一種能取高含水淤泥土的取土器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種能取高含水淤泥土的取土器。本發(fā)明的目的提供一種能取高含水淤泥土的取土器，以保證土試樣不會因水下流質(zhì)淤泥土含水量高的特性從取樣管內(nèi)掉出。本發(fā)明的技術(shù)方案：包括活塞蓋、活塞套、活塞座和外管，以及外管和閥座，閥座底端連接管靴，活塞套內(nèi)設(shè)有活塞，活塞套上開有腰型槽；活塞座中部開有徑向通孔Ⅰ，活塞座內(nèi)開有連通徑向通孔Ⅰ與下端面的軸向螺孔，且在軸向螺孔內(nèi)螺紋配合一帶喇叭口通孔的螺栓Ⅳ，螺栓Ⅳ的喇叭口放置一鋼球；外管內(nèi)設(shè)有內(nèi)管，內(nèi)管下端與閥座連接；閥座內(nèi)橫置小徑貫穿閥座的閥，且在小端面處經(jīng)軸用擋圈限位；閥小徑上開有可與內(nèi)管和管靴相連通的徑向通孔Ⅱ；活塞與閥大端面之間設(shè)一連動機(jī)構(gòu)。
【專利說明】一種能取高含水淤泥土的取土器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種取土器，尤其是一種能取高含水淤泥土的取土器。適用于淤泥質(zhì)土沉積的水塘、湖泊、江河、海上等巖土工程勘察鉆孔中的表層原狀取土(O?2.0m)0
【背景技術(shù)】
[0002]在有淤泥沉積的水塘以及水流深度的水上鉆探中，由于受水深的阻隔，以及水與淤泥交界表層土含水量高的特性，用常規(guī)薄壁、真空、活塞等取土器進(jìn)行取樣，很難取到接近原狀的土試樣，因此在當(dāng)前許多勘察報告中，存在缺少淺表層土的成果資料。但是隨著土力學(xué)研究的進(jìn)一步深入，一些重要工程的勘察報告要求提供水下表層土的物理力學(xué)成果，為滿足一些特殊勘察工程要求，故需要研制一種能取高含水淤泥土的取土器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對上述存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制造方便的能取高含水淤泥土的取土器，以保證取土器離開取土面時，土試樣不會因水下流質(zhì)淤泥土含水量高的特性從取樣管內(nèi)掉出，從而達(dá)到取樣要求。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種能取高含水淤泥土的取土器，其特征在于:所述取土器包括依次螺紋連接的活塞蓋、活塞套、活塞座和外管，以及經(jīng)鎖緊螺母螺紋連接的外管和閥座，閥座底端螺紋連接管靴，其中所述活塞套內(nèi)設(shè)有活塞，對應(yīng)活塞行程范圍在活塞套上開有腰型槽；所述活塞座中部開有徑向通孔I，活塞座內(nèi)開有連通徑向通孔I與下端面的軸向螺孔，且在軸向螺孔內(nèi)螺紋配合一帶喇叭口通孔的螺栓IV，并在螺栓IV的喇叭口放置一鋼球；所述外管內(nèi)設(shè)有內(nèi)管，該內(nèi)管下端與閥座螺紋連接；所述閥座內(nèi)橫置小徑貫穿閥座的閥，且在小端面處經(jīng)軸用擋圈限位；所述閥小徑上開有可與所述內(nèi)管和管靴相連通的徑向通孔Π ;在活塞與閥大端面之間設(shè)一可隨活塞上下運(yùn)動實(shí)現(xiàn)閥門開關(guān)的連動機(jī)構(gòu)。
[0005]所述連動機(jī)構(gòu)包括長連桿和短連桿，其中長連桿一端經(jīng)螺栓I貫穿腰型槽后與活塞下端連接；在閥大端面上、以閥小徑直徑為孔距制有兩個圓心過軸線的螺孔，該兩螺孔在閥打開時分別位于順時針135°位和315°位，所述短連桿經(jīng)螺栓III固定于該兩螺孔上，短連桿的一端經(jīng)螺栓II和螺母與長連桿的另一端固定。
[0006]所述徑向通孔I有4個，過軸線十字形布置。
[0007]在所述閥的大端面順時針180°?270°之間，開有限位連動機(jī)構(gòu)運(yùn)動的腰型弧槽，且在所述腰型弧槽內(nèi)的正6點(diǎn)鐘方向處設(shè)有定位銷。
[0008]所述活塞上端套有2個O型密封圈。
[0009]在閩小纟而面中心設(shè)有深為10mm、對邊尺寸為12mm的內(nèi)TK角孔。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、構(gòu)思巧妙且非常實(shí)用。2、本發(fā)明可在高含水流質(zhì)淤泥質(zhì)軟塑土中，取到接近原狀的土試樣，滿足取樣要求?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0011]圖1、圖2為本發(fā)明在受壓取土狀態(tài)下打開閥門時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3、圖4為本發(fā)明在受壓取土狀態(tài)后關(guān)閉閥門時的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本實(shí)施例為一種能取高含水淤泥土的取土器，該取土器包括從上至下依次經(jīng)螺紋連接的活塞蓋1、活塞套4、活塞座7和外管10，以及經(jīng)鎖緊螺母12螺紋連接的外管10和閥座18，所述閥座18底端內(nèi)螺紋與管靴19外螺紋連接。其中活塞蓋I上端制有與鉆桿相連的內(nèi)螺紋；活塞套4上端外螺紋與活塞蓋I連接,活塞套4下端外螺紋與活塞座7上端內(nèi)螺紋連接，活塞套4內(nèi)設(shè)有可上下運(yùn)動的活塞3，活塞3上端套有2個O型圈2，對應(yīng)活塞3運(yùn)動的行程范圍內(nèi)，在活塞套4上開有腰型槽4-1 ;所述活塞座7下端外螺紋與外管10上端內(nèi)螺紋連接，在活塞座7中部開有4個互相連通的徑向通孔17-1，徑向通孔17-1過軸線十字形布置，可用來排水，活塞座7內(nèi)開有連通徑向通孔17-1與活塞座7下端面的軸向螺孔，在軸向螺孔內(nèi)螺紋配合安裝一螺拴IV9，該螺栓IV9內(nèi)開有上口呈喇叭形的通孔，并在通孔的喇叭口放置一與通孔相配合的鋼球8，防止水倒灌；所述外管10為地質(zhì)無縫鋼管，外管10內(nèi)設(shè)有內(nèi)管11，內(nèi)管11為用于取樣的有機(jī)玻璃管，內(nèi)管11下端的外螺紋與閥座18的內(nèi)螺紋連接，外管10抵接閥座18后，經(jīng)鎖緊螺母12與閥座18上的外螺紋連接固定；所述閥座18內(nèi)橫置一閥16，該閥16的小徑貫穿閥座18后，在閥18的小端面用軸用擋圈20限位，所述閥16小徑上開有與所述內(nèi)管11和管靴19相連通的徑向通孔II 16-2，在取土?xí)r，土就會不斷的進(jìn)入內(nèi)管11內(nèi)；閥16的大端面和活塞3之間設(shè)置一可隨活塞3上下運(yùn)動實(shí)現(xiàn)閥門開關(guān)的連動機(jī)構(gòu)。
[0014]本例中連動機(jī)構(gòu)包括長連桿6和短連桿15，在長連桿6兩端制有通孔，長連桿6一端經(jīng)螺栓15依次貫穿該通孔和腰型槽4-1后與活塞3下端固定；在閥16的大端面上、以閥小徑直徑為孔距開有兩個圓心過軸線的螺孔，該兩個螺孔在閥打開時分別位于順時針135°位和315°位，短連桿15經(jīng)兩個螺栓III 21與兩個螺孔固定，該短連桿15的一端與長連桿6的另一端用螺栓II 13和螺母14固定。
[0015]本例中閥16的大端面上順時針180°至270°之間還開有限位連動機(jī)構(gòu)運(yùn)動的腰型弧槽16-1，該腰型弧槽16-1內(nèi)的正6點(diǎn)方向(即閥16打開時，位于閥16大端面順時針180°處)設(shè)有定位銷17，該定位銷17與腰型弧槽16-1 —起定位連動機(jī)構(gòu)只能運(yùn)行角度180。至270。之間的距離。
[0016]另在閥16小端面中心設(shè)有深為10mm、對邊尺寸為12mm的內(nèi)TK角孔，用于將閥從關(guān)閉狀態(tài)再次旋轉(zhuǎn)到打開狀態(tài)時與內(nèi)六角扳手配合使用。
[0017]本實(shí)施例中各部件的具體尺寸如下:
活塞蓋I長110mm，外徑為75mm圓柱，二端均為內(nèi)螺紋，其自上而下依次為:與鉆桿螺紋連接端長60mm,下端長50mm,設(shè)有大徑68mm、小徑66.5mm,牙型半角為5度螺紋，與活塞套4上端公螺紋連接。
[0018]活塞套4長200mm，外徑尺寸為73mm，二端均為外螺紋、長40mm，其螺紋尺寸均為大徑68mm、小徑66.5mm，牙型半角為5度螺紋，其中下端螺紋與活塞座7內(nèi)螺紋連接，其內(nèi)尺寸為60_中空，該尺寸空間內(nèi)，安裝帶有2個O型圈的活塞3，另在活塞套4長98?154m之間，設(shè)有寬為8.5mm的腰型槽4-1。
[0019]活塞座7長130mm，其中長90mm外徑為73mm圓柱，其余長40mm公扣，具體尺寸為大徑68mm、小徑66.5mm,牙型半角為5度螺紋,而內(nèi)徑上端為母螺紋長45mm,設(shè)有大徑68mm、小徑66.5mm,牙型半角為5度螺紋，上端內(nèi)螺紋與活塞套4外螺紋連接，下端外螺紋與外管10上端母螺紋連接，另自底端向上52mm，徑向設(shè)有直徑為12mm，徑向通孔I 4個，距離底端46mm范圍設(shè)內(nèi)螺紋M30X2，該孔眼與徑向直徑為12mm通孔呈90°交叉相通。
[0020]螺栓IV9長50mm，外徑自上而下長30mm，為M30 X 2螺紋，與活塞座7連接，底端長20mm為直徑45mm圓柱，內(nèi)徑自上而下長IOmm,端口直徑為16mm,端底直徑為12mm,呈喇口八形，該喇卩八形空間中，設(shè)置安裝一直徑為15mm鋼球8,長10mnT50mm之間為孔徑為12mm通孔。
[0021 ] 外管10長1200mm，材料尺寸為73 X 4無縫鋼管，上端為內(nèi)螺紋，設(shè)有大徑68mm、小徑66.5mm，牙型半角為5度螺紋，與活塞座7下端公螺紋連接，下端無螺紋，但在距離底端10?20_范圍內(nèi)，焊有外徑為76mm,厚1.5mm的圓環(huán)，由于外管10底端無螺紋,需要通過鎖緊螺母12套在外管10外面再與閥座18螺紋連接。
[0022]內(nèi)管11長1000mm，材料尺寸為50X5有機(jī)玻璃管，二端20mm范圍為M50X 1.5外
螺紋，其底端螺紋與閥座18上部內(nèi)螺紋連接。
[0023]鎖緊螺母12長50mm,外徑尺寸為89mm圓柱，內(nèi)圓尺寸為:長IOmm為直徑74mm中空，其余40mm，設(shè)有大徑79mm、小徑77mm，牙型半角為5度螺紋。
[0024]閥16長95mm,其中小端外徑60mm長85mm和大端直徑80mm長IOmm組成，自60mm外圓端長45mm處為圓心設(shè)有一個徑向直徑為40mm徑向通孔II 16 一 2,另在直徑60mm端面中心設(shè)有深為10mm、對邊尺寸為12mm的內(nèi)六角孔；在距離直徑60mm端面2.5?5mm范圍,設(shè)有深為2mm卡槽；以60mm圓柱徑向通孔40mm最高素線為基點(diǎn)投影,在右視圖直徑為80mm端面中，順時針角度為135°和315°與端面直徑為80mm中心為圓心，以30mm為半徑的交點(diǎn)處，分別設(shè)有M6,深為IOmm螺孔；同樣以直徑80mm端面中心為圓心，以36mm為半徑,順時針在180°?270°范圍內(nèi)，用直徑8mm銑刀，銑成寬為8mm的腰型弧槽16-1。
[0025]閥座18長125mm,外徑自上而下尺寸，長5mm,直徑65mm圓柱,長5?20mm范圍，設(shè)有大徑79mm、小徑77mm，牙型半角為5度螺紋；長2(Tl00mm范圍，為80X80mm正方形四菱柱，并以正方形中心為圓心，設(shè)有直徑為60mm的通孔,該孔用于安裝閥16 ; 10(Tl25mm之間，大端直徑為80mm,小端直徑為52mm的圓錐；內(nèi)徑自上而下尺寸為:長20mm為M50X 1.5內(nèi)螺紋；在2(Tl00mm范圍為直徑40mm空心圓柱，在10(Tl25mm為M50X 1.5內(nèi)螺紋。在閥座與閥80mm接觸端,順時針180°半徑為36mm交點(diǎn)處,設(shè)有直徑為8mm,深為IOmm定位銷17孔眼。
[0026]管靴19為中空40mm通孔，其長120臟，外圓自上而下尺寸為:長25mm為M50 X 1.5外螺紋，25?IlOmm為直徑為50mm圓柱,底端110?120mm之間為圓錐臺，其中長IlOmm處直徑為50mm,長120_處直徑為40_ ；
長連桿6長1588mm，材料為厚6mm寬20mm偏鋼，在偏鋼二端IOmm中心處設(shè)有直徑為
8.5mm通孔。
[0027]短連桿15長96mm,材料為厚6_寬20_偏鋼，在偏鋼長為8mm、28mm、88_等3處中心，分別設(shè)有直徑為8.5mm、6.5mm、6.5mm通孔。[0028]定位銷17長20mm,直徑為8mm ;鋼球8直徑為15mm。
[0029]O型密封圈2數(shù)量為2個，其規(guī)格尺寸為直徑60X3.1 ；
螺栓I 5數(shù)量為I個，其規(guī)格尺寸為M8X50 ;
螺栓II 13數(shù)量為I個，其規(guī)格尺寸為M8X20 ;
螺母14數(shù)量為I個，其規(guī)格尺寸為M8 ；
軸用擋圈20數(shù)量為I個，其尺寸為Φ60軸用擋圈；
螺栓III 21數(shù)量為2個，其規(guī)格尺寸為M6X 15 ;
本實(shí)施例的具體操作方法如下:
如圖1、圖2所示，先將取土器設(shè)置成打開狀態(tài)，此時活塞3在活塞套4的頂端，且經(jīng)螺栓15與活塞3固定的長連桿6也被提到腰型槽4-1的頂部，而長連桿6與短連桿15的連接點(diǎn)此時處于閥16大端面的315°處。將鉆桿與活塞蓋I螺紋連接后，通過接長鉆桿使取土器達(dá)到需要取土的預(yù)定深度，此時在取土器不斷深入土層的同時使用加壓法，土試樣就會不斷的進(jìn)入內(nèi)管11內(nèi)，而隨著土一起進(jìn)入內(nèi)管11的水，會由壓力作用先流出內(nèi)管11，經(jīng)過螺栓IV9內(nèi)開設(shè)的通孔，且克服鋼球8自重后，從活塞座7上的4個徑向通孔17-1中排出取土器外。
[0030]在起鉆前，鉆桿與鉆進(jìn)通水管路連接，用水泵向鉆桿中供水，當(dāng)供水壓力大于
0.20MPa時(經(jīng)過試驗(yàn)所得)，取土器活塞套4內(nèi)的帶有2個O型密封圈2的活塞3向下位移48mm (即從腰型槽4_1頂端運(yùn)動到底端)，此時帶動長連桿6下行48mm，長連桿6與短連桿15連接點(diǎn)從315°逆時針旋轉(zhuǎn)90°，落在225°點(diǎn)位，使原來閥16與內(nèi)管11、管靴19直通的徑向通孔II 16-2，在經(jīng)逆時針旋轉(zhuǎn)90°后，處于關(guān)閉狀態(tài)(即土試樣不會掉出內(nèi)管11)，如圖3、圖4所示。然后通過鉆機(jī)把取土器提出孔外，并在直立狀態(tài)下，先用扳手拆除螺栓1113和螺母14，然后用管鉗拆除鎖緊螺母12使取樣外管10與閥門分離，之后用端蓋蓋好內(nèi)管11上端，再將內(nèi)管180°倒立后，再拆除內(nèi)管11下端與閥門之間螺紋，最后用端蓋保護(hù)好即可。
[0031]要使閥16恢復(fù)到原來的通孔打開狀態(tài)，用內(nèi)六角扳手對準(zhǔn)閥16小端面的對邊內(nèi)六角孔22，順時針旋轉(zhuǎn)90°即可。
【權(quán)利要求】
1.一種能取高含水淤泥土的取土器，其特征在于:所述取土器包括依次螺紋連接的活塞蓋(I)、活塞套(4)、活塞座(7)和外管(10)，以及經(jīng)鎖緊螺母(12)螺紋連接的外管(10)和閥座(18)，閥座底端螺紋連接管靴(19)，其中所述活塞套(4)內(nèi)設(shè)有活塞(3)，對應(yīng)活塞行程范圍在活塞套(4)上開有腰型槽(4-1);所述活塞座(7)中部開有徑向通孔I (7 -1)，活塞座(7)內(nèi)開有連通徑向通孔I與下端面的軸向螺孔，且在軸向螺孔內(nèi)螺紋配合一帶喇叭口通孔的螺栓IV(9)，并在螺栓IV的喇叭口放置一鋼球(8);所述外管(10)內(nèi)設(shè)有內(nèi)管(11)，該內(nèi)管下端與閥座(18)螺紋連接；所述閥座(18)內(nèi)橫置小徑貫穿閥座(18)的閥(16)，且在小端面處經(jīng)軸用擋圈(20)限位；所述閥(16)小徑上開有可與所述內(nèi)管(11)和管靴(19)相連通的徑向通孔II (16 - 2);在活塞(3)與閥(16)大端面之間設(shè)一可隨活塞(3)上下運(yùn)動實(shí)現(xiàn)閥門開關(guān)的連動機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能取高含水淤泥土的取土器，其特征在于:所述連動機(jī)構(gòu)包括長連桿(6 )和短連桿(15 )，其中長連桿(6 ) 一端經(jīng)螺栓I (5 )貫穿腰形槽(4-1)后與活塞(3)下端連接；在閥(16)大端面上、以閥小徑直徑為孔距制有兩個圓心過軸線的螺孔，該兩螺孔在閥打開時分別位于順時針135°位和315°位，所述短連桿(15)經(jīng)螺栓III (21)固定于該兩螺孔上，短連桿的一端經(jīng)螺栓II (13)和螺母(14)與長連桿(6)的另一端固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能取高含水淤泥土的取土器，其特征在于:所述徑向通孔I(7 -1)有4個，過軸線十字形布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能取高含水淤泥土的取土器，其特征在于:在所述閥(16)的大端面順時針180°?270°之間，開有限位連動機(jī)構(gòu)運(yùn)動的腰型弧槽(16-1)，且在所述腰型弧槽(16-1)內(nèi)的正6點(diǎn)鐘方向處設(shè)有定位銷(17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的能取高含水淤泥土的取土器，其特征在于:所述活塞(3)上端套有2個O型密封圈(2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能取高含水淤泥土的取土器，其特征在于:在閥(16)小端面中心設(shè)有深為10mm、對邊尺寸為12mm的內(nèi)六角孔(22)。
【文檔編號】E02D1/04GK103866749SQ201410104466
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】許啟云, 周光輝, 牛美峰, 張明林, 易神州, 洪爐, 王振紅, 趙金昌, 金忠良, 王松平, 陸林鳳, 高啟閩, 呂毓成 申請人:浙江華東建設(shè)工程有限公司, 中國水電顧問集團(tuán)華東勘測設(shè)計研究院有限公司