1.一种用于松散破碎地层的锁水型随钻取样装置,其特征在于,包括筒体(1)和位于所述筒体(1)内的内管(2),所述筒体(1)为底端开口的空腔结构,所述筒体(1)的底端设有钻头(3),所述内管(2)内的顶端设有电磁铁一(4),所述电磁铁一(4)的下方且位于所述内管(2)内设有电磁铁二(5),所述电磁铁二(5)的底端设有横板(6),所述横板(6)的底端设有阀块(7),所述内管(2)内且位于所述阀块(7)的下方设有密封块(8),所述密封块(8)为圆形结构,所述密封块(8)的中部设有与所述密封块(8)相匹配的开口(9),所述筒体(1)的一侧且位于所述密封块(8)的上方设有真空泵(10),所述真空泵(10)的上方且位于所述阀块(7)的下方设有进气管(11),所述内管(2)内设有活塞(13);
所述阀块(7)的两侧中部对称设有齿板(14),所述密封块(8)为空腔结构,所述密封块(8)靠近所述开口(9)的两侧对称设有与所述齿板(14)相匹配的孔洞(15),所述密封块(8)内对称设有与所述齿板(14)相匹配的齿轮(16),所述齿轮(16)远离所述阀块(7)的一侧设有与其相啮合的齿条(17),所述齿条(17)的底端设有通过转轴(18)相连接的蜗杆(19),所述蜗杆(19)的一侧且位于所述筒体(1)和所述内管(2)之间设有闭合机构(12);
所述闭合机构(12)包括位于所述筒体(1)内壁的环形齿轮(20),所述环形齿轮(20)内依次排布设有若干个滑槽(21),所述滑槽(21)为弧形结构,若干所述滑槽(21)之间均设有固定卡环(22),所述固定卡环(22)的另一端均与位于所述滑槽(21)一侧的闭合片(23)相连接,且各所述闭合片(23)相互啮合,所述闭合片(23)套设有位于所述环形齿轮(20)中心位置的固定盘(24)内,且所述固定盘(24)位于所述内管(2)的内壁,所述固定盘(24)内设有与所述闭合片(23)相匹配的通槽(25),且所述固定盘(24)外侧设有与所述固定卡环(22)相匹配的凹槽(26),所述凹槽(26)的一侧均设有螺栓(27),所述螺栓(27)的一端均穿插于所述固定盘(24)与所述闭合片(23)一侧相固定连接,所述环形齿轮(20)的外壁套设有与所述蜗杆(19)相啮合的蜗板(28);
所述环形齿轮(20)靠近所述蜗杆(19)的其中所述滑槽(21)的一侧两端均设有限位块(34);
所述阀块(7)的底端两侧均设有凹槽(29),所述凹槽(29)内均设有与所述密封块(8)顶端相连接的复位弹簧(30);
所述齿板(14)的长度大于等于蜗板(28)的长度,所述密封块(8)的底端设有斜切面,所述活塞(13)的顶端设有与所述斜切面相匹配的凸块(31);
所述活塞(13)通过螺纹与所述筒体(1)相连接,所述钻头(3)与所述内管(2)的连接处设有密封圈一(32),且所述内管(2)与所述活塞(13)之间设有密封圈二(33);
所述内管(2)与所述活塞(13)之间形成压力腔体;
使用时,将筒体(1)放置在预留的深度,钻头(3)与土壤接触,将气体经进气管(11)进入到内管(2)内后,将筒体(1)向土壤挤压,土壤进入到内管(2)内挤压活塞(13),使得活塞(13)向上位移,将筒体(1)内的气体从真空泵(10)中排出,钻头(3)朝下钻进时,所取的样品由钻头(3)的圆环空间进入内管(2)中,同时推动密封活塞(13)向上运动,直至将内管(2)内的气体排出或达到取样的指定的距离时,启动电磁铁一(4)形成与电磁铁二(5)相同的磁性,通过磁铁的同性相斥异性相吸的原理,电磁铁二(5)与电磁铁一(4)相斥在内管(2)内向下位移,电磁铁二(5)推动横板(6),横板(6)推动阀块(7)与密封块(8)密封连接,形成上部负压,进而使钻头(3)负吸效应;
阀块(7)在向下位移的同时,阀块(7)两侧的齿板(14)穿插孔洞(15)带动齿轮(16)的逆时针旋转,所述齿轮(16)旋转的同时带动齿条(17)的上升,齿条(17)上升的过程中带动蜗杆(19)的上升,使蜗杆(19)在上升的同时带动蜗板(28),使蜗板(28)带动环形齿轮(20)顺时针旋转,环形齿轮(20)的转动带动固定卡环(22)在固定盘(24)的外壁运动推动闭合片(23),进而使闭合片(23)在固定盘(24)上的螺栓(27)进行固定轨道的转动,使各个闭合片(23)向固定盘(24)的中间闭合,对内管(2)的底端进行密封;
取样完成后,将筒体(1)提到工作面,打开钻头(3),启动电磁铁一(4)改变其属性与电磁铁二(5)产生不同的属性,达到相吸的效果,使电磁铁二(5)向上位移,阀块(7)在没有电磁铁二(5)的抵触下,复位弹簧(30)压力的恢复,将阀块(7)与密封块(8)分离,使内管(2)的负压效果消失,阀块(7)两侧的齿板(14) 穿插孔洞(15)带动齿轮(16)的顺时针旋转,反之,使各个闭合片(23) 向固定盘(24)的外壁分散,将内管(2)内的样品取出。