不良地质条件下水工环生态地质勘察取样设备及使用方法与流程

本发明涉及地质勘察取样，具体为不良地质条件下水工环生态地质勘察取样设备及使用方法。

背景技术：

1、在不良地质条件的水工环生态建设中，需要对地质进行勘察，勘察的一个重要步骤就是对地质取样进行地质分析，在地质勘察取样过程中，现有的采样方式通过螺旋钻杆和取样钻头钻入地表下方，将下方的土样进行抬升，取样后，将样品进行取出储存然后分析；

2、现有技术中申请公开号为cn114397135a的中国发明专利公开了不良地质条件下的水工环生态地质勘察取样设备，包括底座和安装板，所述安装板与底座的顶部通过支撑柱转动连接，所述安装板的底部固定连接有卡块，所述卡块上滑动插设有卡杆，所述支撑柱上环绕设有与卡杆对应的多个卡槽；所述安装板内设有空腔，所述空腔内转动连接有螺杆，所述螺杆上固定套接有第一齿轮，所述空腔内设有与第一齿轮相啮合的第二齿轮，所述第二齿轮和空腔的内壁通过转杆转动连接，所述转杆的顶部贯穿空腔的内壁并固定连接有旋钮，所述安装板的底部设有安装槽；

3、其从最底部抬升的土样必然与土层钻孔不同深度的内壁接触，因此容易携带不同深度土层的土样，导致取样不准确，而在一些不良地质条件下，需要对不同深度的土层取样，取样量多，需要切换使用多个取样瓶，取样人员盛放不同土样不便。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供不良地质条件下水工环生态地质勘察取样设备及使用方法，采用取样筒配合内螺旋叶片的方式向上抬升输送土样，能够避免抬升的土样与其他土层接触，避免下层的土样与不同深度的土层接触导致取样误差，提高取样的准确度，且在对不同深度的土层取样时，能够快速方便的切换盛放土样的取样瓶，取样人员使用取样瓶盛放土样方便快捷，且取样设备通过冲击下压组件和破土齿更容易钻入土层中，适用于不良地质条件下的土层，能够有效解决现有技术中技术的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：不良地质条件下水工环生态地质勘察取样设备，包括：

3、取样安装盘，为圆形盘，所述取样安装盘的底部安装有取样进深控制机构；

4、勘察取样旋动排土机构，包含有固定筒、排土筒、转筒、l形杆、安装套、冲击下压组件和旋转动力组件，所述取样安装盘的中部穿插固定连接有竖向的固定筒，所述固定筒的顶部通过弧形弯管固定连接横向的排土筒一端，固定筒的底端连接转筒的顶端外侧，所述转筒中部转动连接有安装套，安装套的两侧分别固定连接两个l形杆水平部分的端部，取样安装盘上的两个矩形滑孔分别与两个l形杆的竖直部分滑动连接，两个l形杆竖直部分的顶端分别连接在冲击下压组件的两端，所述l形杆的底部安装有旋转动力组件，所述旋转动力组件连接在转筒底部的外侧；

5、取样延长筒，顶部可拆卸连接转筒的底端，所述取样延长筒的底端可拆卸连接破土取样上输机构的顶部；

6、土样导出取样机构，安装在固定筒的中部一侧。

7、通过取样进深控制机构能够将取样安装盘安装在取样的位置，同时能够手动操作取样进深控制机构使取样安装盘下降，改变取样土层的深度，旋转动力组件工作带动转筒相对于固定筒、安装套和l形杆转动，转筒带动取样延长筒和破土取样上输机构转动，破土取样上输机构底部对土层进行破土，然后随着转动将土层中的土样向上抬升，然后进入到取样延长筒中，取样延长筒对取样继续抬升输送至转筒内，然后通过固定筒、排土筒排出，冲击下压组件带动转筒、取样延长筒、破土取样上输机构和旋转动力组件上下活动，实现破土取样上输机构对土层的上下冲击，提高对土层的冲击破坏力，利于对不良地质条件下的土层进行钻孔，待破土取样上输机构伸入采样所需的深度，土样导出取样机构打开固定筒的侧面，通过固定筒上移的土样从固定筒的侧面送出，完成取样，使向上抬升的土样不与上层土层接触，提高取样的准确度。

8、进一步的，所述冲击下压组件包含有侧杆、圆环和电动伸缩杆，所述固定筒的顶部穿过圆环，圆环的两侧对称固定连接两个侧杆的一端，两个侧杆的另一端分别固定连接在两个l形杆竖直部分的顶端，所述圆环的底部固定连接电动伸缩杆的顶部，所述电动伸缩杆的底部固定连接取样安装盘的上侧。随着破土取样上输机构的破土钻孔，电动伸缩杆受外部plc控制器控制不断伸缩活动，通过侧杆和圆环带动两个l形杆相对于取样安装盘上下活动，从而带动转筒、取样延长筒、破土取样上输机构和旋转动力组件上下活动，实现破土取样上输机构对不良地质条件下土层的上下冲击，提高深入土层钻孔的能力。

9、进一步的，所述取样延长筒包含有延长筒体和输送螺旋叶片，所述转筒的底端可拆卸连接在延长筒体的顶端，所述延长筒体的内壁固定连接有输送螺旋叶片。延长筒体用于连接破土取样上输机构和转筒，根据取样土层深度的需要，能够加入多个延长筒体，增大取样土层的深度，延长筒体转动时借助输送螺旋叶片能够将土样向上提升。

10、进一步的，所述破土取样上输机构包含有取样端筒、取样螺旋叶片和破土齿，所述取样端筒的顶端可拆卸连接延长筒体的底端，所述取样端筒底端的边沿上环形阵列设置有破土齿，所述取样端筒的内部为锥台状，取样端筒的底端内径大于顶端内径，取样端筒的内壁设置有锥形的取样螺旋叶片，所述取样螺旋叶片的底端设置有斜刃。

11、取样端筒转动时带动破土齿转动，破土齿对土层进行破坏，能够使取样端筒底部的土样随着取样螺旋叶片在取样端筒内向上提升，取样螺旋叶片底端的斜刃能够更好的铲土，将土样更好的旋入取样螺旋叶片内，然后稳定的向上输送土样，取样端筒内的形状配合锥形的取样螺旋叶片更好的挤压向上输送土样。

12、进一步的，所述土样导出取样机构包含有方框、转轴、导出挡板、土样导槽和挡板位置控制组件，所述固定筒的中部一侧通槽内镶嵌有方框，所述方框的内侧顶部转动连接有转轴，转轴固定连接在导出挡板的顶部，所述转轴的一端延伸至方框的外侧，并且延伸端连接有挡板位置控制组件，所述方框底部的外侧固定连接土样导槽。在刚开始钻土不需要取样时，借助挡板位置控制组件控制转轴，使导出挡板完全挡住方框，在固定筒内向上输送的土样能够顺利的进入到排土筒内排出，待破土取样上输机构钻入需要取样的土层深度，挡板位置控制组件让转轴转动后定位，导出挡板伸入固定筒内，使导出挡板随着转动挡住固定筒内向上输送的土样，土样通过方框排出至土样导槽内，然后通过土样导槽收集土样，土样导槽倾斜设置，土样导槽远离方框的一端向下倾斜，能够顺利导出土样。

13、进一步的，所述挡板位置控制组件包含有限位盘、固定块、卡接伸缩杆、弹簧、三角卡块和把手，所述转轴的一端延伸至方框的外侧并且固定连接限位盘，限位盘的外周侧环形阵列开设有楔形卡槽，所述方框的侧面固定连接有固定块，固定块的顶部通过卡接伸缩杆固定连接有三角卡块的顶部，所述卡接伸缩杆的外侧套接有弹簧，所述三角卡块的顶部尖端与限位盘底部对应的楔形卡槽卡接，所述三角卡块的侧面设置有把手。需要转动转轴时，通过把手向下拉动三角卡块，卡接伸缩杆缩短，弹簧被压缩，此时转动限位盘，使转轴和导出挡板转动，待导出挡板转动至合适的位置，松开把手，弹簧回弹，卡接伸缩杆伸长，带动三角卡块的底部重新卡入限位盘底部对应的楔形卡槽，完成对导出挡板的位置控制。

14、进一步的，所述挡板位置控制组件还包含有转把，所述转轴的两端分别设置有方框状的转把，通过转把能够操控转动转轴，从而转动操控导出挡板。

15、进一步的，还包括取样瓶切换机构和取样瓶，所述取样瓶切换机构转动安装在固定筒的底端外周侧，所述取样瓶切换机构上环形阵列放置有取样瓶，取样瓶切换机构能够带动取样瓶转动，使不同的取样瓶依次对准土样导槽的底端，对土样导槽流出的土样进行盛放。

16、进一步的，所述取样瓶切换机构包含有转套、辐杆、切换环、取样瓶放置通槽和定位组件，所述固定筒的底端外周侧转动连接转套的顶部内侧，所述转套的侧面安装有定位组件，所述转套的外周侧通过辐杆固定连接切换环，所述切换环与转套同圆心设置，且切换环上环形阵列开设有六个取样瓶放置通槽，所述取样瓶放置通槽内放置有取样瓶。转套相对于固定筒转动，从而通过辐杆带动切换环转动，从而使取样瓶放置通槽内的取样瓶转动，定位组件能够使转动后切换环上的取样瓶能稳定的对准土样导槽的底部。

17、不良地质条件下水工环生态地质勘察取样设备的使用方法，该方法包括特定层土样的取样方法、不同层土样的取样方法：

18、所述特定层土样的取样方法，包括以下步骤：

19、步骤一，借助取样进深控制机构中底固环将取样安装盘固定在需要勘察取样的位置，然后启动旋转动力组件，旋转动力组件带动转筒相对于固定筒转动，同时也带动取样延长筒和破土取样上输机构转动；

20、步骤二，破土取样上输机构中的破土齿接触破坏土层，土样随着取样端筒内的取样螺旋叶片被向上输送至取样延长筒内，然后依次进入转筒、固定筒，最后通过排土筒排出；

21、步骤三，冲击下压组件带动l形杆、安装套和转筒相对于固定筒上下活动，实现破土取样上输机构中的破土齿对土层的冲击，提高破土齿的破土能力；

22、步骤四，通过取样进深控制机构中的控制手轮转动螺纹杆，带动取样安装盘下移，使破土取样上输机构和取样延长筒深入土层中特定的深度；

23、步骤五，然后借助挡板位置控制组件转动转轴，带动导出挡板挡住固定筒内中部，使固定筒中向上输送的土样从方框处排出，然后通过土样导槽落到取样瓶切换机构上对应的取样瓶内，完成特定深度土层的取样；

24、所述不同层土样的取样方法，包括以下步骤：

25、步骤一，借助取样进深控制机构中底固环将取样安装盘固定在需要勘察取样的位置，然后启动旋转动力组件，旋转动力组件带动转筒相对于固定筒转动，同时也带动取样延长筒和破土取样上输机构转动；

26、步骤二，破土取样上输机构中的破土齿接触破坏土层，土样随着取样端筒内的取样螺旋叶片被向上输送至取样延长筒内，然后依次进入转筒、固定筒，最后通过排土筒排出；

27、步骤三，冲击下压组件带动l形杆、安装套和转筒相对于固定筒上下活动，实现破土取样上输机构中的破土齿对土层的冲击，提高破土齿的破土能力；

28、步骤四，通过取样进深控制机构中的控制手轮转动螺纹杆，带动取样安装盘下移，使破土取样上输机构和取样延长筒深入土层中第一个深度处；

29、步骤五，然后借助挡板位置控制组件转动转轴，带动导出挡板挡住固定筒内中部，使固定筒中向上输送的土样从方框处排出，然后通过土样导槽落到取样瓶切换机构上对应的取样瓶内，完成土层中第一个深度处的取样；

30、步骤六，待一个取样瓶取样完成，转动转套、辐杆和切换环，借助定位组件使下一个取样瓶对应土样导槽的端部，等待第二个深度处土层的取样；

31、步骤七，挡板位置控制组件转动转轴，带动导出挡板挡住方框，继续通过控制手轮转动螺纹杆，带动取样安装盘再次下移，使破土取样上输机构和取样延长筒深入土层中第二个深度处，期间破土取样上输机构输送抬升的土通过进入转筒、固定筒、排土筒排出，然后挡板位置控制组件再次转动转轴，带动导出挡板挡住固定筒内中部，使固定筒中向上输送的土样从方框处排出，然后通过土样导槽落到取样瓶切换机构上对应的取样瓶内，完成第二个深度处土层的取样；

32、步骤八，重复步骤六和步骤七，完成不同层土样的取样。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本不良地质条件下水工环生态地质勘察取样设备及使用方法，具有以下好处：

34、1、采用取样筒配合内螺旋叶片的方式向上抬升输送土样，能够避免抬升的土样与其他土层接触，避免下层的土样与不同深度的土层接触导致取样误差，提高取样的准确度；

35、2、在对不同深度的土层取样时，能够快速方便的切换盛放土样的取样瓶，取样人员使用取样瓶盛放土样方便快捷；

36、3、取样设备通过冲击下压组件和破土齿更容易钻入土层中，适用于不良地质条件下的土层。