CN113514274A - 一种新型河底深层取样系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型河底深层取样系统，通过在两支撑船体之间设置悬吊支架形成机动的取样平台，两支撑船体的结构提高了取样时平台的稳定性，还在两支撑船体之间设有便于工人操作的平台操作船，平台操作船还能作为应急的救援或转移船只，为取样平台提供安全保证；支撑船体上设置的卷扬机以及悬吊支架中间设置的定滑轮形成卷扬机构，取样器吊在卷扬机构的钢丝绳自由端沉入水底取样方式安全可靠，可适用大水深淤积泥沙深层取样；振动取样器的取样底盘用于坐落在水底淤积泥沙的表面，通过振动器的振动力驱动滑动座沿着滑柱向下移动，滑动座向下将装有取样管的取样套筒沿着导向滑孔慢慢插入到淤积泥沙内，将淤积泥沙压入到取样管内，完成淤积泥沙的柱状取样，该取样器的灌入力量充足、取样深度深、扰动小、成功率高。
Description
技术领域
本发明涉及取样船技术领域，尤其涉及一种新型河底深层取样系统。
背景技术
水库、河道、湖泊、入海口及灌渠床面上均存在大量的淤积泥沙，对淤积泥沙基本特性的研究尤为重要。如淤积泥沙的干容重能综合反映颗粒间黏结力及大尺度结构的作用，其大小直接影响淤积泥沙的起动和冲刷运动形式以及对应的数值关系；淤积泥沙中的重金属污染物直接关系到水源地水质安全，同时重金属也是限制淤积泥沙土地利用最主要的污染物；有机物通过附着于淤积泥沙表层可以延长存活时间，在风浪、潮流、清淤疏浚、水动力等外力作用下重新进入水体，将会影响水生态水环境。对水库、河道、湖泊、入海口及灌渠床面上淤积泥沙的高保真深层取样，是分析淤积泥沙干容重、基本成分、重金属污染物、有机物附着情况等基本特性的基础。
目前国内外关于床面上淤积泥沙取样方法主要有坑测法和取样器取样法。坑测法适用于裸露的河床或滩地，此方法是挖坑取样；对于常年处于水下的淤积泥沙，目前国内外使用的取样器主要有滚轴式、环刀、重力式钻管、旋杆式、活塞式、挖斗式等多种取样器，这些仪器国内外并无本质差别，都得到了较多应用。上述的取样方式通常只能适应较浅水体的取样，在大水深的水体内主要采用重力法取样，重力法取样是通过炸药爆炸将取样器打入床面进行取样，或将设有配重的取样器从高处滑落，靠重力扎入河床中进行取样，这种取样方式的冲击力较大，会明显改变淤积泥沙的原始形态，并且操作复杂，需耗费巨大的人力物力财力，因此有必要设计一种取样效果好且便于操作的新型河底深层取样系统。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种新型河底深层取样系统。
本发明的技术方案是：
一种新型河底深层取样系统，包括对称连为一体的支撑船体甲和支撑船体乙，设置在两支撑船体之间的振动取样器，振动取样器包括取样底盘、滑动座、连接在滑动座上的振动器和取样套筒，取样底盘包括正多边形结构的支撑边框、设置在支撑边框正中间上方的方形滑动支撑块，滑动支撑块的两端面和支撑边框的内侧之间设有三角形板固定连接，滑动支撑块两侧面的两端均和支撑边框的内侧之间均设有三角形板固定连接，滑动支撑块的一侧面中间向内设有装配槽，该装配槽的内侧壁中间设有半圆形滑槽甲，装配槽内匹配的固定连接有装配块，该装配块的内侧面设有半圆形滑槽乙，半圆形滑槽甲和半圆形滑槽乙组成导向滑孔；滑动支撑块的上表面两端垂直向上设有两滑柱，滑动座通过两侧设置的滑套滑动连接在两滑柱上，振动器固定连接在两滑柱之间的滑动座上端，两滑柱之间的滑动座的下端设有铰接座，取样套筒的上端铰接在该铰接座内，取样套筒的下端竖向套入到导向滑孔内形成滑动副；所述的取样套筒内套有取样管，取样套筒的下端口设有将取样管固定的取样刀头；
支撑船体甲和支撑船体乙之间设有一定间距，两船体的中部通过悬吊支架连为一体，支撑船体甲外侧的中部设有卷扬机，内侧的中部设有和卷扬机位置对应的定滑轮甲，悬吊支架上端的横梁中部设有定滑轮乙，卷扬机内的钢丝绳自由端横向穿过定滑轮甲并斜向上从定滑轮乙穿出，支撑船体乙的一端设有电缆绞车，电缆绞车内的电缆自由端和振动器上的电源接头连接；两滑柱的上端之间设有固定板，固定板的中间设有长圆形过线孔，从定滑轮乙穿出的钢丝绳自由端向下穿过长圆形过线孔并连接到振动器中间设置的挂耳内；
支撑船体甲和支撑船体乙之间还设有脱离取样平台自由移动的平台操作船，该平台操作船的宽度和两支撑船体之间的间距匹配，平台操作船的前端设有用于移动到底座下端的操作平台。
优选的，所述平台操作船的中部设有取样管储藏室，支撑船体乙的中部设有样品储藏室。
优选的，所述支撑船体甲和支撑船体乙的中部之间设有两块用于支撑振动取样器底座的垫板，两支撑船体的两端之间均设有用于加固的连接杆。
优选的，所述悬吊支架包括竖向固定连接在支撑船体甲内侧边沿的门字形支架甲、竖向固定连接在支撑船体乙内侧边沿的门字形支架乙，两门字形支架上端的两侧设有横梁连接，两横梁的中部之间设有用于安装滑轮的滑轮支撑杆；所述门字形支架甲两侧的立柱之间设有斜撑杆形成多个三角支撑结构，门字形支架乙两侧的立柱之间设有斜撑杆形成多个三角支撑结构。
优选的，所述门字形支架甲两侧的立柱和上端的横梁之间对应设有短加强杆，门字形支架乙两侧的立柱和上端的横梁之间对应设有短加强杆。
优选的，所述门字形支架甲的两立柱上端和支撑船体甲的两端之间均设有长加强杆甲，两立柱上端和支撑船体甲的中部之间均设有长加强杆甲。
优选的，所述门字形支架乙的两立柱上端和支撑船体乙的两端之间均设有长加强杆乙，两立柱上端和支撑船体乙的中部之间均设有长加强杆乙。
本发明的有益技术效果是：
1、本发明通过在两支撑船体之间设置悬吊支架形成机动的取样平台，两支撑船体之间的间隔用于取样器下水进行取样，两支撑船体的结构提高了取样时平台的稳定性，还在两支撑船体之间设有平台操作船，该平台操作船驶入两支撑船体之间作为操作取样器的站立平台，解决了两支撑船体之间间隔造成工人无法站立操作取样器的问题，平台操作船还能作为应急的救援或转移船只，为取样平台提供安全保证。
2、本发明通过将取样器吊入水底进行取样的方式，可解决大水深淤积泥沙取样深度浅、扰动大、成功率低等技术难题，支撑船体上设置的卷扬机以及悬吊支架中间设置的定滑轮形成卷扬机构，取样器吊在卷扬机构的钢丝绳自由端完成沉入水底取样和取完样品的返回工作，该方式安全可靠，可适用大水深淤积泥沙取样。
3、本发明的振动取样器在沉入水底后，取样底盘坐落在水底淤积泥沙的表面，通过振动器的振动力驱动滑动座沿着滑柱向下移动，滑动座向下将装有取样管的取样套筒沿着导向滑孔慢慢插入到淤积泥沙内，将淤积泥沙压入到取样管内，完成淤积泥沙的柱状取样，该取样器的灌入力量充足、取样深度深、扰动小、成功率高。
附图说明
图1是本发明的操作平台船进入到两支撑船体之间且准备向取样套筒内装入取样管时的立体结构示意图；
图2是本发明装完取样管且操作平台船从两支撑船体之间离开、挪开垫板后的立体结构示意图；
图3是本发明的振动取样器落入水体底部后的主视结构示意图；
图4是本发明振动取样器的取样套管向下移动进行取样时的主视结构示意图；
图5是本发明的振动取样器取完样品离开水体，且操作平台船和垫板归位取出装有样品的取样管时的立体结构示意图；
图6是本发明振动取样器的取样套筒装入导向滑孔内的立体结构示意图；
图7是图6的主视结构示意图；
图8是图7的A-A向剖视结构示意图；
图9是图8的局部放大图；
图10是本发明振动取样器的取样套筒离开导向滑孔内后的立体结构示意图；
图11是图10的局部放大图；
图12是本发明装配快的立体结构示意图；
图13是本发明去除振动取样器后的立体结构示意图；
图14是图13的俯视结构示意图；
图15是图13的侧视结构示意图。
图中，01.支撑船体乙、11.样品储藏室、12.垫板、13.连接杆、02.支撑船体甲、03.振动取样器、31.取样底盘、311.滑柱、312.支撑边框、313.滑动支撑块、314.三角形板、315.装配块、316.装配槽、317.半圆形滑槽甲、318.半圆形滑槽乙、319.导向滑孔、32.滑动座、321.滑套、322.铰接座、33.振动器、331.挂耳、34.取样套筒、341.取样管、342.取样刀头、35.固定板、351.长圆形过线孔、04.悬吊支架、41.门字形支架甲、412.斜撑杆、42.门字形支架乙、43.横梁、431.滑轮支撑杆、44.短加强杆、45.长加强杆甲、46.长加强杆乙、51.卷扬机、511.钢丝绳、52.定滑轮甲、53.定滑轮乙、61.电缆绞车、611.电缆、71.平台操作船、711.操作平台、712.取样管储藏室、81.淤积泥沙。
具体实施方式
实施例一，参见说明书附图1 - 15，一种新型河底深层取样系统，包括对称连为一体的支撑船体甲和支撑船体乙、设置在两支撑船体之间的振动取样器。
振动取样器包括取样底盘、滑动座、连接在滑动座上的振动器和取样套筒，取样底盘包括正多边形结构的支撑边框、设置在支撑边框正中间上方的方形滑动支撑块，滑动支撑块的两端面和支撑边框的内侧之间设有三角形板固定连接，滑动支撑块两侧面的两端均和支撑边框的内侧之间均设有三角形板固定连接，滑动支撑块的一侧面中间向内设有装配槽，该装配槽的内侧壁中间设有半圆形滑槽甲，装配槽内匹配的固定连接有装配块，该装配块的内侧面设有半圆形滑槽乙，半圆形滑槽甲和半圆形滑槽乙组成导向滑孔；滑动支撑块的上表面两端垂直向上设有两滑柱，滑动座通过两侧设置的滑套滑动连接在两滑柱上，振动器固定连接在两滑柱之间的滑动座上端，两滑柱之间的滑动座的下端设有铰接座，取样套筒的上端铰接在该铰接座内，取样套筒的下端竖向套入到导向滑孔内形成滑动副；所述的取样套筒内套有取样管，取样套筒的下端口设有将取样管固定的取样刀头。
支撑船体甲和支撑船体乙之间设有一定间距，两船体的中部通过悬吊支架连为一体，支撑船体甲外侧的中部设有卷扬机，内侧的中部设有和卷扬机位置对应的定滑轮甲，悬吊支架上端的横梁中部设有定滑轮乙，卷扬机内的钢丝绳自由端横向穿过定滑轮甲并斜向上从定滑轮乙穿出，支撑船体乙的一端设有电缆绞车，电缆绞车内的电缆自由端和振动器上的电源接头连接；两滑柱的上端之间设有固定板，固定板的中间设有长圆形过线孔，从定滑轮乙穿出的钢丝绳自由端向下穿过长圆形过线孔并连接到振动器中间设置的挂耳内；
支撑船体甲和支撑船体乙之间还设有脱离取样平台自由移动的平台操作船，该平台操作船的宽度和两支撑船体之间的间距匹配，平台操作船的前端设有用于移动到底座下端的操作平台。
所述平台操作船的中部设有取样管储藏室，支撑船体乙的中部设有样品储藏室。
所述支撑船体甲和支撑船体乙的中部之间设有两块用于支撑振动取样器底座的垫板，两支撑船体的两端之间均设有用于加固的连接杆。
所述悬吊支架包括竖向固定连接在支撑船体甲内侧边沿的门字形支架甲、竖向固定连接在支撑船体乙内侧边沿的门字形支架乙，两门字形支架上端的两侧设有横梁连接，两横梁的中部之间设有用于安装滑轮的滑轮支撑杆；所述门字形支架甲两侧的立柱之间设有斜撑杆形成多个三角支撑结构，门字形支架乙两侧的立柱之间设有斜撑杆形成多个三角支撑结构。
所述门字形支架甲两侧的立柱和上端的横梁之间对应设有短加强杆，门字形支架乙两侧的立柱和上端的横梁之间对应设有短加强杆。
所述门字形支架甲的两立柱上端和支撑船体甲的两端之间均设有长加强杆甲，两立柱上端和支撑船体甲的中部之间均设有长加强杆甲。
所述门字形支架乙的两立柱上端和支撑船体乙的两端之间均设有长加强杆乙，两立柱上端和支撑船体乙的中部之间均设有长加强杆乙。
本发明通过在两支撑船体之间设置悬吊支架形成机动的取样平台，两支撑船体之间的间隔用于取样器下水进行取样，两支撑船体的结构提高了取样时平台的稳定性，还在两支撑船体之间设有平台操作船，该平台操作船驶入两支撑船体之间作为操作取样器的站立平台，解决了两支撑船体之间间隔造成工人无法操作取样器的问题，平台操作船还能作为应急的救援或转移船只，为取样平台提供安全保证。通过将取样器吊入水底进行取样的方式，可解决大水深淤积泥沙取样深度浅、扰动大、成功率低等技术难题，支撑船体上设置的卷扬机以及悬吊支架中间设置的定滑轮形成卷扬机构，取样器吊在卷扬机构的钢丝绳自由端完成沉入水底取样和取完样品的返回工作，该方式安全可靠，可适用大水深淤积泥沙深层取样。
工作方法：将本发明各个部件安装好后，卷扬机放下钢丝绳将振动取样器沉入水底后，取样底盘坐落在水底淤积泥沙的表面，通过振动器的振动力驱动滑动座沿着滑柱向下移动，滑动座向下将装有取样管的取样套筒沿着导向滑孔慢慢插入到淤积泥沙内，将淤积泥沙压入到取样管内，完成淤积泥沙的柱状取样，之后卷扬机收起钢丝绳，将振动取样器拉出水面，取下装有样品淤积泥沙的取样管，放入储藏室。该取样淤积泥沙器的灌入力量充足、取样深度深、扰动小、成功率高。
Claims (7)
1.一种新型河底深层取样系统，包括对称连为一体的支撑船体甲和支撑船体乙，设置在两支撑船体之间的振动取样器，其特征是：
振动取样器包括取样底盘、滑动座、连接在滑动座上的振动器和取样套筒，取样底盘包括正多边形结构的支撑边框、设置在支撑边框正中间上方的方形滑动支撑块，滑动支撑块的两端面和支撑边框的内侧之间设有三角形板固定连接，滑动支撑块两侧面的两端均和支撑边框的内侧之间均设有三角形板固定连接，滑动支撑块的一侧面中间向内设有装配槽，该装配槽的内侧壁中间设有半圆形滑槽甲，装配槽内匹配的固定连接有装配块，该装配块的内侧面设有半圆形滑槽乙，半圆形滑槽甲和半圆形滑槽乙组成导向滑孔；滑动支撑块的上表面两端垂直向上设有两滑柱，滑动座通过两侧设置的滑套滑动连接在两滑柱上，振动器固定连接在两滑柱之间的滑动座上端，两滑柱之间的滑动座的下端设有铰接座，取样套筒的上端铰接在该铰接座内，取样套筒的下端竖向套入到导向滑孔内形成滑动副；所述的取样套筒内套有取样管，取样套筒的下端口设有将取样管固定的取样刀头；
支撑船体甲和支撑船体乙之间设有一定间距，两船体的中部通过悬吊支架连为一体，支撑船体甲外侧的中部设有卷扬机，内侧的中部设有和卷扬机位置对应的定滑轮甲，悬吊支架上端的横梁中部设有定滑轮乙，卷扬机内的钢丝绳自由端横向穿过定滑轮甲并斜向上从定滑轮乙穿出，支撑船体乙的一端设有电缆绞车，电缆绞车内的电缆自由端和振动器上的电源接头连接；两滑柱的上端之间设有固定板，固定板的中间设有长圆形过线孔，从定滑轮乙穿出的钢丝绳自由端向下穿过长圆形过线孔并连接到振动器中间设置的挂耳内；
支撑船体甲和支撑船体乙之间还设有脱离取样平台自由移动的平台操作船，该平台操作船的宽度和两支撑船体之间的间距匹配，平台操作船的前端设有用于移动到底座下端的操作平台。
2.根据权利要求1所述的一种新型河底深层取样系统，其特征是：所述平台操作船的中部设有取样管储藏室，支撑船体乙的中部设有样品储藏室。
3.根据权利要求1所述的一种新型河底深层取样系统，其特征是：所述支撑船体甲和支撑船体乙的中部之间设有两块用于支撑振动取样器底座的垫板，两支撑船体的两端之间均设有用于加固的连接杆。
4.根据权利要求1所述的一种新型河底深层取样系统，其特征是：所述悬吊支架包括竖向固定连接在支撑船体甲内侧边沿的门字形支架甲、竖向固定连接在支撑船体乙内侧边沿的门字形支架乙，两门字形支架上端的两侧设有横梁连接，两横梁的中部之间设有用于安装滑轮的滑轮支撑杆；所述门字形支架甲两侧的立柱之间设有斜撑杆形成多个三角支撑结构，门字形支架乙两侧的立柱之间设有斜撑杆形成多个三角支撑结构。
5.根据权利要求4所述的一种新型河底深层取样系统，其特征是：所述门字形支架甲两侧的立柱和上端的横梁之间对应设有短加强杆，门字形支架乙两侧的立柱和上端的横梁之间对应设有短加强杆。
6.根据权利要求4所述的一种新型河底深层取样系统，其特征是：所述门字形支架甲的两立柱上端和支撑船体甲的两端之间均设有长加强杆甲，两立柱上端和支撑船体甲的中部之间均设有长加强杆甲。
7.根据权利要求4所述的一种新型河底深层取样系统，其特征是：所述门字形支架乙的两立柱上端和支撑船体乙的两端之间均设有长加强杆乙，两立柱上端和支撑船体乙的中部之间均设有长加强杆乙。
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|---|---|
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