一种煤层原位分层取样电镐头的制作方法

1.本实用新型属于煤层取样装置技术领域，具体涉及一种煤层原位分层取样电镐头。


背景技术：

2.在煤地质学研究领域，根据煤层垂向不同，进行宏观煤岩类型分层取样是精细刻画煤岩煤质的重要手段，也是研究煤岩性质、成煤环境及成煤物质等时间演化序列的重要基础。常用的取样方法为刻槽法，具体操作是垂直煤层方向凿出一条长槽，并收集每个层位的碎煤样品，刻槽时一般采用地质锤和錾子等工具将煤层分层剥落并收集，但多数煤层硬度较大，人工敲凿难度大，往往不易收集足量的分层样品，同时，刻槽过程中煤末飞溅，无法保证操作人员的安全，且煤样多散落在地上易被积水和其它煤层粉末污染，收集时无法保证煤样的代表性。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种煤层原位分层取样电镐头，其结构简单，设计合理，通过设置外筒和内筒，且内筒的一端嵌套在外筒内，便于钻杆钻取煤样时，使用内筒及时收集被冲击煤层掉落的大块煤样，并将煤样存储在外筒中，避免了大量煤块四处飞溅和煤样掉落在地上被积水和其它煤层粉末污染，从而保证了煤样的代表性，同时，通过在外筒和内筒之间设置弹簧，减缓了钻杆工作时外筒对内筒的冲击力和煤层对内筒的反作用力，从而延长了内筒的使用寿命，实用性强，便于推广使用。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种煤层原位分层取样电镐头，包括钻杆，其特征在于：所述钻杆外侧套装有套筒，所述套筒包括外筒和与所述外筒配合的内筒；
5.所述外筒远离所述内筒的一端设置在所述钻杆上，所述外筒的内壁上由外至内依次设置有第一挡环和第二挡环，所述第一挡环和所述第二挡环之间的外筒内壁形成第一滑槽，所述内筒上设置有与所述第一滑槽配合的第三挡环，所述内筒伸进所述外筒的一端设置有外翻式卡钩，所述第三挡环和所述外翻式卡钩之间的内筒外壁形成第二滑槽，所述第二滑槽和所述第二挡环配合，所述第一挡环和所述第二挡环上均设置有多个滚珠，所述第一挡环通过弹簧与所述第三挡环连接。
6.上述的一种煤层原位分层取样电镐头，其特征在于：所述钻杆的一端连接有电镐，所述钻杆的另一端伸出内筒外。
7.上述的一种煤层原位分层取样电镐头，其特征在于：所述外筒与所述钻杆螺纹连接。
8.上述的一种煤层原位分层取样电镐头，其特征在于：所述第一滑槽的槽长度大于所述第二滑槽的槽长度。
9.上述的一种煤层原位分层取样电镐头，其特征在于：所述弹簧的数量至少为两个。
10.上述的一种煤层原位分层取样电镐头，其特征在于：第一挡环和第二挡环上均设置有供滚珠转动的卡槽，所述滚珠伸出所述第一挡环和所述第二挡环的部分抵接至内筒外侧壁。
11.本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
12.1、本实用新型通过在钻杆外侧设置外筒和内筒，钻杆钻取煤样时将内筒紧贴煤层，便于使用内筒及时收集被冲击煤层掉落的大块煤样，通过将内筒的一端嵌套在外筒内，便于将内筒取得的煤样存储在外筒中，由此不仅避免了钻杆冲击煤层时大量煤块四处飞溅，还避免了煤样掉落在地上被积水和其它煤层粉末污染，从而保证了煤样的代表性，同时，在一定程度上保护了操作员不被飞溅的煤样划伤，有效实现了精准、省力、无污染的宏观煤岩类型分层取样。
13.2、本实用新型通过在外筒和内筒之间设置弹簧，当钻杆冲击煤层时，通过外筒带动内筒同时对煤层起冲击作用，有利于松散煤层，从而提高了工作效率，当钻杆敲凿较坚硬的煤层时，内筒被压缩到极限，即弹簧呈拉伸状态，随着弹簧自然回缩，减缓了钻杆工作时外筒对内筒的冲击力和煤层对内筒的反作用力，从而延长了内筒的使用寿命，便于推广使用。
14.综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，通过设置外筒和内筒，且内筒的一端嵌套在外筒内，便于钻杆钻取煤样时，使用内筒及时收集被冲击煤层掉落的大块煤样，并将煤样存储在外筒中，避免了大量煤块四处飞溅和煤样掉落在地上被积水和其它煤层粉末污染，从而保证了煤样的代表性，同时，通过在外筒和内筒之间设置弹簧，减缓了钻杆工作时外筒对内筒的冲击力和煤层对内筒的反作用力，从而延长了内筒的使用寿命，实用性强，便于推广使用。
15.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
16.图1为本实用新型的结构示意图。
17.图2为图1的a处放大图。
18.图3为图2内筒回缩状态下的结构示意图。
19.图4为本实用新型的使用状态示意图。
20.附图标记说明:
[0021]1‑
钻杆；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
外筒；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑1‑
第一滑槽；
[0022]3‑
第一挡环；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4‑
第二挡环；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
内筒；
[0023]5‑1‑
第二滑槽；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ6‑
第三挡环；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ7‑
外翻式卡钩；
[0024]8‑
滚珠；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ9‑
弹簧；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
‑
电镐。
具体实施方式
[0025]
如图1至图4所示，本实用新型包括钻杆1，所述钻杆1外侧套装有套筒，所述套筒包括外筒2和与所述外筒2配合的内筒5。
[0026]
所述外筒2远离所述内筒5的一端设置在所述钻杆1上，所述外筒2的内壁上由外至
内依次设置有第一挡环3和第二挡环4，所述第一挡环3和所述第二挡环4之间的外筒2内壁形成第一滑槽2
‑
1，所述内筒5上设置有与所述第一滑槽2
‑
1配合的第三挡环6，所述内筒5伸进所述外筒2的一端设置有外翻式卡钩7，所述第三挡环6和所述外翻式卡钩7之间的内筒5外壁形成第二滑槽5
‑
1，所述第二滑槽5
‑
1和所述第二挡环4配合，所述第一挡环3和所述第二挡环4上均设置有多个滚珠8，所述第一挡环3通过弹簧9与所述第三挡环6连接。
[0027]
实际使用时，通过在钻杆1外侧设置外筒2和内筒5，钻杆1钻取煤样时将内筒5紧贴煤层，便于使用内筒5及时收集被冲击煤层掉落的大块煤样，通过将内筒5的一端嵌套在外筒2内，便于将内筒5取得的煤样存储在外筒2中，由此不仅避免了钻杆1冲击煤层时大量煤块四处飞溅，还避免了煤样掉落在地上被积水和其它煤层粉末污染，从而保证了煤样的代表性，同时，在一定程度上保护了操作员不被飞溅的煤样划伤，有效实现了精准、省力、无污染的宏观煤岩类型分层取样。
[0028]
实际使用时，通过在外筒2和内筒5之间设置弹簧9，当钻杆1冲击煤层时，通过外筒2带动内筒5同时对煤层起冲击作用，有利于松散煤层，从而提高了工作效率，当钻杆1敲凿较坚硬的煤层时，内筒5被压缩到极限，即弹簧9呈拉伸状态，随着弹簧9自然回缩，减缓了钻杆1工作时外筒2对内筒5的冲击力和煤层对内筒5的反作用力，从而延长了内筒5的使用寿命。
[0029]
需要说明的是，外筒2、第一挡环3和第二挡环4为一体成型构件，内筒5、第三挡环6和外翻式卡钩7为一体成型构件，避免了焊接所造成的构件强度损失，从而保证了外筒2和内筒5的使用寿命。
[0030]
本实施例中，所述钻杆1的一端连接有电镐10，所述钻杆1的另一端伸出内筒5外。
[0031]
实际使用时，当内筒5处于最大伸出状态时，钻杆1呈锥形的一端依然伸出内筒5外，避免了工作时操作员被内筒5遮挡视线，便于确定钻杆1所瞄准的位置，保证了刻槽位置连续不间断、工作面清楚整齐，同时，钻杆1呈锥形的一端伸出内筒5外，避免了钻杆1因内筒5阻挡而无法完全接触到煤层，保证了钻杆1的冲击强度。
[0032]
需要说明的是，钻杆1的一端设置有用于连接电镐10的凹凸结构，便于完成钻杆1与电镐10的组装，钻杆1的另一端呈锥形，随着钻杆1的冲击，锥形头与煤层的接触面逐渐增大，增加了钻杆1的冲击强度，且便于钻杆1精准定位目标位置，同时，根据取样需求，可将钻杆1垂直煤层，向煤层深处钻取煤样，或将钻杆1沿煤层掌子面由下向上工作，且保持钻杆1轴线与煤层掌子面之间的夹角小于90度，由此可在煤层掌子面上垂直地面方向凿出一条长槽，便于收集每个层位的碎煤样品。
[0033]
本实施例中，所述外筒2与所述钻杆1螺纹连接。
[0034]
实际使用时，通过在钻杆1和外筒2的连接处设置相适应的螺纹，便于钻杆1和外筒2通过螺纹实现可拆卸的固定连接，因螺纹连接可靠、拆卸方便，便于将钻杆1和外筒2分离后，分别清理钻杆1外表面和外筒2及内筒5内、外表面的煤渣及灰土，避免了煤渣及灰土等残留物对钻杆1、外筒2和内筒5表面的侵蚀磨损，从而保持了钻杆1、外筒2和内筒5表面光滑，以便减小煤块与钻杆1、外筒2和内筒5之间的摩擦力，保持了钻杆1的冲击强度，延长了钻杆1的使用期限。
[0035]
本实施例中，所述第一滑槽2
‑
1的槽长度大于所述第二滑槽5
‑
1的槽长度。
[0036]
实际使用时，通过设置第一挡环3和第二挡环4，将第三挡环6的活动范围限制在第
一滑槽2
‑
1内，通过设置第三挡环6和外翻式卡钩7，将第二挡环4的活动范围限制在第二滑槽5
‑
1内，便于内筒5的一端能套装在外筒2内。
[0037]
需要说明的是，通过设置第一滑槽2
‑
1的槽长度大于第二滑槽5
‑
1的槽长度，当内筒5处于最大伸出状态时，第二挡环4与外翻式卡钩7紧贴，而第一挡环3和第三挡环6之间仍具有一定空间，便于在第一挡环3和第三挡环6之间设置弹簧9，当外筒2随钻杆1做往复冲击动作时，随着弹簧9的弹性伸缩，外筒2与内筒5之间具有一定的缓冲力，从而减小了第一挡环3、第二挡环4第三挡环6和外翻式卡钩7之间的冲击力，即减少了第一挡环3、第二挡环4第三挡环6和外翻式卡钩7之间因强硬碰撞而产生的磨损，延长了外筒2与内筒5的使用寿命。
[0038]
本实施例中，所述弹簧9的数量至少为两个。
[0039]
实际使用时，至少两个弹簧9在第一滑槽2
‑
1内对称布设，有利于内筒5受力均衡，从而便于内筒5实现直线伸缩运动，减少了内筒5与外筒2的碰撞，延长了外筒2与内筒5的使用寿命。
[0040]
本实施例中，第一挡环3和第二挡环4上均设置有供滚珠8转动的卡槽，所述滚珠8伸出所述第一挡环3和所述第二挡环4的部分抵接至内筒5外侧壁。
[0041]
实际使用时，滚珠8有多个且均匀紧密排布在第一挡环3和第二挡环4内，卡槽的横截内边缘曲线为优弧，且卡槽的深度小于滚珠8直径，便于滚珠8在第一挡环3和第二挡环4内自由转动，同时，滚珠8的部分抵接至内筒5外侧壁，当内筒5做往复伸缩运动时，由于内筒5外表面光滑，滚珠8可随之转动，减小了外筒2和内筒5之间的摩擦力，便于内筒5随着钻杆1的垂直冲击运动能够快速伸缩，有利于辅助钻杆1冲击煤层和及时收集掉落的煤块样品。
[0042]
如图4所示，本实用新型具体使用时，将钻杆1与电镐10连接，并将外筒2与钻杆1通过螺纹连接，打开电镐10工作开关，将钻杆1对准被采样煤层，钻取煤样的同时按规划路线移动钻杆1，直至外筒2内收集到一定数量的煤样或同一煤层采样完毕，此时，关闭电镐10工作开关，倾倒出外筒2内的煤样并分类收集，待外筒2清空后，可再次进行钻取采样工作。
[0043]
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。