一种土壤分层采样用防交叉污染钻孔设备制造技术

本发明专利技术公开了一种土壤分层采样用防交叉污染钻孔设备，属于土壤钻孔采集技术领域，包括钻探车架、随动钻探推进机构、分段排土式钻探分层取样机构和预设式分层定位观察取样器，所述钻探车架包括中心环架和绕中心环架圆周阵列分布的支撑腿，所述随动钻探推进机构设于中心环架底壁，所述分段排土式钻探分层取样机构设于随动钻探推进机构上。本发明专利技术具体是提供了一种土壤分层采样用防交叉污染钻孔设备，通过螺纹钻头与螺纹传送叶片的同步差速运动实现对土壤的无压快速钻孔和排土，将常规的纵向取样转化为多层次隔断式的横向取样，在不影响土壤层分布的条件下实现了土壤的分层取样。土壤层分布的条件下实现了土壤的分层取样。土壤层分布的条件下实现了土壤的分层取样。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤分层采样用防交叉污染钻孔设备


[0001]本专利技术属于土壤钻孔采集
，具体是指一种土壤分层采样用防交叉污染钻孔设备。

技术介绍

[0002]土壤采样是指采集土壤样品的方法。污染物在土壤中的分布，既有因距离污染源的远近而引起的水平差异，还有因时间和其他因素的不同而造成的垂直差异，因而还要根据土壤剖面层次分层采集土样。目前，在土壤分层样品采集过程中，多采用土钻或者破坏性挖掘的采集方法。如用土钻采集，则分层深度一般只能控制在10cm左右，无法精确获取更细的分层样品，且每钻采集的样品数量少，难以完成多个项目的同时测试，无法仅通过一次土壤钻孔实现精准的分层取样，另外由于多次往复的进入同一钻孔，受孔壁坍塌等影响，不同层位样品往往发生混杂和互相污染，影响了样品的代表性；如采用破坏性的发掘，其只能在土壤采集点挖掘略深于最大采样深度的土坑，然后在坑壁的土壤剖面上采集样品，这种方法费时、费力，虽然可以较准确的将分层深度控制在2
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4cm的精度。
[0003]现有一种筒状的取样器，通过将筒状金属件插入土壤中再拔出，获得层次分明的土壤样品。但该种取样器在使用时需要用力将取样器插入土壤中，当土壤内含有根茎、石块等杂质时，容易导致取样失败，而且容易造成设备发生损坏的现象，影响样本土壤的后续使用，且插入过程中，需对取样器施加向下的压力，使用时会把土壤压实，使得取样的土壤层分布于实际土壤层分布存在较大的偏差。

技术实现思路

[0004]针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种土壤分层采样用防交叉污染钻孔设备，通过螺纹钻头与螺纹传送叶片的同步差速运动实现对土壤的无压快速钻孔和排土，将常规的纵向取样转化为多层次隔断式的横向取样，在不影响土壤层分布的条件下实现了土壤的分层取样，通过预先设置的预设式分层定位观察取样器可以在不影响样本的条件下，观察土壤钻挖深度以及钻孔土壤分层的粗观察，方便对土壤进行分层精准采样，通过特殊的收缩结构设计，使得弧形自锁取样器在土壤采样时，易进难出，在取样完毕后实现自锁功能，且在取样完毕后起到较好的保护作用，不易被污染。
[0005]本专利技术采取的技术方案如下：本专利技术提供的一种土壤分层采样用防交叉污染钻孔设备，包括钻探车架、随动钻探推进机构、分段排土式钻探分层取样机构和预设式分层定位观察取样器，所述钻探车架包括中心环架和绕中心环架圆周阵列分布的支撑腿，所述随动钻探推进机构设于中心环架底壁，所述分段排土式钻探分层取样机构设于随动钻探推进机构上，所述预设式分层定位观察取样器滑动卡设于随动钻探推进机构和分段排土式钻探分层取样机构上，所述随动钻探推进机构包括推进固定板、推进丝杠、随动推进滑座和随动推进螺套，所述推进固定板设于中心环架下壁，所述推进固定板中部设有避让中心孔，所述推进丝杠固接设于推进固定板底壁两侧，所述随动推进滑座滑动设于推进丝杠上，随动推进
螺套转动设于随动推进滑座底壁，随动推进螺套与推进丝杠螺纹连接，所述分段排土式钻探分层取样机构设于随动推进滑座底壁，分段排土式钻探分层取样机构与随动推进螺套之间设有传动组件，分段排土式钻探分层取样机构启动时，通过传动组件带动随动推进螺套转动，随动推进螺套带动随动推进滑座沿推进丝杠上下滑动，从而带动分段排土式钻探分层取样机构下移对土壤进行钻探。
[0006]所述分段排土式钻探分层取样机构包括钻探驱动组件、分段式排土钻探组件和防污分层取样装置，所述随动推进滑座底壁设有驱动腔，所述钻探驱动组件设于驱动腔内，所述分段式排土钻探组件转动设于驱动腔底壁，分段式排土钻探组件与钻探驱动组件相连，所述防污分层取样装置固接设于驱动腔底壁，防污分层取样装置套设于分段式排土钻探组件外侧，分段式排土钻探组件对土壤进行钻进并将钻挖产生的土壤从钻孔中排出，避免影响采样，防污分层取样装置在到达指定深度后，同时对不同层位的土壤进行采样，避免交叉污染；所述钻探驱动组件包括钻挖驱动组件和排土驱动组件，所述分段式排土钻探组件包括螺纹钻头、钻挖转轴和排土绞龙套筒，所述钻挖转轴的上端转动设于驱动腔内上壁，钻挖转轴中部转动贯穿驱动腔底壁，螺纹钻头同轴固接设于钻挖转轴下端，所述排土绞龙套筒上端转动贯穿设于驱动腔底壁，排土绞龙套筒同轴套设于钻挖转轴外侧，所述排土绞龙套筒外壁设有螺纹传送叶片，钻挖驱动组件与钻挖转轴传动连接并驱动钻挖转轴转动，排土驱动组件与排土绞龙套筒传动连接并驱动排土绞龙套筒转动，所述螺纹钻头的转速小于排土绞龙套筒的转速，钻挖驱动组件通过钻挖转轴带动螺纹钻头转动，从而对土壤进行钻进，在不影响土壤层纵向分布的条件下，实现采样钻孔的钻挖，保证采样的精准度，排土驱动组件带动排土绞龙套筒转动，从而通过螺纹传送叶片将螺纹钻头钻出的泥土向上传送排出至地表，避免土壤挤压和交叉污染，利用螺纹钻头和排土绞龙套筒的差速运动以及套设分布实现钻挖土壤的及时排出。
[0007]作为本方案的进一步改进，所述钻挖驱动组件和排土驱动组件传动连接，仅通过一个驱动即可实现螺纹钻头和排土绞龙套筒的差速运动。
[0008]其中，所述钻挖驱动组件包括钻挖驱动轴、钻挖主动锥齿轮、钻挖从动锥齿轮和钻挖传动齿轮，所述钻挖从动锥齿轮同轴固接设于钻挖转轴上，所述钻挖驱动轴转动设于驱动腔内侧壁上，所述钻挖主动锥齿轮同轴固接设于钻挖驱动轴上，钻挖主动锥齿轮与钻挖从动锥齿轮啮合，所述钻挖传动齿轮同轴固接设于钻挖驱动轴上，所述排土驱动组件包括排土驱动轴、排土主动锥齿轮、排土从动锥齿轮、排土传动齿轮和驱动电机，所述排土驱动轴转动设于驱动腔内侧壁上，排土驱动轴设于钻挖驱动轴下方，排土驱动轴与钻挖驱动轴平行设置，所述排土从动锥齿轮同轴固接设于排土绞龙套筒上壁，排土主动锥齿轮同轴固接设于排土驱动轴上，排土主动锥齿轮与排土从动锥齿轮啮合，所述排土传动齿轮滑动设于排土驱动轴上，排土传动齿轮与排土驱动轴键连接，排土传动齿轮设于钻挖传动齿轮下方排土传动齿轮与钻挖传动齿轮啮合，排土传动齿轮侧壁轮齿的齿数小于钻挖传动齿轮侧壁轮齿的齿数，使得钻挖传动齿轮的转速慢于排土传动齿轮的转速，所述驱动电机设于驱动腔侧壁上，驱动电机输出轴与排土驱动轴相连，驱动电机带动排土驱动轴转动，排土驱动轴通过排土主动锥齿轮带动排土从动锥齿轮转动，排土从动锥齿轮带动排土绞龙套筒转动，排土驱动轴通过排土传动齿轮带动钻挖传动齿轮转动，钻挖传动齿轮带动钻挖驱动轴转动，钻挖驱动轴通过钻挖主动锥齿轮带动钻挖从动锥齿轮转动，从而带动钻挖转轴转动，
仅通过一个电机即可实现钻挖和排土，同时还实现了排土绞龙套筒和钻挖转轴的差速运动。
[0009]优选地，所述传动组件为皮带，所述皮带绕设于随动推进螺套和钻挖转轴上，钻挖转轴通过传动组件带动随动推进螺套转动，所述驱动腔底壁设有拨动通孔，拨动通孔设于排土传动齿轮的下方。
[0010]进一步地，所述防污分层取样装置包括取样筒、取样转轴、取样套、弧形自锁取样器和取样电机，所述取样电机设于驱动腔内，所述取样筒固接设于驱动腔底壁，所述取样筒由内到外依次包括上下贯通的排土腔和密闭的取样腔，取样筒通过排土腔同轴套设于排土本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤分层采样用防交叉污染钻孔设备，其特征在于：包括钻探车架、随动钻探推进机构、分段排土式钻探分层取样机构和预设式分层定位观察取样器，所述钻探车架包括中心环架和绕中心环架底壁圆周阵列分布的支撑腿，所述随动钻探推进机构设于中心环架底壁，所述分段排土式钻探分层取样机构设于随动钻探推进机构上，所述预设式分层定位观察取样器滑动卡设于随动钻探推进机构和分段排土式钻探分层取样机构上，所述随动钻探推进机构包括推进固定板、推进丝杠、随动推进滑座和随动推进螺套，所述推进固定板设于中心环架下壁，所述推进固定板中部设有避让中心孔，所述推进丝杠固接设于推进固定板底壁两侧，所述随动推进滑座滑动设于推进丝杠上，随动推进螺套转动设于随动推进滑座底壁，随动推进螺套与推进丝杠螺纹连接，所述分段排土式钻探分层取样机构设于随动推进滑座底壁，所述分段排土式钻探分层取样机构包括钻探驱动组件、分段式排土钻探组件和防污分层取样装置，所述随动推进滑座底壁设有驱动腔，所述钻探驱动组件设于驱动腔内，所述分段式排土钻探组件转动设于驱动腔底壁，分段式排土钻探组件与钻探驱动组件相连，所述防污分层取样装置固接设于驱动腔底壁，防污分层取样装置套设于分段式排土钻探组件外侧。2.根据权利要求1所述的一种土壤分层采样用防交叉污染钻孔设备，其特征在于：所述钻探驱动组件包括钻挖驱动组件和排土驱动组件，所述分段式排土钻探组件包括螺纹钻头、钻挖转轴和排土绞龙套筒，所述钻挖转轴的上端转动设于驱动腔内上壁，钻挖转轴中部转动贯穿驱动腔底壁，螺纹钻头同轴固接设于钻挖转轴下端，所述排土绞龙套筒上端转动贯穿设于驱动腔底壁，排土绞龙套筒同轴套设于钻挖转轴外侧，所述排土绞龙套筒外壁设有螺纹传送叶片，钻挖驱动组件与钻挖转轴传动连接并驱动钻挖转轴转动，排土驱动组件与排土绞龙套筒传动连接并驱动排土绞龙套筒转动，所述螺纹钻头的转速小于排土绞龙套筒的转速。3.根据权利要求2所述的一种土壤分层采样用防交叉污染钻孔设备，其特征在于：所述防污分层取样装置包括取样筒、取样转轴、取样套、弧形自锁取样器和取样电机，所述取样电机设于驱动腔内，所述取样筒固接设于驱动腔底壁，所述取样筒由内到外依次包括上下贯通的排土腔和密闭的取样腔，取样筒通过排土腔同轴套设于排土绞龙套筒外侧，螺纹传送叶片侧壁与取样筒内壁贴合，所述取样腔侧壁等间距分布设有内层取样口，所述取样转轴转动设于取样腔内，弧形自锁取样器的一端固接设于取样转轴上，所述取样套同轴套设于取样腔外侧，所述取样套上等间距分布设有外层取样口，所述外层取样口的长度和宽度分别与内层取样口的长度和宽度相等，所述取样电机设于驱动腔内，取样转轴的上端转动贯穿驱动腔底壁，取样电机的输出轴与取样转轴相连，所述弧形自锁取样器为弧形腔体设置，弧形自锁取样器靠近取样套的一侧设有开口。4.根据权利要求3所述的一种土壤分层采样用防交叉污染钻孔设备，其特征在于：分段排土式钻探分层取样...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文豪，张文泉，苏得佐，郭斌，王嘉宁，焦文强，
申请(专利权)人：山西豪盛环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：