[发明专利]橡胶球弹簧闭锁器及锤击灌入式原状取土器

说明书

本发明涉及建筑工程对淤泥层进行原状采样技术，提出一种锤击灌入式原状取土器，其包括有取土管、变径器和闭锁器，取土管为中空管结构，其上端联接变径器，变径器为中空管结构，其中空通道的上段为闭锁器装载腔，下段为主排泄孔、中部横向开有2～3个横向排泄孔，闭锁器置于闭锁器装载腔内将变径器上端口封盖，所述闭锁器为橡胶球弹簧闭锁器，其包括变径接手、弹簧和橡胶球，弹簧的下部端头焊接于球盖板并通过螺栓和螺帽连接橡胶球，弹簧上部端头焊接于变径接手，变径接手螺纹联接于变径器的上端口、橡胶球通过弹簧压力将主排泄孔封闭。本发明的特点在于：1．弹簧闭锁器的闭锁为橡胶球，能对取土器内的土样形成真空负压的作用且不会产生间隙造成漏气。2．橡胶球复位位置落点快速准确，阀球座表面的土体细小颗粒能镶入橡胶球内，不影响封堵排泄通道的效果。

技术领域

本发明涉及建筑工程、水利工程中对地基基础含水率较高的淤泥层进行原状采样技术，尤其是锤击灌入式原状取土器。

背景技术

锤击灌入式原状取土器是针对地层中原始沉积含水率较高的软弱淤泥层进行取土，在不同成因形成的地层中,其接近地表部分有厚度不等的淤泥质沉积软土弱层（包括流塑层和液化层），为了适应研究层理的厚度、结构、物理性能和水文气候条件的科学研究需求，采取原始沉积状态的不扰动取样技术显得十分重要，所谓不扰动是指原位应力状态虽已改变，但土的结构、密度和含水量变化很小，能满足室内试验各项要求。

常规取土器无法采取地层中含流塑状态及液化状态的土层，因采取土样时因经过扰动，取上的土层为混合土，仅能作为土层的推测参考，利用价值不大，锤击灌入式原状取土器，其锤击灌入中进入取土内管上段的土作为土芯，进入内管下段的土作为原状不扰动土样。当锤击灌入时，取土内管顶部随土样的压入冲开阀门，当达到取土深度停止时，阀门关闭，逆止球阀的阀球依靠自重落回球阀座，堵断排泄通道，使内管处于封闭真空状态。但如果阀球封闭不严实，土样没有在内管形成真空封闭状态，将引发内管土样滑脱，导致取土失效。导致取土失效的原因有：1、取土内管上端的逆止球阀的阀球仅依靠自重落回球阀座封闭，阀球因受管内落球高度限制，自由落球到球阀座时球体偏移产生间隙造成泄气。2、当球体回落时受球阀座表面的土体细小颗粒顶托产生间隙造成泄气。3、球体本身受磨损拉槽，受底部产生的冲击力上升后落下时落点不准，拉槽部位产生间隙造成泄气，4、球体本身较轻，落球时受底部产生的冲击力上升后要到冲击力完全衰减才能回落，造成封闭时间延长导致泄气。由于以上原因，因此产生二次取样，致使无法精确确定各结构层厚度、无法评价土层其物理力学性质。

锤击灌入式原状取土器取样时滑样掉样的问题原因教多，除了与地层的地质土（颗）粒粒径大小及含水率有关外，最主要原因是管内上部球阀座产生空隙泄气，没有形成真空状态，引起排泄通道封闭失效，造成取土内管的原状土滑样掉样，导致取样失效。

在取土管内顶端逆止球阀座设置橡胶球弹簧闭锁器替代钢珠球，利用橡胶球能在球阀座适应变形和膨胀的原理上连接一固定竖直固端圆柱螺旋压缩弹簧，使其取土管内顶端在受底部产生的冲击力上升后在未完全衰减冲击力时，被压缩的弹簧以最快的速度促使连接橡胶球的弹簧回弹复位，在此情况下取土内管上部的排泄通道完全被橡胶球变形膨胀封闭，形成真空闭锁状态，可杜绝上述产生取样失效的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种橡胶球弹簧闭锁器及锤击灌入式原状取土器，闭锁器的橡胶球能在取土器的球阀座内适应变形和膨胀，能对球阀座封堵排泄通道，使其取土内管形成真空闭锁状态，达到一次性成功取土的效果。

本发明可通过如下技术方案来实现：

橡胶球弹簧闭锁器，包括：变径接手、弹簧、橡胶球、球盖板和螺栓。

所述橡胶球的直径为25～30mm，中间具有一直通孔。

所述球盖板由金属加工制作，球盖板为圆台形或圆板形结构，厚度为6～10mm，底部掏空成碗状型，中间具有一穿孔。