CN103616256A - 一种河流采沙取样装置 - Google Patents

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Abstract

一种河流采沙取样装置，包括框架和集沙容器，在框架上设有用于导流桨叶；集沙容器水平固定设置在框架中，且集沙容器的进水口位于前侧，出水口位于后上侧，且在进水口和出水口分别设有铰接的端盖，且在端盖和集沙容器之间设有预紧弹性元件；至少一竖杆可上下滑动的安装在集沙容器或/和框架上的滑槽内；一第一绳中部穿过位于集沙容器或/和框架上的转向零件后两端分别固定在竖杆上和进水口端盖的开启侧；一第二绳中部穿过位于集沙容器或/和框架上的转向零件后两端分别固定在竖杆上和出水口端盖的开启侧。针对测定某一时段内平均含沙量的问题，本发明可以达到根据需要精确、合理采集沙样的目的。

Description

一种河流采沙取样装置
技术领域
该方案涉及一种针对河流中泥沙采样的装置，具体地说是一种河流采沙取样装置。 
背景技术
目前常用的采样设备是悬移质采样器，该采样器是用以采集河流悬移质水样的仪器，常用的有瞬时式和积时式两类。 
①瞬时式采样器，主要是横式采样器。取样筒由薄壁钢管制成，容积0.5～2.0升，两端有盖，盖缘装有拉力弹簧。采样时，张开筒盖，水流从筒中流过，然后操纵开关，借弹簧拉力将筒盖关闭 ，采集水样。这种仪器结构简单，适用范围广。缺点是受泥沙脉动影响严重，单点取样成果的代表性差。 
②积时式采样器，有积点式和积深式两种。积点式采样器是在测点上吸取水样，测定某一时段内平均含沙量的仪器，仪器内有水样仓和调压仓，两者用连通管连接，仪器入水后，调压仓内进水，空气受压缩使采样器内外静水压力相平衡，以保持仪器取样时进水管内流速与天然流速一致。积深式采样器是一种沿垂线连续吸取水样，测定垂线平均含沙量的仪器，适用于浅水河流取样。取样时，要求仪器提放速度均匀并小于垂线平均流速的三分之一。 
但是目前的采砂设备不能精确的采集样品，因此针对这个问题进行进一步的研发一种采样装置。 
发明内容
针对测定某一时段内平均含沙量的问题，本发明提供一种河流采沙取样装置，可以达到根据需要精确、合理采集沙样的目的。 
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种河流采沙取样装置，其特征在于，包括 
框架，所述框架是由杆件组成的便于在流体中放置的框架式结构，并在框架上设有导流桨叶；
集沙容器，一内腔自前向后截面依次变大的所述集沙容器水平固定设置在框架中，且所述集沙容器的进水口位于集沙容器的前侧，出水口位于集沙容器的后上侧，且在所述进水口和出水口分别设有铰接的端盖，且在所述端盖和集沙容器之间设有使端盖压合在进出水口上的预紧弹性元件；
至少一竖杆可上下滑动的安装在所述集沙容器或/和框架上的滑槽内，且在所述竖杆的底部设有一水平杆状、板状或者网格状的支撑部件；
一第一绳中部穿过位于集沙容器或/和框架上的转向零件后两端分别固定在竖杆上和进水口端盖的开启侧；
一第二绳中部穿过位于集沙容器或/和框架上的转向零件后两端分别固定在竖杆上和出水口端盖的开启侧。
所述集沙容器容器内部空间自前向后依次为矩形腔、截面逐渐变大的过渡腔和位于出水口后方的集沙腔。 
所述出水口的面积大于或等于进水口的面积。 
所述导流桨叶设置在框架的后侧。 
两绳索与竖杆的固定点皆位于竖杆的顶部。 
所述框架的顶部设有吊装结构。 
所述吊装结构是由带有若干调节孔的杆件组成的。 
所述转向零件为圆环、滑轮、圆轴中的一种。 
所述竖杆为对称设置在集沙容器外壳侧面上的两个，且在竖杆底部的为杆状部件。
所述的预紧弹性元件为拉簧。 
本发明的有益效果是：在装置放入水中至落至河床底部之间的行程当中，进水口和出水口全部处于闭合状态，处于非工作状态，当下落至河底后，支撑部件首先撞击河底，并在设备自身重力作用下向上相对滑动，通过绳索打开集沙容器的进、出水口的端盖，开始工作。在此过程中，水样经过集沙容器后会在内部形成一个放缓的过程，沙样得到迅速的沉淀，并逐步沉积下来，采样成功，非沉淀物水等则从后上侧的出水口排出，经过预定时间完成采用后，将装置提起，端盖则自动关闭，保持集沙容器中的沙样原样，完成采样工作。这个采砂过程只有一个下放装置和收起过程，无需人工干预，操作十分简单，且可信度较高。 
附图说明
图1为本发明的主视图。 
图2为图1的工作状态。 
图3框架的主视图。 
图4为图3的俯视图。 
图5为图3的左视图。 
图6为集沙容器的主视图。 
图7为图6的俯视图。 
图8为图6的左视图。 
图9为原理示意图，其中箭头表示水流路径，点表示沙。 
图中：1框架，11杆件，12调节孔，13导流桨叶，2集沙容器，21矩形腔，22过渡腔，23集沙腔，24侧耳，24’侧耳，25进水口，26出水口，27 U形长槽，31、32端盖，33拉簧，4竖杆，41支撑部件，51第一绳，52第二绳，61滑轮，62圆环。 
具体实施方式
如图1至图9所示，一种河流采沙取样装置，是根据对泥沙取样的要求，以及河道泥沙的特点研发的产品，更符合河道泥沙的取样测验。由以下各个部件组成。 
框架1，框架1是由杆件组成的便于在流体中放置的框架式结构，通过不锈钢窄板焊接而成，底板为日字形，要求框架在前后方向上较薄，这样水阻较小，同时具有一定的调整方向的作用，兼有导流的作用。整体为方形框架。在框架1的顶部设有吊装结构，该吊装结构是由带有若干调节孔12的两个杆件11组成的，整体呈类三角形结构，且两杆件与框架之间进行铰接连接，通过其上的调节孔12可以调节两杆件的组成形状，并可以用于固定吊装作业，适于投放作业，保证投放作业过程中整个装置处于平衡状态，防止倾覆。 
并在框架1上的后部两侧分别固定一个用于导流找正的导流桨叶13，桨叶为平行四边形结构，用于下方过程中整个装置的找正，即桨叶与水流走向相同。 
集沙容器2，采用不锈钢板焊接形成，由前中后三段组成，其中前端为一个截面为方形的通道，中段为一个前端小后端大的锥筒状通道，是沙子进行降速的场合，后段为截面积最大，且在后段的后侧设有一个盲腔，用于收集沉淀下来的沙子。这样沿前向后截面依次变大，且依次形成矩形腔21、截面逐渐变大的过渡腔22和位于出水口后方的集沙腔23，水流路径和集沙效果参照图9。固定时，集沙容器2水平固定设置在框架1中，具体地，通过集沙容器2顶部的三个侧耳24与框架上的两个侧耳24’通过连接螺栓进行连接。保证集沙容器2的进水口25位于集沙容器的前侧，并探出框架之外，出水口26位于集沙容器的后上侧，所述出水口的面积大于或等于进水口的面积。在进水口和出水口分别设有铰接的端盖（31,32），且在端盖和集沙容器之间分别设有使端盖（31,32）压合在进出水口上的预紧弹性元件—拉簧33，当然上述拉簧也可以使用弹性橡胶带来替换使用。 
在集沙容器2的两侧分别固定扣合一个U形长槽27，这样与集沙容器外壁之间形成一个矩形槽，在每个矩形槽中分别固定一个可上下滑动竖杆4，（容易理解的，将矩形槽固定在框架对应位置上，也可以形成竖杆的固定部，同样也是可以的。）在竖杆4的底部设有一网格状的支撑部件41，支撑部件采用不锈钢管焊接形成，将两侧的竖杆连接起来，形成一体。这样，当给支撑部件一个竖向力时，竖杆4可以进行上下方向的位移。 
一第一绳51中部穿过位于集沙容器上的滑轮61后两端分别系在竖杆的顶部和进水口端盖31的开启侧，这样端盖可以沿铰接点开启；为便于开启，将端盖的铰接点设计在进水口的上边沿，形成上开的样式，如图2所示。其中在设计滑轮安装位置时，应该保证竖杆上滑到顶部行程时，盖板处于完全打开位置。 
一第二绳52中部穿过位于集框架上的圆环62和位于集沙容器上的滑轮61后两端分别系在竖杆的顶点和出水口端盖32的开启侧；为便于开启后排水，将端盖的铰接点设计在出水口的前侧边沿，形成向前开的样式，如图2所示。其中在设计圆环安装位置时，应该保证竖杆上滑到顶部行程时，盖板处于完全打开位置。 
容易理解的，上述两绳的走向存在多种布局方式，只要是能够实现竖杆的滑动过程中，盖板能够完全打开即可，这些方案均属于本专利的保护范围。 
使用过程是这样的：在装置放入水中至落至河床底部之间的行程当中，进水口和出水口全部处于闭合状态，处于非工作状态，当下落至河底后，支撑部件41首先撞击河底，并在设备自身重力作用继续下沉，竖杆则相对向上滑动，通过绳索（51,52）打开集沙容器的进出水口的端盖，开始采样工作，在此过程中，水样经过集沙容器后会在内部形成一个放缓的过程，沙样得到迅速的沉淀，并最终积累在集沙腔23中，采样成功，非沉淀物水等则从后上侧的出水口排出，经过预定时间完成采样后，将整个装置提起，竖杆自动下滑，端盖则自动关闭，保持集沙容器中的沙样原样，完成采样工作，提出即可。 
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。 

Claims (10)

1. 一种河流采沙取样装置，其特征在于，包括
框架，所述框架是由杆件组成的便于在流体中放置的框架式结构，并在框架上设有导流桨叶；
集沙容器，一内腔自前向后截面依次变大的所述集沙容器水平固定设置在框架中，且所述集沙容器的进水口位于集沙容器的前侧，出水口位于集沙容器的后上侧，且在所述进水口和出水口分别设有铰接的端盖，并在所述端盖和集沙容器之间分别设有使端盖压合在进、出水口上的预紧弹性元件；
至少一竖杆可上下滑动的安装在所述集沙容器或/和框架上的滑槽内，且在所述竖杆的底部设有一水平杆状、板状或者网格状的支撑部件；
一第一绳中部穿过位于集沙容器或/和框架上的转向零件后两端分别固定在竖杆上和进水口端盖的开启侧；
一第二绳中部穿过位于集沙容器或/和框架上的转向零件后两端分别固定在竖杆上和出水口端盖的开启侧。
2.根据权利要求1所述的一种河流采沙取样装置，其特征在于，所述集沙容器容器内部空间自前向后依次为矩形腔、截面逐渐变大的过渡腔和位于出水口后方的集沙腔。
3.根据权利要求2所述的一种河流采沙取样装置，其特征在于，所述出水口的面积大于或等于进水口的面积。
4.根据权利要求1所述的一种河流采沙取样装置，其特征在于，所述导流桨叶设置在框架的后侧。
5.根据权利要求1所述的一种河流采沙取样装置，其特征在于，两绳索与所述竖杆的固定点皆位于竖杆的顶部。
6.根据权利要求1所述的一种河流采沙取样装置，其特征在于，所述框架的顶部设有吊装结构。
7.根据权利要求6所述的一种河流采沙取样装置，其特征在于，所述吊装结构是由带有若干调节孔的杆件组成的。
8.根据权利要求1所述的一种河流采沙取样装置，其特征在于，所述转向零件为圆环、滑轮、圆轴中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种河流采沙取样装置，其特征在于，所述竖杆为对称设置在集沙容器外壳侧面上的两个。
10.根据权利要求1所述的一种河流采沙取样装置，其特征在于，所述的预紧弹性元件为拉簧。
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