焦化厂地下土壤取样装置

技术领域

本发明属于土壤取样设备技术领域，具体涉及一种焦化厂地下土壤取样装置。

背景技术

焦化企业需要根据环保要求委托有资质的技术单位对厂区及周边的土壤和地下水状况进行深入调查，形成污染状况评估报告。

对焦化企业厂区及周边的土壤进行污染检测前，需要先对土壤进行取样，且通常需要对同一采样点不同的土壤深度进行取样。

但是现有土壤取样设备，在取样时，需要进行钻取-取样-拔出取样设备-取出样本的步骤，才能完成对一个深度的土壤的取样作业，若需要对不同深度的土壤进行取样，则需要多次重复进行钻取-取样-拔出取样设备-取出样本的步骤，操作繁琐，效率低下。

发明内容

本发明实施例提供一种焦化厂地下土壤取样装置，旨在解决现有土壤取样设备，在需要对不同深度的土壤进行取样时，需要多次重复进行钻取-取样-拔出取样设备-取出样本的步骤的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种焦化厂地下土壤取样装置，包括：

钻筒，包括筒体和第一螺旋叶片，所述第一螺旋叶片围绕所述筒体设置，与所述筒体连接；所述筒体上端适于连接钻杆；

钻头，包括锥形壳和围设在所述锥形壳上的第二螺旋叶片，所述锥形壳包括多个等分的锥形板；所述第二螺旋叶片分为多份，与所述锥形板一一对应并连接；每个所述锥形板均与所述筒体下端弹性转动连接；

取样筒，设在所述筒体内，与所述筒体滑动配合；

第一驱动组件，设在所述筒体内，与所述筒体连接，所述第一驱动组件的动力输出端与所述取样筒连接，用来驱动所述取样筒伸出所述筒体，插入土壤内；

隔离组件，与所述取样筒连接，用来隔离所述取样筒内不同深度的土壤样本；

其中，所述第一驱动组件驱动所述取样筒伸出所述筒体的过程中，所述取样筒将所述锥形壳顶开；所述取样筒缩回所述筒体内的过程中，所述锥形壳合拢。

在本发明提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种可能的实现方式中，所述筒体的筒壁上开设有多个通气孔道，每个所述通气孔道的一端均设在所述取样筒的上侧，与所述筒体内部连通，所述通气孔道的另一端设在所述筒体下端的端面上且位于所述锥形壳内侧。

在本发明提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种可能的实现方式中，所述取样筒包括：

外筒，包括顶板和筒身，所述筒身呈筒状结构，设在所述筒体内侧与所述筒体滑动配合，所述筒身上端与所述顶板分体设置并与所述顶板连接，所述筒身下端设有向内侧凸起的环形凸台；

内筒，设在所述外筒内部，与所述筒身间隔设置，所述内筒下端与所述环形凸台上端面间隔设置，上端开设有排气口；和

第二驱动组件，设在所述外筒内，与所述顶板连接，所述第二驱动组件的动力输出端与所述内筒连接，用来驱动所述内筒绕自身轴线转动；

所述隔离组件包括隔离袋，所述隔离袋设在所述外筒与所述内筒之间，所述隔离袋的一端封闭设置并套设在所述内筒下端。

在本发明提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种可能的实现方式中，所述隔离组件还包括：

套筒，设在所述内筒和所述外筒之间，上端与所述顶板连接；

外气囊，套设在所述套筒外侧，与所述套筒连接；

内气囊，套设在所述套筒内侧，与所述套筒连接；和

充气机构，与所述套筒连接，用来向所述外气囊或者所述内气囊充气。

在本发明提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种可能的实现方式中，所述套筒内沿轴向开设有环形空腔，且所述套筒内侧底部开设有与所述环形空腔连通的第一出气口，所述套筒外侧顶部开设有与所述环形空腔连通的第二出气口；所述内气囊与所述第一出气口连通，所述外气囊与所述第二出气口连通；

所述充气机构包括：

活塞，设在所述环形空腔内，与所述套筒滑动密封配合；和

若干连杆，互相平行且间隔设置，每个所述连杆均一端与所述活塞连接，另一端与所述筒体连接；所述连杆与所述套筒滑动且密封配合。

在本发明提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种可能的实现方式中，所述筒身内壁上设有多个条形凸起，多个所述条形凸起间隔设置，且每个所述条形凸起均沿竖直方向延伸。

在本发明提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种可能的实现方式中，所述条形凸起朝向所述内筒一侧的边缘均倒圆角设置。

在本发明提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种可能的实现方式中，还包括多个退料机构，多个所述退料机构间隔设在所述内筒上，与所述内筒连接；所述退料机构包括皮带，所述皮带首尾相接，所述内筒上开设有多组安装孔，每组所述安装孔包括两个在竖直方向上间隔设置的所述安装孔，所述皮带穿过两个所述安装孔套设在所述内筒的侧壁上。

在本发明提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种可能的实现方式中，所述退料机构还包括：

两个转轴，分别设在两个所述安装孔内，每个所述转轴的两端均与所述内筒连接；和

两个弹性辊，分别套设在两个所述转轴上，与所述转轴转动配合；所述皮带环绕套设在两个所述弹性辊上。

在本发明提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种可能的实现方式中，每个所述皮带上均设有横向的条纹凸起。

本发明提供的焦化厂地下土壤取样装置的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的焦化厂地下土壤取样装置，通过外置的电机和钻杆驱动钻筒和钻头转动，钻入到需要的第一取样深度，然后控制第一驱动组件驱动取样筒向下伸出，将钻头顶开，插入土壤内进行取样，取样完成后，控制第一驱动组件带动取样筒回缩，钻头自动合拢；然后，继续向下钻入，到达需要的第二取样深度，然后控制第一驱动组件驱动取样筒向下伸出，插入土壤内进行取样，并通过隔离组件将两次取得的样本隔离开，取样完成后，控制第一驱动组件带动取样筒回缩，钻头自动合拢；如此往复，实现对不同深度的土壤进行取样，最后，拔出取样设备即可一次将不同深度的土壤样本取出，大大提高取样效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的焦化厂地下土壤取样装置钻头合拢时的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的焦化厂地下土壤取样装置钻头张开时的立体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的焦化厂地下土壤取样装置的剖视结构示意图；

图4为图3中的A部放大图；

图5为图3中的B部放大图；

图6为图3中的C部放大图；

图7为本发明实施例提供的焦化厂地下土壤取样装置中外筒和套筒的立体结构示意图；

图8为本发明实施例提供的焦化厂地下土壤取样装置中外筒的立体结构示意图；

图9为本发明实施例提供的焦化厂地下土壤取样装置中内筒的立体结构示意图；

附图标记说明：

11、筒体；12、第一螺旋叶片；13、锥形板；14、第二螺旋叶片；

15、第一驱动组件；16、通气孔道；21、筒身；22、顶板；

23、环形凸台；24、内筒；25、条形凸起；26、第二驱动组件；

27、隔离袋；31、套筒；32、外气囊；33、内气囊；

34、活塞；35、连杆；41、皮带；42、弹性辊；50、土壤样本。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

请一并参阅图1至图9，现对本发明提供的焦化厂地下土壤取样装置进行说明。所述焦化厂地下土壤取样装置，包括钻筒、钻筒、取样筒、第一驱动组件15和隔离组件，钻筒包括筒体11和第一螺旋叶片12，第一螺旋叶片12围绕筒体11设置，与筒体11连接；筒体11上端适于连接钻杆；钻头包括锥形壳和围设在锥形壳上的第二螺旋叶片14，锥形壳包括多个等分的锥形板13；第二螺旋叶片14分为多份，与锥形板13一一对应并连接；每个锥形板13均与筒体11下端弹性转动连接；取样筒设在筒体11内，与筒体11滑动配合；第一驱动组件15设在筒体11内，与筒体11连接，第一驱动组件15的动力输出端与取样筒连接，用来驱动取样筒伸出筒体11，插入土壤内；隔离组件与取样筒连接，用来隔离取样筒内不同深度的土壤样本50。

其中，第一驱动组件15驱动取样筒伸出筒体11的过程中，取样筒将锥形壳顶开；取样筒缩回筒体11内的过程中，锥形壳合拢。锥形板13上端与筒体11下端转动配合，且转动轴上套设由扭簧，扭簧一端与筒体11连接，另一端与锥形板13连接，使多个锥形板13在没有外力作用时，能够自动合拢。第一驱动组件15为液压缸，还可以是气缸、电推杆等能够输出轴向位移的装置。

本发明提供的焦化厂地下土壤取样装置的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的焦化厂地下土壤取样装置，通过外置的电机和钻杆驱动钻筒和钻头转动，钻入到需要的第一取样深度，然后控制第一驱动组件15驱动取样筒向下伸出，将钻头顶开，插入土壤内进行取样，取样完成后，控制第一驱动组件15带动取样筒回缩，钻头自动合拢；然后，继续向下钻入，到达需要的第二取样深度，然后控制第一驱动组件15驱动取样筒向下伸出，插入土壤内进行取样，并通过隔离组件将两次取得的样本隔离开，取样完成后，控制第一驱动组件15带动取样筒回缩，钻头自动合拢；如此往复，实现对不同深度的土壤进行取样，最后，拔出取样设备即可一次将不同深度的土壤样本50取出，大大提高取样效率。

如图3和图4所示，在本发明实施例提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种具体的实施方式中，筒体11的筒壁上开设有多个通气孔道16，每个通气孔道16的一端均设在取样筒的上侧，与筒体11内部连通，通气孔道16的另一端设在筒体11下端的端面上且位于锥形壳内侧。

需要说明的是，第一驱动组件15驱动取样筒向下移动的过程中，空气从筒体11下端进入通气孔道16、进入取样筒上部的筒体11内部；完成取样后，第一驱动组件15驱动取样筒向上移动，在此过程中，筒体11内部的空气被挤入通气孔道16，并从筒体11下端排出，吹扫锥形板13，避免锥形板13上携带本深度的土壤进入下一深度的土壤内，影响检测结果。

如图3至图5所示，在本发明实施例提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种具体的实施方式中，取样筒包括外筒、内筒24和第二驱动组件26，外筒包括顶板22和筒身21，筒身21呈筒状结构，设在筒体11内侧与筒体11滑动配合，筒身21上端与顶板22分体设置并与顶板22连接，筒身21下端设有向内侧凸起的环形凸台23；内筒24设在外筒内部，与筒身21间隔设置，内筒24下端与环形凸台23上端面间隔设置，上端开设有排气口；第二驱动组件26设在外筒内，与顶板22连接，第二驱动组件26的动力输出端与内筒24连接，用来驱动内筒24绕自身轴线转动；隔离组件包括隔离袋27，隔离袋27设在外筒与内筒24之间，隔离袋27的一端封闭设置并套设在内筒24下端。

需要说明的是，隔离袋27为具有一定韧性的筒状袋体，可以由塑料、聚酯纤维等制成；第二驱动组件26为驱动电机，能够驱动内筒24绕轴转动；在对第一深度的土壤取样时，取样筒插入土壤内，土壤顶着隔离袋27进入内筒24内；完成取样后，通过第二驱动组件26驱动内筒24转动若干圈，使内筒24端口位置的隔离袋27扭转，将隔离袋27内的土壤封住；在对第二深度取样时，取样筒插入土壤内，土壤顶着第一深度的样本土壤进入内筒24，并被隔离袋27间隔开，然后，通过第二驱动组件26驱动内筒24转动若干圈，将第二深度的样本土壤封在隔离袋27内，如此往复，将多个深度的样本土壤隔离开。

进一步的，如图4和图5所示，在本发明实施例提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种具体的实施方式中，隔离组件还包括套筒31、外气囊32、内气囊33和充气机构，套筒31设在内筒24和外筒之间，上端与顶板22连接；外气囊32套设在套筒31外侧，与套筒31连接；内气囊33套设在套筒31内侧，与套筒31连接；充气机构与套筒31连接，用来向外气囊32或者内气囊33充气。

需要说明的时，在钻头钻取到需要的深度后，充气机构向内气囊33充气，使内气囊33膨胀，夹紧内筒24，使内筒24与外筒对齐，保证取样顺利；此时，外气囊32处于干瘪状态，不会对隔离袋27产生挤压力，使土壤在进入内筒24的过程中，内筒24与外筒之间的隔离袋27能够顺利下滑，避免受到过大拉力，导致隔离袋27损坏；取样完成后，充气机构向外气囊32充气，外气囊32膨胀、夹紧隔离袋27，然后，第二驱动组件26驱动内筒24转动，使隔离袋27扭转，封住内筒24内的土壤，在此过程中，外气囊32与外筒配合夹紧隔离袋27，避免外筒与内筒24之间的隔离袋27随内筒24与土壤间的隔离袋27转动，使内筒24端口处的隔离待更好的扭转，封住内筒24内的土壤。

如图4和图5所示，在本发明实施例提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种具体的实施方式中，套筒31内沿轴向开设有环形空腔，且套筒31内侧底部开设有与环形空腔连通的第一出气口，套筒31外侧顶部开设有与环形空腔连通的第二出气口；内气囊33与第一出气口连通，外气囊32与第二出气口连通。

如图5和图7所示，充气机构包括活塞34和若干连杆35，活塞34设在环形空腔内，与套筒31滑动密封配合；若干连杆35互相平行且间隔设置，每个连杆35均一端与活塞34连接，另一端与筒体11连接；连杆35与套筒31滑动且密封配合。

具体的，在钻头钻取到需要的深度后，第一驱动组件15驱动取样筒向下移动，而连杆35与筒体11连接，因此，在此过程中，连杆35带动活塞34相对套筒31向上移动，将活塞34上侧的环形空腔内的气体挤入内气囊33内，使内气囊33膨胀，夹持内筒24，使内筒24与外筒对齐；取样完成后，第一驱动组件15驱动取样筒向上移动，连杆35带动活塞34相对套筒31下移，将内气囊33内的气体抽入活塞34上侧的环形空腔内，使内气囊33松开内筒24，便于第二驱动组件26驱动内筒24转动，同时将活塞34下侧的环形空腔内的气体挤入外气囊32内，使外气囊32膨胀夹住外筒与内筒24之间的隔离袋27。

进一步的，如图5和图8所示，在本发明实施例提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种具体的实施方式中，筒身21内壁上设有多个条形凸起25，多个条形凸起25间隔设置，且每个条形凸起25均沿竖直方向延伸，以更好的对外筒与内筒24之间的隔离袋27形成周向阻力，避免外筒与内筒24之间的隔离袋27转动。

具体的，如图8所示，在本发明实施例提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种具体的实施方式中，条形凸起25朝向内筒24一侧的边缘均倒圆角设置，以避免将隔离袋27划破。

更进一步的，如图5和图9所示，在本发明实施例提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种具体的实施方式中，还包括多个退料机构，多个退料机构间隔设在内筒24上，与内筒24连接；退料机构包括皮带41，皮带41首尾相接，内筒24上开设有多组安装孔，每组安装孔包括两个在竖直方向上间隔设置的安装孔，皮带41穿过两个安装孔套设在内筒24的侧壁上。

具体的，如图6和图9所示，在本发明实施例提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种具体的实施方式中，退料机构还包括两个转轴和两个弹性辊42，两个转轴分别设在两个安装孔内，每个转轴的两端均与内筒24连接；两个弹性辊42分别套设在两个转轴上，与转轴转动配合；皮带41环绕套设在两个弹性辊42上，以便于皮带41沿竖直方向运动。

如图9所示，在本发明实施例提供的焦化厂地下土壤取样装置的一种具体的实施方式中，每个皮带41上均设有横向的条纹凸起，以增大皮带41与包裹着样本土壤的隔离袋27之间的摩擦力。

需要说明的是，完成所有深度的取样后，将筒身21、套筒31从顶板22上卸下，露出内筒24，然后，用手向上拨动内筒24外侧的皮带41，内筒24的内侧的皮带41即对包裹样本土壤的隔离袋27施加向下的力，便于包裹样本土壤的隔离袋27从内筒24内脱离，取出样本土壤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。