專利名稱：一種雙層筒壁土柱取土器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種取土用具，尤其涉及一種容易獲得較深土壤剖面樣品的雙層筒壁土柱取土器。
背景技術(shù)：
土壤取樣分析是從事環(huán)境、生態(tài)、農(nóng)業(yè)等研究的基礎(chǔ)內(nèi)容。準(zhǔn)確、適量、快速獲取土壤不同深度的土壤樣品直接關(guān)系到研究的精度和數(shù)據(jù)的可靠性。土壤樣品采樣器有許多種類。采集農(nóng)地或荒地表層土壤樣品，可用小型鐵鏟。研究土壤一般物理性質(zhì)，如土壤容重、孔隙率和持水特性等，可利用環(huán)刀。環(huán)刀為兩端開口的圓筒，下口有刃，圓筒的高度和直徑均為5厘米左右。但目前最常用的采樣工具是取土鉆，也稱取土器。 土壤樣品取土器作為土壤采集的工具直接影響著土壤采樣工作的勞動強(qiáng)度和工作效率?，F(xiàn)有的取土器由于與土壤表層接觸面積比較大，隨取樣深度增加，插入阻力也會隨之增大，造成了取土器在土壤中插入、取出過程困難、費(fèi)時(shí)費(fèi)力、且由于阻力的增大易于導(dǎo)致取土器損壞等問題，極大地限制了土壤土柱的一次采樣深度。而分多次采集不同深度土壤樣品的方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，更會造成顯著的取樣誤差。傳統(tǒng)的取土器包括連為一體的管狀鉆頭和鉆桿以及與鉆桿上端固定的手柄，采集土壤樣品時(shí)，手握手柄用力旋轉(zhuǎn)，將土壤卡在鉆頭的管內(nèi)，然后用細(xì)棍將所需的土壤刮下，這種采集土壤的方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，嚴(yán)重影響土壤采集的工作效率。申請?zhí)枮?01010026667. 6的中國專利公開了一種采集地表土樣的裝置，包括取土鉆，其中取土鉆由手柄和鉆桿組成，所述手柄設(shè)于鉆桿的上部，所述鉆桿的下部設(shè)有螺紋，還包括膠棒，所述取土鉆的鉆桿內(nèi)開設(shè)有通孔，所述通孔與膠棒配合，可滿足采集不同深度土壤的需求，但仍解決不了隨取樣深度增加，插入阻力也隨之增大的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種可便捷地取得較深層土壤完整土柱樣品，且插入、取出過程阻力較小的取土器。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為一種雙層筒壁土柱取土器，包括相互嵌套插接的外筒和內(nèi)筒，所述外筒的外壁底部設(shè)有螺旋布置的引導(dǎo)肋片，外筒和內(nèi)筒的頂部設(shè)有相互配合的軸向定位件，內(nèi)筒設(shè)有延伸出外筒頂端的延伸部，該延伸部上固定有內(nèi)筒手柄。對土壤進(jìn)行取樣時(shí)，將內(nèi)筒插接在外筒內(nèi)，通過軸向定位件將內(nèi)筒和外筒連為一體，旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒手柄，通過引導(dǎo)肋片的引導(dǎo)作用，使得內(nèi)筒、外筒同時(shí)向下做螺旋運(yùn)動，處于內(nèi)筒內(nèi)側(cè)的土壤與周圍土壤分離并進(jìn)入內(nèi)筒形成土樣土柱；到達(dá)預(yù)期采樣深度后停止旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒手柄，向上垂直拔出內(nèi)筒即可獲得所需深度的垂直剖面土柱，然后反向向上旋轉(zhuǎn)外筒，使取土器外筒退出土壤，即完成取樣過程。[0010]為方便外筒的旋出，所述外筒的頂部外壁固定有外筒手柄，當(dāng)要退出外筒時(shí)，只需握住外筒手柄反相旋轉(zhuǎn)即可。若內(nèi)筒與外筒之間緊密貼合，則內(nèi)筒與外筒之間存在較大的摩擦力，會使拔出內(nèi)筒時(shí)阻力較大，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，嚴(yán)重的還會損壞內(nèi)筒或外筒，因此優(yōu)選所述內(nèi)筒的外壁與外筒之間留有一定間隙,但如果間隙過大,取樣時(shí)一部分土柱樣品會進(jìn)入該間隙內(nèi)，同樣增加了內(nèi)筒拔出時(shí)的阻力，因此，作為優(yōu)選，所述內(nèi)筒的外壁與外筒間隙配合，所述外筒的底端帶有縮口段。進(jìn)一步優(yōu)選，所述外筒和內(nèi)筒均為圓筒狀，所述縮口段的最小直徑等于內(nèi)筒的內(nèi)徑。圓筒狀結(jié)構(gòu)減小取樣器進(jìn)入和退出土壤時(shí)的阻力，且縮口段的最小直徑等于內(nèi)筒的外徑，即外筒的內(nèi)壁與內(nèi)筒緊密貼合，避免了取樣時(shí)土柱進(jìn)入外筒與內(nèi)筒間的間隙，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了內(nèi)筒拔出時(shí)零摩擦阻力。當(dāng)土壤進(jìn)入內(nèi)筒形成土柱后，需將土柱取出進(jìn)行切割、密封、保存等處理，為方便土柱的取出，所述內(nèi)筒的中部具有沿軸向布置的條形開口，土柱可方便的從條形開口處取 出。但開口的大小要適度，開口過大會造成取樣過程中，土柱從內(nèi)筒溢出，開口過小則不便于土柱樣品的取出，所以兼顧兩者，優(yōu)選所述條形開口所對應(yīng)的圓心角為90 180度。作為優(yōu)選，所述外筒的外壁和內(nèi)筒的外壁上分別設(shè)有刻度；取樣時(shí)，通過觀察外筒外壁的刻度將取樣器旋進(jìn)土壤中，從而精確地從土壤中特定深度取樣；利用內(nèi)筒的刻度，可以方便土柱的精確切割及其他處理。所述軸向定位件為處在外筒內(nèi)壁的若干鍵槽以及分布在內(nèi)筒外壁的若干定位鍵，所述定位鍵與鍵槽的數(shù)量和位置相對應(yīng)。該結(jié)構(gòu)在不引入其他配件的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)筒與外筒的插接配合。所述鍵槽和定位鍵的個(gè)數(shù)無嚴(yán)格限制，但數(shù)量過少會造成插接不牢，數(shù)量過多又會增加制作過程的復(fù)雜性及制作成本，因此作為優(yōu)選，所述鍵槽為四個(gè)，繞外筒內(nèi)壁的圓周向均勻分布。所述的軸向定位件還可以有其他的設(shè)置方式，如所述外筒頂端固定有同軸布置的環(huán)形座，所述鍵槽分布在該環(huán)形座的內(nèi)壁。若因長期插接導(dǎo)致的鍵槽和定位鍵的松動或損壞，只需更換環(huán)形座，而無需更換整個(gè)外筒，即達(dá)到方便的目的又會減少更換成本。同理，可以將定位鍵與內(nèi)筒分離設(shè)置，作為優(yōu)選，所述內(nèi)筒的頂部外壁設(shè)有定位圓盤，所述定位鍵分布在該定位圓盤的外圓周，所述延伸部位于定位圓盤上。本實(shí)用新型的工作原理如下使用該土柱取土器時(shí)，將所述內(nèi)筒的定位鍵對準(zhǔn)外筒的鍵槽，使外筒與內(nèi)筒充分插接，連為一體；向下用力旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒手柄，使內(nèi)筒、外筒同時(shí)向下做螺旋運(yùn)動，使所述引導(dǎo)肋片切割土壤，此時(shí)，內(nèi)筒內(nèi)側(cè)的土壤與周圍土壤分離并進(jìn)入內(nèi)筒形成土樣土柱。通過觀察所述外筒外壁上的刻度以確定采樣深度，到達(dá)預(yù)期采樣深度后停止旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒手柄，向上垂直拔出內(nèi)筒即可獲得所需深度的垂直剖面土柱。由于內(nèi)筒和外筒之間留有間隙，所以向上取出內(nèi)筒時(shí)摩擦阻力很小，故可以輕松獲取土樣；利用內(nèi)筒的外壁上的刻度可以將取出的土柱分層切割、密封、保存等操作。反向向上旋轉(zhuǎn)所述外筒手柄，使取土器外筒退出土壤，清理引導(dǎo)肋片上的殘存土壤，完成取樣過程。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，只需將內(nèi)筒和外筒一起旋轉(zhuǎn)鉆入地下，抽出內(nèi)筒即獲取土樣土柱，再將外筒反向旋出即可。本實(shí)用新型通過雙層筒的插接配合降低了插入、取出取土器時(shí)阻力，從而降低了取土器的損耗，提高其使用壽命，且可根據(jù)內(nèi)外筒的刻度較精確獲得土壤中特定深度的土柱樣品。

圖I為本實(shí)用新型雙層筒壁土柱取土器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型雙層筒壁土柱取土器的內(nèi)筒結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型雙層筒壁土柱取土器的外筒結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖I中A-A剖面圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示為本實(shí)用新型一種雙層筒壁土柱取土器的結(jié)構(gòu)圖，包括相互嵌套插接的外筒I和內(nèi)筒2，內(nèi)筒外壁與外筒間設(shè)有I 2mm的間隙，且外筒與內(nèi)筒的底端緊密貼合，外筒的外壁和內(nèi)筒的外壁上分別設(shè)有刻度。為清楚表示外筒及內(nèi)筒的結(jié)構(gòu)，還附有外筒與內(nèi)筒的拆分圖，即圖2和圖3。從圖2可看出，外筒I的外壁底部設(shè)有螺旋布置的引導(dǎo)肋片11，且外筒的底端帶有縮口段12，外筒頂端固定有同軸布置的環(huán)形座13，該環(huán)形座的內(nèi)壁圓周向上均勻分布有四個(gè)鍵槽14,環(huán)形座的外圓周上固定有外筒手柄15。從圖3可以看出，內(nèi)筒2的頂部外壁設(shè)有定位圓盤21，定位圓盤的外圓周上均勻分布有四個(gè)定位鍵22，該定位鍵與外筒的鍵槽相配合，在定位圓盤的上方設(shè)有延伸部23，該延伸部上固定有內(nèi)筒手柄24，內(nèi)筒的中部具有沿軸向布置的條形開口 25，該條形開口所對應(yīng)的圓心角為90 180度，如120度。該雙層筒壁土柱取土器的工作原理如下使用該土柱取土器時(shí)，將內(nèi)筒2的定位鍵22對準(zhǔn)外筒I的鍵槽14，使外筒與內(nèi)筒充分插接，連為一體。向下用力旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒手柄24，使內(nèi)筒、外筒同時(shí)向下做螺旋運(yùn)動，使引導(dǎo)肋片11切割土壤，此時(shí)，內(nèi)筒2內(nèi)側(cè)的土壤與周圍土壤分離并進(jìn)入內(nèi)筒2形成土樣土柱。通過觀察外筒I外壁上的刻度以確定采樣深度，到達(dá)預(yù)期采樣深度后停止旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒手柄24，向上垂直拔出內(nèi)筒即可獲得所需深度的垂直剖面土柱。由于內(nèi)筒2和外筒I之間留有間隙，所以向上取出內(nèi)筒時(shí)摩擦阻力很小，故可以輕松獲取土樣。利用內(nèi)筒的外壁上的刻度可以將取出的土柱分層切割、密封、保存等操作。反向向上旋轉(zhuǎn)外筒手柄15，使取土器外筒退出土壤，清理引導(dǎo)肋片11上的殘存土壤，為下次取樣做好準(zhǔn)備。
權(quán)利要求1.一種雙層筒壁土柱取土器，其特征在于，包括相互嵌套插接的外筒(I)和內(nèi)筒(2)，所述外筒的外壁底部設(shè)有螺旋布置的引導(dǎo)肋片(11)，外筒和內(nèi)筒的頂部設(shè)有相互配合的軸向定位件，內(nèi)筒設(shè)有延伸出外筒頂端的延伸部(23)，該延伸部上固定有內(nèi)筒手柄(24)。
2.如權(quán)利要求I所述的雙層筒壁土柱取土器，其特征在于，所述外筒的頂部外壁固定有外筒手柄(15)。
3.如權(quán)利要求I所述的雙層筒壁土柱取土器，其特征在于，所述內(nèi)筒的外壁與外筒間隙配合，所述外筒的底端帶有縮口段(12)。
4.如權(quán)利要求I所述的雙層筒壁土柱取土器，其特征在于，所述外筒和內(nèi)筒均為圓筒狀，所述縮口段的最小直徑等于內(nèi)筒的外徑。
5.如權(quán)利要求I所述的雙層筒壁土柱取土器，其特征在于，所述內(nèi)筒的中部具有沿軸向布置的條形開口(25)，所述條形開口所對應(yīng)的圓心角為90 180度。
6.如權(quán)利要求I所述的雙層筒壁土柱取土器，其特征在于，所述外筒的外壁和內(nèi)筒的外壁上分別設(shè)有刻度。
7.如權(quán)利要求I所述的雙層筒壁土柱取土器，其特征在于，所述軸向定位件為處在外筒內(nèi)壁的若干鍵槽(14)以及分布在內(nèi)筒外壁的若干定位鍵(22)，所述定位鍵與鍵槽的數(shù)量和位置相對應(yīng)。
8.如權(quán)利要求7所述的雙層筒壁土柱取土器，其特征在于，所述鍵槽為四個(gè)，繞外筒內(nèi)壁的圓周向均勻分布。
9.如權(quán)利要求7所述的雙層筒壁土柱取土器，其特征在于，所述外筒頂端固定有同軸布置的環(huán)形座(13)，所述鍵槽分布在該環(huán)形座的內(nèi)壁。
10.如權(quán)利要求7所述的雙層筒壁土柱取土器，其特征在于，所述內(nèi)筒的頂部外壁設(shè)有定位圓盤(21),所述定位鍵分布在該定位圓盤的外圓周，所述延伸部位于定位圓盤上。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種雙層筒壁土柱取土器，包括相互嵌套插接的外筒和內(nèi)筒，所述外筒的外壁底部設(shè)有螺旋布置的引導(dǎo)肋片，外筒和內(nèi)筒的頂部設(shè)有相互配合的軸向定位件，內(nèi)筒設(shè)有延伸出外筒頂端的延伸部，該延伸部上固定有內(nèi)筒手柄。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，只需將內(nèi)筒和外筒一起旋轉(zhuǎn)鉆入地下，抽出內(nèi)筒即獲取土樣土柱，再將外筒反向旋出即可。本實(shí)用新型通過雙層筒的插接配合降低了插入、取出取土器時(shí)阻力，從而降低了取土器的損耗，提高其使用壽命，且可根據(jù)內(nèi)外筒的刻度較精確獲得土壤中特定深度的土柱樣品。
文檔編號G01N1/08GK202793837SQ20122048976
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者劉意立, 李竺霖, 何云峰 申請人:浙江大學(xué)