CN116698490A - 一种海洋沉积物取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋沉积物取样装置，属于海洋沉积物取样技术领域。一种海洋沉积物取样装置，包括底座，底座的顶部连接有套管，套管内活动连接有取样管，取样管的顶部与套管内壁之间设置有伸缩推杆，底座上开设有与取样管相配合的凹孔，底座上设置有用于封堵凹孔的封堵组件，封堵组件与取样管的底部活动相抵，取样管内滑动连接有活塞，活塞上设置有单向阀，活塞与取样管的顶部之间设置有第一弹性元件，取样管内设置有用于定位活塞的定位组件，取样管内还设置有防脱落机构，防脱落机构外侧连接有分割组件；本发明结构简单，操作方便，使取样管在提升过程中内部样品不易流失，可有效将样品保留在取样管中，取样成功率及取样率高。

Description

一种海洋沉积物取样装置

技术领域

本发明涉及海洋沉积物取样技术领域，尤其涉及一种海洋沉积物取样装置。

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。海底沉积物分为：陆缘物质、生物物质、火山物质、被溶滤的海底岩石、宇宙物质等。对海底自生矿产资、古海洋学、古气候学的发展也有赖于深海沉积物的研究。因此，深海沉积的研究日益受到重视。

现有的有机玻璃采样管下端口没有进行密封，一般依据管体内部负压保持对取样物的提升取样。但采集后的沉积物在抽出沉积物层时，因管体内部采集的样品与采样层内部的沉积物粘连，使得采样管提升过程中内部的样品可能会出现脱落的情况；且沉积物随采样管在抽出沉积物层后，由于水的冲刷或其他外力作用，容易造成取样管内的样品外漏流失，影响样品质量。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种海洋沉积物取样装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种海洋沉积物取样装置，包括底座，所述底座的顶部连接有套管，所述套管内活动连接有取样管，所述取样管的顶部与套管内壁之间设置有伸缩推杆，所述底座上开设有与取样管相配合的凹孔，所述底座上设置有用于封堵凹孔的封堵组件，所述封堵组件与取样管的底部活动相抵，所述取样管内滑动连接有活塞，所述活塞上设置有单向阀，所述活塞与取样管的顶部之间设置有第一弹性元件，所述取样管内设置有用于定位活塞的定位组件，所述取样管内还设置有防脱落机构，所述防脱落机构外侧连接有分割组件，所述分割组件活动连接在取样管的下侧。

优选的，所述封堵组件包括开设在底座两侧的活动槽，两个所述活动槽对称设置在凹孔两侧且与凹孔相连通，每个所述活动槽内滑动连接有与取样管活动相抵的封堵板，所述封堵板与活动槽内壁之间设置有第二弹性元件，且两个所述封堵板远离第二弹性元件的一端活动相抵，所述封堵板的顶部设置有挤压斜面。

优选的，所述取样管的底部通过第一销轴转动连接有第一滚轮，所述第一滚轮与封堵板的挤压斜面活动相抵，所述封堵板远离第二弹性元件的一侧通过第二销轴转动连接有第二滚轮，所述第二滚轮与取样管的外侧壁活动相抵。

优选的，所述防脱落机构包括固设在取样管内的驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有转动设置在取样管内的转动杆，所述转动杆上设置有若干第一收卷辊，所述第一收卷辊上缠绕连接有第一拉绳，所述防脱落机构还包括开设在取样管内的工作槽，所述工作槽内弹性设置有防脱落板，所述防脱落板的底部与第一拉绳远离第一收卷辊的一端相连。

优选的，所述取样管内开设有与工作槽相连通的滑槽，所述滑槽内滑动连接有与防脱落板相连的滑块，所述滑块与滑槽内壁之间设置有第三弹性元件。

优选的，所述分割组件包括转动连接在取样管上的转动轴，所述转动轴与取样管周向之间设置有扭簧，所述转动轴上设置有从动齿轮，所述转动杆上设置有与从动齿轮啮合连接的半齿轮，所述转动轴置于取样管外侧的杆体上连接有弧形切刀，所述弧形切刀活动设置在取样管的底部。

优选的，所述定位组件包括开设在取样管上的定位槽，所述定位槽内滑动连接有定位块，所述定位块与定位槽内壁之间设置有第四弹性元件，所述定位块远离第四弹性元件的一端设置有倾斜面，所述活塞上开设有与定位块相配合的定位孔。

优选的，所述转动杆上设置有第二收卷辊，所述第二收卷辊上缠绕连接有第二拉绳，所述第二拉绳远离第二收卷辊的一端与定位块相连，所述定位块包括与第四弹性元件相连的第一块体以及与活塞活动相抵的第二块体，所述第一块体和第二块体之间设置有第五弹性元件。

优选的，所述活塞的底部设置有锥形曲面，所述单向阀置于锥形曲面的顶部，所述取样管的顶部设置有通孔，所述套管外侧开设有条形槽。

优选的，所述伸缩推杆可以为电动推杆、液压推杆或气动推杆的一种，所述伸缩推杆与取样管之间设置有弹性伸缩杆，所述弹性伸缩杆上设置有振动器。

与现有技术相比，本发明提供了一种海洋沉积物取样装置，具备以下有益效果：

1、该海洋沉积物取样装置，通过控制防脱落机构工作，使防脱落机构工作时带动分割组件动作，防脱落机构工作时可对取样管内部采集的样品产生阻力，降低样品在取样管内下滑的可能性，且分割组件可对取样管内采集的沉积物与沉积物层中的沉积物分离，避免取样管在提升过程中因采集的样品与沉积物层粘连，导致出现取样管内部样品脱落的情况。

2、该海洋沉积物取样装置，通过在底座上设置封堵组件，使得取样管在采取样品且离开沉积物层后，封堵组件对取样管底部进行封堵遮挡，避免取样管内采集的沉积物受水的冲刷或其他外力作用下造成取样管内样品的外漏流失。

3、该海洋沉积物取样装置，通过第二拉绳连接防脱落机构和定位块，使得防脱落机构复位，在解除对取样管内沉积物的限制后，第二拉绳可拉动定位块移动，使定位块不再对活塞限制，使得活塞在第一弹性元件的弹力推动下对取样管内采集的沉积物推挤，方便采集的沉积物在取样管内取出，提高工作人员工作效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖面结构示意图；

图3为本发明的图2中A部局部放大结构示意图；

图4为本发明的取样管的底部结构示意图；

图5为本发明的取样管的剖面结构示意图；

图6为本发明的图5中B部局部放大结构示意图；

图7为本发明的图5中C部局部放大结构示意图；

图8为本发明的防脱落机构的结构示意图。

图中：1、底座；101、凹孔；2、套管；201、条形槽；3、取样管；301、通孔；4、活塞；401、单向阀；402、定位孔；403、锥形曲面；404、第一弹性元件；5、伸缩推杆；6、活动槽；601、封堵板；602、第二弹性元件；7、第一滚轮；8、第二滚轮；9、转动杆；901、第一收卷辊；9011、第一拉绳；902、第二收卷辊；9021、第二拉绳；903、半齿轮；10、驱动电机；11、工作槽；111、防脱落板；12、滑槽；121、滑块；122、第三弹性元件；13、转动轴；131、从动齿轮；132、弧形切刀；133、扭簧；14、定位槽；141、定位块；1411、第一块体；1412、第二块体；1413、第五弹性元件；142、第四弹性元件；15、弹性伸缩杆；16、振动器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

参照图1、图2、图3、图4、图5和图8，一种海洋沉积物取样装置，包括底座1，底座1的顶部连接有套管2，套管2内活动连接有取样管3，取样管3的顶部与套管2内壁之间设置有伸缩推杆5，底座1上开设有与取样管3相配合的凹孔101，底座1上设置有用于封堵凹孔101的封堵组件，封堵组件与取样管3的底部活动相抵，取样管3内滑动连接有活塞4，活塞4上设置有单向阀401，活塞4与取样管3的顶部之间设置有第一弹性元件404，取样管3内设置有用于定位活塞4的定位组件，取样管3内还设置有防脱落机构，防脱落机构外侧连接有分割组件，分割组件活动连接在取样管3的下侧。

具体的，将设备沉入海底，使底座1平稳放置在沉积物上后，控制伸缩推杆5工作，伸缩推杆5带动取样管3在套管2中下移，取样管3下移过程中对封堵组件抵压，封堵组件受力动作不再对凹孔101封堵，取样管3底部穿过凹孔101插入沉积物层，在此过程中，活塞4受到沉积物的反向推动相对取样管3上移，第一弹性元件404被压缩，沉积物与活塞4之间的海水通过单向阀401排出取样管3下侧的取样腔，取样管3对沉积物采集过程中，沉积物与上侧活塞4形成一个密封的取样腔，取样管3对沉积物取样完成后，控制防脱落机构工作，使防脱落机构工作时带动分割组件动作，防脱落机构工作时可对取样管3内部采集的样品产生阻力，降低样品在取样管3内下滑的可能性，且分割组件可对取样管3内采集的沉积物与沉积物层中的沉积物分离，避免取样管3在提升过程中因采集的样品与沉积物层粘连，导致出现取样管3内部样品脱落的情况，随后伸缩推杆5继续带动取样管3相对底座1上移，当取样管3复位后，封堵组件对取样管3底部进行封堵遮挡，避免取样管3内采集的沉积物受水的冲刷或其他外力作用下造成取样管3内样品的外漏流失，使取样管3在提升过程中内部样品不易流失，可有效将样品保留在取样管3中，取样成功率及取样率高。

参照图1、图2和图3，作为本发明优选的技术方案，封堵组件包括开设在底座1两侧的活动槽6，两个活动槽6对称设置在凹孔101两侧且与凹孔101相连通，每个活动槽6内滑动连接有与取样管3活动相抵的封堵板601，封堵板601与活动槽6内壁之间设置有第二弹性元件602，且两个封堵板601远离第二弹性元件602的一端活动相抵，封堵板601的顶部设置有挤压斜面；具体的，伸缩推杆5推动取样管3下移时，取样管3受力下移对封堵板601的挤压斜面作用力，封堵板601受力向活动槽6内收缩对取样管3避让，第二弹性元件602被挤压，当取样管3取样完成后复位，第二弹性元件602推动封堵板601复位，对取样管3底部进行封堵，避免取样管3内采集的沉积物受水的冲刷或其他外力作用下造成取样管3内样品的外漏流失，使取样管3在提升过程中内部样品不易流失，可有效将样品保留在取样管3中。

参照图2、图3和图4，作为本发明优选的技术方案，取样管3的底部通过第一销轴转动连接有第一滚轮7，第一滚轮7与封堵板601的挤压斜面活动相抵，封堵板601远离第二弹性元件602的一侧通过第二销轴转动连接有第二滚轮8，第二滚轮8与取样管3的外侧壁活动相抵；具体的，通过在取样管3的底部设置第一滚轮7，使取样管3底部对封堵板601抵接时，第一滚轮7对封堵板601作用力，当取样管3越过封堵板601向下移动时，封堵板601上的第二滚轮8与取样管3外侧壁接触，使滚动摩擦取代滑动摩擦，降低取样管3与封堵板601的磨损程度，提高装置的使用寿命。

参照图2、图5、图7和图8，作为本发明优选的技术方案，防脱落机构包括固设在取样管3内的驱动电机10，驱动电机10的输出端连接有转动设置在取样管3内的转动杆9，转动杆9上设置有若干第一收卷辊901，第一收卷辊901上缠绕连接有第一拉绳9011，防脱落机构还包括开设在取样管3内的工作槽11，工作槽11内弹性设置有防脱落板111，防脱落板111的底部与第一拉绳9011远离第一收卷辊901的一端相连。

进一步的，取样管3内开设有与工作槽11相连通的滑槽12，滑槽12内滑动连接有与防脱落板111相连的滑块121，滑块121与滑槽12内壁之间设置有第三弹性元件122。

具体的，取样管3深入沉积物层取样完成后，控制驱动电机10运行，使驱动电机10的输出端带动转动杆9转动，转动杆9上的第一收卷辊901对第一拉绳9011释放，第一拉绳9011不再对防脱落板111拉动，防脱落板111在被压缩的第三弹性元件122的弹力推动下复位，防脱落板111斜插入取样管3，对取样管3内部采集的样品产生阻力，降低样品在取样管3内下滑的可能性，有效避免取样管3内部样品脱落的情况；当需要解除防脱落板111对取样管3内沉积物的下降阻力时，驱动电机10带动转动杆9反转，使第一收卷辊901对第一拉绳9011收卷，第一拉绳9011拉动防脱落板111在工作槽11内滑移，第三弹性元件122被压缩，为后续取样管3取样工作做准备。

参照图4和图8，作为本发明优选的技术方案，分割组件包括转动连接在取样管3上的转动轴13，转动轴13与取样管3周向之间设置有扭簧133，转动轴13上设置有从动齿轮131，转动杆9上设置有与从动齿轮131啮合连接的半齿轮903，转动轴13置于取样管3外侧的杆体上连接有弧形切刀132，弧形切刀132活动设置在取样管3的底部；具体的，防脱落机构工作时会带动分割组件动作，转动杆9转动时使半齿轮903与转动轴13上的从动齿轮131啮合传动，在半齿轮903与从动齿轮131啮合时，从动齿轮131带动转动轴13以及转动轴13上的弧形切刀132旋转，使弧形切刀132可对取样管3内采集的沉积物与沉积物层中的沉积物分离，避免取样管3在提升过程中因采集的样品与沉积物层粘连，导致出现取样管3内部样品脱落的情况，在半齿轮903不再与从动齿轮131啮合时，转动轴13在扭簧133的作用下带动弧形切刀132复位转动，避免弧形切刀132对取样管3的上移产生阻力，分割组件的设置使取样管3在提升过程中内部样品不易流失，可有效将样品保留在取样管3中，取样成功率及取样率高。

参照图2、图3、图5、图6和图8，作为本发明优选的技术方案，定位组件包括开设在取样管3上的定位槽14，定位槽14内滑动连接有定位块141，定位块141与定位槽14内壁之间设置有第四弹性元件142，定位块141远离第四弹性元件142的一端设置有倾斜面，活塞4上开设有与定位块141相配合的定位孔402。

进一步的，转动杆9上设置有第二收卷辊902，第二收卷辊902上缠绕连接有第二拉绳9021，第二拉绳9021远离第二收卷辊902的一端与定位块141相连，定位块141包括与第四弹性元件142相连的第一块体1411以及与活塞4活动相抵的第二块体1412，第一块体1411和第二块体1412之间设置有第五弹性元件1413。

具体的，在取样管3深入沉积物层进行取样工作时，活塞4受到沉积物的反向推动在取样管3内上移，取样过程中活塞4对第二块体1412挤压，第五弹性元件1413被压缩，第二块体1412对活塞4避让，在取样完成时，第二块体1412在第五弹性元件1413的弹力推动下置于定位孔402中，对活塞4位置进行限制；当装置移出水面需将取样管3中的沉积物样品取出时，伸缩推杆5推动取样管3移动，使取样管3对封堵板601抵接，封堵板601受力向两侧避让，取样管3移出凹孔101，随后控制防脱落机构解除对取样管3中样品的阻力，在此过程中转动杆9通过第二收卷辊902对第二拉绳9021收卷，使第二拉绳9021拉动第一块体1411，第四弹性元件142被压缩，第一块体1411通过第五弹性元件1413带动第二块体1412离开活塞4的定位孔402，活塞4不再受到限制且会在第一弹性元件404的弹力推动下复位，活塞4将取样管3中采集的样品推出，操作简单方便，提高工作人员的工作效率。

参照图1、图2和图5，作为本发明优选的技术方案，活塞4的底部设置有锥形曲面403，单向阀401置于锥形曲面403的顶部，取样管3的顶部设置有通孔301，套管2外侧开设有条形槽201；具体的，取样管3底部穿过凹孔101插入沉积物层取样时，活塞4受到沉积物的反向推动相对取样管3上移，第一弹性元件404被压缩，沉积物与活塞4之间的海水通过单向阀401排出取样管3下侧的取样腔，通过在活塞4的底部设置锥形曲面403，可使海水沿着锥形曲面403快速流动至单向阀401，提高取样管3中采集的沉积物与活塞4之间的海水排出速度，且从单向阀401排出的海水可通过通孔301以及条形槽201排出装置外侧。

参照图1和图2，作为本发明优选的技术方案，伸缩推杆5可以为电动推杆、液压推杆或气动推杆的一种，伸缩推杆5与取样管3之间设置有弹性伸缩杆15，弹性伸缩杆15上设置有振动器16；具体的，伸缩推杆5可为电动推杆、液压推杆或气动推杆的一种，便于对取样管3推动或拉动，降低人力输出，同时伸缩推杆5与取样管3之间连接有弹性伸缩杆15，且弹性伸缩杆15上设置振动器16，伸缩推杆5推动取样管3下移时，振动器16工作，便于取样管3快速深入沉积物层，降低取样管3取样难度，提高装置取样效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海洋沉积物取样装置，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的顶部连接有套管(2)，所述套管(2)内活动连接有取样管(3)，所述取样管(3)的顶部与套管(2)内壁之间设置有伸缩推杆(5)，所述底座(1)上开设有与取样管(3)相配合的凹孔(101)，所述底座(1)上设置有用于封堵凹孔(101)的封堵组件，所述封堵组件与取样管(3)的底部活动相抵，所述取样管(3)内滑动连接有活塞(4)，所述活塞(4)上设置有单向阀(401)，所述活塞(4)与取样管(3)的顶部之间设置有第一弹性元件(404)，所述取样管(3)内设置有用于定位活塞(4)的定位组件，所述取样管(3)内还设置有防脱落机构，所述防脱落机构外侧连接有分割组件，所述分割组件活动连接在取样管(3)的下侧。

2.根据权利要求1所述的一种海洋沉积物取样装置，其特征在于，所述封堵组件包括开设在底座(1)两侧的活动槽(6)，两个所述活动槽(6)对称设置在凹孔(101)两侧且与凹孔(101)相连通，每个所述活动槽(6)内滑动连接有与取样管(3)活动相抵的封堵板(601)，所述封堵板(601)与活动槽(6)内壁之间设置有第二弹性元件(602)，且两个所述封堵板(601)远离第二弹性元件(602)的一端活动相抵，所述封堵板(601)的顶部设置有挤压斜面。

3.根据权利要求2所述的一种海洋沉积物取样装置，其特征在于，所述取样管(3)的底部通过第一销轴转动连接有第一滚轮(7)，所述第一滚轮(7)与封堵板(601)的挤压斜面活动相抵，所述封堵板(601)远离第二弹性元件(602)的一侧通过第二销轴转动连接有第二滚轮(8)，所述第二滚轮(8)与取样管(3)的外侧壁活动相抵。

4.根据权利要求3所述的一种海洋沉积物取样装置，其特征在于，所述防脱落机构包括固设在取样管(3)内的驱动电机(10)，所述驱动电机(10)的输出端连接有转动设置在取样管(3)内的转动杆(9)，所述转动杆(9)上设置有若干第一收卷辊(901)，所述第一收卷辊(901)上缠绕连接有第一拉绳(9011)，所述防脱落机构还包括开设在取样管(3)内的工作槽(11)，所述工作槽(11)内弹性设置有防脱落板(111)，所述防脱落板(111)的底部与第一拉绳(9011)远离第一收卷辊(901)的一端相连。

5.根据权利要求4所述的一种海洋沉积物取样装置，其特征在于，所述取样管(3)内开设有与工作槽(11)相连通的滑槽(12)，所述滑槽(12)内滑动连接有与防脱落板(111)相连的滑块(121)，所述滑块(121)与滑槽(12)内壁之间设置有第三弹性元件(122)。

6.根据权利要求5所述的一种海洋沉积物取样装置，其特征在于，所述分割组件包括转动连接在取样管(3)上的转动轴(13)，所述转动轴(13)与取样管(3)周向之间设置有扭簧(133)，所述转动轴(13)上设置有从动齿轮(131)，所述转动杆(9)上设置有与从动齿轮(131)啮合连接的半齿轮(903)，所述转动轴(13)置于取样管(3)外侧的杆体上连接有弧形切刀(132)，所述弧形切刀(132)活动设置在取样管(3)的底部。

7.根据权利要求6所述的一种海洋沉积物取样装置，其特征在于，所述定位组件包括开设在取样管(3)上的定位槽(14)，所述定位槽(14)内滑动连接有定位块(141)，所述定位块(141)与定位槽(14)内壁之间设置有第四弹性元件(142)，所述定位块(141)远离第四弹性元件(142)的一端设置有倾斜面，所述活塞(4)上开设有与定位块(141)相配合的定位孔(402)。

8.根据权利要求7所述的一种海洋沉积物取样装置，其特征在于，所述转动杆(9)上设置有第二收卷辊(902)，所述第二收卷辊(902)上缠绕连接有第二拉绳(9021)，所述第二拉绳(9021)远离第二收卷辊(902)的一端与定位块(141)相连，所述定位块(141)包括与第四弹性元件(142)相连的第一块体(1411)以及与活塞(4)活动相抵的第二块体(1412)，所述第一块体(1411)和第二块体(1412)之间设置有第五弹性元件(1413)。

9.根据权利要求8所述的一种海洋沉积物取样装置，其特征在于，所述活塞(4)的底部设置有锥形曲面(403)，所述单向阀(401)置于锥形曲面(403)的顶部，所述取样管(3)的顶部设置有通孔(301)，所述套管(2)外侧开设有条形槽(201)。

10.根据权利要求1所述的一种海洋沉积物取样装置，其特征在于，所述伸缩推杆(5)可以为电动推杆、液压推杆或气动推杆的一种，所述伸缩推杆(5)与取样管(3)之间设置有弹性伸缩杆(15)，所述弹性伸缩杆(15)上设置有振动器(16)。