具有完整土层取样的土壤取样器
技术领域
本实用新型属于地质勘探技术领域，具体涉及一种具有完整土层取样的土壤取样器。
背景技术
地质勘察土壤取样是岩土工程重要步骤，其过程为在地层中取出接近实际的原状结构土样，通过直接观察岩土层的天然状态以及各地层的地质结构，来判断目标区域的地质情况。目前对土壤取样时，普遍采用手动取样，这种取样方式有如下缺点：取样效率低下，取样过程中土样原结构破坏大；由于土壤受其他因素污染后，土壤流动性很可能比一般土壤要强一些，当土样取样完成后抽离过程中，可能会由于土壤与取样器摩擦力不够，而发生土样脱离的情况，不利于采取到完整土层的样本，不利于区域地质结构的研究。因此有必要提出改进。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题：提供一种具有完整土层取样的土壤取样器，本实用新型利用涡轮蜗杆带动取样外筒和内筒的上下移动实现取样，取样时用力均匀，不会导致土样周围压力变化大，不会使土样原结构破坏，利于取得接近天然结构的完整原状土样，而且取样内筒的结构可以很好的保证土质样品的土层完整性。
本实用新型采用的技术方案：具有完整土层取样的土壤取样器，包括支架，所述支架上竖直设有蜗杆，所述支架上部设有与蜗杆螺纹旋合的上导向稳定套筒，所述支架上部设有驱动蜗杆转动的电机，所述电机输出轴上设有与蜗杆啮合的涡轮；所述蜗杆下端固定连接有取样外筒，所述取样外筒内部适配套有取样内筒，所述取样外筒下端设有钻套，所述钻套上端与取样外筒下端可拆卸式连接将取样内筒限位在取样外筒内部。
对上述技术方案的进一步限定，所述取样内筒为内部中空的取样腔，所述取样内筒上端封口且下端开口，所述取样内筒外径与取样外筒内径适配套合，所述取样内筒内径与钻套内径相同，所述钻套内表面上端设有连接限位台阶面，所述取样外筒下端与钻套的连接限位台阶面卡接后通过螺钉固定连接，所述钻套的连接限位台阶面同时对取样内筒下端面进行限位。
对上述技术方案的进一步限定，所述取样内筒内表面上均匀设有多个倒齿环。
对上述技术方案的进一步限定，所述取样内筒内表面上均匀设有多个记忆合金丝，所述蜗杆内部中空，所述蜗杆顶部固定设有电加热器，所述蜗杆内腔中设有与电加热器电连接的导热丝，所述记忆合金丝端部穿过取样内筒上端封口与导热丝连接。
对上述技术方案的进一步限定，所述取样内筒是由两个半圆筒组合而成，所述两个半圆筒的结合处分别设有对接槽和对接卡台。
对上述技术方案的进一步限定，所述取样外筒外壁上设有便于在土壤中旋进旋出的螺旋翼，所述支架下部固定有与取样外筒外壁面适配对其进行导向的下导向稳定套筒；所述蜗杆下端设有径向往外伸出的连接环形台，所述取样外筒上端设有方形卡孔，所述蜗杆下端设有轴向伸出且与方形卡孔形状适配的方形环卡台，所述方形环卡台和方形卡孔适配后且通过螺钉将蜗杆的连接环形台与取样外筒上端固定连接。
对上述技术方案的进一步限定，所述支架底部设有稳定支脚，所述稳定支脚上设有与地面固定连接的螺孔，所述稳定支脚上端面上设有重物槽。
本实用新型与现有技术相比的优点：
1、本方案利用涡轮驱动蜗杆在支架上上下移动，通过蜗杆与取样外筒的连接实现取样外筒和取样内筒的升降及旋转运动实现取样，此取样方式取样时用力均匀，不会导致土样周围压力变化大，不会使土样原结构破坏，利于取得接近天然结构的完整原状土样；
2、本方案在取样内筒内表面上设有倒齿环，并设有与电加热器连接的记忆合金丝，能够降低取样土壤颗粒的流动性，防止本取样装置在取样后往上抽回时土样结构松散流出；
3、本方案中蜗杆和取样外筒连接处的可拆式连接结构，以及钻套和取样外筒连接处的可拆式连接结构，在取样后，便于取样内筒的取出，有利于保证取样土壤的结构完整性；
4、本方案中将取样内筒由两个半圆筒组合而成，在取样后，便于取样内筒中土层样品的取出，有利于保证取样土壤的结构完整取出。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中蜗杆、取样内筒外筒以及钻套的结构剖视图；
图3为本实用新型中取样内筒的结构示意图；
图4为本实用新型中取样内筒中倒齿环的结构示意图；
图5为本实用新型中由半圆筒组合的取样内筒的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
请参阅图1-5详述本实用新型的实施例：
具有完整土层取样的土壤取样器，包括支架1，所述支架1上竖直设有蜗杆3，所述支架1上部设有与蜗杆3螺纹旋合的上导向稳定套筒2，所述支架1上部设有驱动蜗杆3转动的电机4，所述电机4输出轴上设有与蜗杆3啮合的涡轮5。
所述蜗杆3下端固定连接有取样外筒6，所述取样外筒6外壁上设有便于在土壤中旋进旋出的螺旋翼7，所述支架1下部固定有与取样外筒6外壁面适配对其进行导向的下导向稳定套筒8，也可在下导向稳定套筒8中与取样外筒6适配的孔中制作螺旋翼，使其两者适配，保证取样外筒6在旋转下移或上移过程中保持稳定。
所述取样外筒6与蜗杆3采用可拆式连接，具体的，所述蜗杆3下端设有径向往外伸出的连接环形台14，所述取样外筒6上端设有方形卡孔13，所述蜗杆3下端设有轴向伸出且与方形卡孔13形状适配的方形环卡台12，所述方形环卡台12和方形卡孔13适配后且通过螺钉将蜗杆3的连接环形台14与取样外筒6上端固定连接。
所述取样外筒6内部适配套有取样内筒15，所述取样外筒6下端设有钻套16。所述钻套16上设有导向条和刀体，由于钻套16为现有技术，所以钻套具体结构没有在图中示出。
所述取样内筒15为内部中空的取样腔，所述取样内筒15上端封口且下端开口，所述取样内筒15外径与取样外筒6内径适配套合，所述取样内筒15内径与钻套16内径相同。
优选的，所述取样内筒15内表面上轴向均匀设有多个倒齿环24。也可以在所述取样内筒15内表面上均匀设有多个记忆合金丝20，所述蜗杆3内部中空，所述蜗杆3顶部固定设有电加热器18，所述蜗杆3内腔中设有与电加热器18电连接的导热丝19，所述记忆合金丝20端部穿过取样内筒15上端封口与导热丝19连接，记忆合金丝20受热后变形具有齿形。倒齿环24和记忆合金丝20的设置能够降低取样土壤颗粒的流动性，防止本取样装置在取样后往上提升时土样结构松散流出。
优选的，所述取样内筒15是由两个半圆筒21组合而成，所述两个半圆筒21的结合处分别设有对接槽22和对接卡台23。这种结构在取样后，便于取样内筒15中土层样品的取出，有利于保证取样土壤的结构完整取出。
所述钻套16上端与取样外筒6下端可拆卸式连接将取样内筒15限位在取样外筒6内部。具体的，所述钻套16内表面上端设有连接限位台阶面17，所述取样外筒6下端与钻套16的连接限位台阶面17卡接后通过螺钉固定连接，所述钻套16的连接限位台阶面17同时对取样内筒15下端面进行限位。
所述支架1底部设有稳定支脚9，所述稳定支脚9上设有与地面固定连接的螺孔10。所述稳定支脚9上端面上设有重物槽11，在取样时，为了保证支架1的稳定，可以在重物槽11中放置石块等重物。
本实用新型利用涡轮5驱动蜗杆3在支架1上上下移动，通过蜗杆3与取样外筒6的连接实现取样外筒6和取样内筒15的升降及旋转运动实现取样，此取样方式取样时用力均匀，不会导致土样周围压力变化大，不会使土样原结构破坏，利于取得接近天然结构的完整原状土样。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
