本發(fā)明屬于水泥基材料取樣設(shè)備，具體涉及一種水泥基材料鉆孔取樣裝置及工作方法。

背景技術(shù)：

1、這里的陳述僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)，而不必然地構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

2、水泥基材料是指以水泥作為膠凝材料的工程材料，混凝土、砂漿是最常見(jiàn)的水泥基材料。實(shí)驗(yàn)室常用水泥基材料鉆孔取芯機(jī)用來(lái)對(duì)其成分、質(zhì)量以及集料的分布狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè),但是鉆孔取樣機(jī)在工作時(shí)常會(huì)造成碎屑和污水的飛濺，鉆孔后的試樣容易卡在鉆頭中，通過(guò)外力取出時(shí)容易對(duì)試樣本身造成破壞，鉆頭在垂直接觸到水泥基材料試樣時(shí)由于與水泥基材料表面接觸面積較大，鉆頭極其不容易鉆入試樣，會(huì)使鉆頭和鉆孔機(jī)器發(fā)生劇烈抖動(dòng)和位移，長(zhǎng)此以往對(duì)鉆孔取樣機(jī)造成破壞。

3、現(xiàn)有專(zhuān)利文件公開(kāi)號(hào)cn106644568a公開(kāi)了一種水泥基材料鉆孔取樣機(jī)，通過(guò)在鉆頭上安放防護(hù)罩來(lái)防止碎屑和污水的飛濺，但是并沒(méi)有考慮鉆孔后的試樣容易卡在鉆頭中以及鉆頭在垂直接觸到水泥基材料試樣時(shí)由于與水泥基材料表面接觸面積較大，鉆頭極其不容易鉆入試樣的問(wèn)題,且水泥基材料與鉆頭摩擦力過(guò)大很難通過(guò)人力將其取出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種水泥基材料鉆孔取樣裝置，能夠至少解決上述技術(shù)問(wèn)題之一。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種水泥基材料鉆孔取樣裝置，包括水箱、樣品箱、鉆機(jī)，所述水箱為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，沿長(zhǎng)方體頂面的長(zhǎng)度方向從左往右依次設(shè)置有垂直于水箱的立柱和升降單元，升降單元的底部與水箱固定連接，所述升降單元的頂部設(shè)置有連接樣品箱的轉(zhuǎn)軸，所述樣品箱的底部設(shè)置有鉸接旋轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸與鉸接旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述立柱的頂端垂直連接有與水箱長(zhǎng)度方向平行的橫柱，所述鉆機(jī)設(shè)置在橫柱上與樣品箱的中心點(diǎn)空間垂直。

3、進(jìn)一步的，所述立柱為中空結(jié)構(gòu)，立柱內(nèi)部的靠近樣品箱一側(cè)的側(cè)面上設(shè)置有滑槽和滑動(dòng)變阻器，所述滑動(dòng)變阻器底部設(shè)置有橡膠輪在立柱設(shè)置的滑槽內(nèi)上下滑動(dòng)；所述立柱內(nèi)部的上方設(shè)置有從水箱抽水的水泵，所述水泵與水箱之間連接有水管。

4、進(jìn)一步的，所述鉆機(jī)上設(shè)置有鉆頭，所述鉆頭下段內(nèi)徑不變，中段及上段的內(nèi)徑大于下段的內(nèi)徑，所述鉆頭的中段的內(nèi)壁和上段內(nèi)壁沿鉆頭移動(dòng)方向設(shè)有空間十字設(shè)置的四條滑軌，所述鉆頭內(nèi)部設(shè)置有頂推裝置，所述頂推裝置通過(guò)彈性件伸出四根圓桿與所述鉆頭內(nèi)壁的滑軌相接觸，所述頂推裝置在鉆頭內(nèi)部上下滑動(dòng)。

5、進(jìn)一步的，所述鉆頭中段和上段的外側(cè)設(shè)置有豎向的貫穿槽，所述貫穿槽內(nèi)設(shè)置有推拉桿，所述推拉桿兩端帶有螺紋并設(shè)置有推拉桿螺帽，所述推拉桿伸出鉆頭外并可沿貫穿槽上下滑動(dòng)，所述推拉桿螺帽與鉆頭之間設(shè)置有拉伸裝置，拉伸裝置下方設(shè)有一排豎直的圓形孔洞，可實(shí)現(xiàn)與樣品箱的連接。

6、進(jìn)一步的，所述樣品箱底部的中間位置的圓孔內(nèi)設(shè)置有大于鉆頭外徑的圓孔，圓孔內(nèi)壁伸出圓柱形桿件用于在取樣時(shí)固定拉伸裝置。

7、進(jìn)一步的，所述樣品箱的底部設(shè)置有濾網(wǎng)，所述濾網(wǎng)設(shè)置在樣品箱圓孔的下方，所述濾網(wǎng)上設(shè)置有與水箱相連的導(dǎo)流管。

8、進(jìn)一步的，所述導(dǎo)流管引導(dǎo)過(guò)濾后的水流入水箱。

9、進(jìn)一步的，所述升降單元包括第一升降單元、第二升降單元、第三升降單元和第四升降單元，所述升降單元通過(guò)單獨(dú)的伺服電機(jī)單獨(dú)控制，所述第一升降單元和第二升降單元設(shè)置在樣品箱底部的左側(cè)，第三升降單元和第四升降單元設(shè)置在樣品箱底部的右側(cè)。

10、進(jìn)一步的，所述滑動(dòng)變阻器上設(shè)置有滑動(dòng)帽，所述樣品箱左側(cè)設(shè)置有連桿，連桿和滑動(dòng)帽之間通過(guò)彈簧連接。

11、一種上述水泥基材料鉆孔取樣裝置的工作方法，包括以下步驟：

12、(1)將水泥基材料的試樣放入樣品箱中并將試樣固定到樣品箱的中心位置；

13、(2)通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)升降單元上升，將試樣水平升到與鉆頭接觸的位置，控制第一升降單元和第二升降單元的伺服電機(jī)使樣品箱一側(cè)下降，使樣品箱與水平面呈銳角狀態(tài)，此時(shí)鉆頭的頭部與試樣材料的上表面之間保持傾斜狀態(tài)，然后控制鉆機(jī)的鉆取速度，使鉆機(jī)保持每分鐘不超過(guò)100轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度低速轉(zhuǎn)動(dòng)，水泵也以滑動(dòng)變阻器最大阻值下的低功率運(yùn)行，控制水流的流速，待鉆頭鉆入試樣的右側(cè)形成半圓痕跡后，控制第一升降單元和第二升降單元上升到與第三升降單元和第四升降單元相同高度，待鉆出一個(gè)圓形痕跡并有一定深度時(shí)，最后同時(shí)控制第一升降單元、第二升降單元、第三升降單元和第四升降單元上升直至鉆取結(jié)束；

14、(3)通過(guò)伺服電機(jī)控制升降單元上升時(shí)帶動(dòng)樣品箱向上運(yùn)動(dòng)，樣品箱底部連桿通過(guò)彈簧帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)帽向上滑動(dòng)，使鉆頭鉆速變快直至最快，水泵出水量變大直至最大；鉆取過(guò)程中的污水會(huì)經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)流入水箱實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)帽移動(dòng)至最上方時(shí)即電阻最小時(shí)，若試樣未鉆取結(jié)束，此時(shí)滑動(dòng)變阻器整體便會(huì)在底部橡膠輪帶動(dòng)下沿立柱右側(cè)的滑槽向上滑動(dòng)，并始終保持電阻最小的狀態(tài)；

15、(4)待鉆取結(jié)束后將拉伸裝置安裝于推拉桿兩側(cè)并將兩側(cè)螺絲帽擰到合適位置，調(diào)整拉伸裝置到合適位置使樣品箱底部的兩個(gè)伸出桿穿過(guò)拉伸裝置底部的圓形孔洞實(shí)現(xiàn)推拉桿、拉伸裝置、樣品箱三者相連接，控制升降單元下降使樣品箱在下降的同時(shí)拉動(dòng)推拉桿下降最終使推拉桿和頂推裝置接觸，通過(guò)頂推裝置將鉆頭內(nèi)的樣品頂出。

16、以上一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案的有益效果為：

17、1、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置的升降單元，待鉆頭距離試樣較近時(shí)使同側(cè)的升降單元下降，使鉆頭的頭部與試樣材料的上表面之間保持傾斜狀態(tài)，待在樣品表面鉆出一個(gè)半圓痕跡時(shí)再將下落一側(cè)的升降單元升到與另一側(cè)升降單元相同高度，使其逐漸鉆出一個(gè)完整的圓，隨后兩組升降單元同時(shí)上升鉆取試樣。

18、2、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置的滑動(dòng)變阻器，通過(guò)滑動(dòng)變阻器控制鉆頭的鉆取速度和鉆頭內(nèi)部出水口水流的速度，控制鉆頭鉆取的速度使其在未鉆孔和傾斜鉆孔時(shí)保持較慢速度，能夠避免在鉆頭初鉆孔時(shí)對(duì)試樣造成破壞，控制水流速度可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水；通過(guò)設(shè)置的濾網(wǎng)，使鉆取試樣時(shí)流出的污水經(jīng)過(guò)過(guò)濾后重新流回水箱，達(dá)到循環(huán)利用節(jié)約水資源的目的。

19、3、本發(fā)明對(duì)鉆頭進(jìn)行了改進(jìn)，鉆頭下部?jī)?nèi)徑不變，中上部分較長(zhǎng)一段距離內(nèi)徑變大，從而在很大程度上減小了水泥基材料試樣與鉆頭內(nèi)壁的摩擦力。利用升降單元和樣品箱的位移拉動(dòng)鉆頭內(nèi)的推拉桿與頂推裝置接觸，將樣品頂出。

技術(shù)特征：

1.一種水泥基材料鉆孔取樣裝置，包括水箱、樣品箱和鉆機(jī)，其特征在于，所述水箱為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，沿長(zhǎng)方體頂面的長(zhǎng)度方向從左往右依次設(shè)置有垂直于水箱的立柱和升降單元，升降單元的底部與水箱固定連接，所述升降單元的頂部設(shè)置有連接樣品箱的轉(zhuǎn)軸，所述樣品箱的底部設(shè)置有鉸接旋轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸與鉸接旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述立柱的頂端垂直連接有與水箱長(zhǎng)度方向平行的橫柱，所述鉆機(jī)設(shè)置在橫柱上與樣品箱的中心點(diǎn)空間垂直。

2.如權(quán)利要求1所述的一種水泥基材料鉆孔取樣裝置，其特征在于，所述立柱為中空結(jié)構(gòu)，立柱內(nèi)部的靠近樣品箱一側(cè)的側(cè)面上設(shè)置有滑槽和滑動(dòng)變阻器，所述滑動(dòng)變阻器底部設(shè)置有橡膠輪在立柱設(shè)置的滑槽內(nèi)上下滑動(dòng)；所述立柱內(nèi)部的上方設(shè)置有從水箱抽水的水泵，所述水泵與水箱之間連接有水管。

3.如權(quán)利要求1所述的一種水泥基材料鉆孔取樣裝置，其特征在于，所述鉆機(jī)上設(shè)置有鉆頭，所述鉆頭下段內(nèi)徑不變，中段及上段的內(nèi)徑大于下段的內(nèi)徑，所述鉆頭的中段的內(nèi)壁和上段內(nèi)壁沿鉆頭移動(dòng)方向設(shè)有空間十字設(shè)置的四條滑軌，所述鉆頭內(nèi)部設(shè)置有頂推裝置，所述頂推裝置通過(guò)彈性件伸出四根圓桿與所述鉆頭內(nèi)壁的滑軌相接觸，所述頂推裝置在鉆頭內(nèi)部上下滑動(dòng)。

4.如權(quán)利要求3所述的一種水泥基材料鉆孔取樣裝置，其特征在于，所述鉆頭中段和上段的外側(cè)設(shè)置有豎向的貫穿槽，所述貫穿槽內(nèi)設(shè)置有推拉桿，所述推拉桿兩端帶有螺紋并設(shè)置有推拉桿螺帽，所述推拉桿伸出鉆頭外并可沿貫穿槽上下滑動(dòng)，所述推拉桿螺帽與鉆頭之間設(shè)置有拉伸裝置，拉伸裝置下方設(shè)有一排豎直的圓形孔洞，可實(shí)現(xiàn)與樣品箱的連接。

5.如權(quán)利要求1所述的一種水泥基材料鉆孔取樣裝置，其特征在于，所述樣品箱底部的中間位置的圓孔內(nèi)設(shè)置有大于鉆頭外徑的圓孔，圓孔內(nèi)壁伸出圓柱形桿件用于在取樣時(shí)固定拉伸裝置。

6.如權(quán)利要求1所述的一種水泥基材料鉆孔取樣裝置，其特征在于，所述樣品箱的底部設(shè)置有濾網(wǎng)，所述濾網(wǎng)設(shè)置在樣品箱圓孔的下方，所述濾網(wǎng)上設(shè)置有與水箱相連的導(dǎo)流管。

7.如權(quán)利要求6所述的一種水泥基材料鉆孔取樣裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流管引導(dǎo)過(guò)濾后的水流入水箱。

8.如權(quán)利要求1所述的一種水泥基材料鉆孔取樣裝置，其特征在于，所述升降單元包括第一升降單元、第二升降單元、第三升降單元和第四升降單元，所述升降單元通過(guò)單獨(dú)的伺服電機(jī)單獨(dú)控制，所述第一升降單元和第二升降單元設(shè)置在樣品箱底部的左側(cè)，第三升降單元和第四升降單元設(shè)置在樣品箱底部的右側(cè)。

9.如權(quán)利要求2所述的一種水泥基材料鉆孔取樣裝置，其特征在于，所述滑動(dòng)變阻器上設(shè)置有滑動(dòng)帽，所述樣品箱左側(cè)設(shè)置有連桿，連桿和滑動(dòng)帽之間通過(guò)彈簧連接。

10.一種如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述水泥基材料鉆孔取樣裝置的工作方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種水泥基材料鉆孔取樣裝置，屬于水泥基材料取樣設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括垂直于水箱的立柱以及與立柱連接且平行于水箱的橫柱，所述橫柱上設(shè)置有安裝鉆頭的鉆機(jī)，所述水箱上設(shè)置有通過(guò)伺服電機(jī)單獨(dú)控制的升降單元，升降單元上設(shè)置有連接樣品箱的鉸接旋轉(zhuǎn)軸，可以使水泥基材料試樣在傾斜狀態(tài)下鉆孔，樣品箱底部設(shè)置有濾網(wǎng)可以過(guò)濾鉆孔后的污水流入水箱以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，鉆頭的獨(dú)特設(shè)計(jì)減小了樣品與轉(zhuǎn)頭內(nèi)壁的摩擦，推拉桿、頂推裝置配合升降單元可自動(dòng)將樣品取出無(wú)需人力，通過(guò)鉆孔初期升降單元帶動(dòng)樣品箱的傾斜，先傾斜打孔后直立鉆孔，解決了傳統(tǒng)水泥基材料鉆孔取樣機(jī)在初鉆孔時(shí)鉆孔困難、機(jī)器抖動(dòng)的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：齊美麗,李明華,齊亮,楊貴永,邱化令,時(shí)好良
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東交通學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6