CN108535044B - 岩芯夹取器及利用本夹取器提取测点岩芯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岩芯夹取器，它包括把柄、连接组件和夹取组件；连接组件包括连接杆和滑台，连接杆的上端与把柄可拆卸连接、下端与滑台可拆卸连接；夹取组件包括连接环和多个夹具；夹具的中部设有沿宽度方向贯穿的通孔，夹具对应通孔之上实体的厚度递减，各夹具均以其通孔套于连接环上，使通孔之上的各夹具内壁围成上小下大的滑道，夹具的底部设有内凸的夹刃；连接组件以其滑台滑动连接于夹具组件的滑道内，运用该工具提取测点岩芯时上提把柄使滑台沿滑道上下运动使各夹具自身以连接环为支点转动夹紧岩芯，继续控制把柄上行即可将岩芯顺利提出孔洞，操作工序简便，极大地提高作业效率，降低劳动强度，提高作业的安全性，并节省人力和时间成本。
Description
技术领域
本发明属于岩土工程勘察钻探领域，尤其涉及一种岩芯夹取器及利用本夹取器提取测点岩芯的方法。
背景技术
目前，在各类隧道、深基坑、水利大坝等工程项目建设过程中，涉及的施工项目内容繁杂，具有投资大、施工周期长、可不遇见风险多且对周边环境影响大等诸多特征，且常遇到地质条件复杂的岩层，对施工质量和安全指标要求较高。为了避免在工程施工期间及运营后期过程中出现安全事故，力争将各项损失降到最低，《建筑变形测量规范》和《工程测量规范》明文规定，施工单位需要做好工程的监测工作，安排施工监测的项目，尤其是安全监测项目的测点布置及其优化方法更是至关重要。
从现场测点布置及监测数据过程发现，监测点岩芯提取极为困难，没有现成的夹取岩芯器具，通常是首先采用专用钻芯机在地表监测点位置进行钻取所需深度孔洞后，会留出岩芯，然后用手工进行提取。由于钻芯机钻出岩芯后，留出的圆周边缝隙狭窄且深度较深，手或其他工具均不能进入，现场仅靠人工下放铁丝圈套取岩芯并借助手力将其取出，过程费时费力，又容易引起手指挫伤，作业效率低，对施工进程进行造成了严重影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够降低劳动强度、提高工作效率和作业安全性的岩芯夹取器及利用本夹取器提取测点岩芯的方法。
本发明提供的这种岩芯夹取器，它包括把柄、连接组件和夹取组件；连接组件包括连接杆和滑台，连接杆的上端与把柄可拆卸连接、下端与滑台可拆卸连接；夹取组件包括连接环和多个夹具；夹具的中部设有沿宽度方向贯穿的通孔，夹具对应通孔之上实体的厚度递减，各夹具均以其通孔套于连接环上，使通孔之上的各夹具内壁围成上小下大的滑道，夹具的底部设有内凸的夹刃；连接组件以其滑台滑动连接于夹具组件的滑道内，滑台沿滑道上下运动使各夹具自身以连接环为支点转动。
在一个具体实施方式中，为了便于双手操作，使所述把柄为圆钢，其长度方向的中部设有贯穿孔、长度方向两端设有便于手持的凹槽。
在一个具体实施方式中，为了便于单手操作，使所述把柄为圆环柄，其底端设有贯穿孔、顶端设有便于手持的凹槽。
作为优选，使所述连接杆为圆杆，其两端均为螺纹头，上端螺纹头的根部设有轴肩，连接杆以其上端的螺纹头穿过所述贯穿孔后配合螺母与所述把柄紧固。
为了适应不同工况，或者使所述连接杆为伸缩杆，包括内杆和外套；内杆的顶端外壁设有外螺纹，外螺纹的根部设有轴肩，内杆的底端设有沿长度方向成排布置的多个连接孔；外套的上端设有定位孔、下端的外壁设有外螺纹；内杆和外套通过穿过定位孔的销轴装配为一体。
在一个具体实施方式中，使所述滑台为圆锥台，其顶面位于轴向中心位置处设有内螺纹孔，所述连接杆以其下端螺纹连接于内螺纹孔内。
为了便于维护更换，使所述连接环为圆环，包括可拆卸连接为一体的优弧段和劣弧段。
为了提高夹持的稳定性，使所述夹具有三个，三个夹具均布于连接环上。
为了进一步提高稳定性，使所述夹具的各横截面均为圆弧面，各横截面的弧度从上至下递减，夹具顶面对应的圆心角为120°。
本发明还提供了一种利用上述夹取器提取测点岩芯的方法，该方法包括以下步骤：
(1)利用钻芯取岩机在地表监测点位置钻取岩芯孔；
(2)将岩芯孔内岩芯自其根部撬断，保证岩芯沿底面完全折断；
(3)将本夹取器自周边缝隙下放至岩芯外，手握把柄向上提起，把柄带动滑台在滑道内上移使各夹具同时绕支点产生小角度旋转，各夹刃向内转动夹紧岩芯，继续上提把柄将岩芯提出；
(4)将夹取有岩芯的夹取器提到指定位置，放下把柄，滑台在滑道内下行使各夹刃向外转动松开岩芯。
本发明在使用时，施予把柄向上的力，把柄上行，基于杠杆原理，以连接环为作用支点，充分利用夹具的特殊结构的小角度旋转，借助力矩平衡将提升力传递到夹具的夹刃部位使夹刃夹紧岩芯，继续控制把柄上行即可将岩芯顺利提出孔洞，操作工序简便，与监测专用钻芯机配合使用可极大地提高作业效率，降低劳动强度，提高作业的安全性，并节省人力和时间成本；并且本装置仅由把柄、连接组件和夹取组件装配而成，从而还具有装配件少、结构简单、易于搬运等优点。
附图说明
图1为本发明一个优选实施例的剖视示意图。
图2为本发明连接环与夹具的装配俯视示意图。
图3为图1中夹具的放大示意图。
图4为图3中B向放大示意图。
图5为图3中C-C的剖视示意图。
图6为本实施例中把柄的替代方案。
图7为本实施例中连接杆的替代方案。
图8为本优选实施例的使用状态示意图。
图示序号：
1—把柄，11—凹槽；
2—连接组件，21—连接杆，211—轴肩，22—滑台；
3—夹取组件，31—连接环，311—优弧段、312—劣弧段，32—夹具，321—夹刃、322—通孔；
01—内杆；02—外套。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供的这种岩芯夹取器，包括把柄1、连接组件2和夹取组件3。
如图1所示，把柄1为圆钢，其长度方向的中部设有贯穿孔、长度方向两端设有便于手持的凹槽11；连接组件2通过贯穿孔与把柄相连。
如图1所示，连接组件2包括连接杆21和滑台22。
连接杆21为圆杆，其两端均为螺纹头，上端螺纹头的根部设有轴肩211便于把柄的限位，防止其下滑；连接杆以其上端的螺纹头穿过贯穿孔后配合螺母与把柄紧固，连接杆以下端的螺纹头与滑台22相连。
滑台22为圆锥台，其顶面位于轴向中心位置处设有内螺纹孔，连接杆以其下端螺纹连接于内螺纹孔内。连接组件以其下端的滑台与夹取组件3装配。
如图1、图2所示，夹取组件3包括连接环31和套于其上的三个夹具32。
如图2所示，连接环31为圆环，包括优弧段311和劣弧段321，优弧段的两端设有插接口以及穿透插接口的定位孔，劣弧段的两端设有沿弧长方向开设并贯穿壁厚的长圆孔，劣弧段插接于优弧段内通过穿过长圆孔和插接孔的螺栓配合螺栓紧固。
如图3、图4和图5所示，夹具32的各横截面均为圆弧面，各横截面的弧度从上至下递减，夹具顶面对应的圆心角为120°以保证三个夹具装配于连接环后三个夹具的顶面拼接为一个完整的圆环以相互限位，夹具的中部设有沿宽度方向贯穿的通孔322，夹具的底部设有内凸的夹刃321，夹具对应通孔之上实体的厚度递减，装配时，将滑台置于夹具的内壁内，将各夹具均以其通孔套于连接环上，使通孔之上的各夹具内壁围成上小下大的锥形滑道，滑台22位于滑道内能够沿锥形滑道上下移动，且滑台底面的直径大于滑道顶面的最大直径保证装配完成后滑台不会从滑道的顶面滑出。
如图6所示，还可将把柄设计为圆环把柄01作为替代方案，并在把柄的底部设置贯穿孔、顶部设置便于手持的凹槽，使本夹取器能够便于单手操作，连接杆以其上端穿过贯穿孔配合螺栓紧固。
如图7所示，还可将连接杆设计伸缩杆，包括内杆02和外套03；内杆的顶端外壁设有外螺纹，外螺纹的根部设有轴肩，内杆的底端设有沿长度方向成排布置的多个连接孔；外套的上端设有定位孔、下端的外壁设有外螺纹；内杆和外套通过穿过定位孔的销轴装配为一体。
如图8所示，运用本装置进行测点岩芯提取的方法包括以下步骤：
(1)利用钻芯取岩机在地表监测点位置钻取的岩芯孔；
(2)将岩芯孔内岩芯自其根部撬断，保证岩芯沿底面完全折断；
(3)将本夹取器自周边缝隙下放至岩芯外，手握把柄向上提起，把柄带动滑台在滑道内上移使各夹具同时绕支点产生小角度旋转，各夹刃向内转动夹紧岩芯，继续上提把柄将岩芯提出；
(4)将夹取有岩芯的夹取器提到指定位置，放下把柄，滑台在滑道内下行使各夹刃向外转动松开岩芯。
本发明在提取岩芯时，只需施予把柄向上的力，把柄上行，基于杠杆原理，以连接环为作用支点，充分利用夹具的特殊结构的小角度旋转，借助力矩平衡将提升力传递到夹具的夹刃部位使夹刃夹紧岩芯，继续控制把柄上行即可将岩芯顺利提出孔洞，操作工序简便，与监测专用钻芯机配合使用可极大地提高作业效率，降低劳动强度，提高作业的安全性，并节省人力和时间成本；并且本装置仅由把柄、连接组件和夹取组件装配而成，从而还具有装配件少、结构简单、易于搬运等优点。
Claims (8)
1.一种岩芯夹取器，其特在在于：它包括把柄、连接组件和夹取组件；连接组件包括连接杆和滑台，连接杆的上端与把柄可拆卸连接、下端与滑台可拆卸连接；夹取组件包括连接环和多个夹具；夹具的中部设有沿宽度方向贯穿的通孔，夹具对应通孔之上实体的厚度递减，各夹具均以其通孔套于连接环上，使通孔之上的各夹具内壁围成上小下大的滑道，夹具的底部设有内凸的夹刃；连接组件以其滑台滑动连接于夹具组件的滑道内，滑台沿滑道上下运动使各夹具自身以连接环为支点转动；
所述把柄为圆钢，其长度方向的中部设有贯穿孔、长度方向两端设有便于手持的凹槽；
或者所述把柄为圆环柄，其底端设有贯穿孔、顶端设有便于手持的凹槽。
2.根据权利要求1所述的岩芯夹取器，其特征在于：所述连接杆为圆杆，其两端均为螺纹头，上端螺纹头的根部设有轴肩，连接杆以其上端的螺纹头穿过所述贯穿孔后配合螺母与所述把柄紧固。
3.根据权利要求1所述的岩芯夹取器，其特征在于：或者所述连接杆为伸缩杆，包括内杆和外套；内杆的顶端外壁设有外螺纹，外螺纹的根部设有轴肩，内杆的底端设有沿长度方向成排布置的多个连接孔；外套的上端设有定位孔、下端的外壁设有外螺纹；内杆和外套通过穿过定位孔的销轴装配为一体。
4.根据权利要求1所述的岩芯夹取器，其特征在于：所述滑台为圆锥台，其顶面位于轴向中心位置处设有内螺纹孔，所述连接杆以其下端螺纹连接于内螺纹孔内。
5.根据权利要求1所述的岩芯夹取器，其特征在于：所述连接环为圆环，包括可拆卸连接为一体的优弧段和劣弧段。
6.根据权利要求1所述的岩芯夹取器，其特征在于：所述夹具有三个，三个夹具均布于连接环上。
7.根据权利要求6所述的岩芯夹取器，其特征在于：所述夹具的各横截面均为圆弧面，各横截面的弧度从上至下递减，夹具顶面对应的圆心角为120°。
8.一种利用权利要求1所述夹取器提取测点岩芯的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）利用钻芯取岩机在地表监测点位置钻取岩芯孔；
（2）将岩芯孔内岩芯自其根部撬断，保证岩芯沿底面完全折断；
（3）将本夹取器自周边缝隙下放至岩芯外，手握把柄向上提起，把柄带动滑台在滑道内上移使各夹具同时绕支点产生小角度旋转，各夹刃向内转动夹紧岩芯，继续上提把柄将岩芯提出；
（4）将夹取有岩芯的夹取器提到指定位置，放下把柄，滑台在滑道内下行使各夹刃向外转动松开岩芯。
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