CN207147833U - 一种排水管道原状沉积物采样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种排水管道原状沉积物采样器，包括采样装置、抽真空装置、辅助装置，其中，采样装置包括圆柱形采样主体、与圆柱形采样主体的上端口连接的具有密封功能的顶盖、与圆柱形采样主体的下端口连接的具有密封功能的底盖；采样装置内部空腔与抽真空装置通过抽真空管建立连接；辅助装置包括圆杆和触盘组成的活塞。本实用新型中提出的一种排水管道原状沉积物采样器，通过外加真空泵，在采样装置中抽真空，使真空度在‑0.4MPa～‑0.7Mpa之间，利用圆柱形采样主体内外气压差进行采样。解决了因排水管道沉积物厚度较小、松软且密实度不高导致样品易从采样管中滑落的难题，保证了沉积物在采样过程中始终保持一定形状，从而实现保真采样。

Description

一种排水管道原状沉积物采样器

技术领域

本实用新型属于环保技术领域，具体涉及一种排水管道原状沉积物采样器。

背景技术

近年来，城市内涝日益受到关注，尤其是极端天气的增多，城市内涝事件更为频繁发生。而这与排水管道淤积造成管道容积及输水能力下降具有重要关系。此外，据研究调查发现，排水管道沉积物是雨天溢流污染的主要来源，在合流制溢流产生的污染物总量中，约80％污染负荷来自排水管道内沉积物，这对河道生态系统产生了极大的威胁。因此，开展排水管道沉积物的相关研究对于发挥排水管道自身功能以及削减和控制城市排水系统溢流具有十分重要的意义。

据研究发现，在不同沉积深度中，排水管道沉积物的特性表征差异较大。对此，有研究者将其分为底层粗颗粒沉积物(Gross Bed Sediment，GBS)、有机层(Organic Layer，OL)和生物膜(Biofilm)三大类。这三类沉积物在沉积物物理特性(颗粒粒径、含水率、VS含量)、污染物赋存量(总脂肪烃(TAH)含量、多环芳烃(PAHs)含量、重金属含量)以及抗水力冲刷特性等各方面都差异较大。但是相关报道还不全面、系统，且基本来自于国外研究者。这主要受限于排水管道原状沉积物的采样方法与能力。在国内排水系统中，除在检查井中设置了一定的检修、活动空间外，中间管段部分没有预留任何空间，因此，要在管段中采集原状的、未受扰动的沉积物十分困难。

对此，考虑到原状沉积物采样研究的必要性以及现实采集的困难性，提出一种排水管道原状沉积物的采样器是十分必要且具有重要意义的。目前，有关排水管道原状沉积物采样器的实用新型专利和实用新型较少，较多的是应用于河道原状沉积物采集的采样器。

在专利号为CN1182380的实用新型专利中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。机械手夹持住T型手持杆，将采样器竖直插入海底沉积物中。在插下过程中，筒内海水通过金属滤网和排水孔向上排出，当沉积物顶到衬筒盖会带动衬筒向上运动。当衬筒盖碰到上部锁紧螺母时，衬筒下部梅花瓣脱离插筒，合拢切断沉积物，并实现封口，完成采样动作。它是一套专门供ROV和载入深潜器在深海利用机械手进行沉积物采样的无源采样装置。该装置体积小、重量轻、操作简单，便于机器手在海底点小范围内采样，并能够保持样品无扰动，层序保真。

在专利号为CN101561366的实用新型专利中公开了一种涉及静水压力驱动的沉积物保压采样器。它包括冲击部件、配流部件、驱动部件、取样筒部件。冲击部件包括冲击筒、导向套和冲击活塞缸；配流部件包括支撑筒和配流阀；驱动部件包括驱动活塞缸和驱动活塞；取样筒部件包括导向筒、保压筒、取样管和补压软管。冲击筒、支撑筒、冲击活塞缸、导向筒、保压筒、取样管同轴设置。本实用新型充分利用巨大的海水静水压力能，以类似“振动打桩”的形式贯入沉积物取样，并能将这种能量用于后续的样品保压。

在专利号为CN201335783的实用新型专利中公开了一种重力式沉积物柱状采样器。它提供一种适于对湖泊或近岸浅水水域水下沉积物进行柱状采样，不仅能与船载绞车相结合进行机械操作，而且能在小船或机动舢舨上在绳索的帮助下进行人工操作，方便快捷的重力式沉积物柱状采样器。设有采样管、施重主体、支架和推进活塞。采样管设有管身和设于管身前端的螺纹套，管身和螺纹套无缝隙连接；施重主体内为圆柱形中空，施重主体上刻有与螺纹套镶嵌的螺纹，在施重主体上口部设有用于在水动力条件下开启或闭合的阀门；支架设在施重主体顶部，通过缆绳可与绞车或其它动力装置相连，推进活塞设于管身内，用于切割样品时推动沉积物沿采样管向上移动。

以上公开的三种在沉积物采样器上的创新均能在各自对应的水下环境中进行沉积物的采样，但是，都面临以下的问题：

相比于海底或河底沉积物，排水管道沉积物在沉积物厚度、密度、密实度、均匀度等方面存在很大差异。相比较而言，排水管道沉积物的厚度较小，松软且密实度不高，因而按照上述实用新型专利或实用新型，难以实现对排水管道沉积物进行保真采样。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种排水管道原状沉积物采样器，能够实现排水管道沉积物保真采样，从而为研究排水管道沉积物的特性提供支撑。

为解决上述问题，本实用新型的技术方案为：

一种排水管道原状沉积物采样器，包括采样装置、抽真空装置、辅助装置，其中，所述采样装置包括圆柱形采样主体、与所述圆柱形采样主体的上端口连接的具有密封功能的顶盖、与所述圆柱形采样主体的下端口连接的具有密封功能的底盖；所述采样装置内部空腔与所述抽真空装置通过抽真空管建立连接；所述辅助装置包括圆杆和触盘组成的活塞。

在本实用新型的一个实施例中，所述抽真空装置包括真空泵、一端与所述真空泵连接的抽真空软管、与所述抽真空软管的另一端连接的阀门、与所述阀门连接的抽真空短管。

在本实用新型的一个实施例中，所述抽真空短管通过所述顶盖与所述采样装置内部空腔建立连接。

所述触盘的直径大小与所述圆柱形采样主体的内径大小相等。

采样过程中，所述采样装置内的真空度在-0.4MPa～-0.7Mpa之间。

本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本实用新型中提出一种排水管道原状沉积物采样器，通过外加真空泵，在采样装置中抽真空，使真空度在-0.4MPa～-0.7Mpa之间(该区间是通过实验获得的，能够保证插入采样管的污泥在提起采样管时不下落，同时也不因真空度过大使上层污泥被抽吸)，利用圆柱形采样主体内外气压差进行采样。解决了因排水管道沉积物厚度较小、松软且密实度不高导致样品易从采样管中滑落的难题，保证了沉积物在采样过程中始终保持一定形状，从而实现保真采样。

活塞可以作为取样装置，在采样完成之后，需要使用活塞将样品从圆柱体内挤压出来；同时活塞也能作为清洗圆柱体内壁的设备。

附图说明

图1本实用新型的结构示意图

1-触盘

2-底盖

3-圆柱形采样主体

4-顶盖

5-抽真空短管

6-阀门

7-抽真空软管

8-圆杆8

9-真空泵

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种排水管道原状沉积物采样器作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

参看图1，一种排水管道原状沉积物采样器，包括采样装置、抽真空装置、辅助装置，其中，采样装置包括圆柱形采样主体3、与圆柱形采样主体3的上端口连接的具有密封功能的顶盖4、与圆柱形采样主体3的下端口连接的具有密封功能的底盖2；采样装置内部空腔与抽真空装置通过抽真空管建立连接；辅助装置包括圆杆8和触盘1组成的活塞。

本实用新型中提出一种排水管道原状沉积物采样器，通过外加真空泵，在采样装置中抽真空，利用圆柱形采样主体内外气压差进行采样。解决了因排水管道沉积物厚度较小、松软且密实度不高导致样品易从采样管中滑落的难题，保证了沉积物在采样过程中始终保持一定形状，从而实现保真采样。

活塞作为取样装置，在采样完成之后，需要使用活塞将样品从圆柱体内挤压出来；同时活塞也能作为清洗圆柱体内壁的设备。

在一具体实施例中，抽真空装置包括真空泵9、一端与真空泵9连接的抽真空软管7、与抽真空软管7的另一端连接的阀门6、与阀门6连接的抽真空短管5。

在一具体实施例中，抽真空短管5通过顶盖4与采样装置内部空腔建立连接。

触盘1的直径大小与圆柱形采样主体3的内径大小相等。

采样过程中，采样装置内的真空度在-0.4MPa～-0.7Mpa之间。该区间是通过实验获得的，能够保证插入采样管的污泥在提起采样管时不下落，同时也不因真空度过大使上层污泥被抽吸。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种排水管道原状沉积物采样器，包括采样装置、抽真空装置、辅助装置，其中，所述采样装置包括圆柱形采样主体(3)、与所述圆柱形采样主体(3)的上端口连接的具有密封功能的顶盖(4)、与所述圆柱形采样主体(3)的下端口连接的具有密封功能的底盖(2)；所述采样装置内部空腔与所述抽真空装置通过抽真空管建立连接；所述辅助装置包括圆杆(8)和触盘(1)组成的活塞。

2.如权利要求1所述的一种排水管道原状沉积物采样器，其特征在于，所述抽真空装置包括真空泵(9)、一端与所述真空泵(9)连接的抽真空软管(7)、与所述抽真空软管(7)的另一端连接的阀门(6)、与所述阀门(6)连接的抽真空短管(5)。

3.如权利要求2所述的一种排水管道原状沉积物采样器，其特征在于，所述抽真空短管(5)通过所述顶盖(4)与所述采样装置内部空腔建立连接。

4.如权利要求1所述的一种排水管道原状沉积物采样器，其特征在于，所述触盘(1)的直径大小与所述圆柱形采样主体(3)的内径大小相等。

5.如权利要求1所述的一种排水管道原状沉积物采样器，其特征在于，采样过程中，所述采样装置内的真空度在-0.4MPa～-0.7Mpa之间。