一種直壓型套管式原狀土柱采集器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種直壓型套管式原狀土柱采集器，包括管狀鉆頭、外套管、內(nèi)襯管、耐沖擊裝置；耐沖擊裝置、外套管、管狀鉆頭從上往下依次相接；內(nèi)襯管位于外套管內(nèi)且緊貼外套管的內(nèi)壁，且內(nèi)襯管位于耐沖擊裝置和管狀鉆頭之間。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，加工制造方便，操作簡單，可以最大限度保證土壤原狀，對土壤擾動小，屬于土壤采集裝置技術(shù)領(lǐng)域，適用于土壤中污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律研究或者污染土壤適用修復(fù)技術(shù)的研發(fā)工作。
【專利說明】
一種直壓型套管式原狀土柱采集器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及土壤采集裝置，具體的說，涉及一種直壓型套管式原狀土柱采集器，用于環(huán)境污染治理。
【背景技術(shù)】
[0002]在室內(nèi)采用原狀土柱進(jìn)行淋溶實驗，對研究土壤中污染物的迀移規(guī)律和轉(zhuǎn)化機理具有重要意義。目前，國內(nèi)已有的直壓式取土器多是將采集的土柱取出后，轉(zhuǎn)移到淋溶管中，在轉(zhuǎn)移過程中難以保證原狀土柱結(jié)構(gòu)不受影響，轉(zhuǎn)移的原狀土柱與淋溶管壁之間必然存在縫隙，從而導(dǎo)致淋溶液在原狀土柱中形成優(yōu)勢流，淋溶過程不能真實地反映自然條件下雨水的垂直淋溶過程;旋轉(zhuǎn)式取土器也面臨土柱與淋溶管壁存在縫隙、淋溶液在原狀土柱中形成優(yōu)勢流的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是:提供一種能將采集到的土柱無需轉(zhuǎn)移而直接進(jìn)行淋溶實驗的直壓型套管式原狀土柱采集器。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種直壓型套管式原狀土柱采集器，包括管狀鉆頭、外套管、內(nèi)襯管、耐沖擊裝置；耐沖擊裝置、外套管、管狀鉆頭從上往下依次相接；內(nèi)襯管位于外套管內(nèi)且緊貼外套管的內(nèi)壁，且內(nèi)襯管位于耐沖擊裝置和管狀鉆頭之間。
[0006]作為一種優(yōu)選，外套管包括外套基管和若干根擴展連接管，外套基管與管狀鉆頭相接，若干根擴展連接管從上往下依次串接在耐沖擊裝置和外套基管之間。
[0007]作為一種優(yōu)選，所有擴展連接管的長度均相等;擴展連接管和耐沖擊裝置之間、擴展連接管之間、擴展連接管和外套基管之間均通過內(nèi)外螺紋套合連接。
[0008]作為一種優(yōu)選，耐沖擊裝置和外套管之間、外套管和管狀鉆頭之間均通過內(nèi)外螺紋套合連接。
[0009]作為一種優(yōu)選，管狀鉆頭的內(nèi)徑與內(nèi)襯管的內(nèi)徑相等，內(nèi)襯管的外徑與外套管的內(nèi)徑相等。
[0010]作為一種優(yōu)選，管狀鉆頭的上部的外徑與外套管的外徑相等，管狀鉆頭的下部的外徑從上往下依次減小，管狀鉆頭的最下端的外徑與內(nèi)徑相等;管狀鉆頭的內(nèi)徑比外套管的內(nèi)徑小，兩者的差值等于內(nèi)襯管的厚度。
[0011]作為一種優(yōu)選，內(nèi)襯管裝入外套管后，內(nèi)襯管的上下端正好在耐沖擊裝置和管狀鉆頭之間被卡緊固定。
[0012]作為一種優(yōu)選，管狀鉆頭和耐沖擊裝置的材料為合金鋼，外套管的材料為不銹鋼，內(nèi)襯管的材料為聚碳酸酯。
[0013]作為一種優(yōu)選，外套基管和擴展連接管外均設(shè)有從下往上的刻度，外套基管的O刻度正對外套基管的內(nèi)壁最下端(亦即內(nèi)襯管最下端)，擴展連接管的O刻度正對擴展連接管的內(nèi)壁最下端。
[0014]作為一種優(yōu)選，一種直壓型套管式原狀土柱采集器，還包括保持管狀鉆頭直壓入土壤的扶正支架，扶正支架與外套管相接。
[0015]本發(fā)明的原理是:采用緊貼置入外套管的內(nèi)襯管結(jié)構(gòu)，采集土柱時外套管和內(nèi)襯管一同采集，采集后的土柱連同內(nèi)襯管一起取出，即可直接用于淋溶實驗，且由于土柱由內(nèi)襯管直接采集，土柱和內(nèi)襯管之間無縫隙，且可維持土柱的原貌。它被用于采集原狀柱狀土壤樣品，進(jìn)行土壤中污染物的迀移轉(zhuǎn)化規(guī)律研究或者污染土壤適用修復(fù)技術(shù)的研發(fā)工作，適合用于土壤、土工有關(guān)的科研、教學(xué)及生產(chǎn)部門。土柱可用于準(zhǔn)確地模擬污染物在土壤中的淋溶過程，有助于研究人員在科研實踐中獲得真實可信的研究成果。
[0016]總的說來，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0017]1.可以快速采集固定直徑、固定高度的原狀土柱，取樣過程中可以最大限度保證土壤原狀，對土壤擾動小。
[0018]2.可將內(nèi)襯管和土柱直接用于淋溶實驗，節(jié)省操作步驟，且土柱和內(nèi)襯管之間無縫隙。
[0019]3.結(jié)構(gòu)簡單，加工制造方便，操作簡單。
[0020]4.采用具有相同長度的擴展連接管，利于實現(xiàn)零件的標(biāo)準(zhǔn)化，在外套基管的基礎(chǔ)上，根據(jù)土柱的長度需要疊加若干擴展連接管。此時內(nèi)襯管需制作配合不同長度外套管的各種型號。
[0021]5.設(shè)置刻度后，可通過刻度讀取已采集到的土柱的長度。
[0022]6.采用扶正支架，確保耐沖擊裝置、外套管、內(nèi)襯管、管狀鉆頭組成的整體擊入土壤后不發(fā)生傾斜、偏倚。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2是圖1中A部位的局部放大圖。
[0025]圖3是圖1中B部位的局部放大圖。
[0026]其中，I是管狀鉆頭，2是外套基管，3是擴展連接管，4是內(nèi)襯管，5是耐沖擊裝置，6是扶正支架。
【具體實施方式】
[0027]下面來對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0028]一種直壓型套管式原狀土柱采集器，包括:管狀鉆頭、外套管、內(nèi)襯管、耐沖擊裝置、扶正支架、
[0029]管狀鉆頭整體為環(huán)形，內(nèi)徑與內(nèi)襯管的內(nèi)徑相同，上部的外徑與外套管的外徑相同，下部的外徑從上往下依次減小，直至減小到最下端的外徑與管狀鉆頭的內(nèi)徑相同，即在軸截面上，管狀鉆頭的一側(cè)管壁為直角梯形，在直角梯形的上端內(nèi)側(cè)設(shè)有一圈內(nèi)螺紋。
[0030]外套管包括一根外套基管和一根擴展連接管，形狀均為圓筒形，兩者內(nèi)徑相同，夕卜徑也相同。外套基管的下端的內(nèi)側(cè)設(shè)有一圈外螺紋，與管狀鉆頭的一圈內(nèi)螺紋套合連接。夕卜套基管的上端和擴展連接管的下端通過內(nèi)外螺紋套合連接。擴展連接管的上端與耐沖擊裝置通過內(nèi)外螺紋套合連接。外套基管和擴展連接管外均設(shè)有從下往上的刻度，外套基管的O刻度正對外套基管的內(nèi)壁最下端(亦即內(nèi)襯管的最下端)，擴展連接管的O刻度正對擴展連接管的內(nèi)壁最下端。
[0031]內(nèi)襯管為圓筒形，外徑與外套管的內(nèi)徑相同，從而兩者緊密貼合，無間隙。安裝完成后，內(nèi)襯管的長度正好等于耐沖擊裝置的下端面和管狀鉆頭的上端面之間的距離，從而內(nèi)襯管正好卡在兩者之間。
[0032]耐沖擊裝置在現(xiàn)有裝置的基礎(chǔ)上加了一圈螺紋用于和擴展連接管連接。
[0033]扶正裝置具有套環(huán)，套在外套管外防止外套管傾斜。
[0034]管狀鉆頭和耐沖擊裝置的材料為合金鋼，外套管的材料為不銹鋼，內(nèi)襯管的材料為聚碳酸酯。
[0035]連接關(guān)系為:由下至上:管狀鉆頭的上部、外套基管的下部、外套基管的上部、擴展連接管的下部依次通過螺紋連接，置入內(nèi)襯管后，將擴展連接管的上部和耐沖擊裝置螺紋連接。安裝后，通過扶正支架固定于采樣點，確保直壓型套管式原狀土柱采集器擊入土壤后不發(fā)生傾斜、偏倚。
[0036]采用直壓型套管式原狀土柱采集器進(jìn)行采樣時，先對擬采場地進(jìn)行初步清理，確認(rèn)采樣點沒有直徑超過3厘米的樹根、石塊或其他硬質(zhì)雜物，以免阻礙采集器壓入。
[0037]在采樣前，將管狀鉆頭的上部和外套基管連接擰緊，按采集原狀土柱長度的要求，必要時，為了加長外套管的長度，可將擴展連接管與外套基管的上部連接擰緊，將固定長度的內(nèi)襯管裝入外套管中，將耐沖擊裝置與外套管擰緊，使耐沖擊裝置的下端面恰好卡緊內(nèi)襯管的上沿。將組裝好的直壓型套管式原狀土柱采集器安放在擬采樣位置，管狀鉆頭朝下直立，并將扶正支架的套環(huán)從外套管頂端套入，固定原狀土柱采集器的位置。
[0038]采樣時，可用人工錘擊或者機器沖壓等方式作用于耐沖擊裝置，使原狀土柱采集器在外力沖擊作用下垂直被壓入土中。當(dāng)原狀土柱采集器下降時，扶正支架保持靜止?fàn)顟B(tài)，扶正支架通過套環(huán)始終使原狀土柱采集器保持直立而不發(fā)生偏倚。壓入過程中，采樣人員可通過外套基管和擴展連接管外的刻度判斷內(nèi)襯管中已采集原狀土柱的長度。
[0039]經(jīng)判斷，內(nèi)襯管中原狀土柱長度滿足要求后，可將扶正支架拆除，再將壓入土中的原狀土柱采集器周圍的土壤挖開，將原狀土柱采集器整體取出，分別拆卸耐沖擊裝置、擴展連接管、外套基管和管狀鉆頭，內(nèi)襯管連同管內(nèi)所采集的原狀土柱即為充填密實、不留縫隙的原狀土柱，可作為土壤、土工有關(guān)的科研、教學(xué)及生產(chǎn)部門進(jìn)行土壤中污染物的迀移轉(zhuǎn)化規(guī)律研究或者污染土壤適用修復(fù)技術(shù)的研發(fā)工作的理想實驗裝置。
[0040]除了本實施例提及的方式外，外套管可僅包括一根外套基管，或包括一根外套基管和其他數(shù)量的擴展連接管。這些變換方式均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0041]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種直壓型套管式原狀土柱采集器，其特征在于:包括管狀鉆頭、外套管、內(nèi)襯管、耐沖擊裝置;耐沖擊裝置、外套管、管狀鉆頭從上往下依次相接；內(nèi)襯管位于外套管內(nèi)且緊貼外套管的內(nèi)壁，且內(nèi)襯管位于耐沖擊裝置和管狀鉆頭之間。2.按照權(quán)利要求1所述的一種直壓型套管式原狀土柱采集器，其特征在于:所述外套管包括外套基管和若干根擴展連接管，外套基管與管狀鉆頭相接，若干根擴展連接管從上往下依次串接在耐沖擊裝置和外套基管之間。3.按照權(quán)利要求2所述的一種直壓型套管式原狀土柱采集器，其特征在于:所有擴展連接管的長度均相等;擴展連接管和耐沖擊裝置之間、擴展連接管之間、擴展連接管和外套基管之間均通過內(nèi)外螺紋套合連接。4.按照權(quán)利要求1所述的一種直壓型套管式原狀土柱采集器，其特征在于:所述耐沖擊裝置和外套管之間、外套管和管狀鉆頭之間均通過內(nèi)外螺紋套合連接。5.按照權(quán)利要求1所述的一種直壓型套管式原狀土柱采集器，其特征在于:所述管狀鉆頭的內(nèi)徑與內(nèi)襯管的內(nèi)徑相等，內(nèi)襯管的外徑與外套管的內(nèi)徑相等。6.按照權(quán)利要求1所述的一種直壓型套管式原狀土柱采集器，其特征在于:所述管狀鉆頭的上部的外徑與外套管的外徑相等，管狀鉆頭的下部的外徑從上往下依次減小，管狀鉆頭的最下端的外徑與內(nèi)徑相等;管狀鉆頭的內(nèi)徑比外套管的內(nèi)徑小，兩者的差值等于內(nèi)襯管的厚度。7.按照權(quán)利要求1所述的一種直壓型套管式原狀土柱采集器，其特征在于:所述內(nèi)襯管裝入外套管后，內(nèi)襯管的上下端正好在耐沖擊裝置和管狀鉆頭之間被卡緊固定。8.按照權(quán)利要求1所述的一種直壓型套管式原狀土柱采集器，其特征在于:所述管狀鉆頭和耐沖擊裝置的材料為合金鋼，外套管的材料為不銹鋼，內(nèi)襯管的材料為聚碳酸酯。9.按照權(quán)利要求2所述的一種直壓型套管式原狀土柱采集器，其特征在于:所述外套基管和擴展連接管外均設(shè)有從下往上的刻度，外套基管的O刻度正對外套基管的內(nèi)壁最下端，擴展連接管的O刻度正對擴展連接管的內(nèi)壁最下端。10.按照權(quán)利要求1所述的一種直壓型套管式原狀土柱采集器，其特征在于:還包括保持管狀鉆頭直壓入土壤的扶正支架，扶正支架與外套管相接。
【文檔編號】E21B49/06GK106014403SQ201610555716
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月13日
【發(fā)明人】潘偉斌, 王照宜, 陳捷
【申請人】華南理工大學(xué)