一种新型便携式室内试验原状黄土取样设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种新型便携式室内试验原状黄土取样设备及方法，属于地质勘探技术领域，包括导向装置，所述导向装置内螺纹连接有扩大钻齿空心螺旋钻头，所述扩大钻齿空心螺旋钻头的顶端设置有驱动系统。本发明专利技术中，当黄土试样取样结束后，棘轮件处于静止状态，在第一支撑弹簧复位弹力的作用下，覆膜件通过缓冲槽在第二滑行连接座的表面滑动，因而覆膜件将会沿着钻头筒身的内壁旋转一周，由于覆膜件在转动的过程中贴附在黄土试样的表面，进而能够将覆膜件内部收卷的薄膜包裹在黄土试样的表面上，因而能够进一步提高成样概率，取样完成后能够直接进行取样盒打包、运输，保证试样含水状态基本无变化。状态基本无变化。状态基本无变化。

【技术实现步骤摘要】
一种新型便携式室内试验原状黄土取样设备及方法


[0001]本专利技术属于地质勘探
，尤其涉及一种新型便携式室内试验原状黄土取样设备及方法。

技术介绍

[0002]我国黄土地区面积约有63.5万平方公里，新建的铁路、公路、机场、房建等工程不可避免的会遇到黄土地基、黄土边坡等工程问题，而黄土类型多、性质差异大，同时原状黄土与重塑黄土性质差异大，严重影响设计标准和设计参数。如何改变普通人工取样及现有取样设备取样速度慢，对原状黄土扰动大，成样概率低等问题。
[0003]基于此，本专利技术设计了一种新型便携式室内试验原状黄土取样设备及方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：为了解决黄土类型多、性质差异大，同时原状黄土与重塑黄土性质差异大，严重影响设计标准和设计参数。如何改变普通人工取样及现有取样设备取样速度慢，对原状黄土扰动大，成样概率低等问题，而提出的一种新型便携式室内试验原状黄土取样设备及方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种新型便携式室内试验原状黄土取样设备，包括导向装置，所述导向装置内螺纹连接有扩大钻齿空心螺旋钻头，所述扩大钻齿空心螺旋钻头的顶端设置有驱动系统，所述扩大钻齿空心螺旋钻头内部对应供气系统的位置处还设置有覆膜组件；
[0007]所述导向装置包括导向筒；
[0008]所述扩大钻齿空心螺旋钻头包括钻头筒身，所述钻头筒身螺纹连接在导向筒的内部，所述钻头筒身的顶端焊接有锥形中间件，所述锥形中间件的顶部固定连接有联结头，所述联结头的顶端及侧端面上卡接有同一根引流管道，所述引流管道的底端沿着锥形中间件的切面接入，并且锥形中间件内部对应引流管道端口的位置处还设置有外侧转接套，所述外侧转接套的内侧壁上固定连接有若干个呈环形阵列设置的第一涡轮叶片，所述联结头的侧端面上还卡接有排污管道，并且驱动系统上对应联结头的位置处还设置有具有输气功能的供气系统。
[0009]作为上述技术方案的进一步描述：
[0010]所述导向装置还包括固定框架结构，所述固定框架结构的内侧嵌设有外置转接套，所述外置转接套的中上部及中下部均与固定框架结构采用杆件联结，并且外置转接套内侧壁上对应其中一个杆件的位置处开设有滑行连接口，所述滑行连接口内滑动连接有锁止座，所述锁止座的外弧面上转动连接有紧锁螺栓，所述紧锁螺栓的表面螺纹连接有螺纹连接筒内，所述螺纹连接筒卡接在固定框架结构与杆件相对一面所开设的卡接口内。
[0011]作为上述技术方案的进一步描述：
[0012]所述固定框架结构下部的两侧均焊接有脚踏板，所述固定框架结构与外置转接套之间焊接横向位置设置全封闭式防护挡板，并且固定框架结构内侧临近脚踏板的位置处也焊接有防护挡板，所述固定框架结构的尺寸长*宽*高为30cm*30cm*10cm，所述固定框架结构采用截面为1cm*1cm的空心不锈钢材焊接而成。
[0013]作为上述技术方案的进一步描述：
[0014]所述导向装置还包括内置关节轴，所述内置关节轴滚动连接在外置转接套内，并且内置关节轴的外球面与锁止座的内弧面连接，所述内置关节轴的底部固定连接有配重件，并且导向筒卡接在配重件和内置关节轴上，所述导向筒的竖向高度为15cm。
[0015]作为上述技术方案的进一步描述：
[0016]所述钻头筒身的底端固定连接有扩大钻齿，所述扩大钻齿包括由内而外依次设置的内齿、中齿和外齿，所述外齿、中齿和内齿的顶部均焊接在钻头筒身的底部，所述外齿和中齿俯视的截面形状为矩形，所述内齿正视的截面形状为梯形，所述内齿、中齿和外齿开齿深度均为2mm。
[0017]作为上述技术方案的进一步描述：
[0018]所述驱动系统包括主电机，所述主电机设置在外壳的内部，所述外壳的底端转动连接有旋转主轴，所述旋转主轴的一端与主电机的输出轴固定连接，所述旋转主轴的另一端螺纹连接在联结头上。
[0019]作为上述技术方案的进一步描述：
[0020]所述主电机机身的表面通过螺栓分别装配有主把手、副把手和肩托，并且肩托、副把手和主把手均卡接在外壳上，所述外壳上还设置有用于对主电机起转速及转向调节作用的旋转转向调节口。
[0021]作为上述技术方案的进一步描述：
[0022]所述供气系统包括供气通道，所述供气通道转动连接在旋转主轴的表面，并且供气通道的内侧壁上开设有环形供气槽，并且旋转主轴表面对应环形供气槽的位置处还开设有桥式通气口，并且旋转主轴的表面还卡接有快速插接接口。
[0023]作为上述技术方案的进一步描述：
[0024]所述覆膜组件包括棘轮件，所述棘轮件嵌入式转动连接在钻头筒身的内侧壁上，所述棘轮件的内侧壁上固定连接有多个呈环形阵列设置的第二涡轮叶片，所述棘轮件的外弧面上开设有转接槽，所述转接槽内滑动连接有固定式支座，并且转接槽内对应固定式支座的位置处嵌入式连接有第一支撑弹簧，并且转接槽内对应第一支撑弹簧的位置处还固定连接有第一滑行连接座，所述第一滑行连接座与固定式支座之间通过第一支撑弹簧固定连接，所述转接槽内侧的底部开设有桥式口，所述桥式口内滑动连接有桥式架，桥式架的顶部固定连接在固定式支座的底部，所述桥式架的底部固定连接有第二滑行连接座，所述第二滑行连接座滑动连接在覆膜件顶部所开设的缓冲槽内，所述缓冲槽内侧的端面通过第二支撑弹簧与第二滑行连接座相近的一面固定连接，所述覆膜件嵌入式连接在钻头筒身内侧壁上所开设的扩充槽内。
[0025]一种新型便携式室内试验原状黄土取样方法，所述取样方法包括：
[0026]S1：将固定框架结构摆放在待取样位点处，使用六棱柱扳手扭动紧锁螺栓在螺纹连接筒内转动，在扭力以及螺纹咬合力的共同作用效果下，紧锁螺栓将会在螺纹连接筒内
发生位移，且在此过程中，紧锁螺栓还会带动锁止座在滑行连接口内向远离内置关节轴的方向滑动，随着作用在内置关节轴上的限制条件被解除后，因内置关节轴的底部装配有起配重作用的配重件，因而此时的内置关节轴将会因受重力作用而自发性在外置转接套内滚动，待内置关节轴停止滚动行为后，再次操作六棱柱扳手扭动紧锁螺栓推送锁止座向内置关节轴的方向移动，在锁止座的锁止效果下能够保证内置关节轴在外置转接套内的稳定性，使得钻头筒身的进给方向为竖直向下，因而能够在一定程度上提高钻头筒身取样的精度；
[0027]S2：进行取样时，利用螺纹连接关系将钻头筒身旋接入导向筒的内部，工作人员一手操作主把手，另一只手操作副把手，肩部承托肩托，控制主电机运转，主电机在运行的过程中其输出轴将会通过旋转主轴将扭力传输至联结头上，并由联结头利用锥形中间件将扭力作用在钻头筒身上，钻头筒身在导向筒内快速转动的过程中，在扭力以及螺纹咬合力的共同作用效果下，钻头筒身向下进行黄土取样工作；
[0028]S3：钻头筒身在进行黄土取样的过程中，启动与快速插接接口相连的空压机或其他供气系统运转并持续向供气通道内通入高压气流，供气通道内的高压气流通过桥式通气口进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型便携式室内试验原状黄土取样设备，包括导向装置(1)，所述导向装置(1)内螺纹连接有扩大钻齿空心螺旋钻头(2)，所述扩大钻齿空心螺旋钻头(2)的顶端设置有驱动系统(3)，所述扩大钻齿空心螺旋钻头(2)内部对应供气系统(4)的位置处还设置有覆膜组件(5)，其特征在于：所述导向装置(1)包括导向筒(102)；所述扩大钻齿空心螺旋钻头(2)包括钻头筒身(202)，所述钻头筒身(202)螺纹连接在导向筒(102)的内部，所述钻头筒身(202)的顶端焊接有锥形中间件(204)，所述锥形中间件(204)的顶部固定连接有联结头(203)，所述联结头(203)的顶端及侧端面上卡接有同一根引流管道(205)，所述引流管道(205)的底端沿着锥形中间件(204)的切面接入，并且锥形中间件(204)内部对应引流管道(205)端口的位置处还设置有外侧转接套(207)，所述外侧转接套(207)的内侧壁上固定连接有若干个呈环形阵列设置的第一涡轮叶片(208)，所述联结头(203)的侧端面上还卡接有排污管道(206)，并且驱动系统(3)上对应联结头(203)的位置处还设置有具有输气功能的供气系统(4)。2.根据权利要求1所述的一种新型便携式室内试验原状黄土取样设备，其特征在于，所述导向装置(1)还包括固定框架结构(101)，所述固定框架结构(101)的内侧嵌设有外置转接套(106)，所述外置转接套(106)的中上部及中下部均与固定框架结构(101)采用杆件(105)联结，并且外置转接套(106)内侧壁上对应其中一个杆件(105)的位置处开设有滑行连接口(111)，所述滑行连接口(111)内滑动连接有锁止座(110)，所述锁止座(110)的外弧面上转动连接有紧锁螺栓(109)，所述紧锁螺栓(109)的表面螺纹连接有螺纹连接筒(108)内，所述螺纹连接筒(108)卡接在固定框架结构(101)与杆件(105)相对一面所开设的卡接口内。3.根据权利要求2所述的一种新型便携式室内试验原状黄土取样设备，其特征在于，所述固定框架结构(101)下部的两侧均焊接有脚踏板(103)，所述固定框架结构(101)与外置转接套(106)之间焊接横向位置设置全封闭式防护挡板(104)，并且固定框架结构(101)内侧临近脚踏板(103)的位置处也焊接有防护挡板(104)。4.根据权利要求1所述的一种新型便携式室内试验原状黄土取样设备，其特征在于，所述导向装置(1)还包括内置关节轴(107)，所述内置关节轴(107)滚动连接在外置转接套(106)内，并且内置关节轴(107)的外球面与锁止座(110)的内弧面连接，所述内置关节轴(107)的底部固定连接有配重件(112)，并且导向筒(102)卡接在配重件(112)和内置关节轴(107)上。5.根据权利要求4所述的一种新型便携式室内试验原状黄土取样设备，其特征在于，所述钻头筒身(202)的底端固定连接有扩大钻齿(201)，所述扩大钻齿(201)包括由内而外依次设置的内齿(2011)、中齿(2012)和外齿(2013)，所述外齿(2013)、中齿(2012)和内齿(2011)的顶部均焊接在钻头筒身(202)的底部，所述外齿(2013)和中齿(2012)俯视的截面形状为矩形，所述内齿(2011)正视的截面形状为梯形。6.根据权利要求1所述的一种新型便携式室内试验原状黄土取样设备，其特征在于，所述驱动系统(3)包括主电机(301)，所述主电机(301)设置在外壳(302)的内部，所述外壳(302)的底端转动连接有旋转主轴(304)，所述旋转主轴(304)的一端与主电机(301)的输出轴固定连接，所述旋转主轴(304)的另一端螺纹连接在联结头(203)上。
7.根据权利要求6所述的一种新型便携式室内试验原状黄土取样设备，其特征在于，所述主电机(301)机身的表面通过螺栓分别装配有主把手(305)、副把手(306)和肩托(307)，并且肩托(307)、副把手(306)和主把手(305)均卡接在外壳(302)上，所述外壳(302)上还设置有用于对主电机(301)起转速及转向调节作用的旋转转向调节口(303)。8.根据权利要求7所述的一种新型便携式室内试验原状黄土取样设备，其特征在于，所述供气系统(4)包括供气通道(402)，所述供气通道(402)转动连接在旋转主轴(304)的表面，并且供气通道(402)的内侧壁上开设有环形供气槽，并且旋转主轴(304)表面对应环形供气槽的位置处还开设有桥式通气口(403)，并且旋转主轴(304)的表面还卡接有快速插接接口(401)。9.根据权利要求1所述的一种新型便携式室内试验原状黄土取样设备，其特征在于，所述覆膜组件(5)包括棘轮件(501)，所述棘轮件(501)嵌入式转动连接在钻头筒身(202)的内侧壁上，所述棘轮件(501)的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：马殷军，吴术高，张亮，余仕江，雷丽，王江东，黄星，张元帅，赵文辉，
申请(专利权)人：中铁八局集团第二工程有限公司中铁二十二局集团第一工程有限公司兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：