CN110132658A - 一种近岸海洋水质和沉积物取样装置 - Google Patents
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Abstract
一种近岸海洋水质和沉积物取样装置，装置壳体内部设置有连接管放置腔、驱动腔体、钻取腔体、沉积物取样腔体以及推送腔体；沉积物腔体底部一侧固定设置有嵌合板，嵌合板底部设置有嵌合槽；沉积物腔体另一侧设置有取样块，取样块顶部一体式连接有闭合板，底部一侧设置有嵌合块，推送腔体内部固定设置有液压缸，液压缸一侧固定连接液压缸推杆，取样块通过液压缸驱动液压缸推杆运动实现水平方向移动；驱动腔体内部固定设置有液压驱动装置；钻取腔体内部设置有钻取装置以及钻杆，钻取装置驱动钻杆旋转，液压驱动装置驱动钻杆向下钻取海洋沉积物。结构简单，使用方便，可以同时采集海水以及沉积物样本，采集效率高，可满足现代海洋科学的实验需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种海洋水质和沉积物取样结构，属于海洋勘察工程技术领域。
背景技术
在研究海洋生物种类时，为了更加全面的了解海洋生物，往往需要对不同深度，不同区域海域的生物进行取样调查。也因此，海底取样是是进行海洋研究工作的一种重要手段。
而在现有的取样装置中，大多取样装置，如中国发明专利201721641276.3公开的一种海洋取样装置，其只能对海洋中的海水进行取样，而不能对浅海的沉积物质进行取样，其取样单一，不能很好的满足现代海洋科学的实验需要。
发明内容
本发明克服了现有技术存在的问题，提出了一种近岸海洋水质和沉积物取样装置，结构简单，使用方便，可以同时采集海水以及沉积物样本，采集效率高，可满足现代海洋科学的实验需要。
本发明的具体技术方案如下：
一种近岸海洋水质和沉积物取样装置，包括装置壳体、集液瓶以及连接管，所述集液瓶数量为多个，固定设置于装置壳体顶部四周，所述集液瓶底部一侧设置有电磁阀，所述集液瓶顶端一侧与连接管相连接，其特征在于，
所述装置壳体内部设置有连接管放置腔、驱动腔体、钻取腔体、沉积物取样腔体以及推送腔体；所述连接管放置腔位于装置壳体内部顶部，多个连接管一端在连接管放置腔内汇集，并从装置壳体顶部伸出至船甲板上；
所述沉积物取样腔体为方形腔体，所述沉积物腔体底部一侧固定设置有嵌合板，所述嵌合板底部设置有嵌合槽；所述沉积物腔体另一侧设置有取样块，所述取样块为直角三棱柱结构，所述取样块顶部一体式连接有闭合板，所述闭合板顶部与沉积物取样腔体顶部内壁相贴合；所述取样块的底部一侧设置有嵌合块，所述嵌合块大小、形状、位置与所述嵌合槽相对应；
所述推送腔位于所述沉积物取样腔体一侧，所述推送腔体内部固定设置有液压缸，所述液压缸一侧固定连接液压缸推杆，所述液压缸推杆呈水平设置，所述液压缸推杆一端与液压缸固定连接，另一端贯穿推送腔体与所述取样块固定连接；所述取样块通过液压缸驱动液压缸推杆运动实现水平方向移动；
所述驱动腔体位于所述连接管放置腔下方，且位于所述沉积物取样腔体顶部一侧位置；所述驱动腔体内部固定设置有液压驱动装置；
所述钻取腔体内部设置有钻取装置以及钻杆，所述钻取装置与所述液压驱动装置相连，所述钻取装置底部与钻杆相连，所述钻取装置驱动钻杆旋转，所述液压驱动装置驱动钻杆向下钻取海洋沉积物。
进一步的，所述液压驱动装置包括液压油缸和液压油缸伸缩杆；所述液压油缸顶部与所述驱动腔体顶部内部固定连接；所述液压油缸底部连接液压油缸伸缩杆，所述液压油缸伸缩杆为竖直设置，所述液压油缸伸缩杆顶部与所述液压油缸固定连接，底部贯穿驱动腔体底板伸入至钻取腔体，并与所述钻取装置固定连接。
进一步的，所述钻取装置包括电机保护壳体以及钻杆电机，所述电机保护壳为方形壳体结构，所述钻杆电机固定设置于所述电机保护壳内部，所述电机保护壳底部设置有连接通孔，所述钻杆顶部与所述钻杆电机固定连接；所述钻杆底部贯穿连接通孔伸出至所述电机保护壳外部；所述连接通孔为圆形通孔，所述连接通孔的大小与所述钻杆顶部相适配，所述连接通孔内侧与钻杆连接处设置有橡胶密封圈。
进一步的，所述集液瓶顶部与所述连接管连接处设置有电磁阀。
进一步的，所述装置壳体底部四角上设置有定位钉，所述定位钉为上宽下窄的楔形结构。
进一步的，所述钻取腔体底部一侧设置有限位块，所述限位板位于所述限位块一侧。
进一步的，所述钻杆底部呈圆锥体结构，所述钻杆底部四周设置有螺纹刀片。
本发明的取样方法：
(1)将取样装置下放置相应水位高度，开启其中一个集液瓶的上端与下端的两个电磁阀，海水流入集液瓶实现海水取样，由于海水填满集液瓶速度极快，1s-2s即可关闭该集液瓶的两个电磁阀，完成一次水质取样；
(2)调整不同水位高度，重复步骤(1)，实现不同水位的海水取样；
(3)取样装置持续下沉达到近岸海洋的海底，取样装置底部定位钉扎入沉积物上表面实现定位；
(4)沉积物取样腔体内部的嵌合板以及取样块预先处于初始位置，即:液压推杆推送取样块抵住嵌合板，钻杆位于取样块上方位置；定位钉扎入沉积物表面后，液压推杆将取样块向液压缸方向移动，实现沉积物取样腔体底部打开；
(5)钻取装置驱动钻杆旋转，随后液压驱动装置驱动钻杆向下钻取海洋沉积物，向下钻取一定深度后液压驱动装置暂停，钻杆持续钻取1-2分钟，钻取结束后液压驱动装置再次开启，驱动钻杆向上运动，钻杆四周带动海洋沉积物上移，钻杆上移至初始位置时，液压驱动装置停止，随后停止钻取电机，钻杆停止自转；
(6)液压推杆将取样块向嵌合板方向移动，直至嵌合块嵌合至嵌合槽内部，取样块、嵌合板以及装置壳体之间形成密闭空间，实现对沉积物的采样。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明结构简单，使用方便，可以同时采集多个水位高度的海水，并且能够同时采集近岸海洋的沉积物样本，采集效率高，可满足现代海洋科学的实验需要。
附图说明
图1为本发明剖面示意图；
图2为钻杆钻取沉积物时示意图；
图3为钻杆完成钻取沉积物后示意图；
图4为沉积物采集完成示意图。
附图标记说明:
装置壳体1、连接管放置腔11、驱动腔体12、钻取腔体13、沉积物取样腔体14、嵌合板141、嵌合槽142、取样块143、闭合板144、嵌合块145、推送腔体15、液压缸151、液压缸推杆152；
集液瓶2、电磁阀21、连接管3；
液压驱动装置4、液压油缸41、液压油缸伸缩杆42；
钻取装置5、电机保护壳体51、钻杆电机52、连接通孔53、橡胶密封圈54；
钻杆6、定位钉7、限位块8。
具体实施方式
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
本发明中所提及的固定连接，固定设置均为机械领域中的通用连接方式，焊接、铆接、螺栓螺母连接以及螺钉连接均可。
一种近岸海洋水质和沉积物取样装置，包括装置壳体、集液瓶以及连接管，所述集液瓶数量为多个，固定设置于装置壳体顶部四周，所述集液瓶底部一侧设置有电磁阀，所述集液瓶顶端一侧与连接管相连接，其特征在于，
所述装置壳体内部设置有连接管放置腔、驱动腔体、钻取腔体、沉积物取样腔体以及推送腔体；所述连接管放置腔位于装置壳体内部顶部，多个连接管一端在连接管放置腔内汇集，并从装置壳体顶部伸出至船甲板上；
所述沉积物取样腔体为方形腔体，所述沉积物腔体底部一侧固定设置有嵌合板，所述嵌合板底部设置有嵌合槽；所述沉积物腔体另一侧设置有取样块，所述取样块为直角三棱柱结构，所述取样块顶部一体式连接有闭合板，所述闭合板顶部与沉积物取样腔体顶部内壁相贴合；所述取样块的底部一侧设置有嵌合块，所述嵌合块大小、形状、位置与所述嵌合槽相对应；
所述推送腔位于所述沉积物取样腔体一侧，所述推送腔体内部固定设置有液压缸，所述液压缸一侧固定连接液压缸推杆，所述液压缸推杆呈水平设置，所述液压缸推杆一端与液压缸固定连接，另一端贯穿推送腔体与所述取样块固定连接；所述取样块通过液压缸驱动液压缸推杆运动实现水平方向移动；
所述驱动腔体位于所述连接管放置腔下方，且位于所述沉积物取样腔体顶部一侧位置；所述驱动腔体内部固定设置有液压驱动装置；
所述钻取腔体内部设置有钻取装置以及钻杆，所述钻取装置与所述液压驱动装置相连，所述钻取装置底部与钻杆相连，所述钻取装置驱动钻杆旋转，所述液压驱动装置驱动钻杆向下钻取海洋沉积物。
进一步的，所述液压驱动装置包括液压油缸和液压油缸伸缩杆；所述液压油缸顶部与所述驱动腔体顶部内部固定连接；所述液压油缸底部连接液压油缸伸缩杆，所述液压油缸伸缩杆为竖直设置，所述液压油缸伸缩杆顶部与所述液压油缸固定连接，底部贯穿驱动腔体底板伸入至钻取腔体，并与所述钻取装置固定连接。
进一步的，所述钻取装置包括电机保护壳体以及钻杆电机，所述电机保护壳为方形壳体结构，所述钻杆电机固定设置于所述电机保护壳内部，所述电机保护壳底部设置有连接通孔，所述钻杆顶部与所述钻杆电机固定连接；所述钻杆底部贯穿连接通孔伸出至所述电机保护壳外部；所述连接通孔为圆形通孔，所述连接通孔的大小与所述钻杆顶部相适配，所述连接通孔内侧与钻杆连接处设置有橡胶密封圈。
进一步的，所述集液瓶顶部与所述连接管连接处设置有电磁阀。
进一步的，所述装置壳体底部四角上设置有定位钉，所述定位钉为上宽下窄的楔形结构。
进一步的，所述钻取腔体底部一侧设置有限位块，所述限位板位于所述限位块一侧。
进一步的，所述钻杆底部呈圆锥体结构，所述钻杆底部四周设置有螺纹刀片。
本发明的取样方法：
(1)将取样装置下放置相应水位高度，开启其中一个集液瓶的上端与下端的两个电磁阀，海水流入集液瓶实现海水取样，由于海水填满集液瓶速度极快，1s-2s即可关闭该集液瓶的两个电磁阀，完成一次水质取样；
(2)调整不同水位高度，重复步骤(1)，实现不同水位的海水取样；
(3)取样装置持续下沉达到近岸海洋的海底，取样装置底部定位钉扎入沉积物上表面实现定位；
(4)沉积物取样腔体内部的嵌合板以及取样块预先处于初始位置，即:液压推杆推送取样块抵住嵌合板，钻杆位于取样块上方位置；定位钉扎入沉积物表面后，液压推杆将取样块向液压缸方向移动，实现沉积物取样腔体底部打开；
(5)钻取装置驱动钻杆旋转，随后液压驱动装置驱动钻杆向下钻取海洋沉积物，向下钻取一定深度后液压驱动装置暂停，钻杆持续钻取1-2分钟，钻取结束后液压驱动装置再次开启，驱动钻杆向上运动，钻杆四周带动海洋沉积物上移，钻杆上移至初始位置时，液压驱动装置停止，随后停止钻取电机，钻杆停止自转；
(6)液压推杆将取样块向嵌合板方向移动，直至嵌合块嵌合至嵌合槽内部，取样块、嵌合板以及装置壳体之间形成密闭空间，实现对沉积物的采样。
Claims (7)
1.一种近岸海洋水质和沉积物取样装置，包括装置壳体、集液瓶以及连接管，所述集液瓶数量为多个，固定设置于装置壳体顶部四周，所述集液瓶底部一侧设置有电磁阀，所述集液瓶顶端一侧与连接管相连接，其特征在于，
所述装置壳体内部设置有连接管放置腔、驱动腔体、钻取腔体、沉积物取样腔体以及推送腔体；所述连接管放置腔位于装置壳体内部顶部，多个连接管一端在连接管放置腔内汇集，并从装置壳体顶部伸出至船甲板上；
所述沉积物取样腔体为方形腔体，所述沉积物腔体底部一侧固定设置有嵌合板，所述嵌合板底部设置有嵌合槽；所述沉积物腔体另一侧设置有取样块，所述取样块为直角三棱柱结构，所述取样块顶部一体式连接有闭合板，所述闭合板顶部与沉积物取样腔体顶部内壁相贴合；所述取样块的底部一侧设置有嵌合块，所述嵌合块大小、形状、位置与所述嵌合槽相对应；
所述推送腔位于所述沉积物取样腔体一侧，所述推送腔体内部固定设置有液压缸，所述液压缸一侧固定连接液压缸推杆，所述液压缸推杆呈水平设置，所述液压缸推杆一端与液压缸固定连接，另一端贯穿推送腔体与所述取样块固定连接；所述取样块通过液压缸驱动液压缸推杆运动实现水平方向移动；
所述驱动腔体位于所述连接管放置腔下方，且位于所述沉积物取样腔体顶部一侧位置；所述驱动腔体内部固定设置有液压驱动装置；
所述钻取腔体内部设置有钻取装置以及钻杆，所述钻取装置与所述液压驱动装置相连，所述钻取装置底部与钻杆相连，所述钻取装置驱动钻杆旋转，所述液压驱动装置驱动钻杆向下钻取海洋沉积物。
2.如权利要求1所述的一种近岸海洋水质和沉积物取样装置，其特征在于，所述液压驱动装置包括液压油缸和液压油缸伸缩杆；所述液压油缸顶部与所述驱动腔体顶部内部固定连接；所述液压油缸底部连接液压油缸伸缩杆，所述液压油缸伸缩杆为竖直设置，所述液压油缸伸缩杆顶部与所述液压油缸固定连接，底部贯穿驱动腔体底板伸入至钻取腔体，并与所述钻取装置固定连接。
3.如权利要求1所述的一种近岸海洋水质和沉积物取样装置，其特征在于，所述钻取装置包括电机保护壳体以及钻杆电机，所述电机保护壳为方形壳体结构，所述钻杆电机固定设置于所述电机保护壳内部，所述电机保护壳底部设置有连接通孔，所述钻杆顶部与所述钻杆电机固定连接；所述钻杆底部贯穿连接通孔伸出至所述电机保护壳外部；所述连接通孔为圆形通孔，所述连接通孔的大小与所述钻杆顶部相适配，所述连接通孔内侧与钻杆连接处设置有橡胶密封圈。
4.如权利要求1所述的一种近岸海洋水质和沉积物取样装置，其特征在于，所述集液瓶顶部与所述连接管连接处设置有电磁阀。
5.如权利要求1所述的一种近岸海洋水质和沉积物取样装置，其特征在于，所述装置壳体底部四角上设置有定位钉，所述定位钉为上宽下窄的楔形结构。
6.如权利要求1所述的一种近岸海洋水质和沉积物取样装置，其特征在于，所述钻取腔体底部一侧设置有限位块，所述限位板位于所述限位块一侧。
7.如权利要求1所述的一种近岸海洋水质和沉积物取样装置，其特征在于，所述钻杆底部呈圆锥体结构，所述钻杆底部四周设置有螺纹刀片。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111169612A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-19 | 北京鼎翰科技有限公司 | 一种海洋环境监测用沉积物捕获设备 |
| CN111502667A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-08-07 | 大连海洋大学 | 一种深海自主采矿机器人 |
| CN112945608A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-11 | 自然资源部第二海洋研究所 | 一种海洋环境监测用沉积物捕获装置及其捕获方法 |
| CN114062035A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-18 | 海南省地球物理学会 | 一种铲扫式底质取样装置 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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