一种容易脱料的原状土取土钻

本技术涉及土壤采样工具，具体涉及一种容易脱料的原状土取土钻。

背景技术：

1、原状土现场取样需要保证环境中土壤样品原有的形态与结构，并在卸料过程中尽量避免扰动。传统的原状土取样是通过旋转取土筒或用锤子敲打取土框的方法取样，取出的土样通常还需要从筒侧壁开槽处向外撬动才能取下，这样会使土样产生很大的扰动，难以保证柱形原状土样的外形完整，不利于需要保留原状土壤样品相关测试项目的顺利进行。中国专利公开号cn218271451u，公开了一种原状土取土器，该取土器的取土腔由两个扣合的半圆柱体相合构成可分离的圆柱形容器，并通过旋转方式钻入土层。在采样完成后，将取土腔打开就可得到完整的原状土样，可有效避免扰动，保持土样外形的完整性。但该取土腔前端螺合有圆筒形钻头，土样卸料时需要先旋卸钻头，钻头转动会扰动钻头段的土样，影响土样原状土壤样品的完整性。中国专利公开号cn213239524u，公开了一种旋入式柱形原状土样取土器，该取土器的取土筒采用内外筒的双层筒结构，其将内筒设计成三瓣组合结构，旋取土样后，将内筒推出外筒，内筒的筒瓣散开就可获得完整的圆柱形原状土样。但该取土器在实际使用过程还存在以下问题：一是内筒的筒瓣仅里端有铰接连接，形成类似悬臂结构，导致其刚性差，在旋入土壤过程中容易出现扭曲变形，从而影响使用寿命；二是内外筒壁之间容易挤入土壤，内筒向外推出的过程中阻力大，脱料操作劳动强度大。为此，需要继续对原状土取土器进行改进。

技术实现思路

1、本实用新型的目的就是针对现有容易脱料的双层结构的取土筒内筒结构刚性差，导致使用寿命低的不足，提供一种改进的容易脱料的原状土取土钻，该取土器通过在内筒的筒瓣与外筒之间形成轴向延伸的凸凹配合结构，利用凸凹配合形成旋转阻力的承载结构，从而在旋入式采样过程中增加内筒筒瓣的抗扭刚度，降低或减少扭曲变形，继而延长使用寿命。

2、为实现前述目的，本实用新型采用如下技术方案。

3、一种容易脱料的原状土取土钻，包括采样外筒、采样内筒和卸料杆，采样外筒能够形成对所述采样内筒的收纳，采样内筒由圆周分布的至少三个筒瓣组成，所述采样内筒能够由卸料杆带动伸出采样外筒外部，三个筒瓣能够在采样外筒外部相互散开；每个所述筒瓣的外壁与采样外筒的内壁之间形成有凸棱与凹槽配合的凸凹配合结构，所述凸凹配合结构沿筒壁纵向延伸。

4、采用前述技术方案的本实用新型，通过在内筒的筒瓣与外筒之间形成轴向延伸的凸凹配合结构，利用凸凹配合形成旋转阻力的承载结构，从而在旋入式采样过程中增加内筒筒瓣的抗扭刚度，降低或减少扭曲变形，继而延长使用寿命，并有效保持原状土样的完整性。特适用于外筒筒壁设有绞龙叶片或筒口端面设有端面齿的旋入式原状土采样器。

5、优选的，所述凸棱形成在采样外筒的内壁上，所述凹槽形成在所述筒瓣上。这样在通过挤压变形获得外筒内壁上的凸棱时，能在外壁上形成凹槽，从而可避免外壁上形成凸条，利于采样时降低旋转阻力，降低采样劳动强度，提高采样操作方便性。

6、优选的，所述卸料杆螺合有卸料头，卸料头借助所述凸凹配合结构中采样外筒的内壁结构仅可移动地配合在采样外筒内；卸料杆通过卸料头与所述内筒连接。卸料头借助所述凸凹配合结构中采样外筒的内壁结构仅可移动地配合在采样外筒内，即卸料头与采样外筒的配合关系与采样内筒与采样外筒的配合关系相同，可使卸料头随采样内筒在采样外筒内按相同路径同步移动，利用卸料杆二者之间的螺纹连接结构通过转动卸料杆推动卸料头及采样内筒移动，其推力大，可有效克服内外筒壁间卡入的泥土阻力，降低脱料劳动强度，提高样品脱料的方便性。最好在卸料杆设置便于双手操作的卸料手柄，以便双手同时施力转动卸料杆，增大转动力度。

7、进一步优选的，所述卸料头与所述采样外筒的筒底之间设有卸料弹簧。利用弹簧的弹性力对内筒形成一初始载荷，对脱料形成助力，提高脱料方便性。

8、进一步优选的，所述卸料头由卸料头主体和卸料压头组成，卸料压头可拆卸地固定连接在所述卸料头主体上，卸料头主体和卸料压头的纵向位置之间还设有连接段，连接段外周形成有环形空腔；所述采样内筒由主体段和安装段组成，主体段内腔形成土样容纳腔，安装段伸入所述环形空腔与所述连接段形成轴孔配合；所述安装段外周形成有卡圈槽，卡圈槽内设有钢丝挡圈或弹簧卡圈。利用钢丝挡圈或弹簧卡圈具有c形开口的弹性结构，将多个筒瓣连接在一起形成采样内筒，通过采样内筒安装段与卸料头的连接段的连接，可确保卸料头伸缩移动时能可靠地带动采样内筒同步运动，并利用内外筒之间的凸凹配合结构导向，从而顺利地将多瓣结构的内筒拉入外筒内，或者，推出到外筒的筒口外。

9、更进一步优选的，所述安装段内壁上形成有弧形凸棱或凸点；所述钢丝挡圈或弹簧卡圈与所述弧形凸棱或凸点在采样内筒的轴向位置上错位，并靠近所述安装段远端。弧形凸棱或凸点的设置使内筒的筒瓣形成跷跷板状结构，利于在钢丝挡圈或弹簧卡圈的作用下，在外筒的筒口外部自动散开，提高脱料方便性和可靠性。为确保筒瓣顺利张合，安装段由靠近土样容纳腔的近端至自由端的远端的圆弧宽度逐渐收窄。采用凸点结构时，凸点位于圆弧宽度的中间。

10、更进一步优选的，所述安装段远端端面呈圆弧面结构。圆弧面可降低筒瓣收紧和展开时里端与卸料头主体的摩擦阻力，有效防止卡滞，提高筒瓣收紧和展开过程灵活性。

11、更进一步优选的，所述卸料压头靠近所述连接段的外周呈逐渐变小的过渡圆弧面。利用过渡圆弧面提高筒瓣收紧和展开过程灵活性。

12、优选的，所述采样外筒的外周壁上设有绞龙叶片，和/或，所述采样外筒的筒口端面设有双向端齿。利用绞龙叶片，和/或，双向端齿,可方便地实现旋入式取土；可在采样外筒上端设置可供双手操作的外筒手柄，以方便人力手动取样。

13、优选的，所述采样外筒上设有脚蹬。可借助脚蹬通过脚的蹬踏提供助力；也可在不设置绞龙叶片的结构中，借助脚蹬蹬踏。

14、本实用新型的有益效果是，通过在内筒的筒瓣与外筒之间形成轴向延伸的凸凹配合结构，利用凸凹配合形成旋转阻力的承载结构，从而在旋入式采样过程中增加内筒筒瓣的抗扭刚度，降低或减少扭曲变形，继而延长使用寿命。且采样操作和土样脱料操作方便、省力，内筒的筒瓣散开和收紧灵活、可靠，并有效保持原状土样的完整性。

技术特征：

1.一种容易脱料的原状土取土钻，包括采样外筒（1）、采样内筒（2）和卸料杆（3），采样外筒（1）能够形成对所述采样内筒（2）的收纳，采样内筒（2）由圆周分布的至少三个筒瓣组成，所述采样内筒（2）能够由所述卸料杆（3）带动伸出所述采样外筒（1）外部，三个筒瓣能够在所述采样外筒（1）外部相互散开；其特征在于，每个所述筒瓣的外壁与采样外筒（1）的内壁之间形成有凸棱与凹槽配合的凸凹配合结构（4），所述凸凹配合结构（4）沿筒壁纵向延伸。

2.根据权利要求1所述的容易脱料的原状土取土钻，其特征在于，所述凸棱形成在采样外筒（1）的内壁上，所述凹槽形成在所述筒瓣上。

3.根据权利要求1所述的容易脱料的原状土取土钻，其特征在于，所述卸料杆（3）螺合有卸料头（5），卸料头（5）借助所述凸凹配合结构（4）中采样外筒（1）的内壁结构仅可移动地配合在采样外筒（1）内；卸料杆（3）通过卸料头（5）与所述内筒（2）连接。

4.根据权利要求3所述的容易脱料的原状土取土钻，其特征在于，所述卸料头（5）与所述采样外筒（1）的筒底之间设有卸料弹簧（6）。

5.根据权利要求3所述的容易脱料的原状土取土钻，其特征在于，所述卸料头（5）由卸料头主体（51）和卸料压头（52）组成，卸料压头（52）可拆卸地固定连接在所述卸料头主体（51）上，卸料头主体（51）和卸料压头（52）的纵向位置之间还设有连接段（53），连接段（53）外周形成有环形空腔；所述采样内筒（2）由主体段（21）和安装段（22）组成，主体段（21）内腔形成土样容纳腔，安装段（22）伸入所述环形空腔与所述连接段（53）形成轴孔配合；所述安装段外周形成有卡圈槽，卡圈槽内设有钢丝挡圈或弹簧卡圈（7）。

6.根据权利要求5所述的容易脱料的原状土取土钻，其特征在于，所述安装段（22）内壁上形成有弧形凸棱或凸点（22a）；所述钢丝挡圈或弹簧卡圈（7）与所述弧形凸棱或凸点（22a）在采样内筒（2）的轴向位置上错位，并靠近所述安装段（22）远端。

7.根据权利要求5所述的容易脱料的原状土取土钻，其特征在于，所述安装段（22）远端端面呈圆弧面结构。

8.根据权利要求5所述的容易脱料的原状土取土钻，其特征在于，所述卸料压头（52）靠近所述连接段（53）的外周呈逐渐变小的过渡圆弧面。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的容易脱料的原状土取土钻，其特征在于，所述采样外筒（1）的外周壁上设有绞龙叶片（11）；和/或，所述采样外筒（1）的筒口端面设有双向端齿（12）。

10.根据权利要求1～8中任意一项所述的容易脱料的原状土取土钻，其特征在于，所述采样外筒（1）上设有脚蹬（13）。

技术总结本技术公开了一种容易脱料的原状土取土钻，包括采样外筒、采样内筒和卸料杆，采样外筒能够形成对所述采样内筒的收纳，采样内筒由圆周分布的至少三个筒瓣组成，所述采样内筒能够由所述卸料杆带动伸出所述采样外筒外部，三个筒瓣能够在所述采样外筒外部相互散开；每个所述筒瓣的外壁与采样外筒的内壁之间形成有凸棱与凹槽配合的凸凹配合结构，所述凸凹配合结构沿筒壁纵向延伸。本技术的有益效果是，可增加内筒筒瓣的抗扭刚度，降低或减少扭曲变形，继而延长使用寿命。且采样操作和土样脱料操作方便、省力，内筒的筒瓣散开和收紧灵活、可靠，并有效保持原状土样的完整性。技术研发人员：杜超,王宵君,孙景玲,姚锋先,孟丽红受保护的技术使用者：赣南师范大学技术研发日：20231109技术公布日：2024/7/23