CN201926564U - 采集柱状沉积物及其上覆水采样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采集柱状沉积物及其上覆水的采样器，由可拆卸手持杆、止回密封件、采样筒、紧固装置、辅助牵引绳组成。可拆卸手持杆通过螺纹与止回密封件连接，止回密封件通过活节螺母与采样筒连接，紧固装置上端套在止回密封件的穿孔导流管上，下端套在采样筒上，通过紧固装置的可伸缩绳将止回密封件和采样筒连接为整体，辅助牵引绳的挂钩与紧固装置下端连接、另一端拉至可拆卸手持杆最上端的横杆上。本实用新型可解决现有水样采样器采集底泥上覆水困难的问题，用材普通，结构简单，加工精度要求不高，运输过程不会破坏柱状沉积物层序。体积小、重量轻、操作简单，能够同时采集沉积物上覆水及柱状沉积物，并能保持样品无扰动，层序保真。

Description

采集柱状沉积物及其上覆水采样器

技术领域

本实用新型涉及一种采集柱状沉积物及其上覆水采样器，属监测取样设备技术领域。

背景技术

底泥监测是水体环境调查和科学研究的重要组成部分，对于研究水体非点源污染及各种污染物的迁移转化规律有重要作用，底泥上覆水对于研究污染物在固液两相间的迁移亦有着重要的意义。底泥采样器是实现底泥监测的必要手段，目前所用的底泥采样器主要有抓斗式和柱状式两类。抓斗式主要用于采集底泥表层20厘米左右的样品，存在对底泥样品扰动大，密闭性差从而易造成部分样品流失的问题。柱状采样器对底泥扰动小，可保持底泥的层序，所获样品代表性强。但由于柱状采样器应用范围窄，商品化程度低，市场上很难找到物美价廉的产品，科研单位主要通过自制或购买国外产品来满足研究所需，公开号为CN1414361A的实用新型专利公开了一种无边界扰动的机械手持式沉积物采样器。它包括由手持杆、上端盖、刀筒、插筒组成的刀筒部件和由衬筒盖、金属滤网、挡圈、衬筒、梅花瓣组成的衬筒部件，衬筒装在刀筒内。主要通过梅花瓣组成的衬筒部件切断沉积物并封口，结构较复杂，加工精度要求较高；公开号为CN201408128Y的实用新型专利公开了一种水体沉积物采样器，包括自上而下依次连接、且内腔相互连通的加力管、采样管、采样头，该加力管上连接有横向的加力杆；该采样头的端部带有便于插入沉积物的刀头。结构简易，操作简单，但沉积物进入采样管空腔后，仅利用沉积物本身的粘性以及采样管头的小口径，保证沉积物样品稳定地保存在采样管中，在提起采样器的过程中，容易导致样品脱出；进入采样器的水需要在采样器提出水面后倒置加力管，将水从加力管口倒出，在提起采样器的过程中增加了采样器的重量，且操作比较繁琐；公开号为CN2684179Y的实用新型专利公开了一种新型水下沉积物单管采样器，通过安装在采样管上口部的球阀装置中的球阀与采样管的管口上的密封圈的密封配合，使采样器在采样后上拉时构成对采样管上管口的封闭，形成采样管内的真空状态，从而能够使管内样品无扰动并且层序保持原状态。但其球阀装置中的球阀要求比重大于水和海水，其支承装置导致采样器体型大，沉重。国外的产品价格昂贵，对一般的科研单位很难承受。

发明内容

本实用新型目的是提供一种采集柱状沉积物及其上覆水的采样器，为克服现有柱状采样器结构复杂、加工精度要求高、体型过大、操作不便的不足。该采样器结构简单，加工精度要求不高，并能利用市场上已有的管件进行组装，体积小、重量轻、操作简单，能够同时采集沉积物上覆水及柱状沉积物，并能保持样品无扰动，层序保真。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：采集柱状沉积物及其上覆水采样器由可拆卸手持杆(1)、止回密封件(2)、采样筒(3)、紧固装置(4)、辅助牵引绳(5)组成，其特征是：可拆卸手持杆(1)通过螺纹与止回密封件(2)连接，止回密封件(2)通过活节螺母与采样筒(3)连接，紧固装置(4)上端套在止回密封件(2)的穿孔导流管上，紧固装置(4)下端套在采样筒(3)上，通过紧固装置(4)的弹性绳将止回密封件(2)和采样筒(3)连接为整体，辅助牵引绳(5)的挂钩与紧固装置(4)下端连接，辅助牵引绳(5)另一端拉至可拆卸手持杆(1)最上端的横杆上。

上述柱状沉积物及其上覆水采样器中，所述的可拆卸手持杆(1)由多段组成，每段手持杆(11)一端有外螺纹(12)，另一端由外螺纹(12)和内螺纹直通(13)紧固而成，且在距直通端20cm处的手持杆两侧焊接有长10cm的横杆(14)，各段手持杆一端的外螺纹(12)与另一段手持杆的内螺纹直通(13)连接。

所述的止回密封件(2)由变径直通(21)、穿孔导流管(22)、止回件(23)、塑料短管(24)、塑料支座(25)、塑料活节螺母(26)组成，变径直通(21)与穿孔导流管(22)可通过螺纹连接或焊接，穿孔导流管(22)焊接在止回件(23)上法兰上，塑料活节螺母(26)套在塑料支座(25)上，塑料支座(25)与止回件(23)下端通过塑料短管(24)承插粘接。

上述止回密封件(2)中，所述的穿孔导流管(22)由镀锌或不锈钢管中上部环管周穿Φ4mm孔(221)构成，穿孔导流管(22)一侧穿孔部位覆盖导流片(222)，导流片通过轴(223)固定在穿孔导流管(22)上，导流片(222)与穿孔导流管(22)之间有10mm间隙，导流片(222)向下倾斜时，其下部和穿孔导流管(22)接触部位密封。

上述止回密封件(2)中，所述的止回件(23)由上法兰(231)、弹簧(232)、阀芯(233)、下法兰(234)、螺栓(235)构成，弹簧(232)放置在阀芯(233)上，弹簧(232)和阀芯(233)装入上下法兰(234)内的凹槽内，上下法兰通过螺栓(235)固定；所述的上法兰(231)由螺孔(2311)、密封凹槽(2312)、弹簧承槽(2313)、水流通道(2314)构成；下法兰(234)由螺孔(2341)、阀芯导向槽(2342)、法兰盖(2343)、塑料承管(2344)构成。

上述柱状沉积物及其上覆水采样器中，所述的采样筒(3)由上封盖(31)、芯管(32)、管堵(33)构成，上封盖(31)由活节螺母(311)、盖板(312)组成；芯管(32)由管(321)和活节螺栓(322)组成，活节螺栓(322)与管(321)承插粘接。

所述的紧固装置(4)由上端(41)、下端(42)、紧固绳(43)构成，所述的上端(41)由圆环(411)、两个圆孔(412)构成，圆环(411)内径与穿孔导流管(22)外径相符，可以套在穿孔导流管(22)上；所述的下端(42)由圆环(421)、四个圆孔(422)构成，圆环(421)内径与采样筒(3)的芯管(32)外径相符，可以套在芯管(32)上；紧固绳(43)由挂钩(431)、弹性绳(432)构成；挂钩(431)与上、下端的圆孔(412)、(422)互相配合。

所述的辅助牵引绳(5)由绳(51)、具自锁装置的绳钩(52)构成，绳钩(52)钩端与紧固装置(4)下端的圆孔(422)配合。

在采样筒插入底泥过程中，止回密封件中的阀芯在下部泥、水样推动作用下向上移动并从穿孔导流管排出多余的水，当采样筒插至预定位置后上提采样器时，止回密封件中的阀芯在上部水压和弹簧作用下返回原位密封，使采样筒内保持真空状态，将柱状样封闭在采样筒内，当采样筒脱离水面后，及时用与采样筒配合紧密的管堵封住采样筒下口；接着倾斜止回密封件上的导流片并倾斜采样器，使采样器上端封存的沉积物上覆水通过导流片导入采样瓶，沉积物上覆水导流完成后调直导流片；然后旋开止回密封件与采样筒连接处的活节螺母，拿下采样筒并用采样筒上封盖密封。封存好的采样筒可在现场或运至实验室进行分割或其它处理。

本实用新型和现有的底泥柱状采样器相比，有以下有益效果：

1.本实用新型可通过止回密封件上部的穿孔导流管及导流片采集底泥上覆水，用以研究污染物质在固液两相间的迁移，可解决现有水样采样器采集底泥上覆水困难的问题。

2.本实用新型用材普通，结构简单，加工精度要求不高，在一般的加工店即可完成，止回密封件可采用现有的塑料止回阀拼装，采样筒上封盖的活节螺母和芯管的活节螺栓可直接采用塑料活节。

3.采样筒下端用管堵密封，上端用上封盖密封后可兼作贮样筒。运输过程不会破坏柱状沉积物层序。

4.可拆卸手持杆各段之间以及可拆卸手持杆与止回密封件之间拆装方便、快捷，各段可拆卸手持杆直通端的横杆可兼作加力杆和扳手的作用，方便采样管插入或拔出底泥以及手持杆拆卸。

5.采样筒为可更换部件并且可以根据研究要求采用不同长度，关键是价格便宜，加工简单。

6.紧固装置可加强采样筒与止回密封件连接强度；辅助牵引绳配合手持杆使用可使拔出采样筒时受力均匀，避免活节螺母受力过大断裂。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的可拆卸手持杆结构示意图。

图3是本实用新型的止回密封件结构示意图。

图4是本实用新型的采样筒结构示意图。

图5是本实用新型的紧固装置结构分散图。

图6是本实用新型的辅助牵引绳结构示意图。

具体实施方式

图1中各标号依次表示：1-可拆卸手持杆；2-止回密封件；3-采样筒；4-紧固装置；5-辅助牵引绳。

图2中各标号依次表示：11-手持杆；12-外螺纹；13-内螺纹直通；14-横杆。

图3中各标号依次表示：21-变径直通；22-穿孔导流管；23-止回件；24-塑料短管；25-塑料支座；26-塑料活节螺母；221-Φ4mm孔；222-导流片；223-轴；231-上法兰；232-弹簧；233-阀芯；234-下法兰；235-螺栓；2311-螺孔；2312-密封凹槽；2313-弹簧承槽；2314-水流通道；2341-螺孔；2342-阀芯导向槽；2343-法兰盖；2344-塑料承管；41-紧固装置上端。

图4中各标号依次表示：31-上封盖；32-芯管；33-管堵；311-活节螺母；312-盖板；321-管；322-活节螺栓。

图5中各标号依次表示：41-上端；42-下端；43-紧固绳；411-圆环；412-圆孔；421-圆环；422-圆孔；431-挂钩；432-弹性绳；

图6中各标号依次表示：51-绳；52-具自锁装置绳钩。

图1至图6中，本实用新型的装置由可拆卸手持杆1、止回密封件2、采样筒3、紧固装置4、辅助牵引绳5组成，可拆卸手持杆1通过螺纹与止回密封件2连接，止回密封件2通过活节螺母与采样筒3连接，紧固装置4上端套在止回密封件2的穿孔导流管上、下端套在采样筒3上，通过紧固装置4的可伸缩绳将止回密封件2和采样筒3连接为整体，辅助牵引绳5的挂钩与紧固装置4下端连接、另一端拉至可拆卸手持杆1最上端的横杆上。可拆卸手持杆1由多段组成，每段手持杆11一端有外螺纹12，另一端由外螺纹12和内螺纹直通13紧固而成，且在距直通端20cm处的手持杆两侧焊接有长10cm的横杆14，各段手持杆一端的外螺纹12与另一段手持杆的内螺纹直通13连接。止回密封件2由变径直通21、穿孔导流管22、止回件23、塑料短管24、塑料支座25、塑料活节螺母26组成，变径直通21与穿孔导流管22可通过螺纹连接，穿孔导流管22焊接在止回件23上法兰上，塑料活节螺母26套在塑料支座25上，塑料支座25与止回件下端通过塑料短管24承插粘接。穿孔导流管22由镀锌或不锈钢管中上部环管周穿Φ4mm孔221构成，穿孔导流管22一侧穿孔部位覆盖导流片222，导流片通过轴223固定在穿孔导流管22上，导流片222与穿孔导流管22之间有10mm间隙，导流片222向下倾斜时，其下部和穿孔导流管22接触部位密封。止回件23由上法兰231、弹簧232、阀芯233、下法兰234构成，弹簧232放置在阀芯233上，弹簧232和阀芯233装入上下法兰内的凹槽内，上下法兰通过螺栓235固定；所述的上法兰231由螺孔2311、密封凹槽2312、弹簧承槽2313、水流通道2314构成；下法兰234由螺孔2341、阀芯导向槽2342、法兰盖2343、塑料承管2344构成。采样筒3由上封盖31、芯管32、管堵33构成，上封盖31由活节螺母311、盖板312组成，芯管32由管321和活节螺栓322组成，活节螺栓322与管321承插粘接。紧固装置4由上端41、下端42、紧固绳43构成，上端41由圆环411、两个圆孔412构成，圆环411内径与穿孔导流管22外径相符，可以套在穿孔导流管22上；下端42由圆环421、四个圆孔422构成，圆环421内径与采样筒3的芯管32外径相符，可套在芯管32上；紧固绳43由挂钩431、弹性绳432构成；挂钩431与上、下端的圆孔412、422互相配合。辅助牵引绳5由绳51、具自锁装置的绳钩52构成；绳51采用足够强度的尼龙绳或其它绳子，绳钩52钩端与紧固装置4下端的圆孔422配合。

本实施例在洱海弥苴河河口实施，弥苴河河口水深0.5m～2.0m，拟采集深度为50cm的河口柱状底泥以及底泥上覆水进行沉积物P沉积及迁移转化研究。先按图3所示装配好止回密封件，再将一段由DN25镀锌钢管制作的可拆卸手持杆与止回密封件上端的50×25变径镀锌直通小头通过螺纹连接，然后打开采样筒上端的上封盖和下端的管堵并将采样筒上端活节螺栓与止回密封件的活节螺母连接。从采样筒下端套上紧固装置下圆环，并用紧固绳将紧固装置连接好，然后将辅助牵引绳两端的挂钩分别挂在紧固装置下端圆环剩余的圆孔上并将辅助牵引绳拉至可拆卸手持杆横杆部位。

乘船至拟采样部位，待船泊好后，拿紧手持杆并使采样筒竖直插入水中，缓慢下移至拟采样深度后，抓紧手持杆和辅助牵引绳，竖直提起采样器，待采样筒末端露出水面后，及时取下紧固装置下圆环并用管堵密封好采样筒下端口；倾斜止回密封件上的导流片并使其下端与穿孔导流管接触部位密封，然后将采样管整体倾斜，使上覆水通过导流片流入已准备好的采样瓶。最后旋开止回密封件下端的活节螺母，取下采样筒并用上封盖密封。

然后换上新的采样筒，套好紧固装置下圆环，连接好紧固装置，可以进行下一个采样。

待样品运至实验室后，将采样筒平放在实验台上，打开上封盖和管堵，用一根管径比采样管小一号，并且一端封闭的PVC管从采样筒下端插入，缓慢将采样筒内的底泥样顶出，可以根据研究需要将柱状样分段切割。

Claims (8)

1.一种采集柱状沉积物及其上覆水采样器，由可拆卸手持杆(1)、止回密封件(2)、采样筒(3)、紧固装置(4)、辅助牵引绳(5)组成，其特征是：可拆卸手持杆(1)通过螺纹与止回密封件(2)连接，止回密封件(2)通过活节螺母与采样筒(3)连接，紧固装置(4)上端套在止回密封件(2)的穿孔导流管上，紧固装置(4)下端套在采样筒(3)上，通过紧固装置(4)的弹性绳将止回密封件(2)和采样筒(3)连接为整体，辅助牵引绳(5)的挂钩与紧固装置(4)下端连接，辅助牵引绳(5)另一端拉至可拆卸手持杆(1)最上端的横杆上。

2.根据权利要求1所述的采集柱状沉积物及其上覆水采样器，其特征是：所述的可拆卸手持杆(1)由多段组成，每段手持杆(11)一端有外螺纹(12)，另一端由外螺纹(12)和内螺纹直通(13)紧固而成，且在距直通端20cm处的手持杆两侧焊接有长10cm的横杆(14)，各段手持杆一端的外螺纹(12)与另一段手持杆的内螺纹直通(13)连接。

3.根据权利要求1所述的采集柱状沉积物及其上覆水采样器，其特征是：所述的止回密封件(2)由变径直通(21)、穿孔导流管(22)、止回件(23)、塑料短管(24)、塑料支座(25)、塑料活节螺母(26)组成，变径直通(21)与穿孔导流管(22)可通过螺纹连接或焊接，穿孔导流管(22)焊接在止回件(23)上法兰上，塑料活节螺母(26)套在塑料支座(25)上，塑料支座(25)与止回件(23)下端通过塑料短管(24)承插粘接。

4.根据权利要求3所述的采集柱状沉积物及其上覆水采样器，其特征是：上述止回密封件(2)中，所述的穿孔导流管(22)由镀锌或不锈钢管中上部环管周穿Φ4mm孔(221)构成，穿孔导流管(22)一侧穿孔部位覆盖导流片(222)，导流片通过轴(223)固定在穿孔导流管(22)上，导流片(222)与穿孔导流管(22)之间有10mm间隙，导流片(222)向下倾斜时，其下部和穿孔导流管(22)接触部位密封。

5.根据权利要求3所述的采集柱状沉积物及其上覆水采样器，其特征是：上述止回密封件(2)中，所述的止回件(23)由上法兰(231)、弹簧(232)、阀芯(233)、下法兰(234)、螺栓(235)构成，弹簧(232)放置在阀芯(233)上，弹簧(232)和阀芯(233)装入上下法兰(234)内的凹槽内，上下法兰通过螺栓(235)固定；所述的上法兰(231)由螺孔(2311)、密封凹槽(2312)、弹簧承槽(2313)、水流通道(2314)构成；下法兰(234)由螺孔(2341)、阀芯导向槽(2342)、法兰盖(2343)、塑料承管(2344)构成。

6.根据权利要求1所述的采集柱状沉积物及其上覆水采样器，其特征是：所述的采样筒(3)由上封盖(31)、芯管(32)、管堵(33)构成，上封盖(31)由活节螺母(311)、盖板(312)组成；芯管(32)由管(321)和活节螺栓(322)组成，活节螺栓(322)与管(321)承插粘接。

7.根据权利要求1所述的采集柱状沉积物及其上覆水采样器，其特征是：所述的紧固装置(4)由上端(41)、下端(42)、紧固绳(43)构成，所述的上端(41)由圆环(411)、两个圆孔(412)构成，圆环(411)内径与穿孔导流管(22)外径相符，可以套在穿孔导流管(22)上；所述的下端(42)由圆环(421)、四个圆孔(422)构成，圆环(421)内径与采样筒(3)的芯管(32)外径相符，可以套在芯管(32)上；紧固绳(43)由挂钩(431)、弹性绳(432)构成；挂钩(431)与上、下端的圆孔(412)、(422)互相配合。

8.根据权利要求1所述的采集柱状沉积物及其上覆水采样器，其特征是：所述的辅助牵引绳(5)由绳(51)、具自锁装置的绳钩(52)构成，绳钩(52)钩端与紧固装置(4)下端的圆孔(422)配合。

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