CN113532906A - 一种沉积物原位固定取样器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种沉积物原位固定取样器，包括样品舱、基座、及沉积物插管；所述样品舱可拆卸设置在所述基座上；所述样品舱用于盛放样品，所述基座用于固定所述样品舱，所述沉积物插管用于取样。本发明解决了沉积物获取和沉积物像样品舱内转移时需要复杂操作的问题，达到了简化设备和简化操作的效果，提高了作业成功率和作业效率。

Description

一种沉积物原位固定取样器

技术领域

本发明涉及取样设备技术领域，具体地，涉及一种沉积物原位固定取样器。

背景技术

目前，在通过取样器对沉积物进行取样时，沉积物获取和沉积物像样品舱内转 移时需要复杂操作，作业成功率和作业效率低，同时存在样品舱自动关闭问题，固 定剂的释放和与沉积物的混合由于密封性不佳还受到外部环境的影响。

公开号为CN103267657B的专利文献公开了一种海底沉积物保真二次取样设备，包括上、下筒总成，活塞总成，翻盖总成，中间支撑板，上、下导轨筒和取样筒； 上、下筒总成之间安装有中间支撑板，中间支撑板与上端密封盘之间安装有上导轨 筒；翻盖总成、活塞总成安装在下筒总成内，取样筒安装在活塞总成下端。本发明 中设计的心轴及弹卡板结构可阻挡取样时取样筒向上运动；上覆水单向阀可保证取 样时上覆水顺利排出，实现低扰动取样；设计的二次取样单向阀可实现二次取样， 提高取样率和节约取样成本；部件间的密封件及取样后翻盖自动关闭保证了系统的 密封。但是该专利文献仍然存在沉积物获取和沉积物像样品舱内转移时需要复杂操 作，作业成功率和作业效率低的缺陷。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种一种沉积物原位固定取样器。

根据本发明提供的一种沉积物原位固定取样器，包括样品舱、基座、及沉积物 插管；所述样品舱可拆卸设置在所述基座上；

所述样品舱用于盛放样品，所述基座用于固定所述样品舱，所述沉积物插管用 于取样。

优选的，所述样品舱包括舱盖、压杆、破碎架、固定剂包、样品舱体及第一弹 性组件；

所述舱盖铰接设置在所述样品舱体上，所述舱盖位于所述样品舱体开口端位置处，所述压杆设置在所述舱盖上；

所述固定剂包和所述破碎架均设置在所述样品舱体内，所述固定剂包设置在所述样品舱体底部，所述破碎架设置在所述固定剂包远离所述样品舱体底部的一侧；

所述第一弹性组件的两端分别连接设置在所述舱盖和所述样品舱体上。

优选的，所述样品舱体上设置有舱盖支架，所述舱盖铰接设置在所述舱盖支架上。

优选的，所述第一弹性组件包括第一弹力绳。

优选的，所述基座包括翻转支架、支撑架、收集罩、第二弹性组件、机座及底 板；

所述机座固定设置在所述底板上，所述支撑架设置在所述底板上，所述支撑架 位于所述机座的一侧；

所述翻转支架铰接设置在所述支撑板远离所述底板的一端，所述收集罩设置在所述翻转支架上，所述收集罩和所述机座位于所述支撑架的同一侧；

所述第二弹性组件的两端分别连接设置在所述翻转支架和所述支撑架靠近所 述底板一端。

优选的，所述收集罩内设置有阻挡杆。

优选的，所述第二弹性组件包括第二弹力绳。

优选的，所述沉积物插管包括把手、插管、单向阀弹簧、活塞、单向阀板及限 力销轴组件；

所述把手的一端设置在所述插管内，所述单向阀弹簧设置在所述把手上，所述 单向阀弹簧设置位于所述插管的外部；

所述单向阀板设置在所述把手靠近所述插管的一端，所述单向阀板位于所述插管内；

所述限力销轴组件设置在所述把手和所述插管的连接位置处。

优选的，所述限力销轴组件包括限力销轴、限力销轴弹簧及限位销轴罩；

所述限位销轴罩设置在所述把手和所述插管的连接位置处，所述限力销轴和所述限力销轴弹簧设置在所述限位销轴罩。

优选的，所述把手靠近所述插管的一端设置有活塞，所述活塞位于所述把手和 所述插管之间。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明的沉积物插管采用了两级压力触发机构，使机械手一次抓取沉积物 插管即可完成沉积物取样和沉积物转移，解决了沉积物获取和沉积物像样品舱内转 移时需要复杂操作的问题，达到了简化设备和简化操作的效果，提高了作业成功率 和作业效率；

2、本发明的机座的收集罩在沉积物样品转移状态使样品舱的舱盖不能关闭， 当样品转移完成后，机械手下压翻转支架的后端，翻转支架连同收集罩一起翻转移 位，舱盖失去限制，在弹力绳的作用下关闭样品舱。解决了样品舱自动关闭问题， 简化了操作复杂性，提高作业效率；

3、本发明的固定剂采用固定剂包的形式预置在样品舱内，上部布置破碎架， 舱盖关闭后，机械手通过下压压杆外露在舱外的部分，使压杆透过舱盖下压破碎架， 破碎架下移压爆固定剂包，固定剂包内固定剂释放，同时固定剂包上方的沉积物在 沉降，与固定剂混合。该操作简单可靠，固定剂的释放和与沉积物的混合在密闭空 间内开展，不受外部环境影响。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的沉积物原位固定取样器的整体结构示意图；

图2为本发明的沉积物原位固定取样器样品舱安装在基座上的结构示意图；

图3为本发明的沉积物原位固定取样器中的样品舱的剖面示意图；

图4为本发明的沉积物原位固定取样器中的样品舱的整体结构示意图；

图5为本发明的沉积物原位固定取样器中的基座的结构示意图；

图6为本发明的沉积物原位固定取样器中的沉积物插管的整体结构示意图；

图7为图6的A部的放大示意图；

图8为本发明的沉积物原位固定取样器中的沉积物插管的剖面示意图；

图9为图8的B部的放大示意图；

图10为本发明的沉积物原位固定取样器的沉积物插管取样流程的示意图；

图11为本发明的沉积物原位固定取样器将样品放入样品舱的流程示意图；

图12为本发明的沉积物原位固定取样器破碎固定剂包的示意图。

图中示出：

样品舱1 第二弹力绳2041

舱盖101 机座205

压杆102 支撑架206

破碎架103 底板207

固定剂包104 沉积物插管3

样品舱体105 把手301

舱盖支架106 插管302

第一弹性组件107 单向阀弹簧303

第一弹力绳1071 限力销轴组件304

基座2 限力销轴3041

翻转支架201 限力销轴弹簧3042

阻挡杆202 限力销轴罩3043

收集罩203 活塞305

第二弹性组件204 单向阀板306

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人 员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于 本发明的保护范围。

如图1和图2所示，本发明提供的一种沉积物原位固定取样器，包括样品舱1、基 座2、及沉积物插管3，样品舱1可拆卸设置在所述基座2上，样品舱1用于盛放样品， 基座2用于固定样品舱1，沉积物插管3用于取样。

如图3和图4所示，样品舱1包括舱盖101、压杆102、破碎架103、固定剂包104、 样品舱体105及第一弹性组件107，舱盖101铰接设置在样品舱体105上，舱盖101位 于样品舱体105开口端位置处，压杆102设置在舱盖101上，固定剂包104和破碎架103 均设置在样品舱体105内，固定剂包104设置在样品舱体105底部，破碎架103设置在 固定剂包104远离样品舱体105底部的一侧，第一弹性组件107的两端分别连接设置在 舱盖101和样品舱体105上。样品舱体105上设置有舱盖支架106，舱盖101通过转动 轴铰接设置在舱盖支架106上。第一弹性组件107包括第一弹力绳1071，舱盖101和样 品舱体105上均设置有耳轴，弹力绳的两端分别挂接在耳轴上。样品舱体105通过舱盖 支架106连接舱盖101，舱盖101可在舱盖支架106的支撑下翻转打开和关闭。舱盖101 上安装压杆102，压杆102与舱盖101之间密封，压杆102能在舱盖101中滑动。固定 剂包104内是固定生物信息的固定剂，布置在样品舱体105的最底部，上部布置破碎架 103。舱盖101关闭后由第一弹力绳1071拉紧，舱盖101上有密封圈，在第一弹力绳1071 的拉力下与样品舱1贴合并密封。从外部下压压杆102，破碎架103会下移，压爆固定 剂包104释放固定剂。

如图5所示，基座2包括翻转支架201、支撑架206、收集罩203、第二弹性组件 204、机座205及底板207，机座205固定设置在底板207上，支撑架206设置在底板 207上，支撑架206位于机座的一侧，翻转支架201铰接设置在支撑板远离底板207的 一端，收集罩203设置在翻转支架201上，收集罩203和机座位于支撑架206的同一侧， 第二弹性组件204的两端分别连接设置在翻转支架201和支撑架206靠近底板207一端。 收集罩203内设置有阻挡杆202，阻挡杆202设置在收集罩203的底部。第二弹性组件 204包括第二弹力绳2041。基座2基础上有安装样品舱1的洞，用于安装样品舱1，收 集罩203在第二弹力绳2041的作用下压紧在样品舱1上，翻转支架201尾部被机械手 下压后，反转支架连同收集罩203反转，第二弹力绳2041的拉力作用线偏过反转支架 的转动轴线线之后，反转支架彻底反转不能在第二弹力绳2041作用下转动返回。

如图6～9所示，沉积物插管3023包括把手301、插管302、单向阀弹簧303、单向 阀板306及限力销轴组件304，把手301的一端设置在插管302内，单向阀弹簧303设 置在把手301上，单向阀弹簧303设置位于插管302的外部，单向阀板306设置在把手 301靠近插管302的一端，单向阀板306位于插管302内，限力销轴组件304设置在把 手301和插管302的连接位置处。限力销轴组件304包括限力销轴3041、限力销轴弹簧 3042及限位销轴罩3043，限位销轴罩3043设置在把手301和插管302的连接位置处， 限力销轴3041和限力销轴弹簧3042设置在限位销轴罩3043。把手301靠近插管302 的一端设置有活塞305，活塞305位于把手301和插管302之间。

工作原理：

在准备状态，图10A，活塞305在最高位，由限力销轴3041卡住固定，单向阀板 306安装在把手301的下方，在单向阀弹簧303的作用下，单向阀板306被压紧在活塞 305下部，与活塞305之间形成密封；

到达作业地点，机械手(或其他海底操作装置)夹持沉积物插管3023的把手301，插入沉积物中，在下插过程中，遇到的阻力迫使单向阀弹簧303收缩，单向阀板306下 移与活塞305分离，插管302内的海水通过活塞305上布置的透水孔溢流，沉积物进入 插管302，图10B；

机械手提起沉积物插管3023，单向阀板306上移与活塞305之间重新形成密封，图10C；

沉积物插管3023口部对位到样品舱1上方的收集罩203内，沉积物插管3023口部被阻挡杆202阻挡，机械手下压产生较大的压力，迫使限力销轴3041克服限力销轴弹 簧3042的拉力向两侧分开移动，活塞305下行，图10D和图11；

机械手继续下压，活塞305在把手301的推动下，将沉积物推出插管302，图10E 和图11。

工作流程：

在母船的甲板上准备工作，沉积物插管3023处于图10A状态，活塞305位于最高位，单向阀板306关闭。样品舱1和基座2图12状态，样品舱1内放置固定剂包104， 固定剂包104上方安装破碎架103，舱盖101打开，基座2的翻转支架201翻下盖在样 品舱1口，弹力绳107一端连接舱盖101的耳轴，另外一端连接基座2上的耳轴；

到底作业水底，机械手抓住沉积物插管3023的把手301，取沉积物样品；

机械手将插管302转移到收集罩203内，机械手下压把手301，沉积物被推到样品舱1内，位于破碎架103周边；

机械手移走沉积物插管3023；

机械手下压翻转支架201尾部，收集罩203离开样品舱1口，舱盖101自动关闭；

机械手下压压杆102，通过破碎架103压爆固定剂包104，完成沉积物样品的生物信息固定。

本发明沉积物插管3023为两级自动力控结构，在取沉积物时下压力F1使单向阀板306自动打开，排空插管302内海水；在沉积物推出转移时，下压力F2使活塞305下行， 推出插管302内部沉积物。F2大于F1。机械手一次抓取操作，完成取样和转移两个工 序；舱盖101关闭动作和收集罩203的移走动作顺序自动执行；压杆102在密封样品舱 1内通过破碎架103压爆固定剂包104实现固定剂释放，同时本发明利用了沉积物被转 移到固定剂包104上方破碎架103周围的方案，沉积物的重量使沉积物下行，与下方释 放的固定剂自动充分混合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、 “竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示 的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装 置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的 限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特 定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意 相互组合。

Claims (10)

1.一种沉积物原位固定取样器，其特征在于，包括样品舱(1)、基座(2)、及沉积物插管(3)；所述样品舱(1)可拆卸设置在所述基座(2)上；

所述样品舱(1)用于盛放样品，所述基座(2)用于固定所述样品舱(1)，所述沉积物插管(3)用于取样。

2.根据权利要求1所述的沉积物原位固定取样器，其特征在于，所述样品舱(1)包括舱盖(101)、压杆(102)、破碎架(103)、固定剂包(104)、样品舱体(105)及第一弹性组件(107)；

所述舱盖(101)铰接设置在所述样品舱体(105)上，所述舱盖(101)位于所述样品舱体(105)开口端位置处，所述压杆(102)设置在所述舱盖(101)上；

所述固定剂包(104)和所述破碎架(103)均设置在所述样品舱体(105)内，所述固定剂包(104)设置在所述样品舱体(105)底部，所述破碎架(103)设置在所述固定剂包(104)远离所述样品舱体(105)底部的一侧；

所述第一弹性组件(107)的两端分别连接设置在所述舱盖(101)和所述样品舱体(105)上。

3.根据权利要求2所述的沉积物原位固定取样器，其特征在于，所述样品舱体(105)上设置有舱盖支架(106)，所述舱盖(101)铰接设置在所述舱盖支架(106)上。

4.根据权利要求2所述的沉积物原位固定取样器，其特征在于，所述第一弹性组件(107)包括第一弹力绳(1071)。

5.根据权利要求1所述的沉积物原位固定取样器，其特征在于，所述基座(2)包括翻转支架(201)、支撑架(206)、收集罩(203)、第二弹性组件(204)、机座(205)及底板(207)；

所述机座(205)固定设置在所述底板(207)上，所述支撑架(206)设置在所述底板(207)上，所述支撑架(206)位于所述机座(205)的一侧；

所述翻转支架(201)铰接设置在所述支撑板(206)远离所述底板(207)的一端，所述收集罩(203)设置在所述翻转支架(201)上，所述收集罩(203)和所述机座(205)位于所述支撑架(206)的同一侧；

所述第二弹性组件(204)的两端分别连接设置在所述翻转支架(201)和所述支撑架(206)靠近所述底板(207)一端。

6.根据权利要求5所述的沉积物原位固定取样器，其特征在于，所述收集罩(203)内设置有阻挡杆(202)。

7.根据权利要求5所述的沉积物原位固定取样器，其特征在于，所述第二弹性组件(204)包括第二弹力绳(2041)。

8.根据权利要求1所述的沉积物原位固定取样器，其特征在于，所述沉积物插管(3)包括把手(301)、插管(302)、单向阀弹簧(303)、单向阀板(306)及限力销轴组件(304)；

所述把手(301)的一端设置在所述插管(302)内，所述单向阀弹簧(303)设置在所述把手(301)上，所述单向阀弹簧(303)设置位于所述插管(302)的外部；

所述单向阀板(306)设置在所述把手(301)靠近所述插管(302)的一端，所述单向阀板(306)位于所述插管(302)内；

所述限力销轴组件(304)设置在所述把手(301)和所述插管(302)的连接位置处。

9.根据权利要求8所述的沉积物原位固定取样器，其特征在于，所述限力销轴组件(304)包括限力销轴(3041)、限力销轴弹簧(3042)及限位销轴罩(3043)；

所述限位销轴罩(3043)设置在所述把手(301)和所述插管(302)的连接位置处，所述限力销轴(3041)和所述限力销轴弹簧(3042)设置在所述限位销轴罩(3043)。

10.根据权利要求8所述的沉积物原位固定取样器，其特征在于，所述把手(301)靠近所述插管(302)的一端设置有活塞(305)，所述活塞(305)位于所述把手(301)和所述插管(302)之间。

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