CN103558056B - 水底自动取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水底自动取样装置，无须缆车、缆绳和电子设备，攫取水底污泥样品保真性好，实现往返水底水面自动化，并可在水底短暂停留。通过钢罐提供浮力，通过沙袋提供下沉拉力，通过两头敞口、中空、竖直固定的取样管攫取水底污泥样品，通过挂载于中心挂孔的等重错位金属球到达水底产生的拉力解开系住沙袋口的绳索活结，通过释放沙袋中沙减轻拉力实现上浮，通过设置小沙袋口使沙缓慢释放达到短暂停留目的，通过藏于沙袋中不同位置的袋内小球和袋内大球滚出先后顺序，实现拉扯套管塑料袋关闭取样管下方管口的目的，通过上浮过程水流作用力关闭管盖封住取样管上口目的。本发明主要用于水底取样，尤其是深水水底攫取污泥样品。

Description

水底自动取样装置

技术领域

 本发明涉及一种水底自动取样装置，尤其是一种水底自动攫取污泥样品的取样装置。

背景技术

 为研究江、河、湖、海水底污泥微生物多样性、水底地质环境、寻找水底活性化合物，需要水底取样。水底压力大，常规电子、通讯仪器设备容易受损或失灵。目前可借助海底探测器下海底取样，现有探测器大多需要借助缆绳与海面缆车连接，缆绳与缆车耗费较大，效率较低，探测器需要借助电子电路，高水压下实际效果难以保障。海底自动运输器无需缆绳与缆车，可自动往返海底海面一趟，成本低廉，但只能往返到海底，难以攫取水底污泥样品和水样。海底最深处达一万一千多米，蛟龙号载人潜水器最大下潜深度目前只能达到七千多米。载人潜水器研发耗资巨大，设备昂贵，应用受限。

发明内容

 本发明的目的是：为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种水底自动取样装置，无须缆车、缆绳和电子设备，攫取水底污泥样品保真性好，实现往返水底水面自动化，并可在水底短暂停留。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水底自动取样装置，包括钢罐、取样管和沙室，钢罐的特征为密闭、空心、抗水压，可为水底自动取样装置提供浮力，取样管为两头敞口、中空、竖直固定在沙室外侧，可借助水底自动取样装置下沉惯性扎入水底污泥，攫取水底污泥样品，沙室位于钢罐下方，为空心圆柱形，沙室下方敞口，上方固定有沙袋，沙袋内底部中心位置有袋中挂孔，沙室上方正中心焊接有中心挂孔，沙室中沙袋装沙封袋后可使水底自动取样装置整体重力大于浮力下沉水底,取样管上方有一个管盖，取样管向下运动管盖自动冲开，取样管向上运动管盖可借助水流自动关闭，取样管外侧包裹有两头敞口套管塑料袋，套管塑料袋一端固定于取样管上沿，另一端连接第一绳索，套管塑料袋可通过拉第一绳索沿取样管自由收缩和拉伸，套管塑料袋伸直时可套住取样管下方管口，拉扯第一绳索可使套管塑料袋一端封闭,中心挂孔挂载质量相同两个中心球，中心球为实心金属球，表面有可系绳索的小孔，两个中心球通过第二绳索相连，使用前挂在中心挂孔上，下方中心球比取样管下方管口低，上方中心球布放于沙袋口附近，第三绳索一端用活结系住沙袋口,另一端与上方中心球相连,下方中心球与取样管下方管口垂直距离大于解开沙袋口第三绳索活结所需长度,沙袋口较小朝下，沙袋底部朝上固定于沙室上部，袋中挂孔可挂载袋内大球和袋内小球，袋内大球和袋内小球为实心金属球，通过第四绳索相连，袋内大球比袋内小球重量大，袋内大球和袋内小球混放在沙袋沙中，袋内大球放置在沙袋上方底部，袋内小球放置在沙袋下方沙袋口部，袋内小球同时与套管塑料袋通过第一绳索相连。

本发明的有益效果是：构造简单，成本低廉，无须缆车、缆绳和电子设备，攫取水底污泥样品保真性好，实现往返水底水面自动化，并可在水底短暂停留。

附图说明    

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图中1.顶支架，2.钢罐，3.沙袋，4.沙室，5.管盖，6.取样管，7.沙袋口，8.套管塑料袋，9.中心挂孔，10.袋中挂孔，11.袋内大球，12.袋内小球，13.中心球。

具体实施方式   

图中，钢罐（2）为空心封闭圆柱状，钢罐（2）顶端焊接顶支架（1），顶支架（1）为环形有孔方便手抓。钢罐（2）下方焊接环形沙室（4），沙室（4）下方敞口，沙室（4）上方中心焊接有中心挂孔（9），沙室（4）内侧可装四个沙袋（3），沙袋口（7）比沙袋（3）底部小，所有沙袋（3）底部固定于沙室（4）顶部，每个沙袋（3）内部有袋中挂孔（10），袋内大球（11）和袋内小球（12）通过第四绳索相连，挂载在袋中挂孔（10）上，中心挂孔（9）通过第二绳索挂载两个中心球（13）。沙袋口（7）朝下，使用时通过第三绳索系住沙袋口（7）。沙室（4）外周等距固定四个取样管（6），每个取样管（6）有一个管盖（5），管盖（5）可灵活开关。每个取样管（6）由一个套管塑料袋（8）套住取样管（6），套管塑料袋（8）顶端固定在取样管（6）上部，套管塑料袋（8）底端通过第一绳索经过沙袋口（7）与袋内小球（12）相连。缠绕沙袋口（7）的第三绳索活结与上方中心球（13）相连。

钢罐（2）由抗压钢材制成，可抗水底压力。袋内大球（11）和袋内小球（12）都为实心金属球，表面焊接小孔，袋内大球（11）比袋内小球（12）质量大。中心球（13）为实心金属球，两个中心球（13）质量相等。使用时挂载两个中心球（13）的要求为：使一个中心球（13）位于沙袋口（7）系第三绳索等高处，另一个中心球（13）位于取样管（7）下端以下，使下端中心球（13）与取样管（6）下端管口的垂直距离大于解开沙袋口（7）活结所需距离。连接袋内大球（11）和袋内小球（12）的第四绳索长度要求为：袋内小球（12）释放出来后可拉直套管塑料袋（8）。本发明在沙袋（3）装沙后在水中下沉，在沙袋（3）卸掉沙袋内小球（12）之后，在卸掉袋内大球（11）之前在水中上浮。

本发明的图示实施例的操作步骤为：a.将本水底自动取样装置倒置在坚硬平整地面； b.将两个中心球（13）和所有四个袋内小球（12）拿出挂在外壁；c.将袋内大球（11）放于沙袋（3）底部，往四个沙袋（3）中装沙至袋口（7）处； d.将四个袋内小球（12）放进所属沙袋（3）中；e.用第三绳索系紧沙袋口（7），留活结3厘米，使拉扯活结绳索到6厘米时绳索就松开；f.将一个中心球（13）放在四个沙袋口（7）之间，拉扯另外一个中心球（13）使另外一个中心球（13）远离取样管（6）管口20厘米；g.将系紧沙袋口（7）第一绳索活结系于放置在沙袋口（7）之间的中心球（13）上；h.将套管塑料袋（8）掳起，检查取样管（6）外部的套管塑料袋（8）及与之相连接的第一绳索；i.扶住两个中心球（13），小心将本水底自动取样装置再正立过来，小心布入水中；j.等候水底自动取样装置上浮至水面后取出水底污泥样品； k.收拾好本水底自动取样装置。

本发明的图示实施例的动作过程为： A.水底自动取样装置布入水中下沉；B.最下端中心球（13）到达水底，连接第三绳索活结的中心球（13）相对向下运动解开系住沙袋口（7）的第三绳索；C.水底自动取样装置下沉惯性作用助推取样管（6）扎入污泥； D.沙袋口（7）在沙及袋内小球（12）重力挤压下松开，沙流出；E.小球滚出，水底自动取样装置上浮，管盖（5）关闭；F.小球拉直套管塑料袋（8）并在拉力作用下自动封住塑料口；G.沙继续流出露出袋内大球（11），袋内大球（11）拉扯第四绳索并将袋内小球（12）拉至袋中挂孔（10）；H.水底自动取样装置浮出水面。由于取样管（6）为中空、竖直、上下两头为敞口，往返水底过程中间不掺杂水样，因而取样能代表真实的水底污泥样品和水样。水底自动取样装置自动下沉水底取一次污泥样品后上浮水面，取样过程只卸掉四袋沙，其他部件全部回收。

Claims (1)

1.一种水底自动取样装置，包括钢罐、取样管和沙室，钢罐的特征为密闭、空心、抗水压，可为水底自动取样装置提供浮力，取样管为两头敞口、中空、竖直固定在沙室外侧，可借助水底自动取样装置下沉惯性扎入水底污泥，攫取水底污泥样品，沙室位于钢罐下方，为空心圆柱形，沙室下方敞口，上方固定有沙袋，沙袋内底部中心位置有袋中挂孔，沙室上方正中心焊接有中心挂孔，沙室中沙袋装沙封袋后可使水底自动取样装置整体重力大于浮力下沉水底,取样管上方有一个管盖，取样管向下运动管盖自动冲开，取样管向上运动管盖可借助水流自动关闭，取样管外侧包裹有两头敞口套管塑料袋，套管塑料袋一端固定于取样管上沿，另一端连接第一绳索，套管塑料袋可通过拉第一绳索沿取样管自由收缩和拉伸，套管塑料袋伸直时可套住取样管下方管口，拉扯第一绳索可使套管塑料袋一端封闭,中心挂孔挂载质量相同两个中心球，中心球为实心金属球，表面有可系绳索的小孔，两个中心球通过第二绳索相连，使用前挂在中心挂孔上，下方中心球比取样管下方管口低，上方中心球布放于沙袋口附近，第三绳索一端用活结系住沙袋口,另一端与上方中心球相连,下方中心球与取样管下方管口垂直距离大于解开沙袋口第三绳索活结所需长度,沙袋口较小朝下，沙袋底部朝上固定于沙室上部，袋中挂孔可挂载袋内大球和袋内小球，袋内大球和袋内小球为实心金属球，通过第四绳索相连，袋内大球比袋内小球重量大，袋内大球和袋内小球混放在沙袋沙中，袋内大球放置在沙袋上方底部，袋内小球放置在沙袋下方沙袋口部，袋内小球同时与套管塑料袋通过第一绳索相连。