土壤修复用土壤取样器制造技术

本发明专利技术公开一种土壤修复用土壤取样器，属于土壤取样技术领域，本发明专利技术的土壤取样器包括：架体，升降组件，包括与水平面垂直设置在架体上的蜗杆，架体上安装有与蜗杆配合的第一套筒和用于驱动蜗杆上下移动的涡轮，取样组件，与水平面垂直设置，取样组件由升降组件驱动做旋转运动并上下升降对土体取样，取样组件包括取样圆筒，取样圆筒内部设柱状中空的取样腔，取样腔内壁环绕布设有记忆合金丝，记忆合金丝呈直线状且平行于取样圆筒的中心轴线，记忆合金丝受热可形变呈锯齿状。本发明专利技术通过机械控制土壤取样，有效提高取样效率，取得的土样接近天然结构的原状土样，并且土样抽离过程中有效防止土样脱离情况发生。

Soil sampler for soil restoration

The invention discloses a soil sampler for soil restoration, which belongs to the technical field of soil sampling. The soil sampler of the invention comprises a frame body, a lifting assembly, a worm which is arranged vertically on the frame body with a horizontal plane, a first sleeve which is matched with the worm and a turbine which is used to drive the worm to move up and down, a sampling assembly which is arranged vertically with the horizontal plane, and a sampling assembly Driven by the lifting assembly, the rotating movement is carried out and the soil samples are taken up and down. The sampling assembly includes a sampling cylinder. The sampling cylinder is provided with a cylindrical and hollow sampling chamber. The inner wall of the sampling chamber is surrounded by memory alloy wires. The memory alloy wires are in a straight line and parallel to the central axis of the sampling cylinder. The memory alloy wires can be deformed in a zigzag shape when heated. The invention effectively improves the sampling efficiency by controlling the soil sampling by machinery, the obtained soil sample is close to the undisturbed soil sample of natural structure, and the soil sample separation is effectively prevented in the process of soil sample extraction.

【技术实现步骤摘要】
土壤修复用土壤取样器
本专利技术属于土壤区取样
，具体涉及一种土壤修复用土壤取样器。
技术介绍
土壤石油污染不仅破坏土壤，而且污染水体和空气，其污染物能通过各种途径危害人类健康。石油污染场地作为目前非常严重的环境问题，精确界定其场地土壤污染物的边界和受污染的土方量对后续的风险评估、修复治理等工作具有重要作用，在精确界定其场地土壤污染物的边界和受污染的土方量的过程中通常需通过对土壤取样进行检测。目前对土壤取样时，普遍采用手动取样，这种取样方式有如下缺点：取样效率低下，取样过程中土样原结构破坏大；由于土壤受石油污染后，土壤流动性比一般土壤要强一些，当土样取样完成后抽离过程中，可能会由于土壤与取样器摩擦力不够，而发生土样脱离的情况，手动取样方式不适合用于石油污染区域的土壤取样工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种土壤修复用土壤取样器，通过机械控制土壤取样过程，有效提高取样效率，取得的土样接近天然结构的原状土样，并且土样抽离过程中防止土样脱离情况发生。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：土壤修复用土壤取样器，包括：架体，升降组件，包括与水平面垂直设置在架体上的蜗杆，架体上安装有与蜗杆配合的第一套筒和用于驱动蜗杆上下移动的涡轮，取样组件，与水平面垂直设置，取样组件由升降组件驱动做旋转运动并上下升降对土体取样，其中，取样组件包括取样圆筒，取样圆筒内部设柱状中空的取样腔，取样腔内壁环绕布设有记忆合金丝，记忆合金丝呈直线状且平行于取样圆筒的中心轴线，记忆合金丝受热可形变呈锯齿状。第一套筒内壁具有与蜗杆配合的螺纹。涡轮由安装在架体上的电机驱动。本专利技术通过利用涡轮驱动蜗杆在架体上下移动，架体上安装有与蜗杆齿形对应的第一套筒实现蜗杆在架体上下移动，并通过可上下移动并旋转的蜗杆与取样组件的连接来实现取样组件的升降及旋转运动，采用此方式替代以人工下压力或者其他人工方式对土体的取样，相比较于人工取样时用力不均匀导致土样周围压力变化大，土样原结构破坏必然增大的情况，本专利技术利用蜗杆驱动取样组件以旋转状态上下升降对土体取样可保证向下钻取土体用力及速度的均匀，使取样时土中周围压力变化均匀，避免土样遭受扰动和破坏，取得接近天然结构的原状土样，并进一步通过在取样圆筒内空腔内壁设置记忆合金丝的方式来增加取样圆筒内的土样与取样圆筒内腔的摩擦力并降低土样流动性，在取样中记忆合金丝与取样圆筒内的土样具有一定的摩擦接触可导致记忆合金丝产生形变呈锯齿状来填充所获取的土样的各土层之间的裂缝，并降低土壤颗粒流动性，而记忆合金丝采用热弹性马氏体相变原理制成，具有初始形状的记忆合金丝在加热到相变点以上，就可产生形变，当其降温后又恢复初始形状。具体的，蜗杆底端连接有同轴的装配体，取样圆筒端部具有与装配体插接的装配槽孔。取样圆筒外壁螺旋环绕设置有螺旋翼。通过装配体作为连接件实现将取样圆筒与蜗杆之间的连接，使蜗杆的旋转力通过装配体传递给取样圆筒实现取样圆筒旋转，以实现带动取样圆筒底部的刀体旋转来对土体钻取，通过在取样圆筒外壁螺旋环绕设置螺旋翼便于取样圆筒在向下掘进的过程中利用螺旋翼引导取样圆筒外壁土体向上移动并使其松动，降低取样圆筒外部受压对取样圆筒内部土样的影响，并且利用涡轮蜗杆配合通过蜗杆的升降来驱动取样圆筒的升降，控制取样圆筒钻取深度，便于获取数据来精确界定其场地土壤污染物的边界和受污染的土方量。具体的，蜗杆中部贯通，蜗杆上端连接有电加热器，电加热器通过设于蜗杆贯通孔内的导热丝与装配体连接，记忆合金丝延伸至装配槽孔的槽壁上。装配槽孔为齿形槽孔，具有齿槽，记忆合金丝延伸至齿槽内。通过加热方式可控制记忆合金丝产生的形变量，在取样完成后抽离过程中，为避免取样获得的土样在抽离过程中应其流动性及与取样圆筒内壁的摩擦性稳定导致土样脱离至数据不精准的情况出现，在抽离前通过电加器通过导热丝将热量传导至装配体上，并设置记忆合金丝延伸至装配槽孔的槽壁上使其与加热状态的装配体接触传导热量，增大记忆合金丝形变量对取样圆筒内的土样加固并降低其土壤颗粒流动量，确保取得接近天然结构的原状土样，而通过对装配体的加热还可有效提升装配体与取样圆筒的连接紧密性，防止取样圆筒在旋转或升降过程中松动，通过设置装配槽孔为齿形槽孔，具有齿槽，利用齿形配合的方式来实现蜗杆旋转带动装配体旋转，并利用齿形齿面驱动取样圆筒旋转，实现力传递。具体的，装配体和装配槽孔的截面均为形状对应的齿形，便于力的传递，实现装配体将蜗杆的旋转力传递给取样圆筒，装配体和装配槽孔之间还设有用于填充装配体和装配槽孔之间间隙的装配套，防止取样过程中取样圆筒产生松动，取样圆筒旋转时的圆跳动公差值增大导致其内部的土样结构产生破坏，装配套和装配体均为金属，且为导热金属，例如铜、铁等，便于热量传导提高记忆合金丝的形变量以及受热形变速度。具体的，取样圆筒底部连接有同轴的钻套，钻套内孔直径与取样腔内孔直径相同，钻套侧面设有螺旋设置的导向条，钻套底面设有环绕于钻套轴心设置的刀体。利用钻取方式使取样圆筒向土层底部方向钻取所需土样，所选用的刀体的刀口采用平变形或V字形，利用该两种形态的刀口在钻取过程中稳定性高的特点来保证钻取获得的土样结构完整性，所用刀体选用三把切削刀具，以120°的间隔分布，用于保证切削载荷以及避免刀具热量升高影响钻进效率，通过在钻套侧面设置导向条实现刀体在对土体钻取过程中使产生的土屑向上沿导向条方向移动，避免钻进过程中产生的土屑粘附在刀体上导致钻取工作停止。具体的，取样圆筒上套接有第二套筒，第二套筒通过支撑组件与架体连接。第二套筒具有与取样圆筒外壁螺旋翼配合的螺纹，利用第二套筒与取样套筒的配合连接使取样套筒在旋转过程中产生的圆跳动值降低，保证其内部获取的土样完整性，相比较于现有常用的洛阳铲或其他土样钻取工具来说，有效解决钻取工具长度过大时产生的圆跳动值过大，钻取工具产生抖动量增大至所钻取的土样完整性遭到破坏的问题。具体的，支撑组件包括与第二套筒侧壁连接的移动杆和与架体连接的固定杆，移动杆与固定杆插接，移动杆底端具有限位环，固定杆内部具有限制限位环移动距离的限位通槽，固定杆还具有用于实现移动杆在固定杆内移动的滑移通槽。通过插接的方式连接移动杆和固定杆使移动杆可具有一定的移动范围，用于对取样圆筒圆跳动值过大产生抖动时吸振并降低圆跳动值的扩大，同时为保证支撑组件对第二套筒的支撑使其固定于一定范围内并保持与取样圆筒同轴心，通过设定限位环和限位通槽的方式来实现，滑移通槽的设置便于实现移动杆相对固定杆之间的移动，也便于流体在其内部的流动来吸收第二套筒方向所传递的振动能量。具体的，移动杆内部中空，移动杆侧面连接有用于填充其侧面与滑移通槽间隙的密封圈，密封圈至限位环部分移动杆内部中空且放置有流动液体，中空部分的移动杆侧面开设第一通孔。取样圆筒外壁螺旋翼即螺旋环绕设置于取样圆筒外壁的矩形螺纹。移动杆中空部分所放置的流动液体为油类流体，取样圆筒旋转圆跳动值扩大时，支撑组件通过第二套筒对取样圆筒进行支撑并通过移动杆相对固定杆之间的移动使移动杆内部的流体在限位通槽和滑移通槽内流动，利用流动的油类消耗取样圆筒抖动所传递到支撑组件的振动能量，减小结构的振动反应，实现将取样圆筒旋转过程中产生的圆跳动值控制在一定范围内，保证取样圆筒内部的土样结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.土壤修复用土壤取样器，包括：架体，升降组件，包括垂直设置在架体上的蜗杆，所述架体上安装有与蜗杆配合的第一套筒和用于驱动蜗杆上下移动的涡轮，取样组件，与水平面垂直设置，所述取样组件由升降组件驱动做旋转运动并上下升降对土体取样，其中，所述取样组件包括取样圆筒，所述取样圆筒内部设柱状中空的取样腔，所述取样腔内壁环绕布设有记忆合金丝，所述记忆合金丝呈直线状且平行于取样圆筒的中心轴线，所述记忆合金丝受热可形变呈锯齿状。

【技术特征摘要】
1.土壤修复用土壤取样器，包括：架体，升降组件，包括垂直设置在架体上的蜗杆，所述架体上安装有与蜗杆配合的第一套筒和用于驱动蜗杆上下移动的涡轮，取样组件，与水平面垂直设置，所述取样组件由升降组件驱动做旋转运动并上下升降对土体取样，其中，所述取样组件包括取样圆筒，所述取样圆筒内部设柱状中空的取样腔，所述取样腔内壁环绕布设有记忆合金丝，所述记忆合金丝呈直线状且平行于取样圆筒的中心轴线，所述记忆合金丝受热可形变呈锯齿状。2.根据权利要求1所述的土壤修复用土壤取样器，其特征在于：所述蜗杆底端连接有同轴的装配体，所述取样圆筒端部具有与装配体插接的装配槽孔。3.根据权利要求2所述的土壤修复用土壤取样器，其特征在于：所述蜗杆中部贯通，所述蜗杆上端连接有电加热器，所述电加热器通过设于蜗杆贯通孔内的导热丝与装配体连接，所述记忆合金丝延伸至装配槽孔的槽壁上。4.根据权利要求2所述的土壤修复用土壤取样器，其特征在于：所述装配体和装配槽孔的截面均为形状对应的齿形，所述装配体和装配槽孔之间还设有用于填充装配体和装配槽孔之间间隙的装配套。5.根据权利要求2所述的土壤修复用土壤取样器，其特征在于：所述取样圆筒底部连接有同轴的钻套...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘玉英，俞晔伟，杨金生，童奕涵，张茜，田丽娜，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33