一种旋转活塞式取土器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于土木工程中岩土工程勘察领域，特别涉及一种旋转活塞式取土器。
【背景技术】
[0002]在土木工程中岩土工程勘察领域，取土器作为一种土体分析取样、土工试验取样的辅助工具，广泛应用于科研、教学及生产。工程中常用的取土装置是环刀，但随着科学技术的进步，仅靠环刀取土不能满足科研、教学等方面的需求。于是出现了一些新型取土装置，如在专利申请号201220540448.9中公开了一种衬管式直压原状土取土器，利用千斤顶将取土器压入土中，完成取土后提起取土器，将装有土样的内衬管取出，则采集到土样。但取土器需由千斤顶提供较大的轴向压力，同时只能采集20cm深度的土样，对更深层次的土工试验土样取土较困难；在专利申请号201210319869.3中公开了一种沙地冻土取土装置，通过电钻将取土管旋转钻进至土中取得土样，利用去土槽孔隙可以快速将土样从取土管中取出。但取土器受环境影响较大，野外缺少电力时较难实现取样；在专利申请号201420372145.X中公开了一种拉杆式取土器，通过施加轴向压力，取土管上取土刃切削土体取得土样，利用拉杆推动活塞将土样取出。但对于压实度较高或较硬的土体难于取样，且取样深度受拉杆限制。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术之不足而提供一种结构简单、使用方便，通过手动旋转取土器，能够切削压实度较高或较硬的土体，对周围土体扰动较小，可以快速的将土样从取土管中取出的旋转活塞式取土器。
[0004]本实用新型的目的通过下述技术方案予以实现:
[0005]一种旋转活塞式取土器，包括空心的外管和套装在所述外管内的活塞轴，所述活塞轴的长度大于所述外管的长度，所述活塞轴的外径与所述外管的内径相匹配，所述活塞轴的头端固定有一活塞头，所述外管的头端固定有一取土管，所述取土管内设有内径与所述活塞头的外径相匹配的取土孔，所述取土管和活塞头或者所述取土管的外侧设有螺旋状的容肩槽，所述取土管和活塞头的前端设有切削刃，所述外管上设有限制活塞轴在外管内位置的限位装置，所述限位装置使得所述活塞头和取土管在旋转工位和取土工位之间进行转换，在旋转工位时，所述活塞头置于取土孔外刚好封闭所述取土孔，使得所述活塞头与取土管外侧的切削刃相匹配形成钻头，在取土工位时，所述活塞头置于所述取土孔内，并且所述活塞头的端部与所述取土孔的孔口之间设有一段距离形成取土空间，所述外管的尾端固定有一用于旋转的手柄。
[0006]所述限位装置包括销子、设置在所述外管上的第一销孔和设置在活塞轴上与所述第一销孔相匹配的第二销孔和第三销孔，所述活塞轴通过销子与所述外管固定。
[0007]所述活塞轴的尾端设有方便活塞轴上下移动的活塞手柄。
[0008]所述第一销孔距手柄5?10cm。
[0009]所述外管的外侧壁设置有刻度。
[0010]所述活塞头的外径大于所述外管的内径。所述外管长为900?1200mm、外径为30mm、内径为22mm，所述取土管长为100mm、外径为50mm、内径为30mm，所述取土管与所述外管连接且内接长度为10mm，所述取土管和活塞头表面螺旋状容肩槽深为8mm，所述活塞轴外径为200mm，所述活塞头长为300mm、外径为300mm。
[0011]由于采用上述方案，本实用新型通过限位装置，使得外管和活塞轴固定并且具有旋转工位和取土工位两个工位，在旋转工位时，所述活塞轴上的活塞头与外管上的取土管组合形成钻头，通过手柄手动旋转外管，就能够切削压实度较高或较硬的土体，废土通过容肩槽排出，钻到取样深度后，调整外管和活塞轴到取土工位，活塞头缩进到取土管的取土孔内，使得取土管内形成取土空间，继续旋转手柄钻进3?5cm，使得所需土样则进入取土管，而且通过控制活塞柄可以快速的将土样从取土管中取出，克服了现有技术中取土器倒土困难的缺点，省时省力；限位装置采用销子和销孔配合，结构简单，使用方便；外管外侧设有刻度，从而通过管身刻度就可直接了解下钻深度，方便对同一位置多个目标深度的土体进行取样；本装置取土器外径较小，对周围土体扰动较小，适用于较小范围内的多次取样。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型整体的结构示意图。
[0013]图2为本实用新型活塞轴部分结构示意图。
[0014]图3为本实用新型外管部分结构示意图。
[0015]图4为本实用新型限位装置的结构示意图。
[0016]图5为本实用新型活塞头与取土管组装结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图，来说明旋转活塞式取土器的【具体实施方式】。
[0018]如图1、2、3所示，一种旋转活塞式取土器，包括活塞轴4和外管3，活塞轴4的头端固定有活塞头1，所述外管3的头端固定有取土管2，活塞头I的直径小于活塞杆，活塞轴4和外管3通过销子5贯通固定连接。
[0019]取土管2表面设有螺旋状容肩槽和前端切削刃，前端切削刃与活塞头可组合使用，旋转切削土体，废弃土体可由容肩槽排出到达目标深度后，提升活塞头继续旋转，目标土样则进入取土管。
[0020]外管3的外径与活塞头直径相同，外管3内径大于活塞轴直径。外管3内切于取土管2，可以起到轴向限位作用，活塞头I可在取土管2内轴向移动且不超出取土管2内的边界。
[0021]外管3侧壁标有刻度。外管3长度约90?120cm，取土器2能够通过刻度尺钻进至指定深度位置，对目标深度的土体进行取样。
[0022]第一销孔距手柄5?1cm并贯通连接外管3和活塞轴4。销子5通过活塞轴4上的第二销孔8或第三销孔9可将活塞轴4部分固定于外管3的第一销孔10上。所述活塞轴4的尾端设有方便活塞轴上下移动的活塞手柄7。
[0023]作为本装置的一种较好的实施方式，取土管采用长100mm，外径50mm，内径30mm的钢管制成，表面螺旋状容肩槽深8mm，内接长1000mm，外径30mm，内径22mm的外管，内接长度10mm。外管另一端连接2个长150mm，外径30mm，内径22mm的钢管手柄。活塞轴采用外径200mm的钢管或钢筋制成(活塞轴外径不大于200mm即可)，一端连接长300mm，外径300mm的活塞头，另一?而连接长100mm，外径200mm的活塞手柄。
[0024]使用时包括以下步骤:
[0025]第一步:将活塞头I推至取土管2底部与取土管2组合形成钻头，再将销子5插入第二销孔8中固定。
[0026]第二步:将取土管2立于土体上，旋转手柄6，取土管钻入土体，废土通过容肩槽排出，通过外管3刻度钻进至目标深度。
[0027]第三步:取出销子5，提升活塞手柄7，活塞轴上的第三销孔9到达销子5位置后，再插入销子5，旋转手柄6，继续钻进3?5cm，土样进入取土管。
[0028]第四步:提出取土管2，取出销子5，推动活塞手柄7，将目标深度的土样取出。
【主权项】
1.一种旋转活塞式取土器，其特征在于:包括空心的外管和套装在所述外管内的活塞轴，所述活塞轴的长度大于所述外管的长度，所述活塞轴的外径与所述外管的内径相匹配，所述活塞轴的头端固定有一活塞头，所述外管的头端固定有一取土管，所述取土管内设有内径与所述活塞头的外径相匹配的取土孔，所述取土管和活塞头或者所述取土管的外侧设有螺旋状的容肩槽，所述取土管和活塞头的前端设有切削刃，所述外管上设有限制活塞轴在外管内位置的限位装置，所述限位装置使得所述活塞头和取土管在旋转工位和取土工位之间进行转换，在旋转工位时，所述活塞头置于取土孔外刚好封闭所述取土孔，使得所述活塞头与取土管外侧的切削刃相匹配形成钻头，在取土工位时，所述活塞头置于所述取土孔内，并且所述活塞头的端部与所述取土孔的孔口之间设有一段距离形成取土空间，所述外管的尾端固定有一用于旋转的手柄。
2.根据权利要求1所述的旋转活塞式取土器，其特征在于:所述限位装置包括销子、设置在所述外管上的第一销孔和设置在活塞轴上与所述第一销孔相匹配的第二销孔和第三销孔，所述活塞轴通过销子与所述外管固定。
3.根据权利要求2所述的旋转活塞式取土器，其特征在于:所述活塞轴的尾端设有方便活塞轴上下移动的活塞手柄。
4.根据权利要求3所述的旋转活塞式取土器，其特征在于:所述第一销孔距手柄5?1cm0
5.根据权利要求1至4之一所述的旋转活塞式取土器，其特征在于:所述外管的外侧壁设置有刻度。
6.根据权利要求5所述的旋转活塞式取土器，其特征在于:所述活塞头的外径大于所述外管的内径。
7.根据权利要求6所述的旋转活塞式取土器，其特征在于:所述外管长为900?1200mm、外径为30mm、内径为22mm，所述取土管长为100mm、外径为50mm、内径为30mm，所述取土管与所述外管连接且内接长度为10mm，所述取土管和活塞头表面螺旋状容肩槽深为8mm，所述活塞轴外径为200mm，所述活塞头长为300mm、外径为300mm。
【专利摘要】一种旋转活塞式取土器，包括空心的外管和套装在外管内的活塞轴，活塞轴的头端固定有一活塞头，外管的头端固定有一取土管，取土管内设有内径与活塞头的外径相匹配的取土孔，活塞头和取土管的外侧均设有螺旋状的切削刃和容屑槽，外管上设有限制活塞轴在外管内位置的限位装置，限位装置使得活塞头和取土管在旋转工位和取土工位之间进行转换，在旋转工位时，活塞头置于取土孔外刚好封闭取土孔，使得活塞头与取土管外侧的切削刃相匹配形成钻头，在取土工位时，活塞头置于取土孔内，并且活塞头的端部与取土孔的孔口之间设有一段距离形成取土空间，外管的尾端固定有一用于旋转的手柄。本装置通过手动旋转取土器，能够切削压实度较高或较硬的土体，对周围土体扰动较小，可以快速的将土样从取土管中取出。
【IPC分类】G01N1-08
【公开号】CN204461797
【申请号】CN201520154487
【发明人】周欢, 王桂尧, 李立锋, 夏旖琪, 沙琳川
【申请人】长沙理工大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月18日