CN109374345B - 铲式海底表层取样器 - Google Patents

Abstract

本发明是属于海底取样装置的铲式海底表层取样器，用于海洋表层底质取样，采取取样仓后部存料腔套装在样仓套内，取样仓与样仓套可拆卸连接；样仓套与支架铰接；至少三个取样仓围绕支架轴线排布；取料口挡板固定连接在支架上，与取样仓的取料口配合，向上方翘起；释放重锤套装在释放导管中；释放挂钩铰接在释放导管上；释放重锤上部连接释放回收绳索，下部连接样品回收绳索，样品回收绳索的另一端连接取料口；开关绳索的一端连接取样仓或样仓套，另一端与释放挂钩配合；释放挂钩的上部与释放重锤的上部配合，释放挂钩的下部与释放重锤的侧面配合的技术方案，解决了现有海底表层采样器闭合口闭合不严，采样流失，以及挂钩失灵的技术问题。

Description

铲式海底表层取样器

技术领域

本发明属于海底取样装置，具体地讲是一种铲式海底表层取样器。

背景技术

海底表层取样时，使用比较多的是蚌式取样器和箱式取样器。现有海洋表层底质的取样工作中，广泛采用DDC系列蚌式采泥器和DDC系列箱式采样器，它们的闭合口在采样器下端，在遇到砂质地质完成采样时，闭合口会夹到砾石或其他颗粒，造成闭合口闭合不严，粒径较小颗粒在回收过程中将会流失；现有蚌式采样器的释放装置是挂钩另一端装有配重块，中间用回收绳索连接，挂钩挂在采样器铁链上，当采样器到达海底时，挂钩不受力，在配重块作用下挂钩脱落，完成释放，在流速较大的海域操作时，由于铁链是环与环相扣，整个铁链变形大，状态或姿态不固定，挂钩常会不能脱钩；而在恶劣海况下，海浪起伏，船只带动采样器在水中上下浮动会造成较大失重，下放过程中虽然采样器尚未到达海底，也会发生脱钩释放现象。

发明内容

本发明要解决现有海底表层采样器闭合口闭合不严，采样流失，以及挂钩失灵的技术问题，提供一种回收过程中取样不易流失，释放、取样和回收可靠的铲式海底表层取样器。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种铲式海底表层取样器，包括释放回收绳索，释放挂钩，配重块和取样仓，所述取样仓位于支架的下方，其后部存料腔套装在样仓套内，取样仓的后端封闭，取样仓与样仓套可拆卸连接；样仓套与支架铰接；至少三个取样仓围绕支架的轴线沿圆周排布，取样仓前部取料口朝向支架的中心轴线；取料口挡板与取料口配合，固定连接在支架上，向上方翘起；释放导管位于支架中心轴线上，释放重锤套装在释放导管的中心通孔中；释放挂钩与取样仓相对应，铰接在释放导管上；释放重锤上部连接释放回收绳索，下部连接样品回收绳索，样品回收绳索的另一端连接取样仓的取料口；开关绳索的一端连接取样仓或样仓套；取样器释放和取样时，取样仓垂直向下，支架限定取样仓的垂直位置，释放挂钩的上部与释放重锤的上部接触配合，释放挂钩的下部伸入释放导管后与释放重锤的侧面接触配合，开关绳索的另一端挂在释放挂钩上；取样器取样完成，释放重锤下行，当释放重锤的上部脱离释放挂钩的下部，释放挂钩翻转，挂在释放挂钩上的开关绳索端脱开；取样器回收时，向上拉紧释放回收绳索，样品回收绳索张紧，取样仓向支架的中心轴线转动，直至向上翘起与取料口挡板底面接触配合。

多个取样仓到达海底时，取样器不易倾倒，较好的保持与海底垂直，任何方向提拉回收总会有海底样品被取样仓采集。取样仓的前端取料口呈铲状，取样仓的后部存料腔穿入样仓套通孔。铲式海底表层取样器释放、直至海底和进行取样的初始状态是：支架限定取样仓的垂直位置，释放重锤被释放回收绳索向上牵引，释放挂钩的上部压住释放重锤的上部，释放挂钩的下部抵靠在释放重锤的侧面上，受到释放重锤的限制，释放挂钩不能翻转，开关绳索的一端连接取样仓或样仓套，另一端挂在释放挂钩上，开关绳索拉住取样仓和样仓套，限制了样仓套和取样仓的转动，样品回收绳索处于松弛状态，取样仓向下，取料口朝向支架的中心轴线，释放重锤、释放挂钩、开关绳索和支架稳定了取样仓的初始状态。铲式海底表层取样器触及海底，取样仓插入海底铲取样品取样，取样器下降速度逐渐降低，直至停止，释放重锤始下行，当释放重锤的上部脱离释放挂钩的下部，释放挂钩翻转，挂在释放挂钩上的开关绳索端脱开，样仓套和取样仓转动的限制消除了。取样器回收，向上拉紧释放回收绳索，样品回收绳索张紧，取样仓向支架的中心轴线方向转动，取样仓向上翘起，直至与取料口挡板接触，存料腔被取样套围住，取料口挡板封住取料口，不存在取样器口闭合不严现象，样品不会在回收过程中被海水冲刷掉，不存在漏样现象。释放重锤具有高度，使释放重锤在释放挂钩的上部至释放挂钩的下部的距离之间具有一段滑动阶段，保证释放挂钩不会在释放途中翻转，大大提高了取样器在恶劣海况下的取样能力。本发明取样器由绳索牵引释放重锤，绳索，例如一般纤维绳、尼龙绳和钢丝绳等，与现有技术采用的铁链相比，绳索是一个整体结构的“硬”连接，铁链是一个环环相扣的“软”连接，释放回收绳索在流速较大的海域操作时，很好地避免了现有技术存在的挂钩不能脱落现象；现有蚌式取样器和箱式取样器挂钩另一端的配重块不宜太重，否则释放途中容易脱钩，本发明的配重块安装在支架上，能够适量的加重，加重的配重块利于取样器的释放，顺利到达海底，在流速较大的海域操作时，很好地解决了释放挂钩不能够脱落现象。铲式海底表层取样器回收后，取样仓与样仓套能够分离，便于回收取样样品和彻底清洁，彻底清洁取样仓是一项非常重要的工作，残留在取样仓内样品会与再次取得的样品混杂，对样品分析提供伪数据。

3或4个取样仓呈均匀圆周排布。

释放挂钩的下部装有滚轮，取样器释放和取样时，滚轮与释放重锤的侧面接触配合。减少摩擦力。

释放重锤长5-10cm。

取样器释放和取样时，释放挂钩的下部与释放重锤的侧面接触位置距离释放重锤的下部2-10mm。

释放回收绳索是直径18-24mm的纤维绳或尼龙绳，或者是8-12mm钢丝缆；开关绳索和样品回收绳索是4-6mm钢丝缆。

取样器取样完成，释放重锤的上部脱离释放挂钩的下部，释放挂钩翻转后位于释放导管的中心通孔之外。回收取样器时，释放挂钩不会对释放重锤形成阻挡。

取样器释放和取样时，开关绳索的另一端挂在释放挂钩的凸起上，此时凸起的轴线与释放重锤的轴线平行。凸起能够保证在取样器释放和取样时固定住开关绳索的另一端；释放重锤侧面与释放挂钩脱离后，释放挂钩翻转，翻转的凸起易于开关绳索的另一端脱开。

取料口挡板向上方倾斜的角度与取样器回收时取样仓向上翘起的角度相同，都是15-45°。

支架中心通孔直径小于释放导管的底面直径。释放重锤脱离释放挂钩后下行，防止释放重锤从释放导管中脱出。

本发明的优点是：本发明至少采用三个取样仓，取样仓的存料腔套装在样仓套内，取样仓与样仓套可拆卸连接,样仓套与支架铰接；释放挂钩上部与释放重锤的上部配合，下部与释放重锤的侧面配合；释放、回收取样器采用绳索连接释放重锤，样品回收绳索一端连接释放重锤下部，另一端连接取样仓，开关绳索的一端连接取样仓或样仓套，另一端与释放挂钩配合。多个取样器使取样器不易倾倒，较好的保持与海底垂直，任何方向提拉回收取样器总会有样品被取样仓采集。回收时，取样仓向上翘起，存料腔被取样套围住，取料口挡板封住取料口，样品不会在回收过程中被海水冲刷掉，不存在漏样现象。释放重锤在释放挂钩的上部至释放挂钩的下部的距离之间具有一段滑动阶段，保证释放挂钩不会在释放重锤下放途中轻易翻转脱钩，大大提高了在恶劣海况下取样能力，释放可靠。释放回收绳索在流速较大的海域操作时，避免了现有技术存在的挂钩不能脱落现象；配重块安装在支架上，能够适量的加重，利于取样器顺利到达海底，在流速较大的海域操作时，解决了释放挂钩不能够脱落现象。取样仓与样仓套能够分离，便于回收取样样品和彻底清洁取样仓。

附图说明

图1是本发明一个实施例释放，直至海底取样过程的结构示意图；

图2是图1实施例的俯视结构示意图；

图3是图1实施例海底取样完成，释放重锤下行与释放挂钩脱离，释放挂钩上的开关绳索端脱开时的结构示意图；

图4是图1实施例完成海底取样，向上拉紧释放回收绳索在回收过程的结构示意图。

具体实施方式

结合附图说明。取样仓7的前部取料口呈铲状，样仓套8是一个两端开口的空心套。取样仓7的后端与样仓套8的后端平齐，由螺栓、螺母可拆卸的连接在一起。取样仓7位于支架9的下方，样仓套8铰接在支架9下面的加强筋上，取料口挡板12固定连接在支架9下面的加强筋上，上翘的角度为40°。本实施例有三个取样仓7，取料口朝向支架9的中心轴线方向，取样仓7在以支架9的中心轴线为轴的圆周上均匀排布。配重块5固定在支架9的上面。释放导管6的轴线与支架9的中心轴线重合，释放导管6穿过配重块5，支架9的中心通孔直径小于释放重锤3的直径。释放导管6上部的管壁上有三个空槽11，释放挂钩2铰接在空槽11处的管壁上。释放重锤3上部连接释放回收绳索1，下部连接样品回收绳索10，样品回收绳索10的另一端连接在取料口处的两个孔上。释放挂钩2与取样仓7相对应，其上部有一个凸起。本实施例的释放重锤3长7cm。释放回收绳索1通常采用普通纤维绳、尼龙绳或钢丝缆等，本实施例采用直径10mm钢丝缆。本实施例开关绳索4和样品回收绳索10采用直径5mm钢丝缆。图1和图2所示的是取样器释放，直至到达海底，进行取样过程的初始状态。图1中支架9的底面接触取样仓7和样仓套的后端，限定了取样仓7的垂直位置，释放挂钩2上部凸起的轴线与释放重锤3的轴线平行，开关绳索4的一端固定连接在取样仓7后端底面的圆孔上，另一端系有圆环，圆环套在释放挂钩2上部的凸起上，样品回收绳索10处于松弛状态；释放导管6上端口与释放重锤3的上端面平齐，释放挂钩2的上部卡住释放导管6上端口，与释放重锤3的上端面接触配合，释放挂钩2的下部装有滚轮，从空槽11伸入释放导管6，滚轮抵靠在释放重锤3的侧面上，释放挂钩2不能翻转，开关绳索4拉住样仓套8，限制了取样仓7和样仓套8转动。本实施例释放挂钩2的下部与释放重锤3的侧面接触位置距离释放重锤3的下部3mm。图3所示的是取样器释放到海底取样结束，释放重锤3与释放挂钩2脱离，释放挂钩2翻转，释放挂钩2上的开关绳索4端脱离状态，取样仓7和样仓套8转动的限制消除了。图4所示的是取样器完成海底取样，向上拉紧释放回收绳索1的状态，释放回收绳索1被向上拉紧，释放重锤3随之上升，脱离释放导管6，样品回收绳索10张紧，取样仓7向支架9的中心轴线转动，取样仓7向上翘起40°，取料口与取料口挡板12底面闭合。铲式海底表层取样器回收后，取样仓7与样仓套8分离，回收取样样品、彻底清洁取样仓7，重新组装后能够再次使用。

Claims (10)

1.一种铲式海底表层取样器，包括释放回收绳索(1)，释放挂钩(2)，配重块(5)和取样仓(7)，其特征在于所述取样仓(7)位于支架(9)的下方，其后部存料腔套装在样仓套(8)内，取样仓(7)的后端封闭，取样仓(7)与样仓套(8)可拆卸连接；样仓套(8)与支架(9)铰接；至少三个取样仓(7)围绕支架(9)的轴线沿圆周排布，取样仓(7)前部取料口朝向支架(9)的中心轴线；取料口挡板(12)与取料口配合，固定连接在支架(9)上，向上方翘起；释放导管(6)位于支架(9)中心轴线上，释放重锤(3)套装在释放导管(6)的中心通孔中；释放挂钩(2)与取样仓(7)相对应，铰接在释放导管(6)上；释放重锤(3)上部连接释放回收绳索(1)，下部连接样品回收绳索(10)，样品回收绳索(10)的另一端连接取样仓(7)的取料口；开关绳索(4)的一端连接取样仓(7)或样仓套(8)；取样器释放和取样时，取样仓(7)垂直向下，支架(9)限定取样仓(7)的垂直位置，释放挂钩(2)的上部与释放重锤(3)的上部接触配合，释放挂钩(2)的下部伸入释放导管(6)后与释放重锤(3)的侧面接触配合，开关绳索(4)的另一端挂在释放挂钩(2)上；取样器取样完成，释放重锤(3)下行，当释放重锤(3)的上部脱离释放挂钩(2)的下部，释放挂钩(2)翻转，挂在释放挂钩(2)上的开关绳索端脱开；取样器回收时，向上拉紧释放回收绳索(1)，样品回收绳索(10)张紧，取样仓(7)向支架(9)的中心轴线转动，直至向上翘起与取料口挡板(12)底面接触配合。

2.根据权利要求1所述的铲式海底表层取样器，其特征在于3或4个取样仓(7)呈均匀圆周排布。

3.根据权利要求1所述的铲式海底表层取样器，其特征在于释放挂钩(2)的下部装有滚轮，取样器释放和取样时，滚轮与释放重锤(3)的侧面接触配合。

4.根据权利要求1或3所述的铲式海底表层取样器，其特征在于释放重锤(3)长5-10cm。

5.根据权利要求1或3所述的铲式海底表层取样器，其特征在于取样器释放和取样时，释放挂钩(2)的下部与释放重锤(3)的侧面接触位置距离释放重锤(3)的下部2-10mm。

6.根据权利要求1所述的铲式海底表层取样器，其特征在于释放回收绳索(1)是直径18-24mm的纤维绳，或者是8-12mm钢丝缆；开关绳索(4)和样品回收绳索(10)是4-6mm钢丝缆。

7.根据权利要求1或3所述的铲式海底表层取样器，其特征在于取样器取样完成，释放重锤(3)的上部脱离释放挂钩(2)的下部，释放挂钩(2)翻转后位于释放导管(6)的中心通孔之外。

8.根据权利要求1所述的铲式海底表层取样器，其特征在于取样器释放和取样时，开关绳索(4)的另一端挂在释放挂钩(2)的凸起上，此时凸起的轴线与释放重锤(3)的轴线平行。

9.根据权利要求1所述的铲式海底表层取样器，其特征在于取料口挡板(12)向上方倾斜的角度与取样器回收时取样仓(7)向上翘起的角度相同，都是15-45°。

10.根据权利要求1所述的铲式海底表层取样器，其特征在于支架(9)中心通孔直径小于释放导管(6)的底面直径。

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