CN112014150B - 一种便携式海岸带水下深层地质柱状沉积物采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便携式海岸带水下深层地质柱状沉积物采集装置，包括用于对海岸带水下深层地质柱状沉积物进行采集的采集单元，以及用于对采集单元进行辅助作业的辅助单元；所述辅助单元包括用于对所述采集单元进行固定的支撑单元，以及分别与所述采集单元、支撑单元连接的操作单元；本发明装置整体结构设计合理，在水下作业的采集单元、支撑单元利用安装块、安装孔实现了可拆卸结构，不仅在使用时具备较强的便捷性，并且在运输时也更加方便。

Description

一种便携式海岸带水下深层地质柱状沉积物采集装置

技术领域

本发明涉及采样装置技术领域，具体涉及一种便携式海岸带水下深层地质柱状沉积物采集装置。

背景技术

海洋在地球上已存在40亿年。在这漫长的地质年代里，由陆地河流和大气输入海洋的物质包括软泥沙、灰尘、动植物的遗骸、宇宙尘埃等，以及人类活动中落入海底的东西，年积月累、日久天长，已经多得无法计算了。科学上把这些东西统称为海底沉积物。

沉积物中内源污染物质的释放作为水体水质恶化的主要源头之一，对其进行研究能够为水体水质的修复提供有利的依据。对沉积物进行研究必然需要对其进行采集，现有技术中主要采用抓斗式采样器和柱状重力采样器对沉积物进行采集。

相较于河流、湖泊及近岸海域等浅水区深层沉积物的采集，海岸带水下深层地质沉积物的采集就显得愈发困难。大型采集设备的运输会造成采集工作的运行成本较大，然而小型的采样设备又无法适用于海岸带水下深层地质沉积物的采集。因此，现亟需一种专用于海岸带水下深层地质沉积物的采样设备。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种便携式海岸带水下深层地质柱状沉积物采集装置；本发明装置整体结构设计合理，便于携带，能够有效地减轻整个采集过程的工作量；并且能够极大的减少在设备运输上产生的成本。

本发明的技术方案是：一种便携式海岸带水下深层地质柱状沉积物采集装置，包括用于对海岸带水下深层地质柱状沉积物进行采集的采集单元，以及用于对采集单元进行辅助作业的辅助单元；所述辅助单元包括用于对所述采集单元进行固定的支撑单元，以及分别与所述采集单元、支撑单元连接的操作单元；所述采集单元包括用于采集的采集模块，以及用于为采集模块提供动力的动力模块；

所述采集模块包括丝杠，以及能够安装在所述丝杠下端的采样组件；

所述采样组件包括侧面开设有取样槽的采样筒管，安装在所述采样筒管下端部的采样刀头，以及安装在采样筒管上端用于连接丝杠的安装组件；所述安装组件包括安装在采样筒管上端管径内部的米字型固定架，以及多个一端连接在米字型固定架上、另一端连接在丝杠下端的连接杆；

所述动力模块包括下端设置有安装块的动力壳体，活动安装在所述动力壳体内部的蜗杆，位于动力壳体内部能够与所述蜗杆啮合的动力齿轮，以及位于动力壳体内部为所述动力齿轮提供动力的电机；所述动力壳体、安装块上垂直贯穿设置有调节孔；所述丝杠能够贯穿调节孔且与蜗杆啮合；

所述支撑单元包括横截面为正多边形的支撑底圈，多个一端分别设置在所述支撑底圈上表面顶角处的支撑杆，下表面分别于所述支撑杆另一端连接的支撑顶圈，以及设置在支撑杆上的上浮单元；所述支撑顶圈上设置有能够安装所述安装块的安装孔；

所述上浮单元包括安装在支撑杆两侧且外侧端活动设置有箱门的气囊箱，以及安装在所述气囊箱内部的浮力气囊；

所述操作单元包括能够与浮力气囊连接的充放气模块，以及能够分别与电机、充放气模块连接的开关模块。

进一步地，所述采样刀头包括安装在所述采样筒管下端的切割刀头，以及安装在所述采样筒管下端侧面上的扩径刀头；利用切割刀头能够在实际的采集作业中有助于采样筒管插入沉积物中完成采集；利用扩径刀头不仅能够在实际的采集作业中有助于采样筒管插入沉积物中完成采集，还能够扩大实际的采集孔径，更利于后期采样筒管的拔出。

进一步地，所述安装块能够活动卡接到安装孔上；在实际的拆卸、安装时更加便捷。

进一步地，所述支撑底圈包括多个同结构的底圈支杆。

更进一步地，所述底圈支杆为空心结构，且底圈支杆上、下表面均设置有多个通孔；通孔处活动设置有活塞；在实际的使用中可以在采集现场通过通孔向底圈支杆内部填充泥沙、海水等物质来增加装置的整体重量，便于装置在水下作业时的稳定性；另外，空心结构的底圈支杆更便于携带，更利于运输。

更优的是，所述底圈支杆为空心结构；底圈支杆上表面设置有加料孔，且所述加料孔上能够活动设置密封盖；底圈支杆下表面中心处设置有出料孔，且所述出料孔处设置有封门组件；所述封门组件包括一端活动设置在出料孔一侧的封门本体，以及安装在出料孔另一侧能够控制封门本体另一端闭合的电动锁；使用前，可以在采集现场通过通孔向底圈支杆内部填充泥沙等物质来增加装置的整体重量，便于装置在水下作业时的稳定性；采集完成后，能够利用电动锁打开出料孔使得内部的填充物在装置上浮的过程中能够排出，能够加快上浮速度；在实际的使用中，更加便捷。

进一步地，所述底圈支杆上设置有卡扣；所述操作单元上设置有能够与所述卡扣连接的钢绳；能够利用钢绳将水下的支撑单元与水上的操作单元进行有效地连接，一方面能够避免水下设备因水流原因导致的丢失问题，另一方面能够在采集完成后利用钢绳将水下的设备更快速的拉起。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明装置整体结构设计合理，在水下作业的采集单元、支撑单元利用安装块、安装孔实现了可拆卸结构，不仅在使用时具备较强的便捷性，并且在运输时也更加方便；

2、本发明装置利用支撑单元不仅能够实现在采集时对采集单元进行固定作用，增加作业时装置的稳定性；并且还通过上浮单元实现在采集作业完成后将水下的采集单元利用上浮单元产生的浮力带动漂浮至水面上，能够极大的减轻操作人员的工作量。

附图说明

图1是本发明实施例1的爆炸图；

图2是本发明实施例1采样组件的结构示意图；

图3是本发明实施例1的结构示意图；

图4是本发明实施例2支撑底圈的剖视图；

其中，1-采集单元、11-采集模块、111-丝杠、112-采样组件、1121-采样筒管、1122-采样刀头、1123-安装组件、12-动力模块、121-动力壳体、1210-安装块、2-支撑单元、21-支撑底圈、211-加料孔、212-出料孔、213-封门组件、22-支撑杆、23-支撑顶圈、230-安装孔、24-上浮单元、241-气囊箱、242-浮力气囊、2410-箱门、3-操作单元。

具体实施方式

实施例1：如图1所示的一种便携式海岸带水下深层地质柱状沉积物采集装置，包括用于对海岸带水下深层地质柱状沉积物进行采集的采集单元1，以及用于对采集单元1进行辅助作业的辅助单元；辅助单元包括用于对采集单元1进行固定的支撑单元2，以及分别与采集单元1、支撑单元2连接的操作单元3；采集单元1包括用于采集的采集模块11，以及用于为采集模块11提供动力的动力模块12；

采集模块11包括丝杠111，以及能够安装在丝杠111下端的采样组件112；

如图1、2所示，采样组件112包括侧面开设有取样槽的采样筒管1121，安装在采样筒管1121下端部的采样刀头1122，以及安装在采样筒管1121上端用于连接丝杠111的安装组件1123；安装组件1123包括安装在采样筒管1121上端管径内部的米字型固定架，以及多个一端连接在米字型固定架上、另一端连接在丝杠111下端的连接杆；其中，采样刀头1122包括安装在采样筒管1121下端的切割刀头，以及安装在采样筒管1121下端侧面上的扩径刀头；

动力模块12包括下端设置有安装块1210的动力壳体121，活动安装在动力壳体121内部的蜗杆，位于动力壳体121内部能够与蜗杆啮合的动力齿轮，以及位于动力壳体121内部为动力齿轮提供动力的电机；动力壳体121、安装块1210上垂直贯穿设置有调节孔；丝杠111能够贯穿调节孔且与蜗杆啮合；

支撑单元2包括横截面为正三边形的支撑底圈21，3个一端分别设置在支撑底圈21上表面顶角处的支撑杆22，下表面分别于支撑杆22另一端连接的支撑顶圈23，以及设置在支撑杆22上的上浮单元24；支撑顶圈23上设置有能够安装安装块1210的安装孔230；

如图1、3所示，上浮单元24包括安装在支撑杆22两侧且外侧端活动设置有箱门2410的气囊箱241，以及安装在气囊箱241内部的浮力气囊242；

操作单元3包括能够与浮力气囊242连接的充放气模块，以及能够分别与电机、充放气模块连接的开关模块。

其中，安装块1210能够活动卡接到安装孔230上；支撑底圈21包括多个同结构的底圈支杆；底圈支杆为空心结构，且底圈支杆上、下表面均设置有多个通孔，通孔处活动设置有活塞；底圈支杆上设置有卡扣；操作单元3上设置有能够与卡扣连接的钢绳。

需要说明的是：操作单元3还包括能够与电机、充放气模块电性连接的电源设备，再次不进行赘述。

使用时，将采集单元1通过安装块1210卡接到安装孔230上，完成装置的安装；对空心结构的底圈支杆内部进行沙土、海水的填充；然后将装置放置在待采集区域的海面上，待装置沉入海底时，利用采集单元1对沉积物进行采集；采集完毕后，利用充放气模块向浮力气囊242内部充气，使其具有浮力，使得装置浮至海平面；可以利用钢绳加快装置上浮的速度；使用完毕后对装置进行拆卸。

实施例2：与实施例1不同的是：如图4所示，底圈支杆为空心结构；底圈支杆上表面设置有加料孔211，且加料孔上能够活动设置密封盖；底圈支杆下表面中心处设置有出料孔212，且出料孔212处设置有封门组件213；封门组件213包括一端活动设置在出料孔212一侧的封门本体，以及安装在出料孔212另一侧能够控制封门本体另一端闭合的电动锁。

实施例3：与实施例1不同的是：支撑单元2包括横截面为正四边形的支撑底圈21；支撑杆22有4个。

Claims (1)

1.一种便携式海岸带水下深层地质柱状沉积物采集装置，包括用于对海岸带水下深层地质柱状沉积物进行采集的采集单元（1），以及用于对采集单元（1）进行辅助作业的辅助单元；所述辅助单元包括用于对所述采集单元（1）进行固定的支撑单元（2），以及分别与所述采集单元（1）、支撑单元（2）连接的操作单元（3）；其特征在于，所述采集单元（1）包括用于采集的采集模块（11），以及用于为采集模块（11）提供动力的动力模块（12）；

所述采集模块（11）包括丝杠（111），以及能够安装在所述丝杠（111）下端的采样组件（112）；

所述采样组件（112）包括侧面开设有取样槽的采样筒管（1121），安装在所述采样筒管（1121）下端部的采样刀头（1122），以及安装在采样筒管（1121）上端用于连接丝杠（111）的安装组件（1123）；所述安装组件（1123）包括安装在采样筒管（1121）上端管径内部的米字型固定架，以及多个一端连接在米字型固定架上、另一端连接在丝杠（111）下端的连接杆；

所述动力模块（12）包括下端设置有安装块（1210）的动力壳体（121），活动安装在所述动力壳体（121）内部的蜗杆，位于动力壳体（121）内部能够与所述蜗杆啮合的动力齿轮，以及位于动力壳体（121）内部为所述动力齿轮提供动力的电机；所述动力壳体（121）、安装块（1210）上垂直贯穿设置有调节孔；所述丝杠（111）能够贯穿调节孔且与蜗杆啮合；所述采样刀头（1122）包括安装在所述采样筒管（1121）下端的切割刀头，以及安装在所述采样筒管（1121）下端侧面上的扩径刀头；

所述支撑单元（2）包括横截面为正多边形的支撑底圈（21），多个一端分别设置在所述支撑底圈（21）上表面顶角处的支撑杆（22），下表面分别与 所述支撑杆（22）另一端连接的支撑顶圈（23），以及设置在支撑杆（22）上的上浮单元（24）；所述支撑顶圈（23）上设置有能够安装所述安装块（1210）的安装孔（230）；所述安装块（1210）能够活动卡接到安装孔（230）上；

所述上浮单元（24）包括安装在支撑杆（22）两侧且外侧端活动设置有箱门（2410）的气囊箱（241），以及安装在所述气囊箱（241）内部的浮力气囊（242）；

所述操作单元（3）包括能够与浮力气囊（242）连接的充放气模块，以及能够分别与电机、充放气模块连接的开关模块；

所述支撑底圈（21）包括多个同结构的底圈支杆；底圈支杆为空心结构，且底圈支杆上、下表面均设置有多个通孔，通孔处活动设置有活塞；所述底圈支杆上设置有卡扣；所述操作单元（3）上设置有能够与所述卡扣连接的钢绳。

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