CN111238867B - 一种深水多层保真沉积物取样系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种深水多层保真沉积物取样系统，其包括取样器，所述取样器包括取样管，所述取样管包括主管体以及套设于主管体内的取样芯盒，主管体的外壁上包设有一个防护筒，所述取样芯盒的外壁与主管体内壁贴合，所述主管体的一端开有取样开口，所述取样芯盒的一端开有进料口，所述进料口朝向取样开口，所述取样芯盒背向进料口的一端固定有端板，所述主管体背向取样开口的一端设有阻隔板，所述端板与阻隔板之间设有负压联动机构，所述负压联动机构带动端板在主管体内往复运动。本发明具有使沉积物与主管体的内壁之间摩擦较少，沉积物不易被主管体的内壁污染，取样过程中，沉积物保真效果较好的效果。

Description

一种深水多层保真沉积物取样系统

技术领域

本发明涉及水环境检测的技术领域，尤其是涉及一种深水多层保真沉积物取样系统。

背景技术

现有沉积物采样器主要有抓斗式和管式两大类，其中抓斗式采样器主要用于采集沉积物表层混合样品，采样过程中会对水体和沉积物的界面强烈扰动，不但破坏了沉积物原有分层，还会使表层沉积物在采样过程中发生再悬浮，与界面处上覆水混合，改变沉积物特性，保真效果较差，难以满足日益复杂、精细的沉积物检测分析，且抓斗式采样器采样效率低，不适合深水体操作。

但是，管式采样器可用于沉积物柱状样品采集，该类采样器主要工作原理为通过重力作用使具有取样刀口下缘的取样管插入沉积物中，但是，此类方法仍然会在采样过程中对水体与沉积物的界面产生强烈扰动，沉积物在取样的过程中，沉积物与取样管的管壁会产生摩擦而导致部分沉积物的外壁混合其他样本层的沉积物颗粒，取样过程中的沉积物保真效果较差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种保真效果较好的深水多层保真沉积物取样系统。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种深水多层保真沉积物取样系统，包括取样器，所述取样器包括取样管，所述取样管包括主管体以及套设于主管体内的取样芯盒，主管体的外壁上包设有一个防护筒，所述取样芯盒的外壁与主管体内壁贴合，所述主管体的一端开有取样开口，所述取样芯盒的一端开有进料口，所述进料口朝向取样开口，所述取样芯盒背向进料口的一端固定有端板，所述主管体背向取样开口的一端设有阻隔板，所述端板与阻隔板之间设有负压联动机构，所述负压联动机构带动端板在主管体内往复运动。

通过采用上述技术方案，使工作人员进行深水取样的过程中，取样芯盒获取沉积物后，取样芯盒带动沉积物在主管体内壁做上升运动，沉积物与主管体的内壁之间摩擦较少，沉积物不易被主管体的内壁污染，取样过程中，沉积物保真效果较好。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述主管体靠近取样开口的一端设有环形凸台，所述环形凸台的内径与取样芯盒的内径相同，所述取样芯盒靠近取样开口的一端与环形凸台之间设有柔性环形袋。

通过采用上述技术方案，使柔性环形袋压缩在取样芯盒与环形凸台之间，当取样芯盒收集到沉积物后，取样芯盒朝背向取样开口的方向运动，带动压缩后的柔性环形袋伸长，柔性环形袋跟随沉积物上升，收集后的沉积物不易与柔性环形袋的内壁发生相对运动，柔性环形袋运动过程中其外壁与主管体的内壁相对位移，沉积物不易被污染，取样过程中，沉积物保真效果较好。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述环形凸台朝向取样芯盒的一端设有放置环形槽，所述柔性环形袋的一端放置于放置环形槽内。

通过采用上述技术方案，使收缩后的柔性环形袋不易干扰沉积物的收集，柔性环形袋根据沉积物的收集量逐渐从放置环形槽内移出。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述主管体沿其长度方向均匀设置有若干平行的弧形开口槽，所述弧形开口槽内设有与主管体的内壁贴合的弧形弹片，所述弧形弹片的一端固定于弧形开口槽的一端且弧形弹片的另一端设有收紧机构。

通过采用上述技术方案，使取样芯盒收集一部分沉积物后，工作人员通过控制收紧机构使弧形弹片向一端收缩，减少取样芯盒某一段的截面面积，收紧柔性环形袋，对柔性环形袋内的沉积物进行初步分隔，沉积物不易在取样芯盒的收集过程中窜动而相互污染，取样过程中，沉积物保真效果较好。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述防护筒的内壁上沿其长度方向开有一个竖直设置的放置槽，所述收紧机构包括设置于放置槽内的固定基座，所述固定基座上转动连接有一个制动台，所述制动台的中心开有转动孔，所述转动孔内转动连接有一根转动杆。

通过采用上述技术方案，使工作人员控制转动杆转动，转动杆带动制动台转动，制动台带动弧形弹片转动，弧形弹片收缩并减少取样芯盒某一段的截面面积，收紧柔性环形袋，对柔性环形袋内的沉积物进行初步分隔，沉积物不易在取样芯盒的收集过程中窜动而相互污染，取样过程中，沉积物保真效果较好。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述制动台上铰接有制动棘爪，所述制动台的外壁套接有一个固定连接在固定基座上的内棘轮，制动棘爪与内棘轮配合；所述制动台的一端与弧形弹片固定连接。

通过采用上述技术方案，使转动台转动的过程中，制动棘爪与内棘轮配合，转动台转动后不易反向转动，使得收紧后的柔性环形袋不易松开，进一步使得取样过程中，沉积物保真效果较好。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述转动孔内壁沿放置槽的长度方向设有一个连接键，所述转动杆上设有一段与连接键配合的连接凸台，所述连接凸台上设有若干放置连接键的连接凹槽。

通过采用上述技术方案，使工作人员将连接键放置于连接槽内时，工作人员转动转动杆，转动杆带动制动台转动，当工作人员将连接键放置于转动槽内时，工作人员转动转动杆时，转动杆不会带动相应制动台转动。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述转动杆上设有若干与弧形开口槽数量相配合的连接凸台，若干所述连接凸台与连接键配合时，同一时间有且仅有一个连接凸台与连接键配合。

通过采用上述技术方案，使工作人员通过上下往复运动同一个转动杆的方式依次控制不同制动台转动而带动弧形弹片收紧，操作方便，空间利用率较大。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.使工作人员进行深水取样的过程中，取样芯盒获取沉积物后，取样芯盒带动沉积物在主管体内壁做上升运动，沉积物与主管体的内壁之间摩擦较少，沉积物不易被主管体的内壁污染，取样过程中，沉积物保真效果较好。

2.使柔性环形袋压缩在取样芯盒与环形凸台之间，当取样芯盒收集到沉积物后，取样芯盒朝背向取样开口的方向运动，带动压缩后的柔性环形袋伸长，柔性环形袋跟随沉积物上升，收集后的沉积物不易与柔性环形袋的内壁发生相对运动，柔性环形袋运动过程中其外壁与主管体的内壁相对位移，沉积物不易被污染，取样过程中，沉积物保真效果较好。

3.使工作人员通过上下往复运动同一个转动杆的方式依次控制不同制动台转动而带动弧形弹片收紧，操作方便，空间利用率较大。

附图说明

图1是本实施例的整体结构示意图。

图2是本实施例的内部结构示意图一，隐藏防护筒及主管体的局部结构，用于表示防护筒的内部结构。

图3是本实施例的内部结构示意图二，隐藏防护筒的局部结构，用于表示防护筒的内部结构。

图4是本实施例的内部结构示意图三，隐藏防护筒及、主管体以及取样芯盒的局部结构，用于表示防护筒的内部结构。

图5是图4中A部分的局部放大示意图，用于表示柔性环形带与放置环形槽的位置关系。

图6是图2中B部分的局部放大示意图，用于表示收紧机构的整体结构示意图。

图7是图2中C部分的局部放大示意图，用于表示收紧机构的整体结构示意图。

图中，1、主管体；2、取样芯盒；3、防护筒；11、取样开口；21、提升杆；22、端板；12、阻隔板；4、负压联动机构；13、环形凸台；131、放置环形槽；14、柔性环形袋；15、弧形开口槽；16、弧形弹片；5、收紧机构；31、放置槽；51、固定基座；52、制动台；521、转动孔；53、转动杆；522、制动棘爪；523、内棘轮；5211、连接键；531、连接凸台；532、连接凹槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

结合图1和图2可知，为本发明公开的一种深水多层保真沉积物取样系统，包括取样管，取样管内设有驱动机构，驱动机构受控制系统的控制进行工作。

如图2所示，取样管包括主管体1和套设在主管体1内取样芯盒2，主管体1的外壁包设有一个防护筒3，主管体1的一端设有取样开口11且另一端设有阻隔板12，取样芯盒2靠近取样开口11的一端设有进料口，靠近阻隔板12的一端设有端板22，端板22与阻隔板12之间设有负压联动机构4，驱动机构带动负压联动机构4工作，负压联动机构4包括与端板22活动连接并与阻隔板12螺纹连接的提升杆21，负压联动机构4包括电机，电机带动提升杆21转动并控制提升杆21带动端板22进行往复运动。

如图3所示，主管体1沿其长度方向均匀设置有三个平行的弧形开口槽15，弧形开口槽15内设有与主管体1的内壁贴合的弧形弹片16，弧形弹片16的一端固定于弧形开口槽15内的一端内壁上其另一端设有收紧机构5。

如图3所示，防护筒3的内壁上沿其长度方向开有一个竖直设置的放置槽31，收紧机构5放置于放置槽31内。

结合图2和图5可知，主管体1靠近取样开口11的内壁上设有一个环形凸台13，取样芯盒2靠近取样开口11的一端与环形凸台13之间设有柔性环形袋14，柔性环形袋14包括固定连接于环形凸台13的第一连接端和固定连接于取样芯盒2上的第二连接端，第一连接端与第二连接端之间设有柔性无纺布，环形凸台13的内径与取样芯盒2的内径相同，环形凸台13朝向取样芯盒2的一端开有放置环形槽131，第二连接端固定于放置环形槽131底，柔性无纺布的一端放置于的放置环形槽131内。

结合图4和图6可知，收紧机构5包括固定连接于放置槽31内的固定基座51，固定基座51上转动连接有一个制动台52，制动台52的外壁上套设有一个内棘轮523，制动台52上铰接有一个制动棘爪522，制动棘爪522与内棘轮523配合，内棘轮523固定于固定基座51上，制动台52在内棘轮523内转动，收紧机构5属于棘轮和棘爪组成的单向间歇运动机构，制动棘爪522与内棘轮523配合使制动台52只能沿一个方向进行转动，制动台52的一端与弧形弹片16的一端固定连接，制动台52穿过固定基座51转动并带动的弧形弹片16收紧。

结合图6和图7可知，制动台52的中心开有转动孔521，转动孔521内转动连接有一根转动杆53，转动杆53背向取样开口11的一端与驱动机构连接，驱动机构包括带动转动杆53转动的转动电机以及带动转动机构沿竖直方向往复运动的伸缩式液压油缸，或工作人员采用曲柄滑块、齿轮齿条、滚珠丝杠等机构带动转动杆53产生转动及上下往复运动的作用力，转动孔521内沿放置槽31的长度方向设有一个连接键5211，转动杆53上设有三段均与连接键5211配合的连接凸台531，连接凸台531上设有若干放置连接键5211的连接凹槽532，同一时间有且仅有一个连接凸台531与连接键5211配合。

本实施例的实施原理为：

工作人员通过控制系统控制本实施例开始工作，工作人员将本实施例连接于带动本实施例进行负压采样的驱动装置上，驱动装置图中未示出，使取样器与深水沉积物接触并由于负压向下采样，沉积物首先由于取样管的负压从取样开口11进入进料口，当沉积物在取样芯盒2内堆积并抵触端板22时，驱动机构带动端板22朝向背离取样开口11的方向运动，带动压缩后的柔性环形袋14伸长，柔性环形袋14跟随沉积物上升，收集后的沉积物不易与柔性环形袋14的内壁发生相对运动，柔性环形袋14运动过程中其外壁与主管体1的内壁相对位移，同时，当收集到预计量时，控制系统带动驱动机构控制转动杆53转动，转动杆53带动制动台52转动，转动台转动的过程中，制动棘爪522与内棘轮523配合，转动台转动后不易反向转动，制动台52带动弧形弹片16转动，弧形弹片16收缩并减少取样芯盒2某一段的截面面积，收紧柔性环形袋14；端板22继续朝背离取样开口11的方向运动，驱动机构使转动杆53沿主管体1的长度方向产生位移，连接凸台531与下一工位的连接键5211配合，带动弧形弹片16收紧，减少取样芯盒2某一段的截面面积，收紧柔性环形袋14，沉积物不易在取样芯盒2的收集过程中窜动而相互污染，取样过程中，沉积物保真效果较好。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种深水多层保真沉积物取样系统，包括取样器，其特征在于：所述取样器包括取样管，所述取样管包括主管体(1)以及套设于主管体(1)内的取样芯盒(2)，主管体(1)的外壁上包设有一个防护筒(3)，所述取样芯盒(2)的外壁与主管体(1)内壁贴合，所述主管体(1)的一端开有取样开口(11)，所述取样芯盒(2)的一端开有进料口，所述进料口朝向取样开口(11)，所述取样芯盒(2)背向进料口的一端固定有端板(22)，所述主管体(1)背向取样开口(11)的一端设有阻隔板(12)，所述端板(22)与阻隔板(12)之间设有负压联动机构(4)，所述负压联动机构(4)带动端板(22)在主管体(1)内往复运动；所述主管体(1)靠近取样开口(11)的一端设有环形凸台(13)，所述环形凸台(13)的内径与取样芯盒(2)的内径相同，所述取样芯盒(2)靠近取样开口(11)的一端与环形凸台(13)之间设有柔性环形袋(14)。

2.根据权利要求1所述的深水多层保真沉积物取样系统，其特征在于：所述环形凸台(13)朝向取样芯盒(2)的一端设有放置环形槽(131)，所述柔性环形袋(14)的一端放置于放置环形槽(131)内。

3.根据权利要求1所述的深水多层保真沉积物取样系统，其特征在于：所述主管体(1)沿其长度方向均匀设置有若干平行的弧形开口槽(15)，所述弧形开口槽(15)内设有与主管体(1)的内壁贴合的弧形弹片(16)，所述弧形弹片(16)的一端固定于弧形开口槽(15)的一端且弧形弹片(16)的另一端设有收紧机构(5)。

4.根据权利要求3所述的深水多层保真沉积物取样系统，其特征在于：所述防护筒(3)的内壁上沿其长度方向开有一个竖直设置的放置槽(31)，所述收紧机构(5)包括设置于放置槽(31)内的固定基座(51)，所述固定基座(51)上转动连接有一个制动台(52)，所述制动台(52)的中心开有转动孔(521)，所述转动孔(521)内转动连接有一根转动杆(53)。

5.根据权利要求4所述的深水多层保真沉积物取样系统，其特征在于：所述制动台(52)上铰接有制动棘爪(522)，所述制动台(52)的外壁套接有一个固定连接在固定基座(51)上的内棘轮(523)，制动棘爪(522)与内棘轮(523)配合；所述制动台(52)的一端与弧形弹片(16)固定连接。

6.根据权利要求5所述的深水多层保真沉积物取样系统，其特征在于：所述转动孔(521)内壁沿放置槽(31)的长度方向设有一个连接键(5211)，所述转动杆(53)上设有一段与连接键(5211)配合的连接凸台(531)，所述连接凸台(531)上设有若干放置连接键(5211)的连接凹槽(532)。

7.根据权利要求6所述的深水多层保真沉积物取样系统，其特征在于：所述转动杆(53)上设有若干与弧形开口槽(15)数量相配合的连接凸台(531)，若干所述连接凸台(531)与连接键(5211)配合时，同一时间有且仅有一个连接凸台(531)与连接键(5211)配合。

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