CN107796660B - 一种无扰动分层底泥取样器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无扰动分层底泥取样器，包括手提机构、取样机构和封口机构，取样机构包括外筒、内筒和内筒盖，内筒嵌套于外筒内，内筒分为多个内筒段，多个内筒段顺序排列且相邻的内筒段的端面贴合，内筒盖固定于所述外筒的顶端。取样作业中，底泥进入内筒形成泥柱后，整体取出无扰动分层底泥取样器，然后取出内筒。根据取样深度的技术要求，取出相应位置的内筒段，取出内筒段内的泥柱，取出泥柱时，泥柱受到的活塞推力和管壁摩擦力小，从而泥柱的变形量小，不发生底泥的扰动，而且多个内筒段使得底泥的分层过程简单，所得到的泥柱样品能准确反映底泥的实际情况。
Description
技术领域
本发明涉及底泥取样设备技术领域，具体涉及一种无扰动分层底泥取样器。
背景技术
湖泊、河流、池塘及浅海等水体的水下底泥监测及污染物含量分析是水体环境调查和科学研究的重要组成部分。然而对底泥的分层采集一直是个难题：一方面，水上条件复杂，从水面上很难直接接触到底泥，难以创造近距离直接取样的环境；另一方面，底泥本身为流体塑性结构，极易被扰动。
目前，国内外底泥取样器主要有抓斗式取样器和柱状取样器两类。抓斗式取样器结构简单、操作方便，但其只能采集底泥表层深度20cm左右的样品，而且存在底泥样品扰动大、样品易流失及破坏等问题，通常只用于表层底泥的取样作业。柱状取样器常用于淤泥质及半硬底质底泥中采集，其通过垂直插入底泥中的柱状透明采样管获取柱状样品，所取得的柱状样品可清晰的反应剖面的外观特征。现有的柱状取样器的柱状透明采样管为整体单段式结构，采样长度多为60cm-100cm，少数取样长度能增加到150cm。采集的底泥样品从采样管中取出时，需用活塞推出，根据活塞推行距离和采样管口段样品进行分层。由于底泥含水量较高及其流体塑性的原因，采集的底泥样品在活塞推力及采样管管壁摩擦力的作用下，会被压实并产生严重扰动。据野外试验表明，100cm长的柱状样品在推出过程中缩短5-11cm不等，缩短的长度与底泥的硬度相关，可见现有的柱状取样器在进行分层过程中，底泥产生严重扰动，取得的分层样品难以反映实际深度的底泥污染物含量。
综上所述，目前常用的抓斗式取样器和柱状取样器均存在不能实现在无扰动的情况下对不同深度的底泥进行分层取样的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无扰动分层底泥取样器，用以解决现有底泥取样器不能无扰动分层取样的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种无扰动分层底泥取样器，其包括手提机构、取样机构和封口机构，所述手提机构的下端固定于所述取样机构的上端，所述封口机构设置于所述取样机构的下端侧部，其特征在于：所述取样机构包括外筒、内筒和内筒盖，所述内筒嵌套于所述外筒的内侧，所述内筒包括多个内筒段，多个所述内筒段顺序排列且相邻所述内筒段的端面贴合，所述内筒盖固定于所述外筒的顶端。
其中，所述取样机构还包括定位片，所述定位片设置于所述外筒的顶端，用于对所述外筒和所述内筒盖定位。
其中，所述取样机构还包括滤水孔，所述滤水孔设置于所述内筒盖。
其中，所述外筒为不锈钢管或镀锌管，所述内筒为透明塑料管。
优选地，所述外筒为分瓣式外筒，所述分瓣式外筒包括第一外筒体、第二外筒体、固定槽和环形卡箍，所述第一外筒体和所述第二外筒体毕合后形成所述分瓣式外筒，所述第一外筒体和所述第二外筒体的外表面设有固定槽，且所述第一外筒体和所述第二外筒体闭合后，所述固定槽形成完整的环形，所述环形卡箍设置于所述固定槽内。
优选地，所述分瓣式外筒的内壁设有一个或多个用于定位的环形凸起，所述内筒还包括与所述环形凸起配合的环形槽，所述环形槽设置于所述内筒段外表面的中部。
其中，所述所述手提机构包括手提管、第一手提杆、第二手提杆和曲柄连杆机构；其中，
所述手提管为中空管；
所述第一手提杆为中空管，所述第一手提杆嵌套于所述手提管的内侧，所述第一手提杆的长度大于所述手提管的长度，所述第一手提杆与所述手提管沿所述手提管轴向的相对位置可调，所述第一手提杆的顶端内部设有内螺纹；
所述第二手提杆贯穿于所述第一手提杆，所述第二手提杆的长度大于所述第一手提杆的长度，所述第二手提杆的上部设有与所述内螺纹配合的外螺纹且所述外螺纹的长度大于所述内螺纹的长度，所述第二手提杆上端设有用于旋转所述第二手提杆的圆环，所述第二手提杆下端抵压所述内筒盖；
所述曲柄连杆机构设有多个，其包括曲柄、连杆和连杆固定块，所述曲柄一端铰接于所述第一手提杆的下端，所述曲柄的另一端设有锁紧头，所述连杆一端铰接于所述曲柄的中部，所述连杆的另一端与所述连杆固定块铰接，所述连杆固定块设置于所述手提管。
优选地，所述取样机构还包括与所述锁紧头的尺寸相配合的锁紧槽，所述锁紧槽设置于所述外筒的外表面。
其中，所述封口机构包括复位弹簧、封口片和拉绳，所述复位弹簧的一端固定于所述外筒，所述所述复位弹簧的另一端与所述封口片的一端相连，所述封口片的另一端与所述拉绳连接。
其中，所述封口机构还包括拉绳限位环，所述拉绳限位环设置于所述手提管的外表面，所述拉绳穿过所述拉绳限位环且所述拉绳的穿出端设有绳结。
本发明具有如下优点：
本发明提供的无扰动分层底泥取样器，取样机构包括外筒、内筒和内筒盖，内筒嵌套于外筒的内侧，内筒分为多个内筒段，多个内筒段顺序排列且相邻的内筒段的端面贴合，内筒盖固定于所述外筒的顶端。取样作业中，底泥进入内筒形成泥柱后，整体取出无扰动分层底泥取样器，然后取出内筒。根据取样深度的技术要求，取出相应位置的内筒段，取出内筒段内的泥柱，用环刀切取泥柱样品。由于内筒段的长度远小于现有柱状取样器采样管的长度，所以通过活塞推出泥柱时，泥柱受到的活塞推力和管壁摩擦力小，从而泥柱的变形量小，不发生底泥的扰动，而且多个内筒段使得底泥的分层过程简单，所得到的泥柱样品能准确反映底泥的实际情况。
附图说明
图1是本发明实施例提供的无扰动分层底泥取样器的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的无扰动分层底泥取样器的取样机构的结构示意图。
图中：1-手提机构，2-取样机构，3-封口机构，4-外筒，5-内筒，6-内筒盖，7-内筒段，8-第一外筒体，9-第二外筒体，10-固定槽，11-环形卡箍，12-环形凸起，13-环形槽，14-定位片，15-滤水孔，16-手提管，17-第一手提杆，18-第二手提杆，19-圆环，20-曲柄，21-连杆，22-连杆固定块，23-锁紧头，24-锁紧槽，25-复位弹簧，26-封口片，27-拉绳，28-拉绳限位环，29-绳结。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
如图1和2所示，实施例1提供的一种无扰动分层底泥取样器，从上到下分为手提机构1、取样机构2和封口机构3，手提机构1的下端固定于取样机构2的上端，用于把持整件产品，封口机构3设置于取样机构2的下端侧部，用于封堵取样机构2。
取样机构2包括外筒4、内筒5和内筒盖6，内筒5嵌套于外筒4的内侧，内筒5包括多个内筒段7，多个内筒段7顺序排列且相邻内筒段7的端面贴合，内筒盖6固定于外筒4的顶端，用于封堵内筒5的底部开口，使其形成一端封闭的容器。
使用前，根据取样深度的需要，定做相应长度的外筒4和内筒5，内筒5的长度确定后，进一步确定内筒段7的数量和长度。取样作业中，底泥进入内筒5形成泥柱，然后整体取出无扰动分层底泥取样器，再取出内筒5。根据取样深度的技术要求，取出相应位置的内筒段7，再取出内筒段7内的泥柱，用环刀切取泥柱样品。由于内筒段7的长度远小于现有柱状取样器采样管的长度，在取出泥柱的过程中，泥柱的变形量很小，不发生底泥的扰动，而且多个内筒段7使得底泥的分层过程异常简单，所得到的泥柱样品能准确反映底泥的实际情况。
在本实施例中，取样机构2还包括定位片14，定位片14设置于外筒4的顶端，用于对外筒4和内筒盖6定位。
在本实施例中，取样机构2还包括滤水孔15，滤水孔15设置于内筒盖6，用于将内筒5中的水和外筒4与内筒5配合缝隙间的水排出取样机构2。
在本实施例中，外筒4为不锈钢管或镀锌管，不锈钢管或镀锌管不易发生锈蚀，使用寿命长，而且取出内筒5的过程中，不会因为外筒4的内壁发生锈蚀而使得内筒5卡在外筒4内，方便使用；内筒5为透明塑料管，透明塑料管方便工作人员观察泥柱的实际情况。
在本实施例的一个优选实施例中，外筒4为分瓣式外筒，分瓣式外筒包括第一外筒体8、第二外筒体9、固定槽10和环形卡箍11，第一外筒体8和第二外筒体9毕合后可以形成分瓣式外筒，第一外筒体8和第二外筒体9的外表面设有固定槽10，且第一外筒体8和第二外筒体9闭合后，固定槽10形成完整的环形，环形卡箍11设置于固定槽10内，通过环形卡箍11将闭合在一起的第一外筒体8和第二外筒体9固定，形成分瓣式外筒。分瓣式外筒的使用，避免了当外筒4和内筒5中堵塞了较大颗粒的砂质物时，内筒5难以从外筒4取出的问题。
在本实施例的一个优选实施例中，分瓣式外筒的内壁设有一个或多个用于定位的环形凸起12，根据实际所需的内筒段7的数量确定环形凸起12的数量，根据内筒段7的长度设置环形凸起12在分瓣式外筒的轴线上的距离，内筒5设有环形凸起12配合的环形槽13，环形槽13设置于内筒段7外表面的中部。
实施例2
如图1和2所示，实施例2提供的一种无扰动分层底泥取样器，从上到下分为手提机构1、取样机构2和封口机构3，手提机构1的下端固定于取样机构2的上端，用于把持整件产品，封口机构3设置于取样机构2的下端侧部，用于封堵取样机构2。
取样机构2包括外筒4、内筒5和内筒盖6，内筒5嵌套于外筒4的内侧，内筒5包括多个内筒段7，多个内筒段7顺序排列且相邻内筒段7的端面贴合，内筒盖6固定于外筒4的顶端，用于封堵内筒5的底部开口，使其形成一端封闭的容器。
使用前，根据取样深度的需要，定做相应长度的外筒4和内筒5，内筒5的长度确定后，进一步确定内筒段7的数量和长度。取样作业中，底泥进入内筒5形成泥柱，然后整体取出无扰动分层底泥取样器，再取出内筒5。根据取样深度的技术要求，取出相应位置的内筒段7，再取出内筒段7内的泥柱，用环刀切取泥柱样品。由于内筒段7的长度远小于现有柱状取样器采样管的长度，在取出泥柱的过程中，泥柱的变形量很小，不发生底泥的扰动，而且多个内筒段7使得底泥的分层过程异常简单，所得到的泥柱样品能准确反映底泥的实际情况。
在本实施例中，手提机构1包括手提管16、第一手提杆17、第二手提杆18和曲柄连杆机构，其中：
手提管16为中空管。
第一手提杆17为中空管，第一手提杆17嵌套于手提管16的内侧，第一手提杆17的长度大于手提管16的长度，第一手提杆17可在手提管16内并沿着手提管16的轴向方向滑动，两者相对位置可调，第一手提杆17的内部的任意位置设有内螺纹。
第二手提杆18贯穿于第一手提杆17，第二手提杆18的长度大于第一手提杆17的长度，第二手提杆18设有与内螺纹配合的外螺纹，且外螺的长度大于内螺纹的长度，第二手提杆18上端设有用于旋转第二手提杆18的圆环19，第二手提杆18下端抵压内筒盖6。
曲柄连杆机构设有多个，其包括曲柄20、连杆21和连杆固定块22，曲柄20一端铰接于第一手提杆17的下端，曲柄20的另一端设有锁紧头23，连杆21一端铰接于曲柄20的中部，连杆21的另一端与连杆固定块22铰接，连杆固定块22设置于手提管16。
使用前，先对本产品进行组装：首先握住手提管16，向下推动第一手提杆17，使其在手提管16中滑动，此时曲柄连杆机构运动，使锁紧头23张开，然后将手提机构1对准取样机构2，向上拉第一手提杆17，使锁紧头23慢慢闭合并锁紧外筒4，随后通过圆环19旋转第二手提杆18，使第二手提杆18相对第一手提杆17向下运动，最终抵压在取样机构2的内筒盖6上，完成对手提管16和第一手提杆17限位，组装完毕。
在本实施例的一个优选实施例中，取样机构2还包括与锁紧头的尺寸相配合的锁紧槽24，锁紧槽24设置于外筒4的外表面。组装时，锁紧头23慢慢嵌入锁紧槽24，闭合并锁紧外筒4。
实施例3
如图1和2所示，实施例3提供的一种无扰动分层底泥取样器，从上到下分为手提机构1、取样机构2和封口机构3，手提机构1的下端固定于取样机构2的上端，用于把持整件产品，封口机构3设置于取样机构2的下端侧部，用于封堵取样机构2。
取样机构2包括外筒4、内筒5和内筒盖6，内筒5嵌套于外筒4的内侧，内筒5包括多个内筒段7，多个内筒段7顺序排列且相邻内筒段7的端面贴合，内筒盖6固定于外筒4的顶端，用于封堵内筒5的底部开口，使其形成一端封闭的容器。
使用前，根据取样深度的需要，定做相应长度的外筒4和内筒5，内筒5的长度确定后，进一步确定内筒段7的数量和长度。取样作业中，底泥进入内筒5形成泥柱，然后整体取出无扰动分层底泥取样器，再取出内筒5。根据取样深度的技术要求，取出相应位置的内筒段7，再取出内筒段7内的泥柱，用环刀切取泥柱样品。由于内筒段7的长度远小于现有柱状取样器采样管的长度，在取出泥柱的过程中，泥柱的变形量很小，不发生底泥的扰动，而且多个内筒段7使得底泥的分层过程异常简单，所得到的泥柱样品能准确反映底泥的实际情况。
在本实施例中，封口机构3包括复位弹簧25、封口片26和拉绳27，封口片26的形状与取样部2的底部相匹配且封口片26的边缘设有活动丝网，用于封堵内管4的底部开口，复位弹簧25的一端固定于外筒4，复位弹簧25的另一端与封口片26的一端相连，封口片26的另一端与拉绳27连接。
在本实施例中，封口机构3还包括拉绳限位环28，拉绳限位环28设置于手提管16的外表面，拉绳27穿过拉绳限位环28且拉绳27的穿出端设有绳结29。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种无扰动分层底泥取样器，其包括手提机构、取样机构和封口机构，所述手提机构的下端固定于所述取样机构的上端，所述封口机构设置于所述取样机构的下端侧部，其特征在于：所述取样机构包括外筒、内筒和内筒盖，所述内筒嵌套于所述外筒的内侧，所述内筒包括多个内筒段，多个所述内筒段顺序排列且相邻所述内筒段的端面贴合，所述内筒盖固定于所述外筒的顶端；
所述手提机构包括手提管、第一手提杆、第二手提杆和曲柄连杆机构；其中，
所述手提管为中空管；
所述第一手提杆为中空管，所述第一手提杆嵌套于所述手提管的内侧，所述第一手提杆的长度大于所述手提管的长度，所述第一手提杆与所述手提管沿所述手提管轴向的相对位置可调，所述第一手提杆的顶端内部设有内螺纹；
所述第二手提杆贯穿于所述第一手提杆，所述第二手提杆的长度大于所述第一手提杆的长度，所述第二手提杆的上部设有与所述内螺纹配合的外螺纹且所述外螺纹的长度大于所述内螺纹的长度，所述第二手提杆上端设有用于旋转所述第二手提杆的圆环，所述第二手提杆下端抵压所述内筒盖；
所述曲柄连杆机构设有多个，其包括曲柄、连杆和连杆固定块，所述曲柄一端铰接于所述第一手提杆的下端，所述曲柄的另一端设有锁紧头，所述连杆一端铰接于所述曲柄的中部，所述连杆的另一端与所述连杆固定块铰接，所述连杆固定块设置于所述手提管；
所述取样机构还包括与所述锁紧头的尺寸相配合的锁紧槽，所述锁紧槽设置于所述外筒的外表面；
所述封口机构包括复位弹簧、封口片和拉绳，所述复位弹簧的一端固定于所述外筒，所述复位弹簧的另一端与所述封口片的一端相连，所述封口片的另一端与所述拉绳连接。
2.根据权利要求1所述的无扰动分层底泥取样器，其特征在于：所述取样机构还包括定位片，所述定位片设置于所述外筒的顶端，用于对所述外筒和所述内筒盖定位。
3.根据权利要求1所述的无扰动分层底泥取样器，其特征在于：所述取样机构还包括滤水孔，所述滤水孔设置于所述内筒盖。
4.根据权利要求1所述的无扰动分层底泥取样器，其特征在于：所述外筒为不锈钢管或镀锌管，所述内筒为透明塑料管。
5.根据权利要求1所述的无扰动分层底泥取样器，其特征在于：所述外筒为分瓣式外筒，所述分瓣式外筒包括第一外筒体、第二外筒体、固定槽和环形卡箍，所述第一外筒体和所述第二外筒体闭合后形成所述分瓣式外筒，所述第一外筒体和所述第二外筒体的外表面设有固定槽，且所述第一外筒体和所述第二外筒体闭合后，所述固定槽形成完整的环形，所述环形卡箍设置于所述固定槽内。
6.根据权利要求5所述的无扰动分层底泥取样器，其特征在于：所述分瓣式外筒的内壁设有一个或多个用于定位的环形凸起，所述内筒还包括与所述环形凸起配合的环形槽，所述环形槽设置于所述内筒段外表面的中部。
7.根据权利要求1所述的无扰动分层底泥取样器，其特征在于：所述封口机构还包括拉绳限位环，所述拉绳限位环设置于所述手提管的外表面，所述拉绳穿过所述拉绳限位环且所述拉绳的穿出端设有绳结。
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