專利名稱：樣筒固定與頂樣裝置及包含該裝置的頂樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種巖土儀器設(shè)備，具體地說(shuō)，涉及一種頂樣器配件。
背景技術(shù)：
巖土工程中為獲取高質(zhì)量的原狀試樣時(shí)，經(jīng)常采用使用無(wú)縫樣筒的薄壁取樣器。采取試樣時(shí)將原狀試樣壓入無(wú)縫樣筒中。當(dāng)進(jìn)行巖土測(cè)試時(shí)，需使用頂樣器將巖土試樣從無(wú)縫樣筒中取出。頂樣器的結(jié)構(gòu)和工作原理直接影響從樣筒中取出試樣的質(zhì)量和工作效率?，F(xiàn)有技術(shù)中多采用手動(dòng)或電動(dòng)的立式或臥式頂樣器。手動(dòng)頂樣器的缺陷在于操作者勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低；電動(dòng)頂樣器的缺陷在于機(jī)械磨損大，故障率高，使用時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)會(huì)擾動(dòng)試樣?，F(xiàn)有的頂樣器體積大，適用性單一，一般只能固定適配單一規(guī)格的薄壁樣筒。如果要適配不同規(guī)格的樣筒，則只能依據(jù)樣筒的規(guī)格重新訂做頂樣器的反力框架和卡扣部分?，F(xiàn)有的頂樣器普遍使用螺絲扣結(jié)構(gòu)固定樣筒，固定部位較難清理并容易生銹；現(xiàn)有的頂樣器固定樣筒的方式是框架結(jié)構(gòu)并固定在頂樣器上，并需要很高的反力框架，操作空間狹小，不易搬運(yùn)和運(yùn)輸，操作時(shí)也存在擠傷磕傷等危險(xiǎn)?，F(xiàn)有的頂樣器的頂樣裝置與樣筒內(nèi)壁之間有間隙，頂樣后樣筒內(nèi)壁會(huì)殘留廢樣，難以清除。因此，巖土工程領(lǐng)域迫切需要一種適用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單方便、工作效率高、能夠在工作同時(shí)自行清潔樣筒內(nèi)壁的頂樣器。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的頂樣器固定及頂樣裝置，適用于電動(dòng)液壓頂樣器及手動(dòng)頂樣器等各種機(jī)型，可以適配各種規(guī)格型號(hào)的樣筒，易清潔保養(yǎng)，消除操作危險(xiǎn)；改進(jìn)了頂盤的結(jié)構(gòu)，使之能夠在頂出試樣的同時(shí)清潔樣筒內(nèi)壁，極大提高工作效率。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種頂樣器的固定及頂樣裝置，包括樣筒固定系統(tǒng)和頂盤系統(tǒng)。所述樣筒固定系統(tǒng)由可調(diào)節(jié)高度的反力支架系統(tǒng)和自適應(yīng)式的鎖緊系統(tǒng)組成。其中反力支架由可調(diào)節(jié)高度的數(shù)根立柱組成，其一端固定在頂樣器操作臺(tái)上，另一端與自適應(yīng)鎖緊系統(tǒng)相連接。自適應(yīng)鎖緊系統(tǒng)由轉(zhuǎn)盤、上合套、下合套和伸縮緊固器組成。伸縮緊固器由數(shù)根上部具有同步方形溝槽的圓柱組成，并安裝在上下合套中，內(nèi)端連接具有自鎖功能的緊固片，外端自由伸縮于上下合套中。上下合套、轉(zhuǎn)盤和緊固器使用通心螺栓連接并固定，形成一體式結(jié)構(gòu)，具有足夠的強(qiáng)度，能夠受力而不變形。轉(zhuǎn)盤于上下合套中與緊固器相連，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤可以使緊固器同時(shí)伸縮，通過(guò)與緊固器內(nèi)端自由鉸鏈接的緊固片，卡住樣筒的筒身或外接箍，以固定樣筒。所述的頂盤系統(tǒng)包括頂桿和頂盤。所述頂桿為連接在頂樣器升降裝置部分的金屬桿，由升降裝置驅(qū)動(dòng)其升降，頂桿的頂部為“凸”形；所述頂盤的底部為反“凹”形，與頂桿頂部凸形結(jié)構(gòu)相適配，頂盤為圓形，上表面略小于下表面，整體上呈錐臺(tái)狀，其縱切面呈梯形。該頂盤由上中下三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，上下層部分為金屬盤，中層為布紋橡膠板，布紋橡膠板直徑略大于下層金屬盤底面直徑，能夠在頂樣的同時(shí)清潔樣筒內(nèi)壁；所述頂盤有不同尺寸，可以根據(jù)樣筒規(guī)格的不同進(jìn)行更換，更換時(shí)拔除原頂盤，將新頂盤的反凹形部分對(duì)準(zhǔn)頂桿的凸形部分進(jìn)行插接即可。所述反力支架和伸縮緊固器的數(shù)量?jī)?yōu)選為3 6根，彼此等距圓形排布。其中最優(yōu)選為3根，能夠達(dá)到最為節(jié)省材料與保證穩(wěn)固的效果。所述的伸縮緊固器的有效伸縮距離不小于7cm，固定樣筒裝置有效使用內(nèi)徑不小于14cm,可以安裝固定現(xiàn)有的所有規(guī)格樣筒。所述的布紋橡膠板厚度為Imm 8_。本發(fā)明還提供了一種采用上述固定及頂樣裝置的頂樣器。該頂樣器可以是手動(dòng)的或電動(dòng)的立式頂樣器，優(yōu)選為電動(dòng)液壓立式頂樣器，由機(jī)箱、液壓升降裝置和上述固定及頂樣裝置構(gòu)成。所述機(jī)箱為六面長(zhǎng)方體，上表面作為操作臺(tái)，內(nèi)部用于容納液壓升降裝置并于上表面適當(dāng)位置安裝固定及頂樣裝置。機(jī)箱優(yōu)選為底部可具備四個(gè)腳，其中一個(gè)腳安裝可調(diào)節(jié)高度的墊腳，用于將機(jī)箱調(diào)整為水平。所述液壓升降裝置由小型油泵系統(tǒng)提供油壓，通過(guò)高壓油管、油壓表、流量閥、轉(zhuǎn)向閥將液壓油傳遞到液壓缸，帶動(dòng)液壓桿上升或下降。該小型油泵系統(tǒng)由電力驅(qū)動(dòng)。電源開關(guān)和流量閥及轉(zhuǎn)向閥的操作裝置安裝在機(jī)箱表面合適的位置。優(yōu)選將電源開關(guān)和流量閥操作裝置安裝在機(jī)箱側(cè)面，轉(zhuǎn)向閥操作裝置安裝在操作臺(tái)上。上述電動(dòng)液壓立式頂樣器工作時(shí)，通過(guò)流量閥控制液壓桿的運(yùn)動(dòng)速度，通過(guò)轉(zhuǎn)向閥的手柄控制液壓桿上升和下降。樣筒固定系統(tǒng)將樣筒固定在操作臺(tái)上，頂盤與試樣在樣筒內(nèi)接觸，操作者通過(guò)控制液壓桿上升將試樣從樣筒中頂出。在使用時(shí)，如果樣筒高度超過(guò)系統(tǒng)立柱高度，可以將樣筒倒立安放緊固。本發(fā)明的技術(shù)效果是:通過(guò)一種裝置可以緊固不同規(guī)格的樣筒；樣筒固定系統(tǒng)直接將樣筒與頂樣器相連接，有效降低系統(tǒng)的高度，并適應(yīng)不同高度的樣筒，緊固連接方便簡(jiǎn)捷，大幅提高效率和系統(tǒng)的適用性；頂盤設(shè)計(jì)增加系統(tǒng)的功能，更換安裝快捷，并可以在頂樣的同時(shí)將樣筒內(nèi)壁清理干凈，省時(shí)省力；改變頂樣器的結(jié)構(gòu)，取消了螺絲扣和框架式的反力架，降低頂樣器高度，增大了操作空間，便于維護(hù)清潔，消除了操作中的潛在危險(xiǎn)。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的頂盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)一步加以說(shuō)明。如圖1所示，機(jī)箱(10)為一有一定強(qiáng)度的長(zhǎng)方體形金屬柜體，內(nèi)部有橫梁和縱梁。柜體空間內(nèi)放置液壓升降裝置(30);右前方腳腿安裝可調(diào)節(jié)高度的墊腳(14)，其余三個(gè)腳腿固定高度；電源開關(guān)(12)安裝在機(jī)箱(10)右側(cè)面上部位置；轉(zhuǎn)向閥手柄(13)固定在機(jī)箱(10)頂面右側(cè)中部靠前位置。樣筒固定系統(tǒng)(20)是由可以調(diào)節(jié)高度的反力支架系統(tǒng)和自適應(yīng)式的鎖緊系統(tǒng)組成。反力支架用可以調(diào)節(jié)高度的三根立柱(21)組成，其一端固定在樣筒頂樣器頂面經(jīng)過(guò)加筋的操作臺(tái)(11)上，另一端與自適應(yīng)鎖緊系統(tǒng)相連接。自適應(yīng)鎖緊系統(tǒng)由轉(zhuǎn)盤(22)、上合套(23)、下合套(24)、伸縮緊固器(25)和緊固片(26)組成。伸縮緊固器(25)由三根上部具有同步方形溝槽的圓柱制成，并安裝在上合套(23)和下合套(24)中，內(nèi)端鉸鏈接具有自鎖功能的緊固片(26)，外端自由伸縮于上合套(23)和下合套(24)中。上合套(23)和下合套(24)、轉(zhuǎn)盤(22)和伸縮緊固器(25)使用通心螺栓緊固為一體，具有足夠的強(qiáng)度，能夠受力而不變形。轉(zhuǎn)盤(22)于上合套(23)和下合套(24)中與伸縮緊固器(25)相連，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(22)的轉(zhuǎn)盤手柄(27)可以使伸縮緊固器(25)同時(shí)伸縮，通過(guò)與伸縮緊固器(25)內(nèi)端鉸鏈接的緊固片(26)，卡住樣筒的筒身或外接箍，以固定樣筒。伸縮緊固器(25)的有效伸縮距離不小于7cm，固定樣筒裝置(20)有效使用內(nèi)徑不小于14cm，可以安裝固定現(xiàn)有的所有規(guī)格樣筒。液壓升降裝置(30)由小型供油系統(tǒng)(31)提供油壓，通過(guò)高壓油管(37)連接油壓表(32)、流量閥(33)、轉(zhuǎn)向閥(36)將液壓油傳遞到液壓缸(38)，帶動(dòng)液壓桿(35)上升或下降，液壓桿(35)頂部加工為“凸”型，與頂面直徑不同而底部帶有同一規(guī)格的反“凹”型頂盤相連接。頂盤(40)下部為與液壓桿(35)頂部相適應(yīng)的反“凹”型底座，頂盤的具體實(shí)施方法是:上頂盤(44)和下頂盤(42)呈錐臺(tái)形，縱切面呈梯形，中間夾一層2mm 8mm厚布紋橡膠板(43)，布紋橡膠板(43)直徑略大于下頂盤(42)底面直徑，布紋橡膠板(43)能夠在頂樣的同時(shí)清潔樣筒內(nèi)壁；頂盤(40)有不同尺寸，可以更換，適應(yīng)不同樣筒直徑的大小。結(jié)合圖1、圖2、圖3和上述實(shí)施例，本發(fā)明的工作過(guò)程如下:1、將儀器安放至工作場(chǎng)所合適位置，調(diào)節(jié)墊腳(14)使儀器平穩(wěn)，接通外部電源。2、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤手柄(27)，調(diào)整伸縮緊固器(25)的緊固內(nèi)徑大于樣筒外徑，依據(jù)樣筒的內(nèi)徑選擇適宜的頂盤(40)套于液壓桿(35)的“凸”型頂端。3、打開電源開關(guān)(12)，控制轉(zhuǎn)向閥手柄(13)使液壓桿(35)處于上升的起始位置。4、將試樣筒置于頂盤(40)上，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(22)的轉(zhuǎn)盤手柄(27)使伸縮緊固器(25)帶動(dòng)緊固片(26)固定住樣筒。如果樣筒高度高于可調(diào)節(jié)立柱的高度，可以將樣筒倒置固定。5、控制轉(zhuǎn)向閥手柄(13)使液壓桿(35)勻速上升，將試樣從樣筒中勻速頂出，頂出合適高度后，停止液壓桿(35)上升，進(jìn)行切割，重復(fù)至試樣全部頂出。6、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(22)的轉(zhuǎn)動(dòng)手柄(27)使伸縮緊固器(25)帶動(dòng)緊固片(26)松開對(duì)樣筒的緊固，取出樣筒，控制轉(zhuǎn)向閥手柄(13)使液壓桿(35)下降至上升的起始位置，可進(jìn)行下一個(gè)樣筒的操作。值得注意的是:1.液壓桿(35)的運(yùn)動(dòng)速度控制由安裝在機(jī)箱(10)內(nèi)的流量閥(33)的調(diào)節(jié)輪柄(34)控制，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)輪柄為加速，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)輪柄為減速，使用過(guò)程中應(yīng)該依據(jù)規(guī)范的要求使用適宜的速度。2.液壓桿(35)的上升和下降是通過(guò)轉(zhuǎn)向閥(36)的轉(zhuǎn)向閥手柄(13)控制，向前推動(dòng)轉(zhuǎn)向閥手柄(13)液壓桿(35)上升，向后拉動(dòng)轉(zhuǎn)向閥手柄(13)液壓桿(35)下降，不操作轉(zhuǎn)向閥手柄(13)液壓桿(35)靜止不動(dòng)。3.選擇適宜的頂盤(40)時(shí)，應(yīng)當(dāng)本著布紋橡膠板(43)的直徑不能小于樣筒內(nèi)徑，下頂盤(42)底邊直徑略小于樣筒內(nèi)徑的原則，否則將出現(xiàn)樣筒內(nèi)壁的清理效果不佳或損壞儀器的現(xiàn)象。4.以上對(duì)實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明僅是為了理解本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明宗旨的基礎(chǔ)上，根據(jù)上述說(shuō)明對(duì)本發(fā)明所作出的任何改進(jìn)或變化，都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于巖土頂樣器的樣筒固定與頂樣裝置，包括樣筒固定系統(tǒng)和頂盤系統(tǒng)，其特征在于: 所述樣筒固定系統(tǒng)為圓環(huán)形，由反力支架系統(tǒng)和自適應(yīng)鎖緊系統(tǒng)組成，所述反力支架由可調(diào)節(jié)高度的數(shù)根立柱組成，其一端固定在頂樣器操作臺(tái)上，另一端與所述自適應(yīng)鎖緊系統(tǒng)相連接；自適應(yīng)鎖緊系統(tǒng)由轉(zhuǎn)盤、上合套、下合套和伸縮緊固器組成，伸縮緊固器為數(shù)根上部具有同步方形溝槽的圓柱，安裝在上下合套中，內(nèi)端鉸接有緊固片，可以在上下合套間自由伸縮；上下合套、轉(zhuǎn)盤和緊固器使用通心螺栓連接并固定，形成一體式結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)盤底部有與伸縮緊固器上部方形溝槽相適應(yīng)的凸起方形扣，并于上下合套中與緊固器相連，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)緊固器的同步方形溝槽，使緊固器同時(shí)伸縮； 所述的頂盤系統(tǒng)包括頂桿和可更換的頂盤，所述頂桿為連接在頂樣器升降裝置部分的金屬桿，由升降裝置驅(qū)動(dòng)其升降，頂桿的頂部為“凸”形；所述頂盤的底部為反“凹”形，與頂桿頂部“凸”形結(jié)構(gòu)相適配，頂盤為圓形，上表面略小于下表面，整體上呈錐臺(tái)狀，其縱切面呈梯形；頂盤由上中下三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，上下層部分為金屬盤，中層為布紋橡膠板，布紋橡膠板直徑略大于下層金屬盤底面直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樣筒固定與頂樣裝置，其特征在于所述反力支架和伸縮緊固器的數(shù)量為3 6根，在樣筒固定系統(tǒng)的圓周結(jié)構(gòu)上彼此等距排布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樣筒固定與頂樣裝置，其特征在于所述頂盤可根據(jù)樣筒的內(nèi)徑變化來(lái)更換不同大小規(guī)格。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的樣筒固定與頂樣裝置，其特征在于所述的布紋橡膠板厚度為Imm 8mm。
5.一種用于巖土試驗(yàn)的頂樣器，包括機(jī)箱和升降裝置，其特征在于機(jī)箱上安裝了權(quán)利要求I或2所述的樣筒固定與頂樣裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的頂樣器，其特征在于所述頂樣器為電動(dòng)液壓式頂樣器，所述機(jī)箱為六面長(zhǎng)方體，上表面作為操作臺(tái)，內(nèi)部用于容納電力驅(qū)動(dòng)裝置和液壓升降裝置，所述樣筒固定與頂樣裝置安裝固定在操作臺(tái)的適當(dāng)位置上，與液壓升降裝置相連接。
7.如權(quán)利要求6所述的頂樣器，其特征在于所述機(jī)箱底部有四個(gè)腳，其中一個(gè)腳安裝可調(diào)節(jié)高度的墊腳。
8.如權(quán)利要求6所述的頂樣器，其特征在于所述液壓升降裝置由小型油泵系統(tǒng)、高壓油管、油壓表、流量閥、轉(zhuǎn)向閥組成，所述小型油泵系統(tǒng)由電力驅(qū)動(dòng)，油泵的電源開關(guān)和流量閥及轉(zhuǎn)向閥的操作裝置安裝在機(jī)箱表面合適的位置。
9.如權(quán)利要求8所述的頂樣器，其特征在于所述電源開關(guān)和所述流量閥操作裝置安裝在機(jī)箱側(cè)面，所述轉(zhuǎn)向閥操作裝置安裝在操作臺(tái)上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于巖土頂樣器的樣筒固定與頂樣裝置，以及應(yīng)用了該裝置的巖土頂樣器設(shè)備。該裝置具備可升降的自適應(yīng)樣筒固定系統(tǒng)，對(duì)不同直徑的樣筒均可很好地進(jìn)行固定，并可通過(guò)更換不同規(guī)格的頂盤來(lái)適配不同內(nèi)徑的樣筒使用，特殊設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)可以在使用同時(shí)清潔樣筒內(nèi)壁。本發(fā)明所提供的樣筒固定與頂樣裝置有效降低系統(tǒng)的高度，并適應(yīng)不同高度的樣筒，緊固連接方便簡(jiǎn)捷，大幅提高效率和系統(tǒng)的適用性；便于維護(hù)清潔，消除了操作中的潛在危險(xiǎn)。
文檔編號(hào)G01N1/04GK103196695SQ201310048510
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者劉永勝, 胡偉娜, 王鎮(zhèn), 陳允進(jìn), 萬(wàn)中喜, 夏玉斌 申請(qǐng)人:中交水運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司