CN117309496A - 一种河道泥沙采样监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种河道泥沙采样监测设备，属于泥沙采样技术领域，包括从外到内依次设置的套管、外取样管、内取样管，隔板将内取样管和外取样管之间的间隔分隔成若干个取样腔，外取样管的管壁上开设有与取样腔连通的第一通孔，内取样管的管壁上开设有与取样腔连通的第二通孔；内取样管的内侧设置有固定板，位于固定板的上侧在内取样管的中心同轴设置有中心杆，中心杆上沿轴向均匀设置有多个活塞，活塞的外壁与内取样管的内壁滑动密封配合，活塞与第二通孔一一对应，活塞上沿轴向开设有过孔。本发明设备可以同时对不同深度的河道泥沙进行采样，操作简单，采样方便。

Description

一种河道泥沙采样监测设备

技术领域

本发明属于泥沙采样技术领域，具体涉及一种河道泥沙采样监测设备。

背景技术

在海洋、河道、湖泊和水库等水体中采集底质采样器有多种，目前在使用的采样器主要包括钻井采样器、重力采样器和人力采样器。上述采样器在使用时通常直接将设备深入对河道底部，然后将泥沙进行采样后监测。但是为了真实地研究泥沙的组成情况，往往需要将不同深度的泥沙进行采样，然而采用上述设备对河道泥沙进行采样，存在采样繁琐且采样位置不准确的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种河道泥沙采样监测设备，可以同时对不同深度的河道泥沙进行采样，操作简单，采样方便。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种河道泥沙采样监测设备，包括从外到内依次设置的套管、外取样管、内取样管，所述套管可拆卸地套设在外取样管的外侧，所述外取样管的下部固定有用于对套管进行限位的限位板，所述内取样管同轴设置在外取样管的内侧，所述内取样管与外取样管之间沿轴向均匀相隔设置有多块隔板，所述隔板将内取样管和外取样管之间的间隔分隔成若干个取样腔，所述外取样管的管壁上开设有与所述取样腔连通的第一通孔，所述内取样管的管壁上开设有与所述取样腔连通的第二通孔；所述内取样管的内侧设置有固定板，位于固定板的上侧在所述内取样管的中心同轴设置有中心杆，所述中心杆上沿轴向均匀设置有多个活塞，所述活塞的外壁与内取样管的内壁滑动密封配合，所述活塞与第二通孔一一对应，所述活塞上沿轴向开设有过孔。

进一步，所述固定板的下侧通过第一弹簧连接有锚固座，所述锚固座的上端滑动设置在内取样管的内侧；所述内取样管的下端外侧连接有底座，所述底座的外侧固定有第一支座，所述锚固座的下端伸出内取样管后连接有第二支座，所述第一支座铰接至锚杆的一端，所述锚杆的中部铰接至支撑杆的一端，所述支撑杆的另一端与第二支座铰接；所述锚固座的侧面安装有限位卡接件。

进一步，所述限位卡接件包括第一滑块、凸起、尖角卡棱、导杆、第二弹簧、第二滑块，所述第一滑块和第二滑块同时滑动设置在锚固座下端开设有滑孔内，所述第一滑块的端面固定有导杆，所述第二滑块上开设有与所述导杆配合的导孔，所述导杆的外侧套设有连接第一滑块和第二滑块的第二弹簧；所述凸起固定在第一滑块的一端，所述第二滑块上设置有第一凸棱和第二凸棱，所述第一凸棱和第二凸棱相隔形成滑槽，所述凸起的外端两侧固定有尖角卡棱，所述滑槽的内壁上开设有与所述尖角卡棱配合的斜卡齿。

进一步，所述第一凸棱和第二凸棱的一侧均和第二滑块固定连接，另一侧与第二滑块之间相隔形成间隙，所述第一凸棱和第二凸棱能够绕其固定部位偏转。

进一步，所述锚固座位于内取样管内侧的部位沿径向固定有滑杆，所述内取样管的表面沿轴向开设有通槽，所述滑杆滑动设置在所述通槽内。

进一步，所述中心杆的上端均匀间隔固定设置有若干锚固板。

进一步，所述套管采用橡胶材料制成。

进一步，所述外取样管的上端内侧固定有第三支座，所述第三支座上转动设置有转动杆，所述转动杆沿着外取样管的轴向延伸，所述转动杆的上端固定设置有连接板。

进一步，所述转动杆的外侧套设有复位扭簧，所述复位扭簧的两个连接端分别与第三支座和连接板固定连接，所述复位扭簧用于对连接板提供沿外取样管径向向内的扭转弹性力。

本发明的有益效果在于：

本发明公开的一种河道泥沙采样监测设备，在使用时可以将外取样管和内取样管一起插入到河道的泥沙层内，通过轴向设置的多个第一通孔，可以分别对多层的泥沙进行取样，以解决了现有技术中采样繁琐的问题。

本发明公开的设备当中，由于第一通孔之间相隔的位置是确定的，因此让取样腔的层与层之间的取样位置得到确定，避免了多次取样带来的取样位置无法得到保证的问题。

本发明公开的设备，通过在外取样管的外侧套设有套管，再套管的屏蔽作用下，在插入外取样管时，可以阻挡泥沙通过第一通孔进入到取样腔内，因此可以保证取样的精确性。

本发明公开的设备，在取样前通过活塞将第二通孔堵住，由于取样腔的两个通孔均封闭，可以避免泥沙流入，在进行取样时，则提起中心杆移动活塞，并且拿掉套筒，在泥沙的土压作用下，泥沙可以顺利进入到取样腔内，整个取样过程简单，并且通过轴向移动中心杆以改变活塞的位置，可以方便地对取样时间进行控制。

本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明设备的结构示意图；

图2为图1在A处的放大图；

图3为本发明设备的分解图；

图4为内取样管的剖视图；

图5为锚杆的分布示意图；

图6为限位卡接件的结构示意图。

附图中标记如下：套管1、外取样管2、内取样管3、限位板4、隔板5、取样腔6、第一通孔7、第二通孔8、固定板9、中心杆10、活塞11、过孔12、第一弹簧13、锚固座14、底座15、第一支座16、第二支座17、锚杆18、支撑杆19、限位卡接件20、第一滑块21、凸起22、尖角卡棱23、导杆24、第二弹簧25、第二滑块26、滑孔27、导孔28、第一凸棱29、第二凸棱30、滑槽31、斜卡齿32、间隙33、滑杆34、通槽35、锚固板36、第三支座37、转动杆38、连接板39、复位扭簧40。

具体实施方式

如图1~6所示，本发明公开的一种河道泥沙采样监测设备，包括从外到内依次设置的套管1、外取样管2、内取样管3，套管1的直径最大，套管1紧贴外取样管2可拆卸地套设在外取样管2的外侧，外取样管2的下部固定有用于对套管1进行限位的限位板4，限位板4用于对套管1的轴向进行限位，以便于对套管1进行安装。

具体的，内取样管3同轴设置在外取样管2的内侧，内取样管3的外径比外取样管2的内径还小，以使得内取样管3与外取样管2之间相隔形成间隔。内取样管3与外取样管2之间沿轴向均匀相隔设置有多块隔板5，外取样管2的下端安装有竖直限位块，内取样管3沿轴向限位地安装在外取样管2内。隔板5固定在内取样管3的外侧，隔板5的外圆周与外取样管2的内壁密封配合，在采样结束后，可以将内取样管3和各块隔板5一同取出，方便后续对采样的泥沙进行监测。

其中，隔板5将内取样管3和外取样管2之间的间隔分隔成若干个取样腔6，各取样腔6的长度相同且沿着轴向均匀布置，外取样管2的管壁上开设有与取样腔6连通的第一通孔7，在正常插入前，套管1的长度够长以可以将所有第一通孔7封闭。内取样管3的管壁上开设有与取样腔6连通的第二通孔8，第二通孔8可以起到连通外部气压的作用，以便于泥沙从外部流入。

在本发明中，内取样管3的内侧设置有固定板9，固定板9将内取样管3的上侧和下侧相隔，位于固定板9的上侧在内取样管3的中心同轴设置有中心杆10，中心杆10上沿轴向均匀设置有多个活塞11，活塞11的外壁与内取样管3的内壁滑动密封配合，活塞11的位置与第二通孔8一一对应，活塞11的侧面能够将第二通孔8封闭，活塞11上沿轴向开设有过孔12，用于连通气压。

本发明设备的工作原理如下：在进行取样时，将套管1、外取样管2、内取样管3一同插入到河道泥沙内，此时活塞11与第二通孔8一一对应并将其封闭。在将外取样管2和内取样管3固定后，向上提起中心杆10，使得活塞11和第二通孔8错开，然后向上将套筒取出。此时泥沙在土压的作用下可以通过第一通孔7进入到取样腔6内。在取样结束后，再将套筒套在外取样管2的外侧，再整体将设备取出，进行后续的监测工作。

采用本发明设备对河道泥沙进行监测和取样，整个取样过程简单，并且通过轴向移动中心杆10以改变活塞11的位置，可以方便地对取样时间进行控制。

本实施例中，固定板9的下侧通过第一弹簧13连接有锚固座14，锚固座14位于内取样管3的下端，锚固座14的上端滑动设置在内取样管3的内侧；内取样管3的下端外侧连接有底座15，底座15的外侧固定有第一支座16，锚固座14的下端伸出内取样管3后连接有第二支座17，第一支座16铰接至锚杆18的一端，锚杆18的中部铰接至支撑杆19的一端，支撑杆19的另一端与第二支座17铰接；锚固座14的侧面安装有限位卡接件20。将内取样管3和外取样管2一通插入时，限位卡接件20位于内取样管3的内侧，固定板9能够同时顶着第一弹簧13和锚固座14将两者陷入在泥沙当中。在设备插入结束后，内取样管3能够在第一弹簧13的弹力作用下向上位移，同时对内取样管3向上施力，使得限位卡接件20向外露出以对内取样管3下行进行限位。此时支撑杆19将锚杆18向外支撑呈爪状，锚杆18的外端倾斜向上延伸，可以便于将设备稳固在泥沙中，使得取样过程更为稳定。

本实施例中，限位卡接件20包括第一滑块21、凸起22、尖角卡棱23、导杆24、第二弹簧25、第二滑块26，第一滑块21和第二滑块26均呈矩形，第一滑块21和第二滑块26同时滑动设置在锚固座14下端开设有滑孔27内，第一滑块21和第二滑块26的宽度和滑孔27的宽度相当。第一滑块21的端面固定有导杆24，导杆24朝向第二滑块26所在一侧延伸，第二滑块26上开设有与导杆24配合的导孔28，导杆24能够滑动地穿设在导孔28内，导杆24的外侧套设有连接第一滑块21和第二滑块26的第二弹簧25；第二弹簧25提供弹性的支撑力，在内取样管3向上移动后，第二弹簧25能够将第一滑块21和第二滑块26从滑孔27向外弹出，从而对内取样管3下行进行限位。保证锚杆18向外伸出，可以更好地锚固在泥沙内。

具体的，凸起22固定在第一滑块21的一端，第二滑块26上设置有第一凸棱29和第二凸棱30，第一凸棱29和第二凸棱30相隔形成滑槽31，凸起22可以滑动设置在滑槽31内，凸起22的外端两侧固定有尖角卡棱23，滑槽31的内壁上开设有与尖角卡棱23配合的斜卡齿32。斜卡齿32的方向朝向第一滑块21所在一侧，防止第一滑块21和第二滑块26发生相对靠近的移动。

本实施例中，第一凸棱29和第二凸棱30的一侧均和第二滑块26固定连接，另一侧与第二滑块26之间相隔形成间隙33，第一凸棱29和第二凸棱30能够绕其固定部位偏转，在将设备从泥沙取出后，通过向外掰动第一凸棱29和第二凸棱30，让第一凸棱29和第二凸棱30可以相互远离，可以便于尖角卡棱23从斜卡齿32内取出，便于复位。

本实施例中，锚固座14位于内取样管3内侧的部位沿径向固定有滑杆34，内取样管3的表面沿轴向开设有通槽35，滑杆34滑动设置在通槽35内，通过设置滑杆34，能够对锚固座14起到导向的作用，防止其绕中心转动，锚固作用更好。

本实施例中，中心杆10的上端均匀间隔固定设置有若干锚固板36，可以便于中心杆10与上端的拉力装置进行连接。

本实施例中，套管1采用橡胶材料制成，具有一定的弹性作用，可以更好地将第一通孔7进行封闭，橡胶材料也具有耐腐蚀的作用，可以增加装置的寿命。

本实施例中，外取样管2的上端内侧固定有第三支座37，第三支座37上转动设置有转动杆38，转动杆38沿着外取样管2的轴向延伸，转动杆38的上端固定设置有连接板39，通过设置第三支座37和连接板39，可以便于将外取样管2固定在外部设备上，便于后续取样，在套筒取出前，可以旋转转动杆38，让连接板39朝向外取样管2的内侧，可以对套筒进行避让。

本实施例中，转动杆38的外侧套设有复位扭簧40，复位扭簧40的两个连接端分别与第三支座37和连接板39固定连接，复位扭簧40用于对连接板39提供沿外取样管2径向向内的扭转弹性力，方便对连接板39的方向进行控制。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种河道泥沙采样监测设备，其特征在于：包括从外到内依次设置的套管、外取样管、内取样管，所述套管可拆卸地套设在外取样管的外侧，所述外取样管的下部固定有用于对套管进行限位的限位板，所述内取样管同轴设置在外取样管的内侧，所述内取样管与外取样管之间沿轴向均匀相隔设置有多块隔板，所述隔板将内取样管和外取样管之间的间隔分隔成若干个取样腔，所述外取样管的管壁上开设有与所述取样腔连通的第一通孔，所述内取样管的管壁上开设有与所述取样腔连通的第二通孔；所述内取样管的内侧设置有固定板，位于固定板的上侧在所述内取样管的中心同轴设置有中心杆，所述中心杆上沿轴向均匀设置有多个活塞，所述活塞的外壁与内取样管的内壁滑动密封配合，所述活塞与第二通孔一一对应，所述活塞上沿轴向开设有过孔。

2.根据权利要求1所述的一种河道泥沙采样监测设备，其特征在于：所述固定板的下侧通过第一弹簧连接有锚固座，所述锚固座的上端滑动设置在内取样管的内侧；所述内取样管的下端外侧连接有底座，所述底座的外侧固定有第一支座，所述锚固座的下端伸出内取样管后连接有第二支座，所述第一支座铰接至锚杆的一端，所述锚杆的中部铰接至支撑杆的一端，所述支撑杆的另一端与第二支座铰接；所述锚固座的侧面安装有限位卡接件。

3.根据权利要求2所述的一种河道泥沙采样监测设备，其特征在于：所述限位卡接件包括第一滑块、凸起、尖角卡棱、导杆、第二弹簧、第二滑块，所述第一滑块和第二滑块同时滑动设置在锚固座下端开设有滑孔内，所述第一滑块的端面固定有导杆，所述第二滑块上开设有与所述导杆配合的导孔，所述导杆的外侧套设有连接第一滑块和第二滑块的第二弹簧；所述凸起固定在第一滑块的一端，所述第二滑块上设置有第一凸棱和第二凸棱，所述第一凸棱和第二凸棱相隔形成滑槽，所述凸起的外端两侧固定有尖角卡棱，所述滑槽的内壁上开设有与所述尖角卡棱配合的斜卡齿。

4.根据权利要求3所述的一种河道泥沙采样监测设备，其特征在于：所述第一凸棱和第二凸棱的一侧均和第二滑块固定连接，另一侧与第二滑块之间相隔形成间隙，所述第一凸棱和第二凸棱能够绕其固定部位偏转。

5.根据权利要求2所述的一种河道泥沙采样监测设备，其特征在于：所述锚固座位于内取样管内侧的部位沿径向固定有滑杆，所述内取样管的表面沿轴向开设有通槽，所述滑杆滑动设置在所述通槽内。

6.根据权利要求1所述的一种河道泥沙采样监测设备，其特征在于：所述中心杆的上端均匀间隔固定设置有若干锚固板。

7.根据权利要求1所述的一种河道泥沙采样监测设备，其特征在于：所述套管采用橡胶材料制成。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种河道泥沙采样监测设备，其特征在于：所述外取样管的上端内侧固定有第三支座，所述第三支座上转动设置有转动杆，所述转动杆沿着外取样管的轴向延伸，所述转动杆的上端固定设置有连接板。

9.根据权利要求8所述的一种河道泥沙采样监测设备，其特征在于：所述转动杆的外侧套设有复位扭簧，所述复位扭簧的两个连接端分别与第三支座和连接板固定连接，所述复位扭簧用于对连接板提供沿外取样管径向向内的扭转弹性力。