專利名稱：便攜式地表淺層取樣器的制作方法
技術領域：
本發明涉及取樣領域，特別涉及一種便攜式地表淺層取樣器。
背景技術：
在現有技術中，取樣的方法往往采用污染探測點采用人工開挖的方式，效率低，耗費大，而且破壞了污染在深度上的分布規律；或者采取旋轉鉆進配合泥漿循環的方法，一方面冷卻取心鉆頭的熱量防止燒鉆，另外一方面則是利用泥漿的粘性護住井壁，防止坍塌，但泥漿的化學成分往往對樣品的擾動較大。傳統的鉆探環境取樣方法和設備，一般均為液壓驅動，需要配置體積笨重的液壓動力源，且噪聲大，移動性能差，不適應于人口密集、空間狹小的淺層土壤的環境取樣，而且取樣成本高，以上種種缺點導致了傳統的取樣方法難以適應現代環境取樣的要求。
發明內容
針對現有技術中存在的不足，本發明的目的在于提供一種適應于人口密集、空間狹小、地表淺層土壤環境取樣的設備，供電簡單，取樣成本低，可由一人手持操作進行環境取樣工作，并且取得的樣品保真度好，無擾動的便攜式地表淺層取樣器。本發明的技術方案是這樣實現的便攜式地表淺層取樣器，包括振動體，所述振動體下方固定連接有接頭，所述接頭上連接有鉆桿，還包括動力頭外殼和驅動電機，在所述動力頭外殼的一個端面開有孔，所述動力頭外殼端面孔大于所述驅動電機的外徑，所述驅動電機穿過所述動力頭外殼端面的孔與所述偏心軸連接，所述偏心軸的兩端通過軸承支撐所述振動體，所述驅動電機與所述振動體固定在一起，所述動力頭外殼設置在所述振動體外，所述接頭或所述鉆桿從所述動力頭外殼的下表面的一個孔穿出，所述振動體與所述動力頭外殼懸掛連接。上述的便攜式地表淺層取樣器，所述接頭為變絲接頭，所述振動體為四方體，所述動力頭外殼與所述振動體之間設置有隔振器。上述的便攜式地表淺層取樣器，所述隔振器為4個，分別設置在動力頭外殼兩端部上方和下方。上述的便攜式地表淺層取樣器，所述偏心軸為兩根，所述驅動電機和所述動力頭外殼端面上開有的孔也為兩個，所述兩個偏心軸的軸向相同且軸心處于同一水平面，所述兩個驅動電機轉向相反且同速。上述的便攜式地表淺層取樣器，在所述偏心軸的兩端均有軸承端蓋，所述軸承端蓋和所述驅動電機通過螺釘固定在所述振動體上，所述軸承端蓋與所述偏心軸之間設置有密封圈。上述的便攜式地表淺層取樣器，在所述動力頭外殼相對的兩側設有把手，所述把手通過螺釘連接或焊接的方式固定在動力頭外殼上。上述的便攜式地表淺層取樣器，所述接頭內部中空，所述接頭與所述鉆桿通過卡口式連接方式連接在一起。上述的便攜式地表淺層取樣器，所述偏心軸上帶有臺肩。上述的便攜式地表淺層取樣器，所述偏心軸與所述驅動電機通過花鍵方式連接， 所述驅動電機為交流異步電機或直流電機。上述的便攜式地表淺層取樣器，所述鉆桿為輕質鉆桿。本發明的有益效果是結構簡單、移動性能好，而且取得的樣品無擾動、保真度好， 取樣效率高，特別適用于人口密集、空間狹小、淺層土壤的環境取樣。
圖1為本發明便攜式地表淺層取樣器的主視結構示意圖，圖2為本發明便攜式地表淺層取樣器的側面結構示意圖。圖中1-振動體，2-驅動電機，3-偏心軸，4-軸承，5-接頭，6_鉆桿，7_動力頭外殼，8-隔振器，9-軸承端蓋，10-把手，11-密封圈。
具體實施例方式結合附圖對本發明做進一步的說明如圖1所示，本發明便攜式地表淺層取樣器，包括振動體1，所述振動體1下方固定連接有接頭5，接頭5采用變絲接頭，所述接頭5上連接有鉆桿6，鉆桿6采用輕質鉆桿(如鋁合金鉆桿)，還包括動力頭外殼7和驅動電機2，在所述動力頭外殼7的一個端面開有孔， 所述動力頭外殼7端面孔大于所述驅動電機2的外徑，所述驅動電機2穿過所述動力頭外殼7端面的孔與所述偏心軸3連接，所述偏心軸3的兩端通過軸承4支撐在所述振動體1 中，所述驅動電機2與所述振動體1固定在一起，所述動力頭外殼7設置在所述振動體1外， 所述接頭5或所述鉆桿6從所述動力頭外殼7的下表面的一個孔穿出，所述振動體1與所述動力頭外殼7懸掛連接，可以在動力頭外殼兩端部的上方和下方設置隔振器8，一來可以極大的消除偏心軸3轉動時產生的振動，使得在取樣時操作人員能夠更好的把握住取樣器以保證取得的樣品無擾動，保真性好；二來可以使得偏心軸3的端部與動力頭外殼7之間存在一定的間隙，免除偏心軸3旋轉與動力頭外殼7產生摩擦；如圖2所示，在動力頭外殼7的一個端面開有兩個孔，將兩個驅動電機2通過兩個孔分別與兩根偏心軸3連接，兩個驅動電機2的角速度相同，初相位相差180°，從而使兩個驅動電機產生的橫向振動相互抵消，從端面看偏心軸3為扇形結構，偏心軸3與驅動電機2的連接方式為花鍵連接，這種連接方式的好處在于安裝驅動電機時不必去校對驅動電機輸出端與偏心軸之間是否已經穩固的連接在一起，所述偏心軸3的兩端通過深溝球軸承4支撐所述振動體1，而且，在偏心軸3上有臺肩，使得深溝球軸承4的安裝非常方便，深溝球軸承4可以承受極大的徑向壓力和軸向壓力，所述振動體1下方固定連接有變絲接頭5，所述變絲接頭5上連接有鉆桿6，鉆桿6為鋁合金材質，鉆桿6和變絲接頭5的連接方式為卡口式，這種連接方式可以根據不同的環境采取相應的鉆桿5，驅動電機2采用交流異步電機或直流電機，用車載的電源即可對驅動電機 2進行供電，直流電機可直接與車載電源連接，交流異步電機則需要加一個逆變器后再與車載電源連接，較之目前采用的液壓驅動方式具有很優越的移動性和便攜性，在動力頭外殼7 的下表面開有一個孔，所述孔直徑7大于所述變絲接頭5的外徑，目的是為了避免變絲接頭與動力頭外殼接觸使得操作人員手持取樣器進行取樣時由于劇烈的振動不好把握取樣器， 所述變絲接頭5穿過所述孔伸出動力頭外殼7，在每根偏心軸3的兩端均有軸承端蓋9，所述軸承端蓋9和所述驅動電機2通過螺釘固定在所述振動體1上，使得驅動電機與振動體先對靜止，所述軸承端蓋9與偏心軸3之間設置有密封圈11，這種構造可以有效地防止偏心軸3松動，也可以在偏心軸3高速旋轉時起到一定的消除噪聲的效果。為了操作人員使用起來更方便，在所述動力頭外殼7相對的兩側設有把手10，把手10可以通過螺釘連接或者焊接的方式固定在動力頭外殼7上，使用時，操作人員只要握住兩邊的把手10就可以進行控制操作，使用起來非常方便。進行取樣時，兩個驅動電機2帶動兩個偏心軸3旋轉，由于兩個偏心軸3的軸心處于同一水平面，所以產生的橫向力能相互抵消，從而只產生向下的周期性的激振力，當振動與鉆桿6的自然諧振頻率疊合時，就會產生共振，驅動鉆桿6和鉆桿前端的環形鉆頭不斷向巖土中推進，高頻的振動作用使鉆頭的切削刃以切削、剪切、斷裂的方式排開其鉆進路徑上的物質，并引起周圍土粒液化，將土粒從鉆桿6的側面移開，降低鉆具與孔壁的摩擦阻力， 也大大提高了鉆進速度，在鉆進的同時，鉆桿6內部的取心筒跟進，土壤進入取心筒，鉆桿6 起到保護孔壁的作用。本發明不受環境的影響，取樣設備結構簡單、移動性能好，而且取得的樣品無擾動、保真度好，取樣效率高，特別適用于人口密集、空間狹小、淺層土壤的環境取樣，由于在結構上以及驅動及供電方式的改進使得在地表淺層取樣的費用大大降低，取樣的效率有了極大的提高。
權利要求
1.便攜式地表淺層取樣器，包括振動體(1)，所述振動體(1)下方固定連接有接頭(5)， 所述接頭( 上連接有鉆桿(6)，其特征在于，還包括動力頭外殼(7)和驅動電機O)，在所述動力頭外殼(7)的一個端面開有孔，所述動力頭外殼(7)端面孔大于所述驅動電機(2) 的外徑，所述驅動電機( 穿過所述動力頭外殼(7)端面的孔與所述偏心軸C3)連接，所述偏心軸(3)的兩端通過軸承(4)支撐在所述振動體(1)中，所述驅動電機( 與所述振動體(1)固定在一起，所述動力頭外殼(7)設置在所述振動體(1)外，所述接頭( 或所述鉆桿(6)從所述動力頭外殼(7)的下表面的一個孔穿出，所述振動體(1)與所述動力頭外殼 (7)懸掛連接。
2.根據權利要求1所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，所述接頭(5)為變絲接頭，所述振動體(1)為四方體，所述動力頭外殼(7)與所述振動體(1)之間設置有隔振器 ⑶。
3.根據權利要求1所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，所述隔振器(8)為4 個，分別設置在動力頭外殼(7)兩端部上方和下方。
4.根據權利要求1所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，所述偏心軸(3)為兩根，所述驅動電機⑵和所述動力頭外殼(7)端面上開有的孔也為兩個，每根所述偏心軸 (3)分別通過一個驅動電機( 驅動，所述兩個偏心軸( 的軸向相同且軸心處于同一水平面，所述兩個驅動電機( 轉向相反且同速。
5.根據權利要求4所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，在所述偏心軸(3)的兩端均有軸承端蓋(9)，所述軸承端蓋(9)和所述驅動電機( 通過螺釘固定在所述振動體 (1)上，所述軸承端蓋(9)與所述偏心軸C3)之間設置有密封圈(11)。
6.根據權利要求1-5任一所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，在所述動力頭外殼(7)相對的兩側設有把手(10)，所述把手(10)通過螺釘連接或焊接的方式固定在所述動力頭外殼(8)上。
7.根據權利要求6所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，所述接頭(5)內部中空，所述接頭( 與所述鉆桿(6)通過卡口式連接方式連接在一起。
8.根據權利要求6所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，所述偏心軸C3)上帶有臺肩，所述軸承(4)為深溝球軸承。
9.根據權利要求8所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，所述偏心軸C3)與所述驅動電機( 通過花鍵方式連接，所述驅動電機( 為交流異步電機或直流電機。
10.根據權利要求9所述的便攜式地表淺層取樣器，其特征在于，所述鉆桿(6)為輕質鉆桿。
全文摘要
本發明公開便攜式地表淺層取樣器，包括振動體，振動體下方固定連接有變絲接頭，變絲接頭上連接有鉆桿，還包括動力頭外殼和驅動電機，在動力頭外殼的一個端面開有孔，動力頭外殼端面孔的直徑大于驅動電機的外徑，驅動電機通過動力頭外殼端面的孔與偏心軸連接，偏心軸的兩端通過軸承支撐在振動體中，驅動電機與振動體固定在一起，動力頭外殼設置在振動體外，動力頭外殼的下表面開有一個孔，孔直徑大于變絲接頭的外徑，振動體與動力頭外殼懸掛連接。本發明結構簡單、移動性能好，而且取得的樣品無擾動、保真度好，取樣效率高，特別適用于人口密集、空間狹小、淺層土壤的環境取樣。
文檔編號G01N1/08GK102435459SQ20111037988
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者劉寶林, 王瑜 申請人:中國地質大學(北京)