[發(fā)明專利]原狀土取土器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210170433.2
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102692336B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設計）人: 劉瑩;楊帆;胡云龍
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: G01N1/04
• 分類號: G01N1/04
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發(fā)明屬于土樣采集儀器領域。

背景技術

目前，國內(nèi)鮮有針對農(nóng)業(yè)土壤研究取樣專用的取土器，特別是在涉及原狀土的采樣工作中，大部分采樣工具較為簡單。土壤學常用的采樣工具為環(huán)刀，雖然其制作、攜帶和使用方便，但獲得原狀土的規(guī)格很小，且采樣效率較低，土樣原狀性受人工取樣經(jīng)驗影響也較大。

現(xiàn)階段土壤學研究所使用的原狀土取土器多為直壓式，對于作物根系茂盛的土壤，取土器在工作過程中無法將根系切斷，采樣則必然受到根系隨動的干擾。此外，受限于取土器的采樣直徑，實驗所采用的原狀土土樣直徑多小于80mm、深度也不大于60mm，如此規(guī)格的土樣所包含的土壤信息，特別是土壤結構方面的信息，非常有限。除此之外，研究人員通過實驗指出，在其他方面相同的情況下，土樣直徑越大，其所受的擾動影響就越小，這也是大直徑土樣相對于小直徑土樣所具備的另一個優(yōu)勢。

我國目前還沒有形成完善的大直徑原狀土取土器的設計理論，同時也由于大直徑取土器本身具有結構相對復雜、整體質(zhì)量較大的特點，因此尚未見到相關產(chǎn)品問世。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在針對現(xiàn)有原狀土取土器取樣直徑小、土樣易受根系影響的不足，提供一種大直徑原狀土樣采集的取土器，其采樣直徑達300mm、采樣高度為500mm，且能夠切斷作物根系，保證土樣的原狀性。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的。

本發(fā)明所述的原狀土取土器由外管接頭(1)、油封(2)、軸承(3)、軸承端蓋(4)、內(nèi)管接頭(5)、襯管(6)、內(nèi)管(7)、外管(8)、合金切割刀(9)、管靴(10)以及中軸(11)組成。

取土器分為內(nèi)外兩部分，外部的外管接頭(1)的上方加工有方形孔(12)，外管接頭(1)與外管(8)通過螺栓連接，外管(8)底部端口沿圓周邊緣焊接若干合金切割刀(9)；內(nèi)部的中軸(11)通過一對圓錐滾子軸承(3)與外管接頭(1)連接，中軸(11)的底端與內(nèi)管接頭(5)采用螺紋連接；內(nèi)管(7)的上下兩端分別與內(nèi)管接頭(5)和管靴(10)通過螺栓連接，管靴(10)超出合金切割刀(9)10~30mm；襯管(6)位于內(nèi)管(7)的內(nèi)側，并由內(nèi)管接頭(5)和管靴(10)將其上下端卡緊定位。

方形孔(12)用于與驅(qū)動鉆桿相連。管靴(10)超出合金切割刀(9)，是為了保證內(nèi)部的土樣不會受到外管旋轉的擾動影響。

取土過程中，外管(8)同時做圓周方向的旋轉切割運動和豎直方向的下壓運動，由于軸承(3)的作用，內(nèi)管(7)只做豎直方向的下壓運動。

本發(fā)明的有益效果是，可以快速采集直徑300mm、高度500mm的農(nóng)田柱狀原狀土土樣，取樣過程中，土壤內(nèi)的植物根系能夠被切斷，最大限度的保持了土壤的原狀性。此外，本發(fā)明將排氣孔設置到外管且不用注水沖洗刀頭，避免了在外管接頭加工斜孔，較一般回轉壓入式取土器而言，結構更簡單，加工制造也更方便。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。

圖1為本發(fā)明的整體結構剖視圖，其中：1為外管接頭，2為油封，3為一對圓錐滾子軸承，4為軸承端蓋，5為內(nèi)管接頭，6為襯管，7為內(nèi)管，8為外管，9為合金切割刀，10為管靴，11為中軸，12為用于連接鉆桿的方形孔。

圖2為本發(fā)明襯管6、內(nèi)管7、外管8、合金切割刀9及管靴10之間相互位置關系的局部放大圖。

具體實施方式

本發(fā)明將通過以下實施例作進一步說明。

在圖1中，外管接頭1和外管8通過螺栓連接，外管接頭1上部加工內(nèi)螺紋，與鉆桿相連，并由鉆桿帶動；外管下部焊接合金切割刀9，合金切割刀9與水平面呈65°夾角。中軸11與外管接頭1采用一對圓錐滾子軸承連接，與內(nèi)管接頭5采用螺紋連接。外管接頭1的內(nèi)孔加工階梯，分別用來定位油封2和軸承3。軸承端蓋4和外管接頭1采用螺栓連接。內(nèi)管接頭5與中軸11通過螺紋連接，中軸11的下端加工有兩個小孔，在裝配內(nèi)管接頭5時，可利用小孔對中軸11進行固定。內(nèi)管7分別與內(nèi)管接頭5和管靴10通過螺栓連接，并由內(nèi)管接頭5和管靴10對最內(nèi)側的襯管6進行定位。襯管6采用內(nèi)徑300mm、高度500mm的PVC管材。

取土作業(yè)前，將取土器豎直立于土壤表面，鉆桿插入方形孔12中，驅(qū)動鉆桿旋轉作業(yè)。外管接頭1與外管8經(jīng)鉆桿帶動旋轉，由合金切割刀9松動外層土壤并切割根系。由于軸承3的作用，使得中軸11不會轉動，進而保證內(nèi)管7不會因旋轉而擾動內(nèi)部土壤。鉆桿同時提供壓力，實現(xiàn)了外管8的旋轉壓入和內(nèi)管7的豎直壓入。在外管8的排氣孔下方75mm處需進行標記，當標記與土表齊平時，停止作業(yè)，所需原狀土保存在襯管6內(nèi)部。停機后，操作人員將外側土壤挖開，卸下外管8和內(nèi)管7，取出襯管6并封存，采樣過程完成。