CN105699123B - 一种抗干扰重锤机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗干扰重锤机构，旨在提供一种可以有效解决因重锤触底时会激起泥浆水，而影响所采集水样的质量的问题的抗干扰重锤机构。它包括主支撑杆，设置在主支撑杆上的触发扩展式缓冲伞，触发装置及主配重，且主配重位于触发扩展式缓冲伞下方，所述主支撑杆内设有贯穿主支撑杆两端面的纵向轴孔；所述触发扩展式缓冲伞包括可滑动的套设在主支撑杆上的滑套，若干绕主支撑杆周向均布的主伞骨，若干与主伞骨一一对应的副伞骨及设置在主伞骨上的伞面；所述主伞骨的上端铰接在主支撑杆的上部，所述副伞骨一端铰接在滑套上，另一端铰接在对应的主伞骨中部，所述主支撑杆外侧面上并位于滑套上方设有外限位挡块。

Description

一种抗干扰重锤机构

技术领域

本发明涉及一种应用于水样采水器上的重锤装置，具体涉及一种应用于水样采水器上的抗干扰重锤机构。

背景技术

在大量的科学研究与海洋环境监测工作中，通常都需采集一定数量（根据项目需求而定）的底层海水用于底层水质（包括PH值、溶解氧、磷酸盐、无机氮、重金属等）或浮游生物（包括浮游动物与浮游植物）等的分析。底层海水一般是指距海底2米（也有采距海底0.5米的）深度的海水（GB17378.3-2007《海洋监测规范 第3部分:样品采集、贮存与运输》中规定对河口及港湾海域最好取离海底2米的水层，深海或大风浪时可酌情增大离底层的距离）。

目前的底层海水采集通常使用桶式采水器，具体使用时在桶式采水器的上端系一根牵引绳，下端悬挂一个重锤，重锤的重量应保证桶式采水器在水中有一定的沉降速度，且其自身能最终触及海底。目前的采集底层海水常用以下方法：在牵引绳足够长的情况下，先从船上将重锤、采水器等依次放入水中，然后让牵引绳在重锤与采水器的重力作用下放出直至重锤触底为止（一般通过牵引绳在水面部分是否完全松弛来判断）；然后通过牵引绳将采水器提起。以上方法存在以下不足：在海底为软质泥的情况下，当重锤快速触底时会激起泥浆水，从而影响所采集水样的质量。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可以有效解决因重锤触底时会激起泥浆水，而影响所采集水样质量的问题的抗干扰重锤机构。

本发明的技术方案是：

一种抗干扰重锤机构，包括主支撑杆，设置在主支撑杆上的触发扩展式缓冲伞，触发装置及主配重，且主配重位于触发扩展式缓冲伞下方，所述主支撑杆内设有贯穿主支撑杆两端面的纵向轴孔；所述触发扩展式缓冲伞包括可滑动的套设在主支撑杆上的滑动套管，若干绕主支撑杆周向均布的主伞骨，若干与主伞骨一一对应的副伞骨及设置在主伞骨上的伞面；所述主伞骨的上端铰接在主支撑杆的上部，所述副伞骨一端铰接在滑动套管上，另一端铰接在对应的主伞骨中部，所述主支撑杆外侧面上并位于滑动套管上方设有外限位挡块；所述触发装置包括触发配重，设置在主支撑杆的外侧面下部并与纵向轴孔相连通的径向导向孔，可滑动设置在横向导向孔内的径向挡杆，设置在纵向轴孔内侧面上并位于径向导向孔下方的内限位挡块，可滑动设置在纵向轴孔内并位于内限位挡块上方的触发杆，设置在纵向轴孔内并位于触发杆上方的连接件及设置在纵向轴孔内并位于触发杆与连接件之间的拉簧；所述触发配重通过引信绳与触发杆的下端相连接；所述径向导向孔位于副伞骨的下方，径向导向孔沿纵向轴孔的径向延伸，靠近主支撑杆外侧面的径向导向孔的内侧面上设有外环形限位凸块，靠近纵向轴孔中心的径向挡杆外侧面上设有内环形限位凸块，所述径向挡杆上并位于内、外环形限位凸块之间套设有第一预紧压缩弹簧；所述滑动套管上设有与径向导向孔相对应的套管限位孔，所述套管限位孔位于副伞骨的下方，且套管限位孔贯穿滑动套管的内外侧面。本方法的抗干扰重锤机构可以有效解决因重锤触底时会激起泥浆水，而影响所采集水样的质量的问题。

作为优选，主支撑杆上设有横截面自下而上逐渐增大的锥形导流罩，所述锥形导流罩位于触发扩展式缓冲伞与主配重之间，锥形导流罩与主支撑杆同轴，锥形导流罩的下端固定在主支撑杆上，锥形导流罩的上端开口。

作为优选，主支撑杆外侧面上并位于径向导向孔的下方设有外环形挡块，所述滑动套管位于外环形挡块的上方，所述主支撑杆上并位于外环形挡块与滑动套管之间设有第二预紧压缩弹簧。

作为优选，主配重外侧面上设有若干往主支撑杆外侧斜向下延伸的支撑脚，且各支撑脚绕主支撑杆周向均布。

作为优选，主支撑杆的上端设有连接环。

作为优选，触发装置还包括拉线，该拉线的一端与径向挡杆的外端相连接。

作为优选，主配重呈圆柱状，且主配重的下端面与主支撑杆的下端面位于同一平面内。

作为优选，触发配重呈球形。

本发明的有益效果是：可以有效解决因重锤触底时会激起泥浆水，而影响所采集水样质量的问题。

附图说明

图1是本发明的抗干扰重锤机构的一种结构示意图。

图2是图1中A处的局部放大图。

图3是图2中B处的局部放大图。

图4是本发明的抗干扰重锤机构在实际应用过程中的一种结构示意图。

图中：抗干扰重锤机构1、主支撑杆11、主配重12、引信绳13、触发配重14、滑动套管15、副伞骨16、外限位挡块17、主伞骨18、锥形导流罩19、第二预紧压缩弹簧110、外环形挡块111、支撑脚112、拉簧113、触发杆114、内限位挡块115、径向挡杆116、拉线117、套管限位孔118、外环形限位凸块119、第一预紧压缩弹簧120、内环形限位凸块121，牵引绳2，浮力装置3，采水器4，连接绳5。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，一种抗干扰重锤机构,该抗干扰重锤机构1包括主支撑杆11，设置在主支撑杆上的触发扩展式缓冲伞，触发装置及主配重12。主配重位于触发扩展式缓冲伞下方。主配重呈圆柱状，且主配重的下端面与主支撑杆的下端面位于同一平面内。主配重外侧面上设有若干往主支撑杆外侧斜向下延伸的支撑脚112，且各支撑脚绕主支撑杆周向均布。主支撑杆内设有贯穿主支撑杆两端面的纵向轴孔。纵向轴孔与主支撑杆同轴设置。主支撑杆的上端设有连接环。

主支撑杆上设有横截面自下而上逐渐增大的锥形导流罩19。锥形导流罩位于触发扩展式缓冲伞与主配重之间。锥形导流罩与主支撑杆同轴。锥形导流罩的下端封闭，且锥形导流罩的下端固定在主支撑杆上。锥形导流罩的上端开口。

触发扩展式缓冲伞包括可滑动的套设在主支撑杆上的滑动套管15，若干绕主支撑杆周向均布的主伞骨18，若干与主伞骨一一对应的副伞骨16及设置在主伞骨上的伞面。本实施例中主支撑杆的长度为0.5米。伞面位于主伞骨上方，且各主伞骨与伞面相连接。主伞骨的上端铰接在主支撑杆的上部。副伞骨一端铰接在滑动套管上，另一端铰接在对应的主伞骨中部；即副伞骨上端铰接在滑动套管上，下端铰接在对应的主伞骨中部。主支撑杆外侧面上并位于滑动套管上方设有外限位挡块17，并且当滑动套管的上端抵靠在外限位挡块上时，触发扩展式缓冲伞处于打开状态（即副伞骨及主伞骨将伞面撑开）。

如图1、图2、图3所示，触发装置包括触发配重14，拉线117，设置在主支撑杆的外侧面下部并与纵向轴孔相连通的径向导向孔，可滑动设置在横向导向孔内的径向挡杆116，设置在纵向轴孔内侧面上并位于径向导向孔下方的内限位挡块115，可滑动设置在纵向轴孔内并位于内限位挡块上方的触发杆114，设置在纵向轴孔内并位于触发杆上方的连接件及设置在纵向轴孔内并位于触发杆与连接件之间的拉簧113。拉簧的上端与连接件相连接，拉簧的下端与触发杆上端相连接。拉线的一端与径向挡杆的外端相连接。

径向导向孔位于副伞骨的下方。径向导向孔沿纵向轴孔的径向延伸。靠近主支撑杆外侧面的径向导向孔的内侧面上设有外环形限位凸块119。靠近纵向轴孔中心的径向挡杆外侧面上设有内环形限位凸块121。径向挡杆上并位于内、外环形限位凸块之间套设有第一预紧压缩弹簧120。滑动套管上设有与径向导向孔相对应的套管限位孔118。套管限位孔位于副伞骨的下方，且套管限位孔贯穿滑动套管的内外侧面。

主支撑杆外侧面上并位于径向导向孔的下方设有外环形挡块111。滑动套管位于外环形挡块的上方。外环形挡块位于锥形导流罩的下端的上方。主支撑杆上并位于外环形挡块与滑动套管之间设有第二预紧压缩弹簧110。

触发配重呈球形。触发配重位于主支撑杆下方。触发配重的体积小于主配重的体积的1/10。触发配重通过引信绳13与触发杆的下端相连接。引信绳的下端与触发配重相连接，引信绳的上端由纵向轴孔的下端口伸入纵向轴孔内并与触发杆的下端相连接。

如图1、图2所示，当主支撑杆处于竖直状态，且径向导向孔与套管限位孔位于同一高度时，触发扩展式缓冲伞处于收缩状态，即伞面收缩。

如图1、图3所示，当主支撑杆处于竖直状态，且触发配重通过引信绳竖直悬挂在触发杆下方时：在触发配重的重力作用下，触发杆将往下移动并抵靠在内限位挡块上。

如图3所示，当触发杆的下端位于径向导向孔下方，且径向挡杆的内端抵靠在触发杆外侧面上时，径向挡杆的外端位于套管限位孔内。

本实施例的抗干扰重锤机构的具体应用过程如下：

如图4所示，主支撑杆的上端通过连接绳5与采水器4的下端相连接。采水器的上端连接牵引绳2。牵引绳上设有浮力装置3。采水器为现有技术。浮力装置的浮力大于采水器及浮力装置的重力之和，并小于采水器、浮力装置及抗干扰重锤机构的重力之和。

具体水样采集过程如下：

第一，如图4所示，通过牵引绳将采水器及抗干扰重锤机构吊起，并使主支撑杆处于竖直状态；

接着，将滑动套管下移，并使径向导向孔与套管限位孔位于同一高度，从而使触发扩展式缓冲伞收缩；

再接着，通过拉线将径向挡杆拉出，并使径向挡杆外端位于套管限位孔内（由于径向导向孔及套管限位孔位于副伞骨的下方，这样可以方便操作者通过拉线将径向挡杆拉出）；同时使触发杆在触发配重的重力作用下，往下移动并抵靠在内限位挡块上；最后，释放拉线。此时，如图1、图3所示，径向挡杆外端位于套管限位孔内，防止滑动套管上移，从而防止触发扩展式缓冲伞打开。

第二，通过牵引绳将抗干扰重锤机构放入水中，然后让牵引绳在重锤装置的重力作用下放出；在这个过程中，触发配重将最先接触海底；当触发配重抵靠在海底后，在拉簧的作用下触发杆上移。当触发杆位于径向挡杆上方时，在第一预紧压缩弹簧的作用下径向挡杆将往内移动至径向导向孔内；此时，在第二预紧压缩弹簧的作用下，伞面将张开，直至滑动套管的上端抵靠在外限位挡块上为止，触发扩展式缓冲伞处于打开状态。

当触发扩展式缓冲伞处于打开后，抗干扰重锤机构的下沉降速度急剧降低，同时在浮力装置的作用下采水器的下沉降速度也将逐渐降低，因而可以有效降低抗干扰重锤机构撞击海底的冲击力，使抗干扰重锤机构平缓的与海底接触；从而可有效解决因重锤触底时会激起泥浆水，而影响所采集水样质量的问题。

第三，当抗干扰重锤机构下沉到海底后，通过支撑脚进行支撑，可以进一步避免抗干扰重锤机构对海底的搅动；同时在浮力装置的作用下采水器将悬浮在海底上方，因而可以通过连接绳的长度来大致确定采水器的位置；进而能保证所采集的海水为设定深度的底层海水。

第四，在完成水样采集后，通过牵引绳将采水器及抗干扰重锤机构提起。

Claims (8)

1.一种抗干扰重锤机构，其特征是，包括主支撑杆，设置在主支撑杆上的触发扩展式缓冲伞，触发装置及主配重，且主配重位于触发扩展式缓冲伞下方，所述主支撑杆内设有贯穿主支撑杆两端面的纵向轴孔；

所述触发扩展式缓冲伞包括可滑动的套设在主支撑杆上的滑动套管，若干绕主支撑杆周向均布的主伞骨，若干与主伞骨一一对应的副伞骨及设置在主伞骨上的伞面；所述主伞骨的上端铰接在主支撑杆的上部，所述副伞骨一端铰接在滑动套管上，另一端铰接在对应的主伞骨中部，所述主支撑杆外侧面上并位于滑动套管上方设有外限位挡块；

所述触发装置包括触发配重，设置在主支撑杆的外侧面下部并与纵向轴孔相连通的径向导向孔，可滑动设置在径向导向孔内的径向挡杆，设置在纵向轴孔内侧面上并位于径向导向孔下方的内限位挡块，可滑动设置在纵向轴孔内并位于内限位挡块上方的触发杆，设置在纵向轴孔内并位于触发杆上方的连接件及设置在纵向轴孔内并位于触发杆与连接件之间的拉簧；所述触发配重通过引信绳与触发杆的下端相连接；

所述径向导向孔位于副伞骨的下方，径向导向孔沿纵向轴孔的径向延伸，靠近主支撑杆外侧面的径向导向孔的内侧面上设有外环形限位凸块，靠近纵向轴孔中心的径向挡杆外侧面上设有内环形限位凸块，所述径向挡杆上并位于内、外环形限位凸块之间套设有第一预紧压缩弹簧；

所述滑动套管上设有与径向导向孔相对应的套管限位孔，所述套管限位孔位于副伞骨的下方，且套管限位孔贯穿滑动套管的内外侧面。

2.根据权利要求1所述的一种抗干扰重锤机构，其特征是，所述主支撑杆上设有横截面自下而上逐渐增大的锥形导流罩，所述锥形导流罩位于触发扩展式缓冲伞与主配重之间，锥形导流罩与主支撑杆同轴，锥形导流罩的下端固定在主支撑杆上，锥形导流罩的上端开口。

3.根据权利要求1所述的一种抗干扰重锤机构，其特征是，所述主支撑杆外侧面上并位于径向导向孔的下方设有外环形挡块，所述滑动套管位于外环形挡块的上方，所述主支撑杆上并位于外环形挡块与滑动套管之间设有第二预紧压缩弹簧。

4.根据权利要求1所述的一种抗干扰重锤机构，其特征是，所述主配重外侧面上设有若干往主支撑杆外侧斜向下延伸的支撑脚，且各支撑脚绕主支撑杆周向均布。

5.根据权利要求1所述的一种抗干扰重锤机构，其特征是，所述主支撑杆的上端设有连接环。

6.根据权利要求1所述的一种抗干扰重锤机构，其特征是，所述触发装置还包括拉线，该拉线的一端与径向挡杆的外端相连接。

7.根据权利要求1所述的一种抗干扰重锤机构，其特征是，所述主配重呈圆柱状，且主配重的下端面与主支撑杆的下端面位于同一平面内。

8.根据权利要求1所述的一种抗干扰重锤机构，其特征是，所述触发配重呈球形。