一種深層原狀土取土器的制造方法
【專利摘要】本實用型新公開了一種深層原狀土取土器，屬于農田及沙質土深層取樣裝置【技術領域】，該取土器包括依次相連的手柄、鉆桿、底座、對開式套管、及刀頭；還包括套在鉆桿上的固定盤、設置在對開式套管內的環刀體，所述底座、圓套管與刀頭組成外徑一致的圓柱。所述刀頭為中空圓柱體，中空圓柱前段刀口處采用三等分垂直螺旋分布鋸齒；所述對開式套管為兩個完全的相同的半圓管合攏成的一個圓套管；所述底座為一端封閉一端敞開的中空圓柱體。本取土器具有不用挖取剖面手動即可鉆取深層土壤，剪切力小，鉆取深度可靈活掌握，對原狀土壤擾動大大降低，結構簡單，成本低廉，干擾小，操作簡便，使用性強等特點。
【專利說明】一種深層原狀土取土器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于農田及沙質土深層取樣裝置【技術領域】，特別是一種深層原狀土取土器，其所取土樣可用于土壤容重、體積含水率、微細板發測水分特征曲線等物理性質測試。
【背景技術】
[0002]環刀是一種測量土壤水分特征曲線、土壤容重、土壤體積含水量等土壤物理特性指標及鉆取原狀土壤的常用工具。常用的環刀多為表層取樣，深層則需挖取剖面，由于人力擾動，原狀土被剖壞的較為嚴重，測試結果的精準性大大降低。到目前為止，對于深層土壤的環刀取樣仍是以個急待解決的難題。
[0003]在專利號為CN202994518U的專利中公開了一種對開式環刀取土器，一定程度上解決了取樣慢與環刀易受損的問題，但在使用過程中，仍存在剪切阻力大，對土壤原狀土產生較大的擾動，探取深度不靈活等問題。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是為克服已有技術的不足之處，提供一種深層原狀土取土器，該取土器具有結構簡單，成本低廉，對原狀圖擾動小，鉆取深度可靈活，操作簡便，使用性強等特點。
[0005]本實用新型提供的一種深層原狀土取土器，其特征在于，該取土器包括依次相連的手柄、鉆桿、底座、對開式套管、及刀頭；還包括套在鉆桿上的固定盤、設置在對開式套管內的環刀體，所述底座、圓套管與刀頭組成外徑一致的圓柱。
[0006]所述刀頭可為中空圓柱體，中空圓柱前段刀口處采用三等分垂直螺旋分布鋸齒，鋸齒由根部厚壁到頂部薄壁成刀刃狀；中空圓柱的后端內壁設有內螺紋；所述環刀體為中空心圓柱體，同軸置于刀頭后端，刀頭內徑與環刀體內徑相同。
[0007]所述對開式套管可為兩個完全的相同的半圓管合攏成的一個圓套管，圓套管內徑與環刀體外徑相匹配，圓套管兩端設有外螺紋。
[0008]所述底座可為一端封閉一端敞開的中空圓柱體，與刀頭直徑相同；底座與對開式套管相連的前端內壁設有內螺紋，另一端為底蓋，底蓋上開有通氣孔；底蓋的中心連有一連接柱，連接柱頂端設置有一連接件，中部為一帶有連接螺孔的柱狀凸起；圓套管兩端外螺紋與刀頭及底座的端部的內螺紋對接安裝，安裝后的底座、圓套管與刀頭組成外徑一致的圓柱。
[0009]所述固定盤可由十字交叉的四個固定臂，及在四個臂交叉的中心部位焊接的一套管構成；在每個固定臂底部末端設有三角型固定爪。
[0010]所述鉆桿為一空心長棒，兩端均設置有實心連接件；所述手柄的中部也設置有連接件。
[0011]所述連接件可由連接帽、連接柱和連接螺釘組成，連接帽為中空管，管壁沿徑向對稱開兩個槽，與槽垂直方向開一連接螺孔；連接柱為一實心圓柱，其長度和直徑與連接帽的長度和內徑相匹配，連接柱開有兩個相互垂直的圓柱狀突起，與突起垂直方向開一連接螺孔，分別與連接帽的槽和連接螺孔位置相應。
[0012]本實用新型的技術特點及優勢如下:
[0013]本取土器探取深層土壤時，不用挖取剖面，手動鉆動手柄即可鉆取深層土壤，剪切力小，鉆取深度可靈活掌握，對原狀土壤擾動大大降低。整體材質選用不銹鋼，輕便，不上銹，以減小鉆土施的摩擦。部件鏈接采用傳統電焊工藝，以保證本實用新型使用壽命。該取土器具有結構簡單，成本低廉，對原狀圖擾動小，鉆取深度可靈活，操作簡便，使用性強等特點，很好地克服了現有裝置的不足。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的取土器整體結構示意圖；
[0015]圖2為本實用新型的實施例結構及裝配關系示意圖；
[0016]圖3為本實用新型的取土器底座實施例結構示意圖；
[0017]圖4為本實用新型的取土器固定盤實施例結構示意圖；
[0018]圖5為本實用新型的取土器連接處實施例結構示意圖；
【具體實施方式】
[0019]本實用新型提供的一種深層原狀土取土器結構附圖及實施例詳細說明如下:
[0020]本實用新型提供的一種深層原狀土取土器，如圖1所示，包括依次相連的手柄1、鉆桿2、底座4、對開式套管5、及刀頭6 ;還包括套在鉆桿上的固定盤3、設置在對開式套管5內的環刀體(圖中未示出)，底座、圓套管與刀頭組成外徑一致的圓柱。
[0021]各部件的具體實現方式及裝配關系如圖2所示，詳細說明如下:
[0022]刀頭6的具體結構如圖2所示，刀頭整體為中空圓柱體，中空圓柱前段刀口處采用三等分垂直螺旋分布鋸齒61，鋸齒由根部厚壁到頂部薄壁成刀刃狀，可減小取土時的阻力及對土試樣的擾動；中空圓柱的后端內壁設有內螺紋62 ;環刀體7為中空心圓柱體，同軸置于刀頭后端，刀頭內徑與環刀體7內徑相同。
[0023]對開式套管5,采用兩個完全的相同的半圓管合攏成一個圓套管,環刀體7置于圓套管中，便于取出內置環刀體，圓套管內徑與環刀體7外徑相匹配，圓套管兩端設有外螺紋51，兩端外螺紋51用于與刀頭及底座的端部的內螺紋對接安裝；安裝后的底座、圓套管與刀頭組成外徑一致的圓柱。
[0024]底座4如圖2、3所示，其形狀為一端封閉一端敞開的中空圓柱體，與刀頭形狀類似，直徑相同。底座與對開式套管5相連的前端內壁設有內螺紋41，另一端為底蓋42，底蓋上開有通氣孔421，便于快速取土 ；底蓋的中心連有一連接柱43，連接柱頂端設置有一連接件8(在圖2中補充編號41，在圖3中補充修改編號4、42、421、43、8)。中部為一帶有連接螺孔431的柱狀凸起。
[0025]固定盤3如圖1、4所示，由十字交叉的四個固定臂33(本實施例臂長25-40cm)，在四個臂33交叉的中心部位焊接的一套管32構成(本實施例套管長25-35cm，視取土難度而定)，在每個固定臂底部末端設有三角型固定爪31 ;套管套在鉆桿上，當刀頭插入土內時，起固定作用，防止取土時左右搖晃導致的刀頭前端剖壞原狀土，并對垂直鉆取原狀土做了硬性保證；
[0026]如圖1所示，鉆桿2為一空心長棒，兩端均設置有實心連接件；手柄I的中部也設置有連接件。
[0027]本實施例的連接件如圖5所示，由連接帽81、連接柱82和連接螺釘83組成，連接帽為中空管，管壁沿徑向對稱開兩個槽811，與槽垂直方向開一連接螺孔812 ;連接柱為一實心圓柱，其長度和直徑與連接帽的長度和內徑相匹配，連接柱開有兩個相互垂直的圓柱狀突起821，與突起垂直方向開一連接螺孔822。分別與連接帽的槽811和連接螺孔812位置相應。
[0028]鉆桿的連接件一端為連接帽結構，另一端為連接柱結構，手柄與底座的連接件分別為連接帽結構和連接柱結構，或反之。
[0029]本實施例的各部分的具體連接關系如圖2所示，固定盤3先套在鉆桿上，對開式套管5的兩個半圓管合攏成一個圓套管，環刀體7置于對開式套管5中；然后環手柄通過連接件與鉆桿一端的連接件通過螺釘相連，鉆桿2另一端的連接件與底座4的連接件通過螺釘相連；底座4和刀頭6分別與對開式套管5通過螺紋相連。本取土器這種結構方便組裝及拆卸，操作簡便，效率高。
[0030]本實用新型的各部件的具體尺寸可設計成多個系列，根據應用實際情況選用，鉆桿可設計成一個基本長度單位，如一根一米長，根據應用連接兩根或多根，外側刻有長度單位，以便精準采集目的深度原狀土壤。
[0031]本取土器的一個實施例如下:
[0032]本實施例用于鉆取風沙區深層0_200cm的原狀土壤，故選取鉆桿為2m，分為2根，每根Im,鉆取時先安裝Im,第一根鉆桿鉆下去后，安裝第二根鉆桿；鉆桿外側每5cm刻刻度；固定盤臂長選定為35cm ;套管選定長度為30cm ;環刀體為體積是IOOcm3的標準環刀；安裝后底座、圓套管與刀頭組成外徑一致的圓柱。
[0033]本實例的深層原狀土取土器的使用過程:
[0034]①選擇取樣現場:本取土器優先適用于農田及沙質土壤的深層采集，盡量避開喬木等大型植被的樹根，不適用于碎石層土壤采集；
[0035]②組裝取土器:將環刀放置在對開式半管內，擰緊刀頭與底座，將底座及鉆桿連接并用螺絲固定，套入固定座，再將手柄及鉆桿連接并用螺絲固定；
[0036]③土壤樣品采集:采集時用手轉動手柄，向下深度剛好達到刀頭到底座長度時停止轉動，向上拔出取土器；若連續采集土壤樣品，則用此取土器連續取土即可；若取土間距大于10cm，建議先用配套土鉆鉆孔到目的深度，再進行土壤采集；
[0037]④土壤樣品整理:將刀頭與底座擰下，掰開對開式半管，將環刀取出，用傳統方法進行整平，蓋住環刀兩側，放入鋁盒中等待相應測試即可。
【權利要求】
1.一種深層原狀土取土器，其特征在于，該取土器包括依次相連的手柄、鉆桿、底座、對開式套管、及刀頭；還包括套在鉆桿上的固定盤、設置在對開式套管內的環刀體，所述底座、圓套管與刀頭組成外徑一致的圓柱。
2.如權利要求1所述的深層原狀土取土器，其特征在于，所述刀頭為中空圓柱體，中空圓柱前段刀口處采用三等分垂直螺旋分布鋸齒，鋸齒由根部厚壁到頂部薄壁成刀刃狀；中空圓柱的后端內壁設有內螺紋；所述環刀體為中空心圓柱體，同軸置于刀頭后端,刀頭內徑與環刀體內徑相同。
3.如權利要求1所述的深層原狀土取土器，其特征在于，所述對開式套管為兩個完全的相同的半圓管合攏成的一個圓套管，圓套管內徑與環刀體外徑相匹配，圓套管兩端設有外螺紋。
4.如權利要求1所述的深層原狀土取土器，其特征在于，所述底座為一端封閉一端敞開的中空圓柱體，與刀頭直徑相同；底座與對開式套管相連的前端內壁設有內螺紋，另一端為底蓋，底蓋上開有通氣孔；底蓋的中心連有一連接柱，連接柱頂端設置有一連接件，中部為一帶有連接螺孔的柱狀凸起；圓套管兩端外螺紋與刀頭及底座的端部的內螺紋對接安裝。
5.如權利要求1所述的深層原狀土取土器，其特征在于，所述固定盤由十字交叉的四個固定臂，及在四個臂交叉的中心部位焊接的一套管構成；在每個固定臂底部末端設有三角型固定爪。
6.如權利要求1所述的深層原狀土取土器，其特征在于，所述鉆桿為一空心長棒，兩端均設置有實心連接件；所述手柄的中部也設置有連接件。
7.如權利要求4或6所述的深層原狀土取土器，其特征在于，所述連接件由連接帽、連接柱和連接螺釘組成，連接帽為中空管，管壁沿徑向對稱開兩個槽，與槽垂直方向開一連接螺孔；連接柱為一實心圓柱，其長度和直徑與連接帽的長度和內徑相匹配，連接柱開有兩個相互垂直的圓柱狀突起，與突起垂直方向開一連接螺孔，分別與連接帽的槽和連接螺孔位置相應。
【文檔編號】G01N1/08GK203858126SQ201420287314
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】胡振琪, 林杉, 李星宇 申請人:中國礦業大學(北京)