同时钻筒的受力下压，逐步钻入土壤层中，土壤样品被整体压入钻筒中。采样过程中，各层土壤没有混合，为后续的检验工作提供了优质的样品。
附图说明
20.图1是本发明的结构示意图；
21.图2是本发明的钻筒的结构示意图；
22.图3是本发明的连接筒的结构示意图；
23.图4是图1中a区域的结构示意图；
24.图5是图1中b区域的结构示意图；
25.图6是图4中c-c向的结构示意图；
26.图7是图6中d向的结构示意图；
27.图8是图1中e区域的结构示意图；
28.图中：1-支撑台，11-升降缸，12-升降台，13-转盘，131-插接头，132-驱动块，133-滚珠；14-转轴，141-止挡环；15-旋转电机，151-主动齿轮，152-从动齿轮；16-推力轴承，17-导向杆；2-钻筒，21-切割齿，22-辅助割片，221-切割刃；3-连接筒，31-卡接板，311-挡板，312-卡接槽；32-插接筒，33-卡接块。
具体实施方式
29.参见图1，本发明提供了一种钻探取样设备，包括
30.支撑台1，设有用于钻采组件穿过的让位孔；
31.升降台12，设置在支撑台1的上方；所述支撑台1上还固设用于驱动升降台12升降的升降缸11；
32.更好的，所述支撑台1上还固设滑动穿接升降台12的导向杆17；使升降台12能够平稳的实现升降动作。
33.钻采组件，包括钻筒2；结合图2，所述钻筒2为两端通透的中空结构，且朝下的端面上均匀设有多个切割齿21；
34.转轴14，转动穿设在升降台12上，且穿出升降台12下方的一端固接用于驱动钻采组件转动的转盘13；所述转轴14还传动连接设置在升降台12上的旋转驱动组件；所述转盘
13与钻采组件呈可拆卸连接；
35.本发明的支撑台1可以搭载在转运车上或者专业的采样车上，运送至采样地点。
36.支撑台1的下方设有支撑脚，将支撑台1固定在采样区域的地面上。升降缸11优选为液压缸，其收缩带动升降台12下降，转盘13抵接钻筒2的上端面，并对其产生下压力。在下压的同时，旋转驱动组件带动转轴14转动，并最终带动钻筒2转动。
37.钻筒2的切割齿21旋转切割土壤，并随着钻筒2的受力下压，逐步钻入土壤层中，土壤样品被整体压入钻筒2中。由于土壤样品被整体压入钻筒2中，各层土壤没有混合，为后续的检验工作提供了优质的样品。
38.作为一种实施方式，本发明的旋转驱动组件包括固设在升降台12上的旋转电机15，所述旋转电机15的主轴连接主动齿轮151；所述主动齿轮151啮合连接套接在转轴14上的从动齿轮152。
39.本发明可以根据所采土样的深度设置钻筒2的长度，同时匹配行程适当的升降缸11。作为一种优选方案，本发明的升降缸11的缸体可以固定在支撑台1的底面上，伸缩杆活动穿过支撑台1连接升降台12；可以增大钻筒2的有效采样长度。
40.为增大钻孔采样的深度，同时避免使用长度较大的钻筒2以及匹配长行程的升降缸11。作为一种实施例，本发明的钻采组件包括钻筒2以及多个依次连接的连接筒3；其中位于最下端的连接筒3连接钻筒2，位于最上端的连接筒3连接转盘13；连接筒3为两端通透的中空结构；
41.参见图3和图7，所述连接筒3的内壁上均匀环设4-6个卡接板31，且卡接板31与连接筒3上端口的距离不超过15cm；所述卡接板31的一端设有挡板311；所述连接筒3的下端口一体连接有插接筒32；所述插接筒32的外径小于连接筒3的内径，且插接筒32的外壁上均匀环设与卡接板31数量相同的卡接块33；卡接块33与连接筒3下端口的距离大于卡接板31与连接筒3上端口的距离；
42.结合图4，所述钻筒2的内壁上均匀环设多个卡接板31；钻筒2的卡接板31的数量与连接筒3的卡接板31的数量相同；
43.钻筒2中的卡接板31与钻筒2上端口的距离等于连接筒3中的卡接板31与连接筒3上端口的距离；便于同连接筒3连接。
44.钻采组件组装连接方式：操作者将连接筒3的插接筒32插入到钻筒2的上端口中；插接筒32的卡接块33预先与钻筒2的卡接板31错位设置。待插接筒32完全进入到钻筒2后，转动连接筒3，其卡接块33进入卡接板31的下方并与挡板311抵接，完成连接筒3与钻筒2的连接。
45.之后随着连接筒3的转动带动钻筒2转动。在后续的钻孔作业过程中，可按照该组装方式，依次完成各个连接筒3的连接。
46.参见图5，所述转盘13下端面上固设圆柱形的插接头131，且插接头131的直径与插接筒32的直径相同；所述插接头131的外壁上均匀环设数量与连接筒3的卡接板31相同的驱动块132；
47.转盘13与连接筒3连接时，升降台12缓慢下降使转盘13靠近连接筒3，直至插接头131进入连接筒3中。轻微转动转盘13使驱动块132与连接筒3的卡接板31错位，之后升降台12继续下降，直至转盘13与连接筒3的上端口接触。之后，转盘13转动，驱动块132进入卡接
板31的下方并与挡板311抵接，完成转盘13与连接筒3的连接。
48.在转盘13与连接筒3的对接过程中，难免出现驱动块132与卡接板31的顶面接触的现象。由于升降台12带动转盘13下降，下压力较大，产生的滑动摩擦力较大，可能会阻碍转盘13的转动调整。
49.更好的，所述驱动块132的底面上嵌设有滚珠133。当出现驱动块132与卡接板31的顶面接触的情况时，以滚动摩擦替代滑动摩擦，降低阻力。
50.转盘13的插接头131与位于最上方的连接筒3连接，并通过转盘13的转动驱动钻采组件整体转动。
51.转盘13反向转动微小的角度，使驱动块132与卡接板31脱离，之后升降台12升起，即可完成转盘13与连接筒3的分离。
52.可以采用前述方式，实现转盘13与钻筒2连接或分离。
53.本发明的钻筒2和连接筒3的长度相同，可以设定为1-1.5米。升降缸11的最大行程只需超出该长度数值一定范围即可，如超出20-50cm。无需选用大行程的升降缸11。
54.钻孔取样作业时：
55.转盘13先与钻筒2连接，然后升降台12下降，将钻筒2旋转压入土壤；
56.之后，转盘13与钻筒2脱离，升降台12升起，将第一根连接筒3与钻筒2连接；之后，升降台12下降，完成转盘13与第一根连接筒3的连接；
57.之后，升降台12再次下压，将该第一根连接筒3旋转压入土壤；
58.之后，转盘13与该连接筒3脱离，升降台12升起，再将第二根连接筒3以第一根连接筒3连接；之后，升降台12下降，完成转盘13与第二根连接筒3的连接；
59.之后重复前述动作，依次安装后续的连接筒3，直至达到预定的采样深度。
60.采样完毕后，再将钻采组件提起，每次拆下一根连接筒3，直至将所有连接筒3和钻筒2回收。回收拆卸时，可在连接筒3上做上标号，以便后续的分析测试工作。
61.提升时，通过卡接块33与卡接板31的配合实现钻采组件的整体提升回收。
62.回收时，升降台12上升，直至将最末一根连接筒3提出地面。
63.之后旋转电机15反向转动一定的角度，转盘13的驱动块132从卡接板31的下方脱离，并抵接在下一相邻的卡接板31的挡板311的外壁上。
64.之后旋转电机15继续反向转动，使该连接筒3的卡接块33与其下方相连接的连接筒3的卡接板31脱离；下方的连接筒3此时插在土壤中，受土壤与筒壁的摩擦力，可保持不动。
65.之后，升降台12上升，转盘13与最末一根连接筒3脱离，然后取下该连接筒3；
66.之后，升降台12下降，转盘13与下一根连接筒3重新连接。连接后，旋转电机15可先正向转动，避免该连接筒3与其下方的连接筒3脱扣。
67.之后，重复前述动作，直至将所有的连接筒3及钻筒2回收。
68.本发明的钻采组件通过钻筒2与连接筒3的可拆卸连接，实现大深度的钻探取样。无需配备大行程的升降缸11，减小了设备的整体体积，使其便于转运，灵活度高。同时也大大降低了制造成本。
69.参见图2，作为一种实施例，所述钻筒2及连接筒3的外壁上设有多个与中心轴具有一定夹角的辅助割片22；所述辅助割片22的两端分别设有切割刃221；
70.辅助割片22与中心轴的夹角优选为45
°
。钻孔时，随筒体的旋转，辅助割片22各入土壤层的侧壁中，使筒体的钻入姿态更平稳。同时抵消钻孔时产生的反作用力，钻孔过程中，支撑台1不产生晃动。
71.更好的，结合图6，所述卡接板31与挡板311的交接部位开设有卡接槽312；
72.提升回收时，升降台12先提起微小的距离，使各卡接块33和驱动块132进入到对应卡接槽312中。之后旋转电机15反向转动，同时升降台12上升，带动钻采组件的各筒体上升。
73.拆卸时，升降台12先下降微小的距离，使卡接块33和驱动块132离开卡接槽312；之后再重复前述的拆卸动作，完成各连接筒3的拆卸回收。
74.本发明的钻筒2和连接筒3均可采用不锈钢制作，强度高。更好的，可以将钻筒2和连接筒3均制作成两个半圆柱形的部件，之后再拼接成完整的筒体。采样后便于将其打开，取出样品。两个半圆柱形的部件的贴合面可以采用磁吸的方式连接。
75.参见图8，作为一种实施例，本发明的升降台12的顶面与底面上分别设置一推力轴承16；所述转轴14从两推力轴承16的中心穿过，且转轴14上固定套接有两个分别位于升降台12两侧的止挡环141；两止挡环141分别与对应一侧的推力轴承16抵接配合；
76.在升降台12下降或上升的过程中，通过止挡环141与推力轴承16的配合，承担纵向的载荷，提高负载能力。
77.综上所述，本发明提供了一种钻探取样设备，通过钻筒的切割齿旋转切割土壤，同时钻筒的受力下压，逐步钻入土壤层中，土壤样品被整体压入钻筒中。采样过程中，各层土壤没有混合，为后续的检验工作提供了优质的样品。
78.当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种钻探取样设备，其特征在于，包括支撑台，设有用于钻采组件穿过的让位孔；升降台，设置在支撑台的上方；所述支撑台上还固设用于驱动升降台升降的升降缸；钻采组件，包括钻筒；所述钻筒为两端通透的中空结构，且朝下的端面上均匀设有多个切割齿；转轴，转动穿设在升降台上，且穿出升降台下方的一端固接转盘；所述转轴还传动连接设置在升降台上的旋转驱动组件；所述转盘与钻采组件呈可拆卸连接。2.如权利要求1所述的钻探取样设备，其特征在于，所述旋转驱动组件包括固设在升降台上的旋转电机，所述旋转电机的主轴连接主动齿轮；所述主动齿轮啮合连接套接在转轴上的从动齿轮。3.如权利要求1所述的钻探取样设备，其特征在于，所述支撑台上还固设滑动穿接升降台的导向杆。4.如权利要求1～3任意一项所述的钻探取样设备，其特征在于，所述钻采组件包括钻筒以及多个依次连接的连接筒；其中位于最下端的连接筒连接钻筒，位于最上端的连接筒连接转盘；连接筒为两端通透的中空结构；所述连接筒的内壁上均匀环设4-6个卡接板，且卡接板与连接筒的上端口的距离不超过15cm；所述卡接板的一端设有挡板；所述连接筒的下端口一体连接有插接筒；所述插接筒的外径小于连接筒的内径，且插接筒的外壁上均匀环设与卡接板数量相同的卡接块；卡接块与连接筒下端口的距离大于卡接板与连接筒上端口的距离；所述钻筒的内壁上均匀环设多个卡接板；钻筒的卡接板的数量与连接筒的卡接板的数量相同；钻筒中的卡接板与钻筒上端口的距离等于连接筒中的卡接板与连接筒上端口的距离；所述转盘下端面上固设圆柱形的插接头，且插接头的直径与插接筒的直径相同；所述插接头的外壁上均匀环设数量与连接筒的卡接板相同的驱动块。5.如权利要求4所述的钻探取样设备，其特征在于，所述驱动块的底面上嵌设有滚珠。6.如权利要求4所述的钻探取样设备，其特征在于，所述钻筒及连接筒的外壁上设有多个与中心轴具有一定夹角的辅助割片；所述辅助割片的两端分别设有切割刃；所述钻筒及连接筒的卡接板与挡板的交接部位开设有卡接槽。7.如权利要求6所述的钻探取样设备，其特征在于，所述升降台的顶面与底面上分别设置一推力轴承；所述转轴从两推力轴承的中心穿过，且转轴上固定套接有两个分别位于升降台两侧的止挡环；两止挡环分别与对应一侧的推力轴承抵接配合。

技术总结
本发明涉及样品提取技术领域，提供了一种钻探取样设备，包括支撑台，设有用于钻采组件穿过的让位孔；升降台，设置在支撑台的上方；所述支撑台上还固设用于驱动升降台升降的升降缸；钻采组件，包括钻筒；所述钻筒为两端通透的中空结构，且朝下的端面上均匀设有多个切割齿；转轴，转动穿设在升降台上，且穿出升降台下方的一端固接转盘；所述转轴还传动连接设置在升降台上的旋转驱动组件；所述转盘与钻采组件呈可拆卸连接。借此，本发明通过钻筒的切割齿旋转切割土壤，同时钻筒的受力下压，逐步钻入土壤层中，土壤样品被整体压入钻筒中。采样过程中，各层土壤没有混合，为后续的检验工作提供了优质的样品。供了优质的样品。供了优质的样品。


技术研发人员：徐月慧 姜斌 周伟华
受保护的技术使用者：山东科技职业学院
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/9/20