专利名称：一种原状土柱采集器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械领域，特别涉及一种原状土柱采集器。
背景技术：
土壤的野外调查，土壤容重、孔隙度等土壤物理性状的测试，土壤水、盐及养分运移的实验研究，都需要在土壤原状土柱上进行，原状土柱的采集质量，直接影响此类研究工作的准确性、科学性。目前，原状土柱按取样方式主要有剖面取土、土钻取土。剖面取土是在野外利用天然或原有地形落差，或者挖掘人工剖面后采集原状土柱。其优点是可采集较大型土柱，土柱原始性状破坏少，土柱质量高；缺点是人力劳动强度大，耗时长，效率低。这种方式适合于土壤调查中大型土壤标本的采集、示范教学等，适用面窄。实践中广泛应用土钻取土，现有土钻由钻杆、钻筒和环刀自上而下依次连接而成。它是利用取土环刀采集原状土柱，做法是在土钻的钻筒壁上设置大小不等的开口，或钻筒由两部分咬合而成。取土时需要从钻筒中取出土柱，用改锥等工具把土柱转移到铝盒或其他器皿中。这种方式的缺点是土壤在转移过程中其原始结构极易受到破坏，影响原状土柱的质量，尤其是对于质地较为松散的土壤来说，更不易得到理想的原状土柱；原状土柱采集时采样器开口处土壤易受污染，破坏土壤的原始特征；将土柱从钻筒转移到铝盒或其他器皿不仅占用大量取样时间，而且必须两个人同时配合操作；更致命的是，这种取土方式很难得到较长的原状土柱，而随着生产实践与科学研究的发展，越来越需要超长的原状土柱，经常要求土柱长度达到I米，甚至更长，显然这种传统的土钻取土方式很难完成采样作业。有鉴于上述现有原状土柱采集中存在的诸多问题，本实用新型的设计人依靠多年的科研工作经验和丰富的专业知识，积极加以研究和创新，最终研发出本实用新型的一种原状土柱采集器。
实用新型内容为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种结构简单、操作便捷的原状土柱采集器，不仅提高了原状土柱的采集效率，而且能最大限度的保持原状土柱的原始特征，提高原状土柱的质量，还可以采集到高质量的长度更长的原状土柱，以满足土壤科学研究实验的各种需要。为了解决上述技术问题，实现本实用新型的发明目的，本实用新型采用了如下技术方案—种原状土柱采集器，包括钻杆、钻筒和环刀，其特征在于还包括土柱筒，其设置在所述钻筒内；所述环刀的内径小于或等于土柱筒的内径；所述土柱筒的材料为有机玻璃、无机玻璃、招、不锈钢或铜材料；所述钻杆与钻筒之间采用焊接或螺纹套接方式连接；[0011]所述钻筒的下端和环刀的上端均设有内螺纹或外螺纹，且钻筒所设内螺纹与环刀所设外螺纹相吻合或钻筒所设外螺纹与环刀所设内螺纹相吻合；所述环刀的上端螺纹部分的外径大于钻筒外径且环刀的下端非螺纹部分的内径等于土柱筒的内径；或所述钻筒的下端螺纹部分的外径小于钻筒的上端外径，同时环刀的下端非螺纹部分的内径等于土柱筒的内径；所述钻筒包括第一半圆筒和第二半圆筒，两个半圆筒的侧壁上分别设有凹槽且所设凹槽以互补的形式咬合而成；所述钻筒的侧壁上沿垂直方向上设有开孔；所述土柱筒的长度大于钻筒的长度，所述环刀内设有凹台且所设凹台延伸至钻筒的内端面，并所述凹台的内径等于土柱筒的内径。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于本实用新型的原状土柱采集器在采样过程中，将采集器从土中取出后，由于不需要将采集器中的土样转移到其他容器如铝盒、塑料袋中，即可获得较为完整的土柱。从而较好的保证了土壤的物理性和化学性，使得土壤采样的精度大大提高，有利于土壤方面的科技研究。使用本实用新型的土样采集器，采集样品只需要更换不同的土柱筒即可对多个样点进行快速采集。土柱筒的更换方式简单、快捷，为野外土壤采集者节省了采集工作的时间以及人力的投入，有效地提高了采集效率。环刀的下端带有向下倾斜的人口，通过钻杆的旋转即可轻便的将采集器旋切进入土壤，降低了劳动强度。克服了现有土样采集器速度慢、工作强度大、结构复杂、采集的样品易发生混杂等缺点。
图1为本实用新型的一种原状土柱采集器的剖面图；图2为采集器I处的局部放大图；图3至图5为本实用新型的一种原状土柱采集器的钻筒与环刀之间的三种连接关系的结构不意图；图6为本实用新型的一种原状土柱采集器的钻筒由左右两部分咬合而成的结构示意图；图7为图3中A-B的剖面图；图8为本实用新型的一种原状土柱采集器的钻筒的上下均为敞口的结构示意图；图9为本实用新型的一种原状土柱采集器的钻筒上开设有开口槽的结构示意图；图10为本实用新型的一种原状土柱采集器的土柱筒长度大于钻筒的长度的结构示意图；图11为本实用新型的一种原状土柱采集器的的环刀结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。如图1和图2所示，图1为本实用新型的一种原状土柱采集器的剖面图，图2为采集器I处的局部放大图。本实用新型的一种原状土柱采集器，由钻杆1、钻筒2和环刀3自上而下依次连接而成，同时钻筒2内设有可插取的土柱筒4。本实用新型中土柱筒4由环刀3卡定在钻筒2内且环刀3的内径小于或等于土柱筒4的内径，以固定土柱筒4使其在工作过程不会发生移动。本实用新型中土柱筒4的材料为有机玻璃、无机玻璃、铝、不锈钢或铜材料。多种类材料的土柱筒4方便科技人员做相关实验，比如土壤的野外调查，土壤容重、孔隙度等土壤物理性状的测试，土壤水、盐及养分运移的实验。选择合适的土柱筒进行取样，不仅方便了采集者，更重要的是其直接影响上述各种研究工作的准确性、科学性。本实用新型中，钻杆I与钻筒2之间采用焊接或螺纹套接方式进行连接。同时钻筒2的下端和环刀3的上端均设有内螺纹或外螺纹，且钻筒2所设内螺纹与环刀3所设外螺纹相吻合或钻筒2所设外螺纹与环刀3所设内螺纹相吻合。如图3至图5所示，在钻杆I与钻筒2之间均采用螺纹连接的前提下，以下为三种较佳实施例1、如图3所示，钻筒2的下端设有内螺纹，环刀3的上端设有外螺纹，且钻筒3所设内螺纹与环刀3所述外螺纹相吻合；2、如图4所示，钻筒2的下端设有外螺纹，并与环刀3的上端所设内螺纹相吻合，同时环刀3上端螺纹部分的外径大于钻筒2外径且环刀3非螺纹部分的内径等于土柱筒4的内径；3、如图5所示，钻筒2的下端设有外螺纹且钻筒2的下端螺纹部分的外径小于钻筒2的上端外径，并与环刀3的上端所设内螺纹相吻合，同时环刀3非螺纹部分的内径等于土柱筒4的内径。以上三种不同的实施例，确保了采集器在工作过程中，钻筒2、环刀3与土柱筒4三者之间可紧密配合，环刀3处采集的土壤可以完整的进入到土柱筒4内部，获得了比较完整的土柱，从而较好的保证了土壤的物理性和化学性，使得土壤采样的精度大大提高，有利于土壤方面的科技研究。本实用新型的一种原状土柱采集器，与现有的土柱采集器相比，采集样品只需要更换不同的土柱筒4即可对多个样点进行快速采集。其中土柱筒4的更换方式简单、快捷，为野外土壤采集者节省了采集工作的时间以及人力的投入，有效地提高了采集效率。所以在采集工作中，土柱筒4的快速取出变得尤为重要。为了方便土柱筒4的取出，以便于提高采集的速率。本实用新型列出以下四种实施例以供选择1、钻筒2为大小相等的两个半圆筒，两个半圆筒A和B之间通过互补凹槽6咬合在一起;2、钻筒2的上下端均为敞口 ；3、钻筒2的侧壁上沿垂直方向开设有多个开孔5 ；4、土柱筒4的长度大于钻筒2的长度，环刀3内设有凹台7且所设凹台7延伸至钻筒2的内端面，并所述凹台7的内径等于土柱筒4的内径。如图6至图10所示，各个对应以上四种最佳实施例1、如图6与图7所不，钻筒2为大小相等的两个半圆筒，两个半圆筒A和B之间米用互补凹槽6咬合在一起，使用时沿凹槽滑动方向将两部分合在一起形成一个完整的钻筒2，待采集完成后，沿凹槽滑动反方向即可将钻筒2分开，取出土柱筒4 ;2、如图8所示，钻筒2的上下端均为敞口，采集完成后，将钻杆I从钻筒2上卸下，从钻筒2上端直接取出土柱筒4 ；3、如图9所示，在钻筒2的侧壁上沿垂直方向开设有多个开口槽5，待采集完成后，采集者可沿着各个开口槽的方向慢慢向下移动，取出土柱筒4。4、如图10所示，土柱筒4的长度大于钻筒2的长度，环刀3内设有凹台7且所设凹台7的内径与土柱筒4的内径相同。这样，土柱筒4伸出钻筒2的部分被环刀3内凹台7所顶住，以防止在采集过程中，土柱筒4从钻筒2中滑落。待采集完成后，取下环刀3，即可方便的取出土柱筒4。如图11所示，环刀3的外侧呈椎体状且环刀3的底部形成向下倾斜的刃口采样时通过刃口的旋转切削作用，降低了入土阻力，使采集器较易进入土壤，保持了土样原状，降低了工作难度，同时提高了工作效率。本实用新型中一种原状土柱采集器在使用时，将土柱筒4放入钻筒2内，将环刀3与钻筒2旋紧；将采集器直立于地面，双手握着钻杆I来回旋转，同时下压(用力要均匀，力度要视土壤的抗剪强度而定，以保持土壤的自然状况)；待采集完成后取出采集器，取出土柱筒4，重复以上步骤，便可进行下一次土样采集。本实用新型提供一种结构简单、操作方便的原状土柱采集器，在采样过程中，只需要更换不同的土柱筒4即可对多个样点进行快速采集，操作简单。快速地更换土柱筒4，有效地提高了作业效率。由于土柱筒4内的土壤不易受外界气象条件的影响，避免了较大的误差，提高了土壤科研的精确性。同时，还可以采集到高质量的长度更长的原状土柱，以满足土壤科学研究实验的各种需要。以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内
权利要求1.一种原状土柱采集器，包括钻杆、钻筒和环刀，其特征在于还包括土柱筒，其设置在所述钻筒内。
2.根据权利要求1所述的原状土柱采集器，其特征在于所述环刀的内径小于或等于土柱筒的内径。
3.根据权利要求1所述的原状土柱采集器，其特征在于所述土柱筒的材料为有机玻璃、无机玻璃、铝、不锈钢或铜材料。
4.根据权利要求1所述的原状土柱采集器，其特征在于所述钻杆与钻筒之间采用焊接或螺纹套接方式连接。
5.根据权利要求1所述的原状土柱采集器，其特征在于所述钻筒的下端和环刀的上端均设有内螺纹或外螺纹，且钻筒所设内螺纹与环刀所设外螺纹相吻合或钻筒所设外螺纹与环刀所设内螺纹相吻合。
6.根据权利要求5所述的原状土柱采集器，其特征在于 所述环刀的上端螺纹部分的外径大于钻筒外径且环刀的下端非螺纹部分的内径等于土柱筒的内径； 或所述钻筒的下端螺纹部分的外径小于钻筒的上端外径，同时环刀的下端非螺纹部分的内径等于土柱筒的内径。
7.根据权利要求1所述的原状土柱采集器，其特征在于所述钻筒包括第一半圆筒和第二半圆筒，两个半圆筒的侧壁上分别设有凹槽且所设凹槽以互补的形式咬合而成。
8.根据权利要求1所述的原状土柱采集器，其特征在于所述钻筒的侧壁上沿垂直方向上设有开孔。
9.根据权利要求1所述的原状土柱采集器，其特征在于所述土柱筒的长度大于钻筒的长度，所述环刀内设有凹台且所设凹台延伸至钻筒的内端面，并所述凹台的内径等于土柱筒的内径。
专利摘要本实用新型公开了一种原状土柱采集器，包括钻杆、钻筒和环刀，其特征在于还包括土柱筒，其设置在所述钻筒内。本实用新型提供一种结构简单、操作便捷的原状土柱采集器，不仅提高了原状土柱的采集效率，而且能最大限度的保持原状土柱的原始特征，提高原状土柱的质量，还可以采集到高质量的长度更长的原状土柱，以满足土壤科学研究实验的各种需要。
文档编号G01N1/08GK202869848SQ201220549749
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者郑纪勇, 申卫博, 韩凤朋 申请人:西北农林科技大学