CN112504741B - 一种检查井柱状沉积物取样器及使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种检查井柱状沉积物取样器及使用方法，外管的上端口形成有上端面，下端为开口的结构，外管上端面具有向上凸起与内部连通的凸孔，凸孔通过外螺纹连接支撑组件，外管下端的开口的内侧形成有一圈凹槽用于嵌入有闭合组件，闭合组件控制外管下端口的打开和关闭，内管为上端有封闭面、下端开口的结构，内管上端面开有排水孔，内管上端面与外管的上端面形成有设定的空间，内管的下端通过嵌入在外管下端口的闭合组件进行定位，外管与内管之间的间隔内对称的设置有两组滑轮组件，滑轮组件的上端连接用于控制两组滑轮组件中的动滑轮上下移动的绳索，绳索贯穿支撑组件，两组滑轮组件的下端分别连接一根收束钢索的上端。本发明可以在岸上有效完成检查井取泥活动。
Description
技术领域
本发明涉及一种井内沉积物取样器。特别是涉及一种检查井柱状沉积物取样器及使用方法。
背景技术
近年来，城市排水系统的问题逐渐显著，城市市政雨水管道淤积造成管道容积及过流能力下降所带来的影响尤为突出，雨水管道沉积物的存在不仅导致管道淤积、输水能力下降，并逐渐成为城市内涝频繁发生的主要原因，而且遇到暴雨天气时，雨水管道沉积物又会随管道雨水冲刷而进入水体，在短期内给水体带来大量的污染负荷冲击，沉积物中赋存的污染物在水体中重新释放，对河道生态系统产生威胁。此外，雨水管网沉积物在微生物作用下，产生的H2S等有毒有害气体对管道造成腐蚀的同时会威胁相关从业人员的安全。因此，开展雨水管道沉积物的研究对提升雨水管道系统自身功能以及削减沉积物污染等方面具有重要意义。
相关研究将管道沉积物构成分为三部分：底部粗颗粒沉积物(Gross BedSediment,GBS)、有机层(Organic Layer,OL)和生物膜(Biofilm)。管道沉积物三个部分之间的理化特性(颗粒粒径、含水率、污染物赋存量等)以及抗水力冲刷特性等各方面具有较大差异。但关于管道沉积物的报道并不全面，大部分报道来源于国外学者的研究，与国内的实际情况有较多差别，而国内对管道沉积物的研究报道相对较少。在国内雨水管道系统中，除检查井中设有一定维修空间外，其余管道部分基本没有预留空间，使得管道沉积物的样品获取十分困难，在多数情况下会选择以检查井中的样品作为代表进行研究。
采集检查井沉积物的样品是研究管道沉积物的理化性质、生物多样性以及污染负荷等方面的一个重要环节，因此提出一种适用于雨水管道检查井沉积物的采样方法是十分必要且具有重要意义的。目前，关于雨水管道检查井沉积物的采样方法较少，较多的方法是应用于河道、湖泊或海洋沉积物的采样方法。
然而相比于河湖海沉积物，雨水管道沉积物所在环境以及沉积物自身性质(厚度、密度、构成)等方面有着很大差异，这使得上述专利难以实现对管道检查井沉积物的取样。而管道检查井沉积物样品的原状保真对于研究管道沉积物具有十分重要意义，因此，公开一种雨水管道检查井沉积物取样器及其取样方法是十分必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可较完整的保留沉积物的层状结构，满足对于原状取样的需求的检查井柱状沉积物取样器及使用方法。
本发明所采用的技术方案是：一种检查井柱状沉积物取样器，包括有由外管和位于外管内的内管构成的取样套管，其特征在于，所述外管是在上端口一体形成有上端面、下端为开口的结构，所述外管上端面的中心形成有向上凸起且与内部连通的凸孔，所述凸孔的外周形成有外螺纹，并通过所述的外螺纹连接用于将取样套管送入检查井中以及从检查井中提出的支撑组件，所述外管下端的开口的内侧形成有一圈凹槽，所述凹槽内嵌入有闭合组件，所述闭合组件在取样套管送入检查井时使外管下端口处于打开状态，在取样套管提出检查井时通过收拢闭合使外管下端口为封闭状态，所述内管为上端一体形成有封闭面、下端为开口的结构，所述内管上端的封闭面上开有若干个排水孔，所述内管上端的封闭面通过一体形成在所述外管上部内周面上的水平限位卡的阻挡，与所述外管的上端面形成有设定的空间，所述内管的下端通过嵌入在外管下端口的闭合组件进行定位，所述外管的内侧面与所述内管的外周面之间形成有间隔，所述间隔内相对称的设置有两组滑轮组件，所述两组滑轮组件的上端连接用于控制两组滑轮组件中的动滑轮上下移动的绳索，所述绳索贯穿支撑组件位于所述支撑组件顶端的外部，所述两组滑轮组件的下端分别通过挂钩连接一根用于在绳索上提时通过收束而使闭合组件收拢闭合的收束钢索的上端。
本发明的一种检查井柱状沉积物取样器及使用方法，可以在岸上有效完成检查井取泥活动，且不对检查井内的泥产生较大的扰动。本发明有益效果是：
1、可根据被取样检查井深度拼接适当长度的支撑组件，方便携带与组装；
2、可切实插入沉积物内部取样，能够保证样品的获取。能够适用于较硬质的沉积物，对于易悬浮的沉积物也有一定的取样效果。
3、直通式柱状取样器能够最大程度的保证沉积物的原状取样，不破坏沉积物内部层状结构，可较完整的保留沉积物的层状结构，满足对于原状取样的需求。
附图说明
图1是本发明检查井柱状沉积物取样器的整体结构示意图；
图2是本发明中外管、内管及两组滑轮组件连接的结构示意图；
图3是本发明中两根收束钢索连接的结构示意图；
图4是本发明中闭合组件的结构示意图；
图5是图4的A-A剖视图；
图6是图4的侧视图；
图7是本发明闭合组件中支撑杆与闭合片的结构示意图；
图8是本发明支撑组件中连接管的结构示意图；
图9是本发明支撑组件中末端管的结构示意图；
图10是本发明中两根收束钢索与支撑杆及闭合片连接的结构示意图。
图中
1：外管 2：内管
3：水平限位卡 4：定滑轮组
5：动滑轮组 6：拉拽钢索
7：收束钢索 8：凸台
9：凹槽 10：绳索
11：凸孔 12：排水孔
13：下环 14：上环
15：间隙 16：闭合片
17：支撑杆 18：连接管
19：末端管 20：辅助定滑轮
21：可拆卸底座
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种检查井柱状沉积物取样器及使用方法做出详细说明。
如图1、图2所示，本发明的一种检查井柱状沉积物取样器，包括有由外管1和位于外管1内的内管2构成的取样套管，所述外管1是在上端口一体形成有上端面、下端为开口的结构，所述外管1上端面的中心形成有向上凸起且与内部连通的凸孔11，所述凸孔11的外周形成有外螺纹，并通过所述的外螺纹连接用于将取样套管送入检查井中以及从检查井中提出的支撑组件，所述外管1下端的开口的内侧形成有一圈凹槽9，所述凹槽9内嵌入有闭合组件，所述闭合组件在取样套管送入检查井时使外管1下端口处于打开状态，在取样套管提出检查井时通过收拢闭合使外管1下端口为封闭状态，所述内管2为上端一体形成有封闭面、下端为开口的结构，所述内管2上端的封闭面上开有若干个排水孔12，所述内管2上端的封闭面通过一体形成在所述外管1上部内周面上的水平限位卡3的阻挡，与所述外管1的上端面形成有设定的空间，所述内管2的下端通过嵌入在外管1下端口的闭合组件进行定位，所述外管1的内侧面与所述内管2的外周面之间形成有间隔，所述间隔内相对称的设置有两组滑轮组件，所述两组滑轮组件的上端连接用于控制两组滑轮组件中的动滑轮上下移动的绳索10，所述绳索10贯穿支撑组件位于所述支撑组件顶端的外部，所述两组滑轮组件的下端分别通过挂钩连接一根用于在绳索10上提时通过收束而使闭合组件收拢闭合的收束钢索7的上端。所述外管1的底端设置有可拆卸底座21。
所述外管1内周面的下部形成有一周凸台8，所述的用于嵌入闭合组件的凹槽9是形成在所述凸台8的临近端口处，两组滑轮组件下端所连接的收束钢索7的下端分别贯穿所对应的凸台8后从凹槽9的侧边贯穿进入凹槽9内，在所述的凹槽9内相互连接形成用于套在所述闭合组件外周的能够在绳索10上提时通过收束而使闭合组件收拢闭合的环结构，从而能在绳索10的作用下，使所述闭合组件在取样套管送入检查井时使外管1下端口处于打开状态，在取样套管提出检查井时通过收拢闭合使外管1下端口为封闭状态。
所述内管2下部的外周面与所述的凸台8的内周面为接触连接，从而使所述外管1的内侧面与所述内管2的外周面之间形成有能够设置两组滑轮组件的间隔，所述内管2的下端通过嵌入所述凹槽9内的闭合组件进行定位。
如图3所示，两根所述的收束钢索7的下端形成有连接环7.1，两根收束钢索7的上端分别穿过对方收束钢索7的连接环7.1后再连接所对应的滑轮组件的下端，从而使两根收束钢索7相互连接形成能够套在所述闭合组件外周的环结构。
如图1、图2所示，所述的两组滑轮组件结构相同，均包括有固定设置在所述水平限位卡3下端面的定滑轮组4和通过拉拽钢索6连接在所述定滑轮组4下方的动滑轮组5，其中，所述拉拽钢索6的中间部分位于所述内管2与所述外管1形成的空间，且中心处连接绳索10的一端，所述绳索10的另一端贯穿所述凸孔11，所述拉拽钢索6的两端分别通过设置在水平限位卡3上端面的辅助定滑轮20依次绕过所对应的动滑轮组5和定滑轮组4再固定在所述动滑轮组5上，所述的收束钢索7通过挂钩连接所述动滑轮组5。
如图4、图5、图6所示，所述的闭合组件包括有：上环14和设置在上环14下面的下环13，其中，上环14的环孔大于下环13的环孔，所述上环14和下环13的环壁之间形成有设定的间隙15，所述的间隙15内等间隔的设置有若干个能够在外力的作用下通过翻转封闭所述的环孔的闭合件，如图7所示，所述的闭合件是由一端铰接在所述上环14内环壁上的支撑杆17和一侧边固定连接在所述支撑杆17上的闭合片16构成，所述支撑杆17的一端铰接在所述上环14的内环壁上，另一端为悬空设置，如图10所示，所述的收束钢索7套在若干个闭合件的外周，从而在在绳索10上提时通过收束钢索7的收束而使支撑杆17以铰接点为旋转点旋转带动闭合片16翻转封闭所述的环孔。
如图1、图8、图9所示，所述支撑组件包括有连接管18和下端与连接管18的上端通过螺纹连接的末端管19，所述连接管18的下端形成有内螺纹，用于与外管1顶端的带有外螺纹的凸孔11进行螺纹连接。所述末端管19的顶部一体形成有受力板19.1，末端管19上在位于受力板19.1的下方一体形成有便于用力的把手19.2，
本发明的检查井柱状沉积物取样器的使用方法，包括如下步骤：
1)预估检查井深度，在外管1上连接所述支撑组件中的连接管18和末端管19，确保绳索10穿过连接后的支撑组件；
2)将内管2安装在外管1内部，将所述闭合组件安装在外管1底部的凹槽9内，确保内管2与闭合组件连接紧密不会发生脱落，检查闭合组件的闭合片16，保证闭合片16收缩在闭合组件内部；
3)将收束钢索7环绕在安装在外管1底部的闭合组件外周，保持收束钢索7下方呈自由松弛的状态，收束钢索7上端与动滑轮组5连接，定滑轮组4与动滑轮组5通过拉拽钢索6连接，将拉拽钢索6中间与穿过外管1顶部凸孔11的绳索10连接，保证绳索10不脱落，确定内管2放置稳固、绳索10连接完毕后将外管1将可拆卸底座21安置固定在外管底部；
4)检查取样套管组件底部开口状况后，将连接好的取样器放入检查井中，当取样器触碰到沉积物后按压支撑组件，确保取样套管组件插入沉积物中，全过程保持绳索10松弛；
5)扶稳支撑组件，拽动绳索10，绳索10位移一定距离后将无法继续拽动，此时取样套管底部闭合；
6)通过所述支撑组件将取样器从检查井中提出，最初一段距离时在提动过程中拽紧绳索10，保证取样器确实闭合，取样器提出后打开外管1，将所述闭合组件连同内管2一并取出，得到完整的柱状沉积物样品，或将所述闭合组件取下，将沉积物倒出。
以上所述仅是本专利的优选实施方式及其他运用，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利的保护范围。
Claims (5)
1.一种检查井柱状沉积物取样器，包括有由外管(1)和位于外管(1)内的内管(2)构成的取样套管，其特征在于，所述外管(1)是在上端口一体形成有上端面、下端为开口的结构，所述外管(1)上端面的中心形成有向上凸起且与内部连通的凸孔(11)，所述凸孔(11)的外周形成有外螺纹，并通过所述的外螺纹连接用于将取样套管送入检查井中以及从检查井中提出的支撑组件，所述外管(1)下端的开口的内侧形成有一圈凹槽(9)，所述凹槽(9)内嵌入有闭合组件，所述闭合组件在取样套管送入检查井时使外管(1)下端口处于打开状态，在取样套管提出检查井时通过收拢闭合使外管(1)下端口为封闭状态，所述内管(2)为上端一体形成有封闭面、下端为开口的结构，所述内管(2)上端的封闭面上开有若干个排水孔(12)，所述内管(2)上端的封闭面通过一体形成在所述外管(1)上部内周面上的水平限位卡(3)的阻挡，与所述外管(1)的上端面形成有设定的空间，所述内管(2)的下端通过嵌入在外管(1)下端口的闭合组件进行定位，所述外管(1)的内侧面与所述内管(2)的外周面之间形成有间隔，所述间隔内相对称的设置有两组滑轮组件，所述两组滑轮组件的上端连接用于控制两组滑轮组件中的动滑轮上下移动的绳索(10)，所述绳索(10)贯穿支撑组件位于所述支撑组件顶端的外部，所述两组滑轮组件的下端分别通过挂钩连接一根用于在绳索(10)上提时通过收束而使闭合组件收拢闭合的收束钢索(7)的上端；
所述外管(1)内周面的下部形成有一周凸台(8)，所述的用于嵌入闭合组件的凹槽(9)是形成在所述凸台(8)的临近端口处，两组滑轮组件下端所连接的收束钢索(7)的下端分别贯穿所对应的凸台(8)后从凹槽(9)的侧边贯穿进入凹槽(9)内，在所述的凹槽(9)内相互连接形成用于套在所述闭合组件外周的能够在绳索(10)上提时通过收束而使闭合组件收拢闭合的环结构；
所述支撑组件包括有连接管(18)和下端与连接管(18)的上端通过螺纹连接的末端管(19)，所述连接管(18)的下端形成有内螺纹，用于与外管(1)顶端的带有外螺纹的凸孔(11)进行螺纹连接，所述的绳索(10)依次贯穿连接管(18)和末端管(19)位于末端管(19)外部；
所述的两组滑轮组件结构相同，均包括有固定设置在所述水平限位卡(3)下端面的定滑轮组(4)和通过拉拽钢索(6)连接在所述定滑轮组(4)下方的动滑轮组(5)，其中，所述拉拽钢索(6)的中间部分位于所述内管(2)与所述外管(1)形成的空间，且中心处连接绳索(10)的一端，所述绳索(10)的另一端贯穿所述凸孔(11)，所述拉拽钢索(6)的两端分别通过设置在水平限位卡(3)上端面的辅助定滑轮(20)依次绕过所对应的动滑轮组(5)和定滑轮组(4)再固定在所述动滑轮组(5)上，所述的收束钢索(7)通过挂钩连接所述动滑轮组(5)；
所述的闭合组件包括有：上环(14)和设置在上环(14)下面的下环(13)，其中，上环(14)的环孔大于下环(13)的环孔，所述上环(14)和下环(13)的环壁之间形成有设定的间隙，所述的间隙内等间隔的设置有若干个能够在外力的作用下通过翻转封闭所述的环孔的闭合件，所述的闭合件是由一端铰接在所述上环(14)内环壁上的支撑杆(17)和一侧边固定连接在所述支撑杆(17)上的闭合片(16)构成，所述支撑杆(17)的一端铰接在所述上环(14)的内环壁上，另一端为悬空设置，所述的收束钢索(7)套在若干个闭合件的外周，从而在在绳索(10)上提时通过收束钢索(7)的收束而使支撑杆(17)以铰接点为旋转点旋转带动闭合片(16)翻转封闭所述的环孔。
2.根据权利要求1所述的一种检查井柱状沉积物取样器，其特征在于，所述内管(2)下部的外周面与所述的凸台(8)的内周面为接触连接，所述内管(2)的下端通过嵌入所述凹槽(9)内的闭合组件进行定位。
3.根据权利要求1所述的一种检查井柱状沉积物取样器，其特征在于，两根所述的收束钢索(7)的下端形成有连接环(7.1)，两根收束钢索(7)的上端分别穿过对方收束钢索(7)的连接环(7.1)后再连接所对应的滑轮组件的下端，从而使两根收束钢索(7)相互连接形成能够套在所述闭合组件外周的环结构。
4.根据权利要求1所述的一种检查井柱状沉积物取样器，其特征在于，所述末端管(19)的顶部一体形成有受力板(19.1)，末端管(19)上在位于受力板(19.1)的下方一体形成有便于用力的把手(19.2)，所述连接管(18)的长度大于检查井深度。
5.一种权利要求1所述检查井柱状沉积物取样器的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)预估检查井深度，在外管(1)上连接所述支撑组件中的连接管(18)和末端管(19)，确保绳索(10)穿过连接后的支撑组件；
2)将内管(2)安装在外管(1)内部，将所述闭合组件安装在外管(1)底部的凹槽(9)内，确保内管(2)与闭合组件连接紧密不会发生脱落，检查闭合组件的闭合片(16)，保证闭合片(16)收缩在闭合组件内部；
3)将收束钢索(7)环绕在安装在外管(1)底部的闭合组件外周，保持收束钢索(7)下方呈自由松弛的状态，收束钢索(7)上端与动滑轮组(5)连接，定滑轮组(4)与动滑轮组(5)通过拉拽钢索(6)连接，将拉拽钢索(6)中间与穿过外管(1)顶部凸孔(11)的绳索(10)连接，保证绳索(10)不脱落，确定内管(2)放置稳固、绳索(10)连接完毕后将外管(1)将可拆卸底座(21)安置固定在外管底部；
4)检查取样套管组件底部开口状况后，将连接好的取样器放入检查井中，当取样器触碰到沉积物后按压支撑组件，确保取样套管组件插入沉积物中，全过程保持绳索(10)松弛；
5)扶稳支撑组件，拽动绳索(10)，绳索(10)位移一定距离后将无法继续拽动，此时取样套管底部闭合；
6)通过所述支撑组件将取样器从检查井中提出，最初一段距离时在提动过程中拽紧绳索(10)，保证取样器确实闭合，取样器提出后打开外管(1)，将所述闭合组件连同内管(2)一并取出，得到完整的柱状沉积物样品，或将所述闭合组件取下，将沉积物倒出。
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