一种洛阳铲的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种工程地质勘探工具的改进，具体涉及一种洛阳铲。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的高速发展，工程建设项目日益增多，对工程地质勘探的要求也越来越高。工程地质勘探工作作为获取实物地质资料的重要手段，主要任务是在岩土层中采取岩心或原状土试样，要求提高效率且保证其采取样品的质量，在采取试样过程中应该保持试样的天然结构，以测定土的物理力学性质，为工程建设提供设计依据。对于深层土层或岩样多采用机械钻机进行钻探采取岩土样，对于浅层土样的采取也可使用洛阳铲。
[0003]洛阳铲多为一半圆形的铁铲，上接加长杆，使用时垂直向下戳击地面，铲头切入土层时由于土拱作用增加了土体与铲面的法向接触应力，提高了土体与铲面的抗剪强度，使其克服土体重力所产生的剪应力，因此，铲头可将地下的泥土带出，形成一个井孔，用来探测地下土层的土质。洛阳铲因其实用经济被运用到岩土工程和工程地质勘探工作中。
[0004]目前的洛阳铲存在以下缺陷:(1)由于采用普通丝扣连接，在洛阳铲冲进地层过程中及拔起洛阳铲提土过程中，整个洛阳铲及土的重量和反力大都通过普通丝扣承担，极易造成丝扣应力集中使得丝扣损坏。(2)目前的洛阳铲一般在软土地层取样，对硬土层可以在加长杆顶用锤子锤击的方法使洛阳铲有效进入岩土层，但在锤击作用下普通丝扣极易损坏，从而造成加长杆损坏。(3)洛阳铲在进入较硬土层时，由于土层和铲刀摩擦力增大，使得人工提起洛阳铲时增加了难度，甚至出现铲刀难于拔出的现象，操作人员劳动强度增大、勘探效率降低。(4)目前的洛阳铲大多为半圆或短弧形，取松散土层时土样易于脱落或使土样受到扰动，影响了土样采取质量。这些缺陷使得洛阳铲的应用受到了一定限制。
【发明内容】
[0005]本发明目的是提供一种克服上述缺陷的洛阳铲，这种洛阳铲结构简单、操作方便，操作人员劳动强度小、生产效率高，对土样的扰动小、土样采取率高，连接丝扣不易损坏、延长洛阳铲的使用寿命。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]一种洛阳铲，包括铲刀、加重杆，所述的铲刀为圆筒状，其下部为取土筒，上部为冲击筒，冲击筒直径大于取土筒直径，冲击筒与取土筒连接处形成冲击筒台阶；冲击筒的顶部固定有铲刀顶盖，铲刀顶盖上设置有铲刀顶盖中心孔；在冲击筒中布置有冲击板，冲击板与铲刀顶盖间设置有弹簧，冲击板的直径大于取土筒直径而小于冲击筒直径；加重杆穿过铲刀顶盖中心孔与冲击板固定在一起；取土筒的底部设置有铲刀底刃。
[0008]—种洛阳I产，在加重杆的上端通过接头套管连接有接长杆，加重杆与接长杆接触的端面上设置有凸台及与凸台配合的凹坑。
[0009]一种洛阳铲，在接长杆的上端通过接头套管再连接有若干接长杆，接长杆与接长杆接触的端面上设置有凸台及与凸台配合的凹坑。
[0010]一种洛阳铲，所述的凸台及与凸台配合的凹坑为圆台状，或圆锥状或半球状。
[0011]本发明的有益效果:(I)加长杆和加重杆连接处端而设置有凹进空心圆台和凸起实心圆台，插接后外面用套管丝扣连接，避免了丝扣应力集中。(2)对硬土层可以在加长杆顶用锤子锤击的方法取样，在锤击作用下加长杆和加重杆的受力全部由凸起实心圆台和凹进空心圆台承担，丝扣仅作连接作用，可有效进入硬土层。(3)洛阳铲在垂直向下戳击土层时，加长杆和加重杆的重量通过冲击板冲击冲击筒台阶，加大了进入土层的深度。冲击板冲击铲刀后弹簧压缩能释放，使铲刀受到向上的回冲力，铲刀易于拔出、勘探效率提高。(4)铲刀为圆筒形，取松散土层时土样采取率高。
【附图说明】
[0012]图1为本发明结构示意图。
[0013]图2为本发明接长杆与加重杆通过接头套管连接的结构示意图。
[0014]图中:1.接长杆、2.接头套管、3.加重杆、4.铲刀、11.接长杆下端凹进空心圆台(凹坑)、12.接长杆下端外丝扣(外螺纹)，21.接头套管内丝扣(内螺纹)、31.加重杆凸起实心圆台(凸台)、32.加重杆上端外丝扣(外螺纹)，41.铲刀顶盖、42.铲刀顶盖中心孔、43.弹簧、44.冲击板、45.冲击筒、46.冲击筒台阶、47.铲刀底刃、48.取土筒。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0016]如图所示，本发明包括接长杆1、接长杆下端凹进空心圆台11、接长杆下端外丝扣12、接头套管2、接头套管内丝扣21、加重杆3、加重杆凸起实心圆台31、加重杆上端外丝扣32、铲刀4、铲刀顶盖41、铲刀顶盖中心孔42、弹簧43、冲击板44、冲击筒45、冲击筒台阶46、铲刀底刃47、取土筒48。接长杆I和加重杆3通过接头套管2的丝扣连接，加重杆3穿过铲刀顶盖中心孔42与冲击板44连接，冲击板44与铲刀顶盖41间连接弹簧43，冲击筒45内有冲击筒台阶46。
[0017]接长杆I杆身用空心钢管制作以减轻杆身重量，接长杆上端面设置有凸起实心圆台，凸起实心圆台用钢铸造；接长杆上端外径车有丝扣，其结构同加重杆3上端一样。接长杆I下端面设置有凹进空心圆台11，其用钢铸造，接长杆下端外丝扣12用于和接头套管2连接。接长杆I可以是多根接长杆，其连接用接头套管2连接。
[0018]接头套管2用空心钢管制作，接长杆I和加重杆3通过接头套管内丝扣21连接。
[0019]加重杆3用比加长杆I厚的空心钢管制作，加重杆3上端面设有加重杆凸起实心圆台31、外径上设有加重杆外丝扣32。接长杆I下端面的凹进空心圆台11插入加重杆凸起实心圆台31后成为一个整体，两者用接头套管内丝扣21连接，施工时可避免丝扣产生应力集中现象。
[0020]铲刀4为圆筒形，铲刀4由铲刀顶盖41、铲刀顶盖中心孔42、弹簧43、冲击板44、冲击筒45、冲击筒台阶46、铲刀底刃47、取土筒48组成。铲刀顶盖41用钢板制作，取土筒48、冲击筒45用钢板卷制，铲刀顶盖41中间开有铲刀顶盖中心孔42，加重杆3杆身穿过铲刀顶盖中心孔42与冲击板44焊接在一起，铲刀顶盖41和冲击板44用4根弹簧43连接，冲击筒45直径大于取土筒48直径，冲击筒45与取土筒48连接处形成冲击筒台阶46，冲击板44的直径大于取土筒48直径而小于冲击筒45直径。
[0021]根据勘探设计地层的深度，将数根加长杆I通过接头套管2和加重杆3及铲刀4连接好，向勘探土层垂直下插，铲刀底刃47在加长杆1、接头套管2、加重杆3和铲刀4的重力作用下切入土层，同时加重杆3通过冲击板44冲击冲击筒台阶46，使铲刀4在向下的冲击力作用下切入土层深度加大，此时，冲击板44与铲刀顶盖41之间起连接作用的弹簧43被拉长，起储能作用，铲刀4停止下切的瞬间弹簧43收缩，产生向上的回冲力，自动将铲刀上抬，使伊"刀易于拔出。对于松散破碎土层，由于伊"刀4为圆筒形结构，土层进入伊^刀4筒体后不易产生逃土现象，土样较完整、采样质量高。对于硬土层可以在加长杆I顶用锤子锤击的方法取样，在锤击作用下加长杆I和加重杆3的受力全部由凸起实心圆台和凹进空心圆台承担并传递到铲刀4，丝扣仅作连接作用，不会产生应力集中，延长了洛阳铲的使用寿命。向上拔出洛阳铲，将土样取出。重复以上过程，直至勘探到设计孔深。
[0022]总之，本发明的接长杆和加重杆间受力由凸起实心圆台和凹进空心圆台承担，不会对丝扣造成应力集中破坏，延长了洛阳铲使用寿命。操作人员劳动强度小、生产效率高，对土样的扰动小、土样采取率高，加工方便、坚固耐用，适用于工程地质勘探工作者使用，值得推广应用。
[0023]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种洛阳铲，包括铲刀、加重杆，其特征是:所述的铲刀为圆筒状，其下部为取土筒，上部为冲击筒，冲击筒直径大于取土筒直径，冲击筒与取土筒连接处形成冲击筒台阶；冲击筒的顶部固定有铲刀顶盖，铲刀顶盖上设置有铲刀顶盖中心孔；在冲击筒中布置有冲击板，冲击板与铲刀顶盖间设置有弹簧，冲击板的直径大于取土筒直径而小于冲击筒直径；加重杆穿过铲刀顶盖中心孔与冲击板固定在一起；取土筒的底部设置有铲刀底刃。2.根据权利要求1所述的一种洛阳铲，其特征是:在加重杆的上端通过接头套管连接有接长杆，加重杆与接长杆接触的端面上设置有凸台及与凸台配合的凹坑。3.根据权利要求2所述的一种洛阳铲，其特征是:在接长杆的上端通过接头套管再连接有若干接长杆，接长杆与接长杆接触的端面上设置有凸台及与凸台配合的凹坑。4.根据权利要求2或3所述的一种洛阳铲，其特征是:所述的凸台及与凸台配合的凹坑为圆台状、或圆锥状或半球状。
【专利摘要】本发明涉及一种工程地质勘探工具的改进，具体涉及一种洛阳铲。本发明包括铲刀、加重杆，所述的铲刀为圆筒状，其下部为取土筒，上部为冲击筒，冲击筒直径大于取土筒直径，冲击筒与取土筒连接处形成冲击筒台阶；冲击筒的顶部固定有铲刀顶盖，铲刀顶盖上设置有铲刀顶盖中心孔；在冲击筒中布置有冲击板，冲击板与铲刀顶盖间设置有弹簧，冲击板的直径大于取土筒直径而小于冲击筒直径；加重杆穿过铲刀顶盖中心孔与冲击板固定在一起；取土筒的底部设置有铲刀底刃。本发明结构简单、操作方便，操作人员劳动强度小、生产效率高，对土样的扰动小、土样采取率高，连接丝扣不易损坏、延长洛阳铲的使用寿命。
【IPC分类】E02F3/02, E02D1/04
【公开号】CN104988958
【申请号】CN201510438831
【发明人】陈飞
【申请人】江西理工大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月23日