[发明专利]一种射流式原位取土器

权利要求书

1.一种射流式原位取土器，用于获取土样并保持其原位特性，其特征在于，具备：

切入机构，其能够沿纵轴线向下移动以切入土样中，并在垂直于所述纵轴线的第一半径上限定形成土样捕集室(S1)，进入土样捕集室(S1)的土样由凝胶溶液包覆外周面以保持其原位特性；以及，

钻进机构，其沿所述纵轴线向下施力于所述切入机构，且其配置有绕所述纵轴线旋转的水刀组件(6)，该水刀组件(6)在大于所述第一半径的第二半径上沿圆周切割土样以减小所述切入机构的切入阻力；

优选地：所述旋转头(10)上配置有多通配水头(11)，该多通配水头(11)经由旋转头(10)、高压水管连通水刀组件(6)，所述旋转头(10)上具有连通高压水管(16)和多通配水头(11)的配水管路(24)。

2.根据权利要求1所述的射流式原位取土器，其特征在于：所述切入机构包括连接外筒(4)和固定连接在连接外筒(4)上的切入靴(1)。

3.根据权利要求2所述的射流式原位取土器，其特征在于：所述钻进机构包括受动力源驱动而绕所述纵轴线旋转的旋转头(10)、以及与该旋转头(10)固定连接的外筒体(5)，所述水刀组件(6)固定安装在外筒体(5)上。

4.根据权利要求3所述的射流式原位取土器，其特征在于：所述钻进机构通过止转组件连接切入机构以在其旋转头(10)旋转的同时将旋转头(10)在纵轴线上的位移传递给不可旋转的连接外筒(4)。

5.根据权利要求4所述的射流式原位取土器，其特征在于：

所述止转组件包括传力压头(9)和轴向轴承(14)；

其中，所述轴向轴承(14)的套圈固定安装在旋转头(10)上，其轴圈固定安装在传力压头(9)上；

其中，所述轴圈设置在套圈内部且能够沿纵轴线上下移动，所述套圈或旋转头(10)通过一加载弹簧(12)向该轴圈施加轴向压力以在切入靴(1)上产生切入土样的加载力。

6.根据权利要求5所述的射流式原位取土器，其特征在于：所述加载弹簧(12)的上端部抵压在旋转头(10)上，其下端部抵压在所述轴圈上。

7.根据权利要求5或6所述的射流式原位取土器，其特征在于：所述止转组件还包括至少一径向滑动轴承(15)，该径向滑动轴承(15)固定连接至所述套圈上，所述传力压头(9)具有穿过所述径向滑动轴承(15)的轴部。

8.根据权利要求5或6所述的射流式原位取土器，其特征在于：

所述连接外筒(4)固定安装在传力压头(9)上，且连接外筒(4)内置有由连接内筒(3)、浮动活塞(8)和传力压头(9)共同围设形成的凝胶存储室(S2)；

其中，所述连接内筒(3)固定安装在传力压头(9)上，且其与连接外筒(4)之间具有间隙以形成连通凝胶存储室(S2)和土样捕集室(S1)的凝胶挤入通道，所述连接内筒(3)的上部具有开孔(26)以连通凝胶挤入通道和凝胶存储室(S2)；

其中，所述浮动活塞(8)设置在连接内筒(3)中且二者之间密封式滑配连接；

优选地：所述旋转头(10)上设有凝胶排出孔，所述凝胶存储室(S2)经由一凝胶溢出管(23)与凝胶排出孔连通以排出多余凝胶；

其中，所述凝胶溢出管(23)固定在旋转头(10)上，并经由传力压头(9)插入凝胶存储室(S2)，且该凝胶溢出管与传力压头(9)密封接触。

9.根据权利要求8所述的射流式原位取土器，其特征在于：

所述土样捕集室(S1)是由浮动活塞(8)和连接内筒(3)共同围设形成，且在所述浮动活塞(8)上行时，所述土样捕集室(S1)逐渐增大，所述凝胶存储室(S2)逐渐减小；

所述切入靴(1)内部形成有供土样进入土样捕集室(S1)的土样捕集口(C1)。

10.根据权利要求8所述的射流式原位取土器，其特征在于：所述土样捕集室(S1)的内径略大于土样捕集口(C1)的内径以在连接内筒(3)的内壁和被捕集土样的外壁之间形成供凝胶包覆土样的注胶间隙；

其中，所述连接内筒(3)的底部设置有连通土样捕集室(S1)和凝胶挤入通道的注胶孔。