[实用新型]原状土取土器

说明书

技术领域

本实用新型属于土样采集仪器领域。

背景技术

目前，国内鲜有针对农业土壤研究取样专用的取土器，特别是在涉及原状土的采样工作中，大部分采样工具较为简单。土壤学常用的采样工具为环刀，虽然其制作、携带和使用方便，但获得原状土的规格很小，且采样效率较低，土样原状性受人工取样经验影响也较大。

现阶段土壤学研究所使用的原状土取土器多为直压式，对于作物根系茂盛的土壤，取土器在工作过程中无法将根系切断，采样则必然受到根系随动的干扰。此外，受限于取土器的采样直径，实验所采用的原状土土样直径多小于80mm、深度也不大于60mm，如此规格的土样所包含的土壤信息，特别是土壤结构方面的信息，非常有限。除此之外，研究人员通过实验指出，在其他方面相同的情况下，土样直径越大，其所受的扰动影响就越小，这也是大直径土样相对于小直径土样所具备的另一个优势。

我国目前还没有形成完善的大直径原状土取土器的设计理论，同时也由于大直径取土器本身具有结构相对复杂、整体质量较大的特点，因此尚未见到相关产品问世。

发明内容

本实用新型旨在针对现有原状土取土器取样直径小、土样易受根系影响的不足，提供一种大直径原状土样采集的取土器，其采样直径达300mm、采样高度为500mm，且能够切断作物根系，保证土样的原状性。

本实用新型是通过以下技术方案实现的。

本实用新型所述的原状土取土器由外管接头(1)、油封(2)、轴承(3)、轴承端盖(4)、内管接头(5)、衬管(6)、内管(7)、外管(8)、合金切割刀(9)、管靴(10)以及中轴(11)组成。

取土器分为内外两部分，外部的外管接头(1)的上方加工有方形孔(12)，外管接头(1)与外管(8)通过螺栓连接，外管(8)底部端口沿圆周边缘焊接若干合金切割刀(9)；内部的中轴(11)通过一对圆锥滚子轴承(3)与外管接头(1)连接，中轴(11)的底端与内管接头(5)采用螺纹连接；内管(7)的上下两端分别与内管接头(5)和管靴(10)通过螺栓连接，管靴(10)超出合金切割刀(9)10~30mm；衬管(6)位于内管(7)的内侧，并由内管接头(5)和管靴(10)将其上下端卡紧定位。

方形孔(12)用于与驱动钻杆相连。管靴(10)超出合金切割刀(9)，是为了保证内部的土样不会受到外管旋转的扰动影响。

取土过程中，外管(8)同时做圆周方向的旋转切割运动和竖直方向的下压运动，由于轴承(3)的作用，内管(7)只做竖直方向的下压运动。

本实用新型的有益效果是，可以快速采集直径300mm、高度500mm的农田柱状原状土土样，取样过程中，土壤内的植物根系能够被切断，最大限度的保持了土壤的原状性。此外，本实用新型将排气孔设置到外管且不用注水冲洗刀头，避免了在外管接头加工斜孔，较一般回转压入式取土器而言，结构更简单，加工制造也更方便。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1为本实用新型的整体结构剖视图，其中：1为外管接头，2为油封，3为一对圆锥滚子轴承，4为轴承端盖，5为内管接头，6为衬管，7为内管，8为外管，9为合金切割刀，10为管靴，11为中轴，12为用于连接钻杆的方形孔。

图2为本实用新型衬管6、内管7、外管8、合金切割刀9及管靴10之间相互位置关系的局部放大图。

具体实施方式

本实用新型将通过以下实施例作进一步说明。

在图1中，外管接头1和外管8通过螺栓连接，外管接头1上部加工内螺纹，与钻杆相连，并由钻杆带动；外管下部焊接合金切割刀9，合金切割刀9与水平面呈65°夹角。中轴11与外管接头1采用一对圆锥滚子轴承连接，与内管接头5采用螺纹连接。外管接头1的内孔加工阶梯，分别用来定位油封2和轴承3。轴承端盖4和外管接头1采用螺栓连接。内管接头5与中轴11通过螺纹连接，中轴11的下端加工有两个小孔，在装配内管接头5时，可利用小孔对中轴11进行固定。内管7分别与内管接头5和管靴10通过螺栓连接，并由内管接头5和管靴10对最内侧的衬管6进行定位。衬管6采用内径300mm、高度500mm的PVC管材。

取土作业前，将取土器竖直立于土壤表面，钻杆插入方形孔12中，驱动钻杆旋转作业。外管接头1与外管8经钻杆带动旋转，由合金切割刀9松动外层土壤并切割根系。由于轴承3的作用，使得中轴11不会转动，进而保证内管7不会因旋转而扰动内部土壤。钻杆同时提供压力，实现了外管8的旋转压入和内管7的竖直压入。在外管8的排气孔下方75mm处需进行标记，当标记与土表齐平时，停止作业，所需原状土保存在衬管6内部。停机后，操作人员将外侧土壤挖开，卸下外管8和内管7，取出衬管6并封存，采样过程完成。