CN111975825B - 一种柱状沉积物取样管的切割装置及切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海洋取样装置技术领域，特别涉及一种柱状沉积物取样管的切割装置及切割方法。包括取样管固定机构和取样管切割机构，取样管固定机构包括载样台，设于载样台的上表面用于放置取样管的凹槽，设于载样台的一侧用于固定取样管前后位置的限位杆，设于载样台上端用于固定取样管上下位置的固定支架；限位杆包括螺纹推进杆，螺纹推进杆的一端通过旋转孔连接有固定器，螺纹推进杆的另一端安装有使固定器沿载样台来回移动而不发生旋转的手轮。本发明携带方便、成本低、对作业环境要求低、对取样管固定牢固，可根据需求对取样管进行比例切割以切割精确，同时不会对其内部土柱产生破坏，影响测试结果。

Description

一种柱状沉积物取样管的切割装置及切割方法

技术领域

本发明涉及海洋取样装置技术领域，特别涉及一种柱状沉积物取样管的切割装置及切割方法。

背景技术

在进行海洋沉积环境、海底沉积物声学、海洋工程地质、海底地质灾害识别与评价等的研究时，只有获取一定数量的海底沉积物原状样品，才能进行直接的沉积物粒度、结构、成份等的分析以及年代的测定，从而获取相应的地质信息。因此，海底柱状沉积物样品是海洋地质学等相关领域研究的重要前提和物质基础。获取柱状沉积物样品后，如果要进行物理性质、沉积结构、颜色、塑性等测试，一般会在野外将取样管剖开后取样测试，且在样品剖分过程中不能对沉积物产生太大的扰动，这就对剖样工具和操作人员的技术提出了非常高的要求。

公告号为CN 108608476 A的发明专利公开了一种取样管剖管器，CN210757976U公开了一种沉积物提取管剖切设备，CN 109682633 B公开了一种自动多向可调式海洋沉积物岩心剖样方法，CN106378821B公开了一种柱状沉积物切割设备与方法，这些都是用于柱状沉积物取样管剖分的装置，但侧重点略有区别，且对工作环境要求较高，一般用于室内柱状沉积物的剖分作业。

除了在极少数大型科考船上配备了类似CN106378821B所述柱状沉积物切割设备外，目前现场进行柱状沉积物取样管剖分工作主要还是依靠人工手持电锯进行操作，导致剖开取样管时会对管中的沉积物产生不同程度的扰动和影响，直接影响后续的分析测试结果。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种携带方便、对作业环境要求低、对取样管固定牢固以切割精确，同时不会对其内部土柱产生破坏，影响测试结果，以便于可以在野外和科考船等取样现场进行系列沉积物样品测试工作的柱状沉积物取样管的切割装置及切割方法。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种柱状沉积物取样管的切割装置，包括取样管固定机构和取样管切割机构，所述取样管固定机构包括载样台，设于载样台的上表面用于放置取样管的凹槽，设于载样台的一侧用于固定取样管前后位置的限位杆，设于载样台上端用于固定取样管上下位置的固定支架；

所述限位杆包括螺纹推进杆，螺纹推进杆的一端通过旋转孔连接有固定器，螺纹推进杆的另一端安装有使固定器沿载样台来回移动而不发生旋转的手轮；

所述固定支架包括四个竖杆、套设于竖杆上的紧固螺栓，每两个竖杆之间连接有一个横杆以及两个横杆正中连接的一根固定杆。

进一步的，所述凹槽的两端各设有一个限位器，在两端限位器的上表面各设有两个贯穿载样台的圆孔，一侧的限位器用于固定取样管，另一侧限位器的上部、略高于载样台上表面的高度设有一内螺纹圆孔，所述内螺纹圆孔用于放置螺纹推进杆，且其内径与螺纹推进杆的外径一致。

进一步的，所述取样管切割机构包括剖样器和切割机，所述剖样器包括两个中空固定杆，所述中空固定杆的两端各安装了一个可插入中空固定杆内部的C形剖样杆，所述两个剖样杆的侧面，各开有一条用于切割取样管的切割缝，所述切割缝上安装有切割机。

进一步的，每个所述中空固定杆的上表面各设有两个用于放置竖杆的穿孔，所述中空固定杆可沿竖杆上下滑动，且可通过竖杆紧固螺丝固定位置；所述中空固定杆上还设有用于固定中空固定杆和C形剖样杆相对位置的剖样杆固定螺栓。

进一步的，所述固定器为挡杆，所述挡杆的长度略大于凹槽横截面的直径。

进一步的，所述挡杆上设有圆形挡板，所述圆形挡板的直径略小于凹槽横截面的直径。

进一步的，所述圆形挡板靠近取样管的一侧固定有圆形橡胶垫，所述圆形橡胶垫上设定有若干弧形板，所述弧形板上设有用于固定取样管的周向限位螺栓，所述周向限位螺栓与取样管接触的一端设有橡胶固定脚。

进一步的，所述凹槽2的横截面为半圆形且直径不大于7厘米，所述凹槽的内表面设有橡胶带，所述橡胶带上设有沿橡胶带长度方向延伸的锯齿结构。

进一步的，所述固定杆的下表面设有若干吸盘。

进一步的，所述四个竖杆依次穿过穿孔、圆孔后通过紧固螺栓固定；所述载样台的两端各设有两个提手；所述的四个竖杆上均设有标尺；所述切割缝的宽度为2-3mm。

本发明还包括一种柱状沉积物取样管切割装置的切割方法，

将取样管放入载样台的凹槽内，旋转手轮，使挡杆推动取样管向限位器移动，直至取样管与限位器相接触，手轮无法转动；

将四个竖杆分别插入剖样器的四个穿孔内，然后插入载样台的四个圆孔内，并用紧固螺栓及竖杆紧固螺丝固定位置；

根据取样管的大小，改变中空固定杆和剖样杆的相对位置，使切割机只能切割取样管管壁，并用剖样杆固定螺栓固定；

将切割机由一侧向另一侧拉动，按设定的路线将取样管切开。

本发明柱状沉积物取样管的切割装置及切割方法的有益效果是：

本发明携带方便、成本低、对作业环境要求低，可根据需求对取样管按比例进行精确切割，同时不会对其内部土柱产生破坏，对样品测试结果影响小，以便于野外和科考船等取样现场进行系列沉积物样品测试工作，提高检测结果准确度和精度。

附图说明

图1是本发明实施例1的整体结构示意图；

图2是本发明实施例1载样台的结构示意图；

图3是本发明实施例1固定支架的结构示意图；

图4是本发明实施例剖样器的结构示意图；

图5是本发明实施例剖样器的俯视图；

图6是本发明实施例1限位杆的结构示意图；

图7是本发明实施例2限位杆的结构示意图；

图8是本发明实施例2限位杆的左视结构示意图；

图9是本发明实施例2载样台的结构示意图；

图10是本发明实施例2载样台的A-A剖视结构示意图；

图11是本发明实施例2固定支架的结构示意图；

其中，1、载样台，2、凹槽，3、固定支架，4、剖样器，5、限位杆，6、提手，7、切割机，8、取样管，11、限位器，12、圆孔，13、内螺纹圆孔，31、竖杆，32、横杆，33、固定杆，34、标尺，35、紧固螺栓，41、中空固定杆，42、剖样杆，43、切割缝，44、穿孔，45、竖杆紧固螺丝，46、剖样杆固定螺栓，51、螺纹推进杆，52、挡杆，53、旋转孔，54、手轮，55、圆形挡板，56、圆形橡胶垫，57、弧形板，58、周向限位螺栓，59、橡胶固定脚，60、橡胶带，61、锯齿结构，62、吸盘。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明；

实施例1：

如图1-6所示，一种柱状沉积物取样管的切割装置，主要包括取样管固定机构和取样管切割机构，取样管固定机构主要由载样台1、凹槽2、固定支架3和限位杆5组成，所述载样台1的两端各设有两个提手6，以方便整个装置的搬运和切样过程中的反转，载样台1的上表面设有横截面为半圆形且直径不大于7厘米的凹槽2，保证所述装置能够固定目前常用尺寸的柱状沉积物取样管8；

所述凹槽2的两端各设有一个限位器11，在两端限位器11的上表面各设有两个贯穿载样台1的圆孔12，一侧的限位器11用于固定取样管8，另一侧限位器11的上部、略高于载样台1上表面的高度设有一内螺纹圆孔13；

所述限位杆5包括螺纹推进杆51，螺纹推进杆51穿过内螺纹圆孔13且其外径与内螺纹圆孔13的内径一致，螺纹推进杆51的一端通过旋转孔53连接挡杆52，且挡杆52的长度略大于凹槽2横截面的直径，使挡杆52只能在载样台1的上表面水平移动，同时对取样管8进行固定，螺纹推进杆51的另外一端安装有手轮54，旋转手轮54可以使挡杆52沿载样台1的上表面来回移动而不发生旋转，通过限位杆5和限位器11的相互配合，可在前后方向上对取样管8进行固定；

所述固定支架3主要由四个竖杆31、两个横杆32以及两个横杆32正中连接的一根固定杆33构成，四个竖杆31分别穿过上述对应的圆孔12后利用紧固螺栓35紧固至合适的位置，此时固定杆33对取样管的上表面进行挤压，在上下方向上对取样管8进行固定，加上转动手轮54使挡杆52处于合适的位置，可以利用固定杆33、凹槽2、限位器11和挡杆52完成对取样管8的全方位固定，所述四个竖杆31上均设有标尺34，以保证取样管8的固定和切割是按预定路线进行的；

取样管切割机构主要由剖样器4和切割机7组成，其中剖样器4包括两个中空固定杆41，所述中空固定杆41的上表面各设两个穿孔44，所述四个竖杆31依次穿过对应的穿孔44、圆孔12后通过紧固螺栓35固定，所述中空固定杆41可沿竖杆31上下滑动，且可通过竖杆紧固螺丝45固定到合适的位置，通过紧固螺栓35和竖杆紧固螺丝45的相互配合，可使固定支架3，剖样器4和取样管8的位置调整后保持固定，进而可根据需要精准的调节切割缝位置，完成对不同尺径取样管8的切割；

中空固定杆41的两端各安装了一个C形的剖样杆42，剖样杆42两端的支撑部分可根据取样管的粗细和切割位置等因素确定其插入中空固定杆41的深度，并利用剖样杆固定螺栓46固定；在两个剖样杆42的侧面，各开有一条用于切割取样管的切割缝43，所述切割缝的合适宽度为2-3mm，所述切割缝处安装有切割机7，利用切割机7依次沿两侧的切割缝43进行切割，就可以完成取样管的切割作业,切割机7的刀片可调节伸出长度，通过调节切割机7的切割深度，可使切割机只切割到取样管管壁，不会破坏取样管内部沉积物。

本发明还包括上述切割装置的切割方法：

将取样管8放入载样台1的凹槽2内，旋转手轮54，使挡杆52推动取样管8向限位器11移动，直至取样管8与限位器11相接触，手轮54无法转动；

将四个竖杆31分别插入剖样器4的四个穿孔41内，然后插入载样台1的四个圆孔12内，并用紧固螺栓35及竖杆紧固螺丝45固定位置；

根据取样管8的大小，改变中空固定杆41和剖样杆42的相对位置，使切割机7只能切割取样管8管壁，并用剖样杆固定螺栓46固定；

将切割机7由一侧向另一侧拉动，按设定的路线将取样管8切开。

实施例2：

如图7-11所示，一种柱状沉积物取样管的切割装置，主要包括取样管固定机构和取样管切割机构，取样管固定机构主要由载样台1、凹槽2、固定支架3和限位杆5组成，所述载样台1的两端各设有两个提手6，以方便整个装置的搬运和切样过程中的反转，载样台1的上表面设有横截面为半圆形且直径不大于7厘米的凹槽2，保证所述装置能够固定目前常用尺寸的柱状沉积物取样管8；所述凹槽2的内表面设有橡胶带60，所述橡胶带60上设有沿橡胶带60长度方向延伸的锯齿结构61,可增加取样管8周向上的摩擦力，防止在取样管8切割的过程中，因取样管管壁材质不均一或用力不均匀导致取样管8旋转而无法快速切割。

所述凹槽2的两端各设有一个限位器11，在两端限位器11的上表面各设有两个贯穿载样台1的圆孔12，一侧的限位器11用于固定取样管8，另一侧限位器11的上部、略高于载样台1上表面的高度设有一内螺纹圆孔13；

所述限位杆5包括螺纹推进杆51，螺纹推进杆51穿过内螺纹圆孔13且其外径与内螺纹圆孔13的内径一致，螺纹推进杆51的一端通过旋转孔53连接挡杆52，且挡杆52的长度略大于凹槽2横截面的直径，使挡杆52只能在载样台1的上表面水平移动，所述挡杆52上固定有圆形挡板55，圆形挡板55的直径略小于凹槽2横截面的直径，使圆形挡板55只能在凹槽2内水平移动，同时对取样管8进行固定，所述圆形挡板55靠近取样管8的一侧固定有圆形橡胶垫56，所述圆形橡胶垫56上设定有若干弧形板57，所述弧形板57上设有用于固定取样管8的周向限位螺栓58，所述周向限位螺栓58与取样管8接触的一端设有橡胶固定脚59。圆形橡胶垫56与取样管8相接触可增大两者之间的摩擦力，防止取样管8转动，周向限位螺栓58和弧形板57的相互配合可进一步对取样管8进行周向固定，橡胶固定脚59的设置可防止周向限位螺栓58的挤压力过大，损坏取样管8内的土柱结构。螺纹推进杆51的另外一端安装有手轮54，旋转手轮54可以使圆形挡板55沿凹槽2来回移动而不发生旋转，通过限位杆5和限位器11的相互配合，可在前后方向上对取样管8进行固定；

所述固定支架3主要由四个竖杆31、两个横杆32以及两个横杆32正中连接的一根固定杆33构成，四个竖杆31分别穿过上述对应的圆孔12后利用紧固螺栓35紧固至合适的位置，此时固定杆33对取样管的上表面进行挤压，所述固定杆33的下表面设有若干吸盘62，因此在挤压的同时吸盘62可吸附于取样管8上表面，在上下方向上对取样管8进行固定的同时，吸盘62还可在周向上对取样管8进行固定，加上转动手轮54使圆形挡板55处于合适的位置，可以利用固定杆33、凹槽2、限位器11和圆形挡板55完成对取样管8的全方位固定，所述四个竖杆31上均设有标尺34，以保证取样管8的固定和切割是按预定路线进行的；

取样管切割机构主要由剖样器4和切割机7组成，其中剖样器4包括两个中空固定杆41，所述中空固定杆41的上表面各设两个穿孔44，所述四个竖杆31依次穿过对应的穿孔44、圆孔12后通过紧固螺栓35固定，所述中空固定杆41可沿竖杆31上下滑动，且可通过竖杆紧固螺丝45固定到合适的位置，通过紧固螺栓35和竖杆紧固螺丝45的相互配合，可使固定支架3，剖样器4和取样管8的位置调整后保持固定，进而可根据需要精准的调节切割缝位置，完成对不同尺径取样管8的切割；

中空固定杆41的两端各安装了一个C形的剖样杆42，剖样杆42两端的支撑部分可根据取样管的粗细和切割位置等因素确定其插入中空固定杆41的深度，并利用剖样杆固定螺栓46固定；在两个剖样杆42的侧面，各开有一条用于切割取样管的切割缝43，所述切割缝的合适宽度为2-3mm，所述切割缝处安装有切割机7，利用切割机7依次沿两侧的切割缝43进行切割，就可以完成取样管的切割作业。

本发明还包括上述切割装置的切割方法：

将取样管8放入载样台1的凹槽2内，旋转手轮54，使挡杆52带动圆形挡板55推动取样管8向限位器11移动，直至取样管8与限位器11相接触，手轮54无法转动，旋转周向限位螺栓58，使橡胶固定脚59压紧取样管8管壁，实现取样管8的固定；

将四个竖杆31分别插入剖样器4的四个穿孔41内，然后插入载样台1的四个圆孔12内，并用紧固螺栓35及竖杆紧固螺丝45固定位置，此时吸盘62紧压取样管8管壁，进一步对取样管8进行固定；

根据取样管8的大小，改变中空固定杆41和剖样杆42的相对位置，使切割机7只能切割取样管8管壁，并用剖样杆固定螺栓46固定；

将切割机7由一侧向另一侧拉动，按设定的路线将取样管8切开。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种柱状沉积物取样管的切割装置，其特征在于：包括取样管固定机构和取样管切割机构，所述取样管固定机构包括载样台，设于载样台的上表面用于放置取样管的凹槽，设于载样台的一侧用于固定取样管前后位置的限位杆，设于载样台上端用于固定取样管上下位置的固定支架；

所述限位杆包括螺纹推进杆，螺纹推进杆的一端通过旋转孔连接有固定器，螺纹推进杆的另一端安装有使固定器沿载样台来回移动而不发生旋转的手轮；

所述固定支架包括四个竖杆、套设于竖杆上的紧固螺栓，每两个竖杆之间连接有一个横杆以及两个横杆正中连接的一根固定杆；

所述凹槽的两端各设有一个限位器，在两端限位器的上表面各设有两个贯穿载样台的圆孔，一侧的限位器用于固定取样管，另一侧限位器的上部、略高于载样台上表面的高度设有一内螺纹圆孔，所述内螺纹圆孔用于放置螺纹推进杆，且内螺纹圆孔的内径与螺纹推进杆的外径一致；

所述取样管切割机构包括剖样器和切割机，所述剖样器包括两个中空固定杆，所述中空固定杆的两端各安装了一个可插入中空固定杆内部的C形剖样杆，两个所述C形剖样杆的侧面，各开有一条用于切割取样管的切割缝，所述切割缝上安装有切割机。

2.根据权利要求1所述的柱状沉积物取样管的切割装置，其特征是：每个所述中空固定杆的上表面各设有两个用于放置竖杆的穿孔，所述中空固定杆可沿竖杆上下滑动，且可通过竖杆紧固螺丝固定位置；所述中空固定杆上还设有用于固定中空固定杆和C形剖样杆相对位置的剖样杆固定螺栓。

3.根据权利要求1所述的柱状沉积物取样管的切割装置，其特征是，所述固定器为挡杆，所述挡杆的长度略大于凹槽横截面的直径。

4.根据权利要求3所述的柱状沉积物取样管的切割装置，其特征是，所述挡杆上设有圆形挡板，所述圆形挡板的直径略小于凹槽横截面的直径。

5.根据权利要求4所述的柱状沉积物取样管的切割装置，其特征是：所述圆形挡板靠近取样管的一侧固定有圆形橡胶垫，所述圆形橡胶垫上设定有若干弧形板，所述弧形板上设有用于固定取样管的周向限位螺栓，所述周向限位螺栓与取样管接触的一端设有橡胶固定脚。

6.根据权利要求1所述的柱状沉积物取样管的切割装置，其特征是：所述凹槽的横截面为半圆形且直径不大于7厘米，所述凹槽的内表面设有橡胶带，所述橡胶带上设有沿橡胶带长度方向延伸的锯齿结构。

7.根据权利要求2所述的柱状沉积物取样管的切割装置，其特征是：所述固定杆的下表面设有若干吸盘；所述四个竖杆依次穿过穿孔、圆孔后通过紧固螺栓固定；所述载样台的两端各设有两个提手；所述的四个竖杆上均设有标尺；所述切割缝的宽度为2-3mm。

8.一种根据权利要求1-7任一项所述的柱状沉积物取样管切割装置的切割方法，其特征是：

将取样管放入载样台的凹槽内，旋转手轮，使挡杆推动取样管向限位器移动，直至取样管与限位器相接触，手轮无法转动；

将四个竖杆分别插入剖样器的四个穿孔内，然后插入载样台的四个圆孔内，并用紧固螺栓及竖杆紧固螺丝固定位置；

根据取样管的大小，改变中空固定杆和剖样杆的相对位置，使切割机只能切割取样管管壁，并用剖样杆固定螺栓固定；

将切割机由一侧向另一侧拉动，按设定的路线将取样管切开。

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