CN104865097A - 一种水体底泥采样器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水体底泥采样器，采样器支架上端设置有密封头，密封头下端设置有竖直布置的采样管，密封头上端设置有单向阀，单向阀与采样管相连通；采样器支架在与采样管下部位置相对应处设置有一控制开关，控制开关配置有一底塞，控制开关上方的采样器支架上设置有弹性绳支架，弹性绳支架向下延伸至采样管下端，弹性绳支架末端在采样管两侧分别设置有定位孔，弹性绳支架上在采样管两侧的位置分别设置弹性绳，弹性绳另一端穿过对应定位孔固定在底塞上，采样器支架下端凸出采样管末端一段距离。保证了采样管中的泥柱不会滑落，保证了采样管露出水面且压力失衡状态下泥柱仍可完整的存留在采样管内。

Description

一种水体底泥采样器

技术领域

本发明涉及一种水体底泥采样器。

背景技术

河流或湖泊的底泥是由粘土、粉砂、有机质或各类矿物质组成，经过长时间的物理、化学、生物作用和水体运输沉积于水体底部区域的泥状物，是水体污染物的主要蓄积库和二次释放源，可以反映水体的污染现状和污染史，为研究水体污染物在底泥中的积累、分布、转化、迁移规律及其对水环境的影响，采集不同深度底泥样品进行分析研究对水环境监测具有重要的科学价值和现实意义。

底泥采样器是水环境监测的重要工具，目前，国内外的主要底泥采样器主要有重力式柱状采样器、活塞式采样器和抓斗式采样器。重力式柱状采样器适用于水深5m以内，采样管一般长1m，主要部件包括切割头、有机玻璃采样管、延长杆、击打手柄、提升装置等，该种采样器简单轻便、简单易用，但仍存在采样时易造成干扰波动、对环境适应能力较差等缺点。活塞式采样器由T型手柄、采样器、采样管、切割头、活塞、扩展连接杆等连接组成，该采样器虽然采样简单快捷，能保持底泥的原有性状，但存在携带使用不方便、采样深度有很大局限性等缺点。抓斗式采样器结构简单、操作方便，但存在采样过程对底泥自然层次产生严重干扰、密封性差,易造成样品流失等缺点。

一般底泥采样器上均需要外界电源，以完成相应操作，但是在野外进行采集样本时，经常遇到难以找到电源的情况，无法使用底泥采样器。而如果配置外界电源，则需要携带沉重的蓄电池，增加采集人员的负担，并且现有技术中的泥地采样器存在结构复杂、元器件众多、造价昂贵、容易损坏、维护成本较高等缺点。因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提供的一种水体底泥采样器，简化采样器结构，降低采样器制造成本，实现不同水深条件下底泥的采样工作。

为解决上述技术问题，本发明技术方案包括：

一种水体底泥采样器，其包括采样器支架，其中，采样器支架上设置有采样管固定支架，采样管固定在采样管固定支架，采样管上端设置有密封头，采样管与密封头能拆分，密封头上端设置有单向阀，单向阀与采样管相连通；采样器支架在与采样管下部位置相对应处设置有一控制开关，控制开关配置有一底塞，控制开关上方的采样器支架上设置有弹性绳支架，弹性绳支架向下延伸至采样管下端的采集口处，弹性绳支架末端在采样管两侧分别设置有定位孔，定位孔与采样管的采集口下边沿位置相对应，弹性绳支架上在采样管两侧的位置分别设置弹性绳，弹性绳另一端穿过对应定位孔固定在底塞上，采样器支架下端凸出采样管末端一段距离，采样器支架下端的凸出用于防护采样管，减少采样过程中因遇到坚硬砖石导致采样管损坏；采样管采集水体底泥时，底塞位于控制开关的初始位置；采样管采集完毕水体底泥，向上移动露出水体底泥时，控制开关松开底塞，底塞在弹性绳的弹力作用下，沿采样管外壁向下滑动，到达采样管的采集口处时，底塞卡入采样管的采集口内，封堵采样管的采集口。

所述的水体底泥采样器，其中，上述采样器支架上端设置有承重绳，控制开关上设置有控制绳。

所述的水体底泥采样器，其中，上述采样器支架下端外侧设置有用于调控配重质量以适应不同取样水深条件的配重体。

所述的水体底泥采样器，其中，底塞在原始状态投影到采样管外壁上的位置到采样管之采集口的距离为采样管长度的三分之一到二分之一。

所述的水体底泥采样器，其中，上述密封头内设置有两层密封圈，用于密封密封头与采样管的接触部位。

所述的水体底泥采样器，其中，上述定位孔的开孔方向与弹性绳支架所在的平面相垂直。

所述的水体底泥采样器，其中，上述弹性绳支架包括位于采样管两侧的横杆，采样管的每一侧布置有两个横杆，横杆均连接在采样器支架上，两个横杆上设置有竖直杆，竖直杆与采样管的中轴线相平行，横杆与竖直杆位于同一平面内。

所述的水体底泥采样器，其中，上述控制开关为L形弹簧开关，L形弹簧开关的前端卡入底塞的套环内，L形弹簧开关的前端卡顶在采样管的外壁上。

所述的水体底泥采样器，其中，上述控制开关为能转动的挂钩，底塞的套环挂置在挂钩上，随挂钩转动，底塞的套环从挂钩上脱落。

本发明提供的一种水体底泥采样器，通过密封头使单向阀与采样管相连通，单向阀在采样器支架下沉过程中由于水力冲击保持开启状态，采样完成后上提采样器支架时因泥的密封和水压作用使单向阀呈闭合密封状态，保证了采样管中的泥柱不会滑落，减少了采样器对底泥的扰动，保持底泥原始状态，从采样源头保证沉积物样品信息的准确性和全面性；本发明通过底塞对采样管的底部进行封堵，对泥柱起承托作用，保证了采样管露出水面且压力失衡状态下泥柱仍可完整的存留在采样管内，提高了采样操作的效率和便捷性。在采样器支架外侧设有可调式配重，通过调节配重金属块的数量调节配重的总质量，来适应不同采样的水深条件，扩大了底泥采样的深度范围。

附图说明

图1为本发明中水体底泥采样器的结构示意图；

图2为本发明中弹性绳支架一侧的结构示意图；

图3为本发明中挂钩的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种水体底泥采样器，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种水体底泥采样器，如图1所示的，其包括采样器支架1，采样器支架1可以采用角铁焊接而成，形成笼状，也可以采用不锈钢等金属制成筒状，其具体制式可以根据需要进行合理的布局。密封头2可以采用如下方式，采样器支架1上端设置有密封头2，密封头2与采样器支架1固定连接，密封头2下端设置有竖直布置的采样管3，采样管3可以采用亚克力玻璃等材料制成。密封头2上端设置有单向阀4，单向阀4与采样管3相连通，采用密封头2与采样器支架1固定连接的方式仍然能实现本发明目的，但是在采样完毕之后，在重力与水压的作用下使采样管3与密封头2更加紧密的连接在一起，导致取出采样管3的过程中非常复杂，容易造成采样管3的破损。

因此，可以采用采样器支架1上设置有采样管固定支架14，采样管3固定在采样管固定支架14，采样管3上端设置有密封头2，采样管3与密封头2能拆分，密封头2不与采样器支架1相连接，密封头2上端设置有单向阀4，单向阀4与采样管3相连通。而采样管固定支架14可以采用丝杠与固定箍的方式将采样管3与采样器支架1连接在一起，显然的，可以采用多个丝杠与固定箍的方式来进一步的使采样管3与采样器支架1更牢固的连接在一起，采样管3与密封头2也可以采用固定箍的方式，既能将采样管3固定在采样器支架1上，又能在采样管3采集底泥完毕后，将采集管3与密封头2同时取下，然后再将采集管3与密封头2拆分开来，使采样管3的安装与拆分不会受到损坏，方便了采集人员操作。

采样器支架1在与采样管3下部位置相对应处设置有一控制开关5，控制开关5配置有一底塞6，底塞6可以采用球形塞、梯形塞、圆台形塞等技术方式，底塞6可以挂置在控制开关5上，也可以通过控制开关5将底塞6卡顶在采样管3的外壁上，或采用其他方式，其以控制底塞6能够静止在采样管3的对应位置，而在使用时能将底塞3释放为目的，至于采用哪种具体的方式，可以根据野外采集现场的条件进行选择。控制开关5上方的采样器支架1上设置有弹性绳支架7，弹性绳支架7向下延伸至采样管3下端的采集口处，弹性绳支架7末端在采样管3两侧分别设置有定位孔8，定位孔8与采样管3的采集口下边沿位置相对应，也可以理解为定位孔8与采样管3的采集口下边沿位置相平齐。弹性绳支架7上在采样管3两侧的位置分别设置弹性绳9，弹性绳9另一端穿过对应定位孔8固定在底塞6上，这样可以使底塞6从控制开关5上脱落时，沿采样管3外壁滑动，而到达弹性绳支架7末端时，在弹性绳9的作用下，必然的向采样管3的采集口内填塞。采样器支架1下端凸出采样管3末端一段距离，采样器支架1下端的凸出用于防护采样管，，从而避免了水体底泥的石块对采样管3进行破坏，避免了采样过程中触及砖石等硬物时损毁采样管3；采样管3采集水体底泥时，底塞6位于控制开关5的初始位置，比如控制开关5采用L形弹簧开关的形式，则将底塞6的套环12挂置在L形弹簧开关前端突出的销子上，或者L形弹簧开关直接将底塞6卡顶在采集管3的外壁上。而采样管3采集完毕水体底泥，向上移动脱离水体底泥时，底塞6从控制开关5上脱落，底塞6在弹性绳的弹力作用下，沿采样管3外壁向下滑动，到达采样管3的采集口处时，底塞6卡入采样管3的采集口内，封堵采样管3的采集口，对泥柱起承托作用，保证了采样管3露出水面且压力失衡状态下泥柱仍可完整的存留在采样管3内，提高了采样操作的效率和便捷性。本发明采用的技术手段为纯机械技术手段，不需要外界的电源就能够实现底泥的采样，并且具有结构简单、携带方便造价低廉、运行稳定等优点。

在本发明的另一较佳实施例中，上述采样器支架1上端设置有承重绳10，通过承重绳10来放下采样器支架1或者提起采样器支架1，当然承重绳10可以采用控制杆、液压杆等技术方式来实现。控制开关5上设置有控制绳11，用来使控制开关5上的底塞6脱落，当然还可以采用控制杆或者电磁控制元件来代替控制绳11，来控制控制开关5的运行状态。

如图1所示的，上述控制开关5可以采用为L形弹簧开关，L形弹簧开关的前端卡入底塞6的套环12内，L形弹簧开关的前端卡顶在采样管3的外壁上，当L形弹簧开关的支柱回缩时，套环12从支柱上脱落，进而实现了底塞6从控制开关5上脱落的目的。又或者上述控制开关5为能转动的挂钩，如图3所示的，其采用简单易行的方式为：在采样器支架1的连杆22上设置滚珠轴承，滚珠轴承内设置有能转动的转轴17，挂钩18通过挂钩定位环19连接在该转轴17上，挂钩定位环19用于确定挂钩18的原始位置，挂钩18上设置有一拉环柄20，拉环柄20的另一端设置有一控制绳拉环21，以转轴17为支点，拉环柄20力臂是挂钩18力臂的三到五倍，在原始状态底塞6的套环12挂置在挂钩上，控制绳拉环21与控制绳11相连接，控制绳11控制转轴17转动，进而使挂钩18向上转动，从而使底塞6的套环12从挂钩上脱落，实现了底塞6从控制开关5上脱落的目的。当然为了实现了底塞6从控制开关5上脱落的目的，控制开关5也可以采用其他技术形式，在此不再逐一详述。

更进一步的，上述采样器支架1下端外侧设置配重体13，配重体13采用可调节重量的方式，来适应不同采样的水深条件，扩大了底泥采样的深度范围。

而且上述弹性绳支架7上方的采样器支架1上设置有采样管固定支架14，采样管3穿过该采样管固定支架14，可以通过采样管固定支架14进一步地固定采样管3。

在本发明的另一较佳实施例中，底塞6在原始状态投影到采样管3外壁上的位置到采样管3之采集口的距离为采样管3长度的三分之一到二分之一，该位置的距离过大，则容易使底塞6滑动行程过长，无法精准的堵塞到采样管3的采集口内，而该位置的距离过小，底塞6给采样器支架1插入底泥的过程带来非常大的阻力，则无法实现采样管3的正常采样。而且上述密封头2内设置有两层密封圈，用于密封密封头2与采样管3的接触部位，完全密封采样管3上部。

在本发明的另一较佳实施例中，上述定位孔8的开孔方向与弹性绳支架7所在的平面相垂直，从图1与图2的方向看，即定位孔8的开孔方向与纸面垂直，从而使弹性绳9顺着底塞6的滑落轨迹布置，大幅度减小了定位孔8与弹性绳9之间的摩擦力，提高了弹性绳9的使用寿命。

关于弹性绳支架7的具体方式，在此仅仅列举一例进行说明，如图2所示的，上述弹性绳支架7包括位于采样管3两侧的横杆15，采样管3的每一侧布置有两个横杆15，横杆15均连接在采样器支架1上，两个横杆15上设置有竖直杆16，竖直杆16与采样管3的中轴线相平行，横杆15与竖直杆16位于同一平面内，而定位孔8位于对应竖直杆16的下端，竖直杆16可以采用能伸缩的液压杆，也可以采用通过螺母连接的多段连接杆等技术方式，用于根据采样管3的长度调整定位孔8与采样管3的采集口下边沿位置相对应。当然为了实现弹性绳9与底塞6更好配合的目的，也可以采用其他技术形式，在此不再一一列举。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (9)

1.一种水体底泥采样器，其包括采样器支架，其特征在于，采样器支架上设置有采样管固定支架，采样管固定在采样管固定支架，采样管上端设置有密封头，采样管与密封头能拆分，密封头上端设置有单向阀，单向阀与采样管相连通；采样器支架在与采样管下部位置相对应处设置有一控制开关，控制开关配置有一底塞，控制开关上方的采样器支架上设置有弹性绳支架，弹性绳支架向下延伸至采样管下端的采集口处，弹性绳支架末端在采样管两侧分别设置有定位孔，定位孔与采样管的采集口下边沿位置相对应，弹性绳支架上在采样管两侧的位置分别设置弹性绳，弹性绳另一端穿过对应定位孔固定在底塞上，采样器支架下端凸出采样管末端一段距离，采样器支架下端的凸出用于防护采样管；采样管采集水体底泥时，底塞位于控制开关的初始位置；采样管采集完毕水体底泥，向上移动露出水体底泥时，控制开关松开底塞，底塞在弹性绳的弹力作用下，沿采样管外壁向下滑动，到达采样管的采集口处时，底塞卡入采样管的采集口内，封堵采样管的采集口。

2.根据权利要求1所述的水体底泥采样器，其特征在于，上述采样器支架上端设置有承重绳，控制开关上设置有控制绳。

3.根据权利要求1所述的水体底泥采样器，其特征在于，上述采样器支架下端外侧设置有用于调控配重质量以适应不同取样水深条件的配重体。

4.根据权利要求1所述的水体底泥采样器，其特征在于，底塞在原始状态投影到采样管外壁上的位置到采样管之采集口的距离为采样管长度的三分之一到二分之一。

5.根据权利要求1所述的水体底泥采样器，其特征在于，上述密封头内设置有两层密封圈，用于密封密封头与采样管的接触部位。

6.根据权利要求1所述的水体底泥采样器，其特征在于，上述定位孔的开孔方向与弹性绳支架所在的平面相垂直。

7.根据权利要求6所述的水体底泥采样器，其特征在于，上述弹性绳支架包括位于采样管两侧的横杆，采样管的每一侧布置有两个横杆，横杆均连接在采样器支架上，两个横杆上设置有竖直杆，竖直杆与采样管的中轴线相平行，横杆与竖直杆位于同一平面内。

8.根据权利要求2所述的水体底泥采样器，其特征在于，上述控制开关为L形弹簧开关，L形弹簧开关的前端卡入底塞的套环内，L形弹簧开关的前端卡顶在采样管的外壁上。

9.根据权利要求2所述的水体底泥采样器，其特征在于，上述控制开关为能转动的挂钩，底塞的套环挂置在挂钩上，随挂钩转动，底塞的套环从挂钩上脱落。