一种水文地质勘探用土壤分层取样装置的制作方法

1.本发明涉及水文地质技术领域，具体是一种水文地质勘探用土壤分层取样装置。


背景技术：

2.随着当前社会经济发展，土壤问题日趋显著。在土壤污染防治法的推动下，各地土壤环境调查正在如火如荼的进行中，尤其是对工业生产场地的土壤环境监测调查，因土壤的不均一性使得土壤样品的采集成为土壤监测中最关键一步，准确采集规范要求的土壤样品才能对后期的各种化验数据提供质量保证。
3.目前，市场上的土壤分层取样工具过于结构简单，往往采用类似洛阳铲的取样工具，取样时将洛阳铲插入土壤中，然后可将土壤带出，但是因洛阳铲侧面开口的构造，在取样过程中无法对土壤根部进行切断，难以将土壤样品完整、不破碎地向上取出。
4.而且，由于区域性的差异和土壤受损的严重程度，部分土壤是水分含量少且呈松散沙状的土壤，该类土壤在进行取样时采用洛阳铲的取样方式易导致土壤取出的瞬间与洛阳铲进行脱离，使得分层取样的土壤产生混料的情况，造成取样失败只能另换地点重新取样。
5.因此，本发明提供一种水文地质勘探用土壤分层取样装置来解决上述问题。


技术实现要素：

6.针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种水文地质勘探用土壤分层取样装置，有效的解决了洛阳铲在对土壤进行分层取样时难以将土壤样品完整、不破碎地向上取出的问题。
7.一种水文地质勘探用土壤分层取样装置，包括由两个竖板和顶板组成的门型支架，两个所述竖板的左右侧面之间均贯穿有升降滑槽，两个所述升降滑槽内均上下滑动安装有升降滑块，两个升降滑块均固定连接有位于顶板下方的横杆，两个横杆相互靠近的一端之间连接有升降环，所述升降环的内部同轴转动安装有钻土筒，所述钻土筒的底部固定连接有底部呈尖状的钻土锥环，所述钻土筒的外表面上固定连接有螺旋状的钻土绞龙；所述顶板的中部贯穿有翻转槽且翻转槽内转动安装有轴线呈左右方向安装的翻转板，所述翻转板的中部上下贯穿有方形孔，所述方形孔内滑动安装有取样方杆，所述取样方杆位于顶板下方的一端固定连接有内部中空底部开口且同轴放置于钻土筒内部的取样筒，所述钻土筒与取样筒之间通过限位装置可拆卸连接，所述取样筒的底部铰接有四个位于钻土锥环上方且内外表面均呈弧面的取样扇形板，所述取样筒的内部同轴滑动安装有取样推板。
8.优选的，所述钻土锥环的内径小于钻土筒的内径，所述钻土锥环的内径与取样筒的内径相同。
9.优选的，所述钻土筒的顶部同轴固定安装有钻土齿圈，所述升降环的顶部转动安装有与钻土齿圈啮合的钻土齿轮，所述钻土齿轮同轴固定连接有钻土旋柄。
10.优选的，所述钻土齿圈的顶部同轴固定连接有升降驱动环，所述升降驱动环的外表面上对称固定安装有两个升降齿条，所述升降环的顶部转动安装有两个与两个升降齿条啮合的升降齿轮，两个所述升降齿轮的顶部均同轴固定连接有升降链轮，两个所述升降滑槽的内均固定安装有轴线呈竖向安装的且分别贯穿两个升降滑块的升降丝杆，两个所述升降滑块的顶部均转动安装有与升降丝杆同轴螺纹连接的升降内螺套，位于同一侧的所述升降链轮与所述升降内螺套之间安装有升降链条。
11.优选的，所述钻土筒的内壁上开有多个轴承安装槽，每个所述轴承安装槽内均安装有轴承，所述轴承的内壁与取样筒的外壁接触。
12.优选的，所述限位装置，包括钻土筒顶端的内外壁之间贯穿的多个限位孔，所述钻土筒的外壁上固定安装有与多个限位孔同轴的限位螺套，每个所述限位螺套内均螺纹连接有位于限位孔内部的限位螺栓，所述取样筒的外壁上环绕开设有与多个限位孔高度对应的限位环槽，每个所述限位螺栓处于限位孔内部的一端均转动连接有限位轮，每个所述限位螺栓位于钻土筒外侧的一端均同轴固定连接有限位齿轮，所述钻土筒的外表面上同轴转动安装有与多个限位齿轮啮合的限位齿圈。
13.优选的，所述取样筒的底部开有四个均匀分布的铰接槽，每个所述取样扇形板的顶部均固定连接有铰接在铰接槽内部的铰接座，每个所述铰接座朝向取样筒轴心的一侧面上同轴固定安装有合拢弧形齿条，所述取样筒的内壁上转动安装有四个轴线呈竖直安装的合拢杆，每个所述合拢杆的底端均同轴固定连接有分别与四个合拢弧形齿条啮合的合拢蜗杆，所述取样推板的外侧面上开有四个可供四个合拢杆穿过的让位槽。
14.优选的，四个所述合拢杆的顶端均贯穿取样筒的顶部，且四个所述合拢杆的顶端均同轴固定安装有位于取样筒上方的合拢齿轮，所述取样筒的顶面上同轴转动安装有与四个合拢齿轮啮合的合拢齿圈，其中一个所述合拢齿轮同轴固定连接有合拢旋柄。
15.优选的，所述取样方杆的前侧面上固定安装有取样齿条，所述翻转板的顶部转动安装有与取样齿条啮合的取样齿轮，所述取样齿轮连接有位于翻转板前侧的取样旋柄，所述取样齿轮与取样旋柄之间通过锥齿轮组合进行方向的转换和传动。
16.优选的，所述取样方杆的外侧同轴滑动安装有推板滑环，所述取样推板的顶部固定连接有依次贯穿取样筒的顶部和翻转板的取样推杆，两个所述取样推杆均与推板滑环固定连接。
17.本发明与现有技术相比，有以下优点：1.本发明中的钻土筒能够对土壤进行钻取，使得待取样土壤能够完整的进入取样筒中保存，且钻取的柱状土壤的外壁贴着取样筒的内壁，因此不会发生土壤坍塌混料的情况，能够将土壤完整的取出；2.通过取样筒底部的四个取样扇形板的合拢，能够将待取样的柱状土壤的根部切断，并将柱状土壤包裹在取样筒内部，能够避免在取样筒向上提起的过程中，土壤掉落的情况发生；3.通过转动钻土旋柄，即可使得钻土筒能够同时实现向下移动和旋转钻土的功能，通过转动合拢旋柄，即可使得四个取样扇形板向中部合拢对土壤根部进行切断的功能，通过转动多个限位螺栓使得钻土筒和取样筒之间分离，然后转动取样旋柄，即可带动取样筒从钻土筒内向上移动，从而将土壤样本带出并取出，取出的土壤样本层次分明，不会有坍
塌混料的情况发生；本发明完全采用人工操作，满足野外无电环境下工作的需求，且能够一次性的完成土壤的取样，补足了洛阳铲对土壤取样时存在的缺陷，提高了图样分层取样的效率，具有很强的实用性。
附图说明
18.图1为本发明的立体示意图。
19.图2为本发明的前视剖面示意图。
20.图3为本发明的剖面立体示意图。
21.图4为本发明图1中a处的放大图。
22.图5为本发明图4中f处的放大图。
23.图6为本发明图2中b处的放大图。
24.图7为本发明图3中d处的放大图。
25.图8为本发明图6中g处的放大图。
26.图9为本发明图2中c处的放大图。
27.图10为本发明图3中e处的放大图。
28.图11为本发明图10中j处的放大图。
29.图12为本发明图9中h处的放大图。
30.图13为本发明钻入土壤内部的剖面示意图。
31.图14为本发明取样图脱离钻土筒后的剖面示意图。
32.图15为本发明四个取样扇形板合拢后的剖面示意图。
具体实施方式
33.有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图15对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
34.下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
35.实施例一，本发明为一种水文地质勘探用土壤分层取样装置，包括由两个竖板01和顶板02组成的门型支架1，两个竖板01的底部均固定安装有地脚针，使用时可扎入土壤内固定，两个所述竖板01的左右侧面之间均贯穿有升降滑槽2，两个所述升降滑槽2内均上下滑动安装有升降滑块3，两个升降滑块3均固定连接有位于顶板02下方的横杆4，两个横杆4相互靠近的一端之间连接有升降环5，通过两个升降滑块3使得升降环5能够在门型支架1内上下移动，所述升降环5的内部同轴转动安装有钻土筒6，钻土筒6能够在升降环5的中部自转，且能够与升降环5同步上下移动，所述钻土筒6的底部固定连接有底部呈尖状的钻土锥环7，钻土锥环7的内侧面呈直筒状，其外侧面呈向中部倾斜的斜面，有利于钻土筒6在土壤内部的深入，所述钻土筒6的外表面上固定连接有螺旋状的钻土绞龙8，钻土筒6转动时能够通过钻土绞龙8对土壤进行钻取，可将进入钻土筒6内部的呈柱状的样本土壤的侧面与大地分离；所述顶板02的中部贯穿有翻转槽，翻转槽将顶板02的中部完全贯穿，且翻转槽内
转动安装有轴线呈左右方向安装的翻转板9，翻转板9能够在翻转槽内部前后翻转，所述翻转板9的中部上下贯穿有方形孔，所述方形孔内滑动安装有取样方杆11，取样方杆11能够在方形孔内部上下滑动，所述取样方杆11位于顶板02下方的一端固定连接有内部中空底部开口且同轴放置于钻土筒6内部的取样筒12，取样筒12的外径小于钻土筒6的内径，但取样筒12处于钻土筒6内部时，取样筒12的外侧面与钻土筒6的内侧面之间仅具有较小的缝隙，使得取样筒12与钻土筒6之间可相对转动，也可轴向运动，即钻土筒6能够在取样筒12的外侧转动，取样筒12可从钻土筒6的内部向上取出，所述钻土筒6与取样筒12之间通过限位装置可拆卸连接，二者通过限位装置连接时，钻土筒6能够在取样筒12外侧转动，取样筒6与能够带动取样筒12向下方移动并钻入土壤中，而钻土筒6钻取的柱状样本土壤会进入取样筒12内部，而柱状样本土壤的外侧能够紧紧贴着取样筒12的内壁，因此土壤进入取样筒12后不会发生坍塌、混料的情况，依然保持土壤的原本的层次，所述取样筒12的底部铰接有四个位于钻土锥环7上方且内外表面均呈弧面的取样扇形板13，如附图9、10、15所示，四个取样扇形板13的初始状态均为外侧面贴紧钻土筒6的内壁，柱状样本土壤进入取样筒12后，可将四个取样扇形板13向中部合拢呈如附图15中的状态，从而对柱状样本土壤的根部进行切断，使得柱状样本土壤能够完全被取样筒12包裹住，此时可通过限位装置将钻土筒6和取样筒12之间进行分离，然后将钻土筒6留在土壤中，此时可将取样筒12与内部的柱状样本土壤从钻土筒6内同时向上移动取出，四个合拢后的取样扇形板13此时能够保证取样筒12从钻土筒6内部向上取出时，内部的土壤不会向下方掉落，因此利用取样筒12可对任何地址的土壤进行取样，且取出的土壤样本层次分明，能够保持原本处于大地中的状态，所述取样筒12的内部同轴滑动安装有取样推板14，当取样筒12从钻土筒6内部完全取出时，可将翻转板9进行90
°
的翻转，使得取样筒12处于水平状态，然后可使用板状的承托板放置于四个取样扇形板13处，然后将四个取样扇形板13向外侧打开，最后推动取样推板14即可将取样筒12内部的柱状样本土壤推出至承托板上放置，即可进行土壤的检测与研究，完成取样后将取样筒12放置于钻土筒6内，然后将二者全部复位，等待下次使用即可。
36.实施例二，在实施例一的基础上，所述钻土锥环7的内径小于钻土筒6的内径，所述钻土锥环7的内径与取样筒12的内径相同，在钻土筒6向下钻土时，钻土锥环7的尖端能够首先将土壤分离，从而使得进去取样筒12内部的柱状样本土壤的外径与钻土锥环7以及取样筒12的内径均相同，使得柱状样本土壤的外侧面能够紧贴在取样筒12的内壁上，避免柱状样本土壤的表面坍塌。
37.实施例三，在实施例一的基础上，所述钻土筒6的顶部同轴固定安装有钻土齿圈15，钻土齿圈15能够与钻土筒6同步转动，所述升降环5的顶部转动安装有与钻土齿圈15啮合的钻土齿轮16，所述钻土齿轮16同轴固定连接有钻土旋柄17，转动钻土旋柄17即可通过转动钻土齿轮16带动钻土齿圈15转动，从而使得钻土筒6能够转动进行钻土。
38.实施例四，在实施例三的基础上，所述钻土齿圈15的顶部同轴固定连接有升降驱动环18，升降驱动环18能够与钻土齿圈15同步转动，所述升降驱动环18的外表面上对称固定安装有两个呈弧形的升降齿条19，两个升降齿条19基于升降驱动环18的轴心对称安装，所述升降环5的顶部转动安装有两个与两个升降齿条19啮合的升降齿轮20，当升降驱动环18转动时能够带动两个升降齿条19做圆周运动，每当两个升降齿条19移动至两个升降齿轮20处时，分别能够与两个升降齿轮20进行啮合并传动，两个升降齿条19与两个升降齿轮20
分离时，两个升降齿轮20不再转动，从而使得两个升降齿轮20实现间歇转动，两个所述升降齿轮20的顶部均同轴固定连接有升降链轮21，升降链轮21能够与升降齿轮20同步转动，两个所述升降滑槽2的内均固定安装有轴线呈竖向安装的且分别贯穿两个升降滑块3的升降丝杆22，升降滑块3的中部贯穿有可供升降丝杆22穿过的通孔，且通孔的直径大于升降丝杆22的最大直径，两个所述升降滑块3的顶部均转动安装有与升降丝杆21同轴螺纹连接的升降内螺套23，升降内螺套23转动时能够带动升降滑块3在升降滑槽2内上下滑动，位于同一侧的所述升降链轮21与所述升降内螺套23之间安装有升降链条24，当转动钻土旋柄17带动钻土齿轮16和钻土齿圈15转动时，能够使得钻土筒6转动进行钻土，同时升降驱动环18也同时转动，从而通过两个升降齿条19带动两个升降齿轮20间歇性转动，两个升降齿轮20通过升降链轮21和升降链条24带动两个升降内螺套23在两个升降丝杆21上进行间歇性转动，从而使得两个升降滑块3能够间歇性的向下方移动，从而使得钻土筒6钻入某一深度的土壤后可停留一会，通过钻土绞龙8将土壤向上排出至地面，然后继续向下钻取一定深度后再将土壤排出，能够使得钻土筒6钻取时更加省力。
39.实施例五，在实施例一的基础上，所述钻土筒6的内壁上开有多个轴承安装槽25，每个所述轴承安装槽25内均安装有轴承26，所述轴承26的内壁与取样筒12的外壁接触，由于钻土筒6的内壁与取样筒12的外壁之间存在空隙，钻土筒6转动时难免会发生晃动从而影响钻土效果，轴承26的存在能够避免钻土筒6与取样筒12之前相对转动时发生晃动，还能够避免二者的接触面之间发生摩擦而损坏。
40.实施例六，在实施例一的基础上，所述限位装置，包括钻土筒6顶端的内外壁之间贯穿的多个限位孔27，所述钻土筒6的外壁上固定安装有与多个限位孔27同轴的限位螺套28，每个所述限位螺套28内均螺纹连接有位于限位孔27内部的限位螺栓29，所述取样筒12的外壁上环绕开设有与多个限位孔27高度对应的限位环槽30，每个所述限位螺栓29处于限位孔27内部的一端均转动连接有限位轮31，每个所述限位螺栓29位于钻土筒6外侧的一端均同轴固定连接有限位齿轮32，所述钻土筒6的外表面上同轴转动安装有与多个限位齿轮32啮合的限位齿圈33，通过转动限位齿圈33能够带动多个限位齿轮32和限位螺栓29同时转动，并且在螺纹配合的情况下限位螺栓29能够在限位孔27内部轴向移动，当需要将钻土筒6和取样筒12之间连接时，可将多个限位螺栓29向钻土筒6内部移动，使得多个限位轮31进入限位环槽30内部，此时取样筒12无法在钻土筒6内上下移动，而钻土筒6转动时多个限位轮31能够在限位环槽30内圆周移动，分离时只需将多个限位螺栓29向钻土筒6的外侧移动，使得多个限位轮31与限位环槽30分离即可。
41.实施例七，在实施例一的基础上，所述取样筒12的底部开有四个均匀分布的铰接槽34，每个所述取样扇形板13的顶部均固定连接有铰接在铰接槽34内部的铰接座35，每个所述铰接座35朝向取样筒12轴心的一侧面上同轴固定安装有合拢弧形齿条36，所述取样筒12的内壁上转动安装有四个轴线呈竖直安装的合拢杆37，每个所述合拢杆37的底端均同轴固定连接有分别与四个合拢弧形齿条36啮合的合拢蜗杆38，当四个合拢蜗杆38转动时能够带动四个合拢弧形齿条36以及铰接座35转动，从而带动四个取样扇形板13向中部合拢或向外侧打开，所述取样推板14的外侧面上开有四个可供四个合拢杆37穿过的让位槽，取样推板14不会影响四个合拢杆37的转动，四个合拢杆37不会影响取样推板14的上下滑动。
42.实施例八，在实施例七的基础上，四个所述合拢杆37的顶端均贯穿取样筒12的顶
部，且四个所述合拢杆37的顶端均同轴固定安装有位于取样筒12上方的合拢齿轮39，合拢齿轮39能够与合拢杆37和合拢蜗杆38同步转动，所述取样筒12的顶面上同轴转动安装有与四个合拢齿轮39啮合的合拢齿圈40，合拢齿圈40转动能够带动四个合拢齿轮39同时转动，其中一个所述合拢齿轮39同轴固定连接有合拢旋柄41，转动合拢旋柄41即可带动合拢齿圈40转动，合拢齿圈40转动时能够带动另外三个合拢齿轮39转动，从而实现四个取样扇形板13的合拢或打开。
43.实施例九，在实施例一的基础上，所述取样方杆11的前侧面上固定安装有取样齿条42，所述翻转板9的顶部转动安装有与取样齿条42啮合的取样齿轮43，取样齿轮43转动时能够带动取样齿条42和取样方杆11在翻转板9的中部上下运动，从而对取样筒12进行上下移动，所述取样齿轮43连接有位于翻转板9前侧的取样旋柄45，所述取样齿轮43与取样旋柄45之间通过锥齿轮组合进行方向的转换和传动，当钻土筒6带动取样筒12一起向下移动时，取样齿条42会带动取样齿轮43和取样旋柄45进行转动，当需要将取样筒12单独向上提起时，可转动取样旋柄45，通过锥齿轮组带动取样齿轮43转动，从而带动取样齿条42和取样方杆11向上移动，从而将取样筒12提起，可在翻转板9上安装对取样旋柄45的限位装置，如插销，可在取样筒12提起后使用插销将取样旋柄45进行固定，此时取样齿轮43无法转动，取样筒12将不会因自重掉落，工作人员可进行对翻转板9进行翻转取土。
44.实施例十，在实施例九的基础上，所述取样方杆11的外侧同轴滑动安装有推板滑环46，推板滑环46能够在取样方杆11外侧上下滑动，所述取样推板14的顶部固定连接有依次贯穿取样筒12的顶部和翻转板9的取样推杆47，两个所述取样推杆47均与推板滑环46固定连接，通过推板滑环46能够向下推动取样推杆47，从而使得取样推板14能够将取样筒12内部的柱状样本土壤从取样筒12的底部推出，可在取样方杆11的顶端安装对推板滑环46的限位装置，如插销，可使用插销使得推板滑环46无法移动，当取完土壤后，打开插销即可推动推板滑环46将土壤推出。
45.本发明与现有技术相比，有以下优点：1.本发明中的钻土筒能够对土壤进行钻取，使得待取样土壤能够完整的进入取样筒中保存，且钻取的柱状土壤的外壁贴着取样筒的内壁，因此不会发生土壤坍塌混料的情况，能够将土壤完整的取出；2.通过取样筒底部的四个取样扇形板的合拢，能够将待取样的柱状土壤的根部切断，并将柱状土壤包裹在取样筒内部，能够避免在取样筒向上提起的过程中，土壤掉落的情况发生；3.通过转动钻土旋柄，即可使得钻土筒能够同时实现向下移动和旋转钻土的功能，通过转动合拢旋柄，即可使得四个取样扇形板向中部合拢对土壤根部进行切断的功能，通过转动多个限位螺栓使得钻土筒和取样筒之间分离，然后转动取样旋柄，即可带动取样筒从钻土筒内向上移动，从而将土壤样本带出并取出，取出的土壤样本层次分明，不会有坍塌混料的情况发生；本发明完全采用人工操作，满足野外无电环境下工作的需求，且能够一次性的完成土壤的取样，补足了洛阳铲对土壤取样时存在的缺陷，提高了图样分层取样的效率，具有很强的实用性。