專利名稱：旋轉(zhuǎn)壓閥式原狀取土器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工業(yè)與民用建筑、港口建設、鐵路建設等領域的工程地質(zhì)勘察取土技術，特別是應用在海域勘察中，能夠采取二、三級原狀土樣的旋轉(zhuǎn)壓閥式原狀取土器。
背景技術：
遵循傳統(tǒng)的工程地質(zhì)勘察采取原狀土樣方法，均由取土管和廢土室組成，但上部的密封結(jié)構不同，通常有限制球閥式密封、簡易活閥式和上提活閥式密封三種形式。土試樣在鉆孔內(nèi)提升過程中受到包括鉆孔中水柱壓力、大氣壓力及土樣下端所受的真空吸力的影響，所以取土器上部密封裝置性能是否良好，是土試樣采取率的關鍵。限制球閥時取土器在取樣過程中，取土器內(nèi)的液體、氣體將球頂起排出，停止取樣時，由于球上部彈簧的作用壓回原閥座位置，以起到密封作用。由于鉆孔內(nèi)經(jīng)常有沙粒，當卡在球和球閥之間時失去密封效果，土樣采取率一般在6(Γ75%左右。簡易活閥和上提活閥式取土器一般采用閥座與活閥上提密封，這種密封效果較好，但當有較大的沙粒和雜物卡在活閥接觸面時，活閥與閥座無法依靠提拉作用將其去除，即易失去密封性能，造成土試樣的脫落，土樣采取率一般在8(Γ90%左右。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)壓閥式原狀取土器，是在上部密封裝置中設置一個能夠轉(zhuǎn)動的氣門室，氣門與氣門座的接觸采用錐形面線性接觸。當采取土樣時氣門與氣門座在管內(nèi)水、氣壓力下頂開，保證廢土管內(nèi)的水、氣、泥能夠較通暢的排出，取土結(jié)束后轉(zhuǎn)動接頭、帶動氣門室旋轉(zhuǎn)壓緊，當遇到沙粒與雜物時，在旋轉(zhuǎn)力矩與下壓力的作用下能將 雜物擠開，保證氣門與氣門座的密封效果。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是提供一種旋轉(zhuǎn)壓閥式原狀取土器，其中該取土器包括有取土部分、密封裝置部分；所述取土部分包括有刃口、取土管、廢土室，取土管的一端通過絲扣與廢土室連接，另一端通過絲扣與刃口連接，取土管內(nèi)裝有土樣的襯桶。所述密封裝置部分包括有氣門、壓蓋、軸銷、彈簧、接頭、氣門座、氣門室、補心；補心的上下兩端分別通過絲扣連接廢土室和氣門座，氣門座的下端有一通氣孔，氣門與通氣孔接觸密封，氣門上端有連接氣門室的螺孔，螺孔和通氣孔同心配置；氣門室呈圓柱形中空狀，擰接在氣門座上，內(nèi)裝氣門、彈簧和軸銷，氣門室底端通過絲扣連接壓蓋防止彈簧及氣門脫落，在氣門室上端有一接頭。本發(fā)明的效果是采用旋轉(zhuǎn)壓閥式原狀取土器密封裝置，增加了對土樣的密封效果，改變了當有砂粒夾在氣門與氣門座中間時密封失靈的現(xiàn)象，提高了原狀土樣的采取效果，采取率可達到95%以上，也可用于采取深層原狀結(jié)構土樣。適用于靜壓取土和重錘少擊取土方式，可采取二、三級原狀土樣，可適應軟土、粘性土、粉土和砂土的取樣。


圖1為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)壓閥式取土器工作原理示意圖。圖中1.氣門2.壓蓋3.軸銷4.彈簧5.接頭6.氣門座7.氣門室8.補心9.廢土室
10.取土管11.刃口 12.氣門桿
具體實施例方式結(jié)合附圖對本發(fā)明旋轉(zhuǎn)壓閥式原狀取土器結(jié)構及工作方式做進一步說明。本發(fā)明旋轉(zhuǎn)壓閥式原狀取土器的設計思想是將常規(guī)敞口式取土器的上部密封方式改為旋轉(zhuǎn)壓閥式，利用一個可以旋轉(zhuǎn)壓緊密封的氣門封住取土管內(nèi)的土樣，使鉆孔內(nèi)的水壓和大氣壓力不直接作用在取土式樣上，并能保證有效密封。如圖1所示，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)壓閥式原狀取土器，該取土器包括有取土部分、密封裝置部分。所述取土部分包括有刃口 11、取土管10、廢土室9，取土管10的一端通過絲扣與廢土室9連接，另一端通過絲扣與刃口 11連接，取土管10內(nèi)裝有土樣的襯桶。所述密封裝置部分包括有氣門1、壓蓋2、軸銷3、彈簧4、接頭5、氣門座6、氣門室
7、補心8 ;補心8的上下兩端分別通過絲扣連接廢土室9和氣門座6，氣門座6的下端有一通氣孔，氣門I與通氣孔接觸密封，氣門I上端有連接氣門室7的螺孔，螺孔和通氣孔同心配置；氣門室7呈圓柱形中空狀，擰接在氣門座6上，內(nèi)裝氣門1、彈簧4和軸銷3，氣門室7底端通過絲扣連接壓蓋2防止彈簧及氣門脫落，在氣門室7上端有一接頭5。所述氣門I和氣門座6相對應的接觸面為弧形錐面。所述氣門I上端設有軸銷3、彈簧4，通過彈簧壓緊可以使氣門和氣門座緊密接觸。如圖1所示，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)壓閥式取土器包括由取土管、廢土室9和刃口組成的取土裝置。取土管10結(jié)構為可分半合式，一端用絲扣與廢土室9連接，另一端用絲扣與刃口11連接，內(nèi)裝土樣襯桶，卸土時只要將刃口 11從廢土室9上擰下，將半合的取土管10打開，即可取出土試樣。刃口 11設有兩種類型，采取軟土時用薄壁的刃口 11，可以減少對土試樣的擾動；采取粘性土、粉土、砂土時用厚壁的刃口 11，用以增加刃口的強度。氣門1、氣門座6、軸銷3、彈簧4、壓蓋2、氣門室7、補心8組成密封裝置，補心8通過絲扣與廢土室9、氣門座6連接，在氣門室7頂端有一個內(nèi)絲扣開口，用以連接接頭5部分，接頭5的上端與鉆桿連接，接頭5下端連接氣門室7 ;氣門室下端有外側(cè)方形絲扣，擰在氣門座6上；取土結(jié)束后順時針旋轉(zhuǎn)鉆桿，帶動接頭、氣門室同步轉(zhuǎn)動擰緊絲扣可以將氣門I壓緊在氣門座6上。氣門分為氣門I和上部的氣門桿12，氣門桿12、軸銷3、彈簧4安裝在氣門室7下端的管內(nèi)。氣門桿12上部有一圓形穿孔，軸銷3穿在氣門穿孔內(nèi)并固定，軸銷的寬度略大于氣門桿12的直徑，可以將彈簧4的彈力傳到氣門I上，還可以卡在壓蓋2上防止氣門脫落。氣門I采用3crl3材料加工，其余部件均采用45號鋼與地質(zhì)管材。本發(fā)明旋轉(zhuǎn)壓閥式原狀取土器加工完成后應進行檢驗，具體檢驗方法是將取土器倒置，旋緊氣門I向取土器內(nèi)注水，氣門I處不得漏水，如漏水應重新研磨氣門I和氣門座6，還要檢查氣門I和氣門座6是否同心，如不同心應更換部件。在將所述取土器下入孔底之前，將氣門和氣門座留有一定間隙，取土時當土樣進入取土管后，土樣上部的水和空氣在水、氣壓作用下向上頂起氣門、氣門桿并壓縮彈簧，水和空氣由氣門和氣門座間隙而排出。取土完畢后順時針旋轉(zhuǎn)鉆桿，就可以將氣門I和氣門座6壓緊。應根據(jù)不同地層調(diào)節(jié)氣門間隙。在軟土地層，取土前應逆時針轉(zhuǎn)動氣門室7，使氣門I和氣門座6稍有接觸或留3 5_間隙，當取土結(jié)束后再旋轉(zhuǎn)鉆桿擰緊氣門I。在堅硬地層取土時應預先將氣門I和氣門座6稍緊密接觸，防止接頭與氣門室7連接不牢固而脫落，因為氣門I是通過彈簧4壓緊的，氣體和水仍可以排出，彈簧壓力約相當于2米多地層的壓力，不會影響取土質(zhì)量。該取土器的取樣管和廢土室與常規(guī)取土器相同，符合規(guī)范要求。在取土管和廢土管的上部采用氣門、氣門座和氣門室形成密封空間，在取土時通過擰緊氣門和氣門座使取土管內(nèi)形成真空狀態(tài)，保證土樣在提出鉆孔的過程中不會脫落。采取土樣時，可以適用于靜壓法和重錘少擊法取樣，將土樣壓入或擊入取土管后，順時針旋轉(zhuǎn)和取土器連接的鉆桿就可以將氣門壓緊在氣門座上。氣門通過一個軸銷和接頭連接，在提鉆過程中不會因震動導致氣門和氣門座分離，氣門和氣門座的接觸面是一個弧形的錐面，當孔底有大的沙粒、雜物時，氣門的轉(zhuǎn)動可以將其擠開，避免了其他取土器經(jīng)常發(fā)生的因密封不嚴導致土樣脫落現(xiàn)象。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)壓閥式原狀取土器適用于不同的土層取樣。使用時，針對不同土質(zhì)調(diào)節(jié)氣門和氣門座的間隙，采取較軟土質(zhì)時將氣門和氣門座間隙調(diào)至較大；采取較硬土質(zhì)時，將氣門間隙調(diào)至較小。
權利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)壓閥式原狀取土器，其特征是該取土器包括有取土部分、密封裝置部分； 所述取土部分包括有刃口( 11 )、取土管(10)、廢土室(9)，取土管(10)的一端通過絲扣與廢土室(9)連接,另一端通過絲扣與刃口(11)連接，取土管(10)內(nèi)裝有土樣的襯桶； 所述密封裝置部分包括有氣門(1)、壓蓋(2)、軸銷(3)、彈簧(4)、接頭(5)、氣門座(6)、氣門室(7)、補心(8);補心(8)的上下兩端分別通過絲扣連接廢土室(9)和氣門座(6)，氣門座(6)的下端有一通氣孔，氣門(1)與通氣孔接觸密封，氣門(1)上端有連接氣門室(7)的螺孔，螺孔和通氣孔同心配置；氣門室(7)呈圓柱形中空狀，擰接在氣門座(6)上，內(nèi)裝氣門(1)、彈簧(4)和軸銷(3)，氣門室(7)底端通過絲扣連接壓蓋(2)防止彈簧及氣門脫落，在氣門室(7)上端有一接頭(5)。
2.根據(jù)權利要求1所述的旋轉(zhuǎn)壓閥式原狀取土器，其特征是所述氣門(1)和氣門座(6)相對應的接觸面為弧形錐面。
3.根據(jù)權利要求1所述的旋轉(zhuǎn)壓閥式原狀取土器，其特征是所述氣門(1)上端設有軸銷(3)、彈簧(4)，通過彈簧壓緊可以使氣門和氣門座緊密接觸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)壓閥式原狀取土器，該取土器的取土部分的取土管的一端通過絲扣與廢土室連接，另一端通過絲扣與刃口連接，取土管內(nèi)裝有土樣的襯桶。密封裝置部分的補心的上下兩端分別通過絲扣連接廢土室和氣門座，氣門上端有連接氣門室的螺孔，螺孔和通氣孔同心配置，擰接在氣門座上，氣門室底端通過絲扣連接壓蓋防止彈簧及氣門脫落，在氣門室上端有一接頭。有益效果是采用旋轉(zhuǎn)壓閥式原狀取土器，增加了對土樣的密封效果，一改當有砂粒夾在氣門與氣門座中間時密封失靈的現(xiàn)象，提高了原狀土樣采取率達95%以上，也可用于采取深層原狀結(jié)構土樣。適用于靜壓取土和重錘少擊取土方式，可采取二、三級原狀土樣，可適應軟土、粘性土、粉土和砂土的取樣。
文檔編號G01N1/04GK103063467SQ20121055142
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權日2012年12月17日
發(fā)明者田學海, 張喜平, 楊鴻鈞, 李建華, 袁浩清, 陳惠元, 康鴻儒, 李安樂 申請人:中交第一航務工程勘察設計院有限公司