专利名称：一种双层筒壁土柱取土器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种取土用具，尤其涉及一种容易获得较深土壤剖面样品的双层筒壁土柱取土器。
背景技术：
土壤取样分析是从事环境、生态、农业等研究的基础内容。准确、适量、快速获取土壤不同深度的土壤样品直接关系到研究的精度和数据的可靠性。土壤样品采样器有许多种类。采集农地或荒地表层土壤样品，可用小型铁铲。研究土壤一般物理性质，如土壤容重、孔隙率和持水特性等，可利用环刀。环刀为两端开口的圆筒，下口有刃，圆筒的高度和直径均为5厘米左右。但目前最常用的采样工具是取土钻，也称取土器。 土壤样品取土器作为土壤采集的工具直接影响着土壤采样工作的劳动强度和工作效率。现有的取土器由于与土壤表层接触面积比较大，随取样深度增加，插入阻力也会随之增大，造成了取土器在土壤中插入、取出过程困难、费时费力、且由于阻力的增大易于导致取土器损坏等问题，极大地限制了土壤土柱的一次采样深度。而分多次采集不同深度土壤样品的方法不仅费时费力，更会造成显著的取样误差。传统的取土器包括连为一体的管状钻头和钻杆以及与钻杆上端固定的手柄，采集土壤样品时，手握手柄用力旋转，将土壤卡在钻头的管内，然后用细棍将所需的土壤刮下，这种采集土壤的方法费时费力，严重影响土壤采集的工作效率。申请号为201010026667. 6的中国专利公开了一种采集地表土样的装置，包括取土钻，其中取土钻由手柄和钻杆组成，所述手柄设于钻杆的上部，所述钻杆的下部设有螺纹，还包括胶棒，所述取土钻的钻杆内开设有通孔，所述通孔与胶棒配合，可满足采集不同深度土壤的需求，但仍解决不了随取样深度增加，插入阻力也随之增大的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可便捷地取得较深层土壤完整土柱样品，且插入、取出过程阻力较小的取土器。为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为一种双层筒壁土柱取土器，包括相互嵌套插接的外筒和内筒，所述外筒的外壁底部设有螺旋布置的引导肋片，外筒和内筒的顶部设有相互配合的轴向定位件，内筒设有延伸出外筒顶端的延伸部，该延伸部上固定有内筒手柄。对土壤进行取样时，将内筒插接在外筒内，通过轴向定位件将内筒和外筒连为一体，旋转内筒手柄，通过引导肋片的引导作用，使得内筒、外筒同时向下做螺旋运动，处于内筒内侧的土壤与周围土壤分离并进入内筒形成土样土柱；到达预期采样深度后停止旋转内筒手柄，向上垂直拔出内筒即可获得所需深度的垂直剖面土柱，然后反向向上旋转外筒，使取土器外筒退出土壤，即完成取样过程。
为方便外筒的旋出，所述外筒的顶部外壁固定有外筒手柄，当要退出外筒时，只需握住外筒手柄反相旋转即可。若内筒与外筒之间紧密贴合，则内筒与外筒之间存在较大的摩擦力，会使拔出内筒时阻力较大，不仅费时费力，严重的还会损坏内筒或外筒，因此优选所述内筒的外壁与外筒之间留有一定间隙,但如果间隙过大,取样时一部分土柱样品会进入该间隙内，同样增加了内筒拔出时的阻力，因此，作为优选，所述内筒的外壁与外筒间隙配合，所述外筒的底端带有缩口段。进一步优选，所述外筒和内筒均为圆筒状，所述缩口段的最小直径等于内筒的内径。圆筒状结构减小取样器进入和退出土壤时的阻力，且缩口段的最小直径等于内筒的外径，即外筒的内壁与内筒紧密贴合，避免了取样时土柱进入外筒与内筒间的间隙，同时实现了内筒拔出时零摩擦阻力。当土壤进入内筒形成土柱后，需将土柱取出进行切割、密封、保存等处理，为方便土柱的取出，所述内筒的中部具有沿轴向布置的条形开口，土柱可方便的从条形开口处取 出。但开口的大小要适度，开口过大会造成取样过程中，土柱从内筒溢出，开口过小则不便于土柱样品的取出，所以兼顾两者，优选所述条形开口所对应的圆心角为90 180度。作为优选，所述外筒的外壁和内筒的外壁上分别设有刻度；取样时，通过观察外筒外壁的刻度将取样器旋进土壤中，从而精确地从土壤中特定深度取样；利用内筒的刻度，可以方便土柱的精确切割及其他处理。所述轴向定位件为处在外筒内壁的若干键槽以及分布在内筒外壁的若干定位键，所述定位键与键槽的数量和位置相对应。该结构在不引入其他配件的基础上，实现了内筒与外筒的插接配合。所述键槽和定位键的个数无严格限制，但数量过少会造成插接不牢，数量过多又会增加制作过程的复杂性及制作成本，因此作为优选，所述键槽为四个，绕外筒内壁的圆周向均匀分布。所述的轴向定位件还可以有其他的设置方式，如所述外筒顶端固定有同轴布置的环形座，所述键槽分布在该环形座的内壁。若因长期插接导致的键槽和定位键的松动或损坏，只需更换环形座，而无需更换整个外筒，即达到方便的目的又会减少更换成本。同理，可以将定位键与内筒分离设置，作为优选，所述内筒的顶部外壁设有定位圆盘，所述定位键分布在该定位圆盘的外圆周，所述延伸部位于定位圆盘上。本发明的工作原理如下使用该土柱取土器时，将所述内筒的定位键对准外筒的键槽，使外筒与内筒充分插接，连为一体；向下用力旋转内筒手柄，使内筒、夕卜筒同时向下做螺旋运动，使所述引导肋片切割土壤，此时，内筒内侧的土壤与周围土壤分离并进入内筒形成土样土柱。通过观察所述外筒外壁上的刻度以确定采样深度，到达预期采样深度后停止旋转内筒手柄，向上垂直拔出内筒即可获得所需深度的垂直剖面土柱。由于内筒和外筒之间留有间隙，所以向上取出内筒时摩擦阻力很小，故可以轻松获取土样；利用内筒的外壁上的刻度可以将取出的土柱分层切割、密封、保存等操作。反向向上旋转所述外筒手柄，使取土器外筒退出土壤，清理引导肋片上的残存土壤，完成取样过程。本发明结构简单，使用方便，只需将内筒和外筒一起旋转钻入地下，抽出内筒即获取土样土柱，再将外筒反向旋出即可。本发明通过双层筒的插接配合降低了插入、取出取土器时阻力，从而降低了取土器的损耗，提高其使用寿命，且可根据内外筒的刻度较精确获得土壤中特定深度的土柱样品。
图I为本发明双层筒壁土柱取土器的结构示意图；图2为本发明双层筒壁土柱取土器的内筒结构示意图；图3为本发明双层筒壁土柱取土器的外筒结构示意图；图4为图I中A-A剖面图。
具体实施例方式如图I所示为本发明一种双层筒壁土柱取土器的结构图，包括相互嵌套插接的外筒I和内筒2，内筒外壁与外筒间设有I 2mm的间隙，且外筒与内筒的底端紧密贴合，外筒的外壁和内筒的外壁上分别设有刻度。为清楚表示外筒及内筒的结构，还附有外筒与内筒的拆分图，即图2和图3。从图2可看出，外筒I的外壁底部设有螺旋布置的引导肋片11，且外筒的底端带有缩口段12，外筒顶端固定有同轴布置的环形座13，该环形座的内壁圆周向上均匀分布有四个键槽14,环形座的外圆周上固定有外筒手柄15。从图3可以看出，内筒2的顶部外壁设有定位圆盘21，定位圆盘的外圆周上均匀分布有四个定位键22，该定位键与外筒的键槽相配合，在定位圆盘的上方设有延伸部23，该延伸部上固定有内筒手柄24，内筒的中部具有沿轴向布置的条形开口 25，该条形开口所对应的圆心角为90 180度，如120度。该双层筒壁土柱取土器的工作原理如下使用该土柱取土器时，将内筒2的定位键22对准外筒I的键槽14，使外筒与内筒充分插接，连为一体。向下用力旋转内筒手柄24，使内筒、外筒同时向下做螺旋运动，使引导肋片11切割土壤，此时，内筒2内侧的土壤与周围土壤分离并进入内筒2形成土样土柱。通过观察外筒I外壁上的刻度以确定采样深度，到达预期采样深度后停止旋转内筒手柄24，向上垂直拔出内筒即可获得所需深度的垂直剖面土柱。由于内筒2和外筒I之间留有间隙，所以向上取出内筒时摩擦阻力很小，故可以轻松获取土样。利用内筒的外壁上的刻度可以将取出的土柱分层切割、密封、保存等操作。反向向上旋转外筒手柄15，使取土器外筒退出土壤，清理引导肋片11上的残存土壤，为下次取样做好准备。
权利要求
1.一种双层筒壁土柱取土器，其特征在于，包括相互嵌套插接的外筒(I)和内筒(2)，所述外筒的外壁底部设有螺旋布置的引导肋片(11)，外筒和内筒的顶部设有相互配合的轴向定位件，内筒设有延伸出外筒顶端的延伸部(23)，该延伸部上固定有内筒手柄(24)。
2.如权利要求I所述的双层筒壁土柱取土器，其特征在于，所述外筒的顶部外壁固定有外筒手柄(15)。
3.如权利要求I所述的双层筒壁土柱取土器，其特征在于，所述内筒的外壁与外筒间隙配合，所述外筒的底端带有缩口段(12)。
4.如权利要求I所述的双层筒壁土柱取土器，其特征在于，所述外筒和内筒均为圆筒状，所述缩口段的最小直径等于内筒的外径。
5.如权利要求I所述的双层筒壁土柱取土器，其特征在于，所述内筒的中部具有沿轴向布置的条形开口(25)，所述条形开口所对应的圆心角为90 180度。
6.如权利要求I所述的双层筒壁土柱取土器，其特征在于，所述外筒的外壁和内筒的外壁上分别设有刻度。
7.如权利要求I所述的双层筒壁土柱取土器，其特征在于，所述轴向定位件为处在外筒内壁的若干键槽(14)以及分布在内筒外壁的若干定位键(22)，所述定位键与键槽的数量和位置相对应。
8.如权利要求7所述的双层筒壁土柱取土器，其特征在于，所述键槽为四个，绕外筒内壁的圆周向均匀分布。
9.如权利要求7所述的双层筒壁土柱取土器，其特征在于，所述外筒顶端固定有同轴布置的环形座(13)，所述键槽分布在该环形座的内壁。
10.如权利要求7所述的双层筒壁土柱取土器，其特征在于，所述内筒的顶部外壁设有定位圆盘(21),所述定位键分布在该定位圆盘的外圆周，所述延伸部位于定位圆盘上。
全文摘要
本发明公开一种双层筒壁土柱取土器，包括相互嵌套插接的外筒和内筒，所述外筒的外壁底部设有螺旋布置的引导肋片，外筒和内筒的顶部设有相互配合的轴向定位件，内筒设有延伸出外筒顶端的延伸部，该延伸部上固定有内筒手柄。本发明结构简单，使用方便，只需将内筒和外筒一起旋转钻入地下，抽出内筒即获取土样土柱，再将外筒反向旋出即可。本发明通过双层筒的插接配合降低了插入、取出取土器时阻力，从而降低了取土器的损耗，提高其使用寿命，且可根据内外筒的刻度较精确获得土壤中特定深度的土柱样品。
文档编号G01N1/08GK102879222SQ20121035815
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者刘意立, 李竺霖, 徐捷, 何云峰 申请人:浙江大学