一种膨润土砌块的取芯装置的制作方法

1.本实用新型涉及高放废物地质处置缓冲材料砌块性能研究技术领域，特别是涉及一种膨润土砌块的取芯装置。


背景技术：

2.在高放废物地质处置领域，缓冲材料通常以高压实砌块堆砌的形式包裹在废物罐周围，是地质处置库安全性和稳定性的有效保障。缓冲材料砌块一般是采用静力压实方式，将特定含水率的膨润土粉末原料压制成具有一定形状和密实度的砌体结构形式。在缓冲材料砌块制备过程中，由于原料成分和压制工艺等影响因素，将导致高压实砌块产生各向异性。为了调整和优化压制工艺，同时也为了全面掌握制备出的砌块的工程性能参数，需要对大型砌块开展样品取芯工作，检测砌块不同位置处的均匀程度，评价砌块制备性能。
3.常规的岩石和地质类取芯装置，在取芯过程中往往需要加水降温，同时利用水流冲出碎屑，以实现取芯工作。但对于膨润土砌块来说，在取芯过程中不能加水操作，因为砌块遇水会损坏。若直接取芯，取芯钻头在高速旋转下产生高温，也将导致样品出现烤干的现象，使其偏离实际状态，严重影响其工程性能测试。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种膨润土砌块的取芯装置，以解决上述现有技术存在的问题，从膨润土砌块上高效、完整地进行样品取芯，为膨润土砌块性能测试提供样品支撑。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
6.本实用新型提供了一种膨润土砌块的取芯装置，包括载物台和机架；
7.所述载物台的顶面设置有砌块放置区和压紧机构，膨润土砌块放置在所述砌块放置区上，所述压紧机构能够将所述膨润土砌块压紧；
8.所述机架上设置有升降装置，所述升降装置能够驱动横梁进行升降，所述横梁位于所述膨润土砌块的上方，所述横梁上固设有驱动电机，所述驱动电机的输出轴的底部为空心轴，所述驱动电机上还固设有一套设在所述输出轴上的套筒，所述输出轴与所述套筒之间具有间隙，所述套筒的侧壁上固设有一与风冷装置的出风口连通的通风孔，且所述空心轴的侧壁上设置有进风孔，所述通风孔和所述进风孔均与所述间隙相通，所述空心轴与空心钻头螺纹连接，所述空心轴的中空部与所述空心钻头的中空部相通，所述空心钻头正对所述膨润土砌块。
9.优选的，所述输出轴、所述空心轴、所述空心钻头及所述套筒同轴。
10.优选的，所述压紧机构包括至少两个压板和至少四个沿所述砌块放置区周向分布的压杆，所述压杆的底端与所述载物台固连，每个所述压板都能够套设在任意两个压杆上，每个所述压杆上均螺纹连接有一个螺栓，通过旋紧所述螺栓向下压紧所述压板，从而使所述压板压紧所述砌块放置区上的膨润土砌块。
11.优选的，所述压板的底面设置有缓冲层，所述缓冲层的材料为柔性聚四氟乙烯。
12.优选的，所述载物台上对应每个所述压杆均设置有一个螺栓孔，所述压杆的底端与对应的所述螺栓孔螺纹连接。
13.优选的，所述机架包括顶板和至少三个立柱，所述立柱的顶端与所述顶板固连；所述立柱、所述载物台、所述横梁、所述驱动电机、所述空心钻头及所述压紧机构均位于密封罩内，所述密封罩的顶端与所述顶板的底端密封连接，所述密封罩的底端与地面或工作台密封连接。
14.优选的，所述横梁滑动套设在至少两个所述立柱上。
15.优选的，所述密封罩还设置有一端通向所述密封罩所罩起来的空间的除尘管，所述除尘管的另一端与除尘装置的吸尘口连通；所述除尘装置采用除尘器。
16.优选的，所述风冷装置采用冷风机；所述升降装置采用液压缸，所述横梁与所述液压缸的液压杆固连；所述载物台的底端设置有至少三个自带锁紧功能的万向轮。
17.本实用新型还提供一种膨润土砌块的取芯方法，基于上述的膨润土砌块的取芯装置，包括以下步骤：
18.(1)将待取芯的膨润土砌块放置在载物台的砌块放置区上，并用压紧机构将待取芯的所述膨润土砌块压紧；
19.(2)开启所述驱动电机和所述风冷装置，并通过所述升降装置驱动所述横梁下降，使得空心钻头与待取芯的所述膨润土砌块接触，并继续竖直向下进给进行取芯；
20.(3)所述空心钻头将待取芯的所述膨润土砌块钻透后，通过所述升降装置驱动所述横梁上升，使得所述空心钻头离开所述膨润土砌块；并关闭所述驱动电机和所述风冷装置。
21.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
22.本实用新型的膨润土砌块的取芯装置能够高效、完整地从膨润土砌块上进行样品取芯，为膨润土砌块性能测试提供样品支撑。本实用新型的膨润土砌块的取芯装置，采用低温风冷方式，在降温的同时实现碎屑的排除，最大限度保持样品含水率，同时有效提高样品钻取速度；本实用新型的膨润土砌块的取芯装置采用多立柱结构形式，同时配置样品夹持工具，加强取芯装置的稳定性，有效降低钻头偏心旋转，保证取芯样品的完整性；本实用新型的膨润土砌块的取芯装置，钻取过程机械控制，无须手动进行钻取给进，实现无间断匀速钻取，提高样品取芯效率和完整性；本实用新型的膨润土砌块的取芯装置，样品载物台可以在二维空间平面移动，方便钻取不同位置处的样品；本实用新型的膨润土砌块的取芯装置，其装置实现全密封，同时采用除尘装置，取芯全程无粉尘飞扬，有效保证操作人员健康。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本实用新型膨润土砌块的取芯装置的结构示意图；
25.其中：1、顶板；2、横梁；3、空心钻头；4、立柱；5、压板；6、密封罩；7、压杆；8、风冷管；
9、螺栓；10、膨润土砌块；11、除尘管；12、载物台；13、驱动电机；14、液压缸；15、液压杆；16、输出轴；17、套筒；18、进风孔。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.本实用新型的目的是提供一种膨润土砌块的取芯装置，以解决上述现有技术存在的问题，从膨润土砌块上高效、完整地进行样品取芯，为膨润土砌块性能测试提供样品支撑。
28.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
29.如图1所示：本实施例提供了一种膨润土砌块的取芯装置，包括载物台12和机架。
30.其中，载物台12的顶面设置有砌块放置区和压紧机构，膨润土砌块10放置在砌块放置区上，压紧机构能够将膨润土砌块10压紧；压紧机构包括至少两个压板5和至少四个沿砌块放置区周向分布的压杆7，压杆7的底端与载物台12固连，每个压板5都能够套设在任意两个压杆7上，每个压杆7上均螺纹连接有一个螺栓9，通过旋紧螺栓9向下压紧压板5，从而使压板5压紧砌块放置区上的膨润土砌块10。压板5的底面设置有缓冲层，缓冲层的材料为柔性聚四氟乙烯。载物台12上对应每个压杆7均设置有一个螺栓9孔，压杆7的底端与对应的螺栓9孔螺纹连接。载物台12的底端设置有至少三个自带锁紧功能的万向轮。
31.机架包括顶板1和至少三个立柱4，立柱4的顶端与顶板1固连；顶板1上设置有双杆的液压缸14，横梁2与液压缸14的液压杆15固连；液压缸14能够驱动横梁2进行升降，横梁2滑动套设在至少两个立柱4上。横梁2位于膨润土砌块10的上方，横梁2上固设有驱动电机13，驱动电机13的输出轴16的底部为空心轴，驱动电机13上还固设有一套设在输出轴16上的套筒17，输出轴16与套筒17之间具有间隙，套筒17的侧壁上固设有一通过风冷管8与风冷装置的出风口连通的通风孔，且空心轴的侧壁上设置有多个进风孔18，通风孔和进风孔18均与间隙相通，空心轴与空心钻头3螺纹连接，具体的，空心轴的底端设置有外螺纹，空心钻头3的顶端设置有内螺纹，空心轴的底端与空心钻头3的顶端螺纹连接，空心轴的中空部与空心钻头3的中空部相通，空心钻头3正对膨润土砌块10；输出轴16、空心轴、空心钻头3及套筒17同轴，风冷装置采用冷风机。
32.立柱4、载物台12、横梁2、驱动电机13、空心钻头3及压紧机构均位于密封罩6内，密封罩6的顶端与顶板1的底端密封连接，密封罩6的底端与地面或工作台密封连接。
33.密封罩6还设置有一端通向密封罩6所罩起来的空间的除尘管11，除尘管11的另一端与除尘装置的吸尘口连通；除尘装置采用除尘器。
34.本实施例还提供一种膨润土砌块的取芯方法，基于上述的膨润土砌块的取芯装置，包括以下步骤：
35.(1)将待取芯的膨润土砌块10放置在载物台12的砌块放置区上，并用压紧机构将待取芯的膨润土砌块10压紧；
36.(2)开启驱动电机13、风冷装置和除尘装置，并通过升降装置驱动横梁2下降，使得空心钻头3与待取芯的膨润土砌块10接触，并继续竖直向下进给进行取芯，冷风通过冷风管和通风孔吹出，并经套筒17和空心钻头3之间的缝隙和进风孔18进入空心钻头3的中空部，对空心钻头3进行冷却，从内部对空心钻头3进行冷却降温，同时冷风还能够吹出空心钻头3取芯过程中所产生的粉尘和碎屑，提高取芯效率；
37.(3)空心钻头3将待取芯的膨润土砌块10钻透后，通过升降装置驱动横梁2上升，使得空心钻头3离开膨润土砌块10；并关闭驱动电机13、风冷装置和除尘装置。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“顶”、“底”、“竖直”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
39.本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。