CN210533776U

CN210533776U - 一种用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置

Info

Publication number: CN210533776U
Application number: CN201921369904.6U
Authority: CN
Inventors: 于林松; 韩彤宇
Original assignee: Shandong Institute of Geophysical and Geochemical Exploration
Current assignee: Shandong Institute of Geophysical and Geochemical Exploration
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2019-08-22
Publication date: 2020-05-15
Anticipated expiration: 2029-08-22

Abstract

本实用新型涉及一种用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置，包括外套管、若干个螺纹钢管、连接机构、第一抓斗和第二抓斗，螺纹钢管之间首尾连接，连接机构的上端与螺纹钢管固定连接，连接机构的下端与第一抓斗、第二抓斗相连接，第一抓斗和第二抓斗为扇形柱体，扇形柱体的两侧面设置开口；外套管套装在螺纹钢管的外侧，外套管的下端通过抓斗拉张下绳索分别与第一抓斗和第二抓斗相连接，外套管的上端设置有抓斗拉张上绳索，抓斗拉张上绳索与第一外接绳索相连接。本实用新型提供的采样装置能够满足当前河湖表层底泥垂向采样、方便携带、操作简单、读取水深等的需求；能够很好的保持表层底泥采样的原状性，更具有代表性，且采样效率高。

Description

一种用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置，属于生态地球化学调查及环境调查技术领域。

背景技术

底泥是河湖的沉积物，是自然水域的重要组成部分，是当前生态地球化学及环境调查样品采样指标之一。底泥通常是黏土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物，经过长时间物理、化学及生物等作用及水体传输而沉积于水体底部所形成。表层底泥特指表面0～15cm厚的底质沉积物。

现有的底泥相关采样设备中以柱状原位采样及抓斗式等形式为主，采样设备取样层次丰富(水生生物、底泥等)、结构相对复杂。主要缺点是采样设备不便于携带且无垂向固定杆，不能有效地读取水深并采集到扰动相对较小的表层底泥。

目前，常用的抓斗采样器多数靠外接绳索联结，通过重力下坠、抛式等采样方式。当抓斗触及底泥时，采样器依靠重力作用陷入底泥中，抓斗合拢或者拖拽的方式采集表层底泥，且无法有效读取水深。这种采样方式极大影响了表层底泥采样的原状性，采集的样品量也受到限制，影响了底泥样品的代表性和采样效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置。

本实用新型提供的采样装置可以用于采集0～15m河湖底泥的抓取式便携采样装置，用以满足当前河湖表层底泥垂向采样、方便携带、操作简单、读取水深等的需求。

本实用新型的技术方案为：

一种用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置，包括外套管、若干个螺纹钢管、连接机构、第一抓斗和第二抓斗，所述螺纹钢管之间首尾连接，

所述连接机构的上端与所述螺纹钢管固定连接，所述连接机构的下端与所述第一抓斗、所述第二抓斗相连接，所述第一抓斗和第二抓斗为扇形柱体，所述扇形柱体的两侧面设置开口；

所述外套管套装在所述螺纹钢管的外侧，所述外套管的下端通过抓斗拉张下绳索分别与所述第一抓斗和所述第二抓斗相连接，所述外套管的上端设置有抓斗拉张上绳索，所述抓斗拉张上绳索与第一外接绳索相连接。

当第一抓斗和第二抓斗触及河湖底部后，可通过连接的螺纹钢管读取水深；在采样时，通过第一外接绳索连接抓斗拉张上绳索拉动外套管，外套管通过抓斗拉张下绳索使得第一抓斗和第二抓斗张开，便于采样装置在河湖底部进行采样；抓斗拉张下绳索保证第一抓斗和第二抓斗以合理角度张开至河湖底部，通过设置外套管避免了采样装置的核心部件操作周边绳索、链条过多，以致发生纠缠；连接机构将螺纹钢管和第一抓斗、第二抓斗连接在一起，增加设备的可操作性。

优选的，所述连接机构包括方形连动板、抓斗连接板和两个连接杆，所述抓斗连接板的上方设置有所述方形连动板，所述方形连动板和所述抓斗连接板通过两个所述连接杆相连接，所述连接杆的上端与所述连动板固定连接，所述连接杆的下端套装在所述抓斗连接板上；所述螺纹钢管的下端与所述方形连动板固定连接，所述第一抓斗和第二抓斗通过第一销轴连接在所述抓斗连接板的两端。此设计的优点在于，连接机构能够有效的控制第一抓斗和第二抓斗的闭合和张开，增加采样的便捷性，增加采样装置的操作性。

优选的，所述抓斗连接板上设置有抓斗闭合绳索，所述抓斗闭合绳索与第二外接绳索相连接。此设计的优点在于，第二外接绳索拉动抓斗闭合绳索触动抓斗连接板相对连接立轴向上移动，使得第一抓斗和第二抓斗闭合。

优选的，所述螺纹钢管的长度为1-1.2m，所述螺纹钢管之间通过螺纹连接；

进一步优选的，所述螺纹钢管的长度为1m。此设计的优点在于，取样时可适水深联结螺纹钢管，一般可以通过定长螺纹钢管试的水深范围为0～15m；运输时可以拆卸螺纹钢管，便于携带。

优选的，所述外套管的长度为0.5-0.8m，所述外套管的半径大于所述螺纹钢管的半径；

进一步优选的，所述外套管的长度为0.8m。此设计的好处在于，外套管能够避免采样装置的绳索发生缠绕，便于外套管在螺纹钢管的外侧滑动，方便操作。

优选的，所述采样装置还包括两个第一联动钢板和两个第二联动钢板，两个所述第一联动钢板对称设置在所述第一抓斗的两端面上，两个所述第二联动钢板对称设置在所述第二抓斗的两端面上；所述第一联动钢板的一端和所述第二联动钢板的一端通过第二销轴固定在所述方形连动板上，所述第一联动钢板的另一端通过第三销轴固定在所述第一抓斗的两端面，所述第二联动钢板的另一端通过第三销轴固定在所述第二抓斗的两端面。此设计的优点在于，第一联动钢板和第二联动钢板起到机械轴承联动的效果，增加了作业时的稳定性。

优选的，所述第一抓斗和所述第一抓斗的壁的厚度均为3mm；所述第一抓斗的半径为190mm，所述第一抓斗的两端面之间的距离147mm，所述第一抓斗的扇面角度为60°；所述第二抓斗的半径为193mm，所述第二抓斗的两端面之间的距离为150mm，所述第二抓斗的扇面角度为60°。此设计的优点在于，抓斗重量及角度合理，满足重力闭合采样需求，不需额外增加配重；抓斗规格保证了重力作用下能够适度闭合，并完成采样操作；非对称的第一抓斗和第二抓斗有利于采样时张开和闭合。

优选的，所述第一抓斗的下侧面开口的侧壁处均设置有阻挡T形铁。此设计的优点在于，依靠阻挡T形铁控制第一抓斗和第二抓斗闭合，完成采样操作。

优选的，所述第一抓斗和所述第二抓斗的两端面均开设有若干个排水孔。此设计的优点在于，避免了上升过程中水流对底泥的直接冲刷，减少了外动力对表层底泥的扰动。

本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型提供的用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置，部分构件可拆卸、拧合，便于携带；依靠外接绳索拉动底部采样，操作简单，可以实现单人操作；定长螺纹钢管可实现水深测量，提高了该装置的多用途。

2.本实用新型提供的用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置，满足当前河湖表层底泥垂向采样、方便携带、操作简单、读取水深等的需求。

3.本实用新型提供的用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置能够很好的保持表层底泥采样的原状性，更具有代表性，且采样效率高。

附图说明

图1为本实用新型提供的采样装置的主体结构示意图。

图2为第一抓斗和第二抓斗张开状态的局部结构示意图。

图3为连接结构的局部结构示意图。

1、第一外接绳索；2、抓斗拉张上绳索；3、第二外接绳索；4、螺纹钢管；5、第一铁环；6、外套管；7、抓斗闭合绳索；8、第二铁环；9、方形连动板；10、第二销轴；11、抓斗连接板；12、第二联动钢板；13、第一联动钢板；14、第三铁环；15、阻挡T形铁；16、第二抓斗；17、第一抓斗；18、第三销轴；19、排水孔；20、第一销轴；21、第四铁环；22、连接杆；23、抓斗拉张下绳索。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本实用新型做进一步说明，但不限于此。

实施例1

一种用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置，如图1和图2所示，包括外套管6、若干个螺纹钢管4、连接机构、第一抓斗17和第二抓斗16，螺纹钢管4之间首尾连接，

连接机构的上端与螺纹钢管4固定连接，连接机构的下端与第一抓斗17、第二抓斗16相连接，第一抓斗17和第二抓斗16为扇形柱体，扇形柱体的两侧面设置开口；

外套管6套装在螺纹钢管4的外侧，外套管6的下端通过抓斗拉张下绳索23分别与第一抓斗17和第二抓斗16相连接，外套管6的上端设置有抓斗拉张上绳索2，抓斗拉张上绳索2与第一外接绳索1相连接。所有组件均为304不锈钢，避免了装置自身可能带来的污染。

在本实例中，外套管6的上端对称焊接有两个第一铁环5，抓斗拉张上绳索2的一端与第一铁环5相连接，抓斗拉张上绳索2的另一端与第一外接绳索1相连接。外套管6的下端对称焊接有两个第二铁环8，第一抓斗17和第二抓斗16的圆弧面上各焊接有一个第三铁环14，第二铁环8和第三铁环14通过抓斗拉张下绳索23相连接。

当第一抓斗17和第二抓斗16触及河湖底部后，可通过连接的螺纹钢管4读取水深；在采样时，通过第一外接绳索1连接抓斗拉张上绳索2拉动外套管6，外套管6通过抓斗拉张下绳索23使得第一抓斗17和第二抓斗16张开，便于采样装置在河湖底部进行采样；抓斗拉张下绳索23保证第一抓斗17和第二抓斗以合理角度张开至河湖底部，通过设置外套管6避免了采样装置的核心部件操作周边绳索、链条过多，以致发生纠缠；连接机构将螺纹钢管4和第一抓斗17、第二抓斗16连接在一起，增加设备的可操作性。

如图3所示，连接机构包括方形连动板9、抓斗连接板11和两个连接杆22，抓斗连接板11的上方设置有方形连动板9，方形连动板9和抓斗连接板11通过两个连接杆22相连接，连接杆22的上端与连动板固定连接，连接杆22的下端套装在抓斗连接板11上；螺纹钢管4的下端与方形连动板9固定连接，第一抓斗17和第二抓斗16通过第一销轴20连接在抓斗连接板11的两端。此设计的优点在于，连接机构能够有效的控制第一抓斗17和第二抓斗16的闭合和张开，增加采样的便捷性，增加采样装置的操作性。

抓斗连接板11上设置有抓斗闭合绳索7，抓斗闭合绳索7与第二外接绳索3相连接。此设计的优点在于，第二外接绳索3拉动抓斗闭合绳索7触动抓斗连接板11相对连接立轴向上移动，使得第一抓斗17和第二抓斗16闭合，图3中箭头的方向为抓斗连接板11的运行方向。

本实施例中，抓斗连接板11上对称焊接有2个第四铁环21，抓斗闭合绳索7的一端与第四铁环21相连接，抓斗闭合绳索7的另一端与第二外接绳索3相连接。

螺纹钢管4的长度为1-1.2m，螺纹钢管4之间通过螺纹连接；此设计的优点在于，取样时可适水深联结螺纹钢管4，一般可以通过定长螺纹钢管4试的水深范围为0～15m；运输时可以拆卸螺纹钢管4，便于携带。

外套管6的长度为0.5-0.8m，外套管6的半径大于螺纹钢管4的半径；此设计的好处在于，外套管6能够避免采样装置的绳索发生缠绕，便于外套管6在螺纹钢管4的外侧滑动，方便操作。

采样装置还包括两个第一联动钢板13和两个第二联动钢板12，两个第一联动钢板13对称设置在第一抓斗17的两端面上，两个第二联动钢板12对称设置在第二抓斗16的两端面上；第一联动钢板13的一端和第二联动钢板12的一端通过第二销轴10固定在方形连动板9上，第一联动钢板13的另一端通过第三销轴18固定在第一抓斗17的两端面，第二联动钢板12的另一端通过第三销轴18固定在第二抓斗16的两端面。此设计的优点在于，第一联动钢板13和第二联动钢板12起到机械轴承联动的效果，增加了作业时的稳定性。

第一抓斗17和第二抓斗16的壁的厚度均为3mm；第一抓斗17的半径为190mm，第一抓斗17的两端面之间的距离为147mm，第一抓斗17的扇面角度为60°；第二抓斗16的半径为193mm，第二抓斗16的两端面之间的距离150mm，第二抓斗16的扇面角度为60°。此设计的优点在于，抓斗重量及角度合理，满足重力闭合采样需求，不需额外增加配重；抓斗规格保证了重力作用下能够适度闭合，并完成采样操作；非对称的第一抓斗17和第二抓斗16有利于采样时张开和闭合。

第一抓斗17的下侧面开口的侧壁处均焊接有阻挡T形铁15。此设计的优点在于，依靠阻挡T形铁15控制第一抓斗17和第二抓斗16闭合，完成采样操作。

第一抓斗17和第二抓斗16的两端面均开设有若干个排水孔19。此设计的优点在于，避免了上升过程中水流对底泥的直接冲刷，减少了外动力对表层底泥的扰动。

本实用新型提供的采样装置的使用方法：将采样装置放入水中时，根据河湖深度反复接入多节螺纹钢管4，通过手持联结好的螺纹钢管4垂直向下放置第一抓斗17和第二抓斗16，此过程需一直拉动第一外接绳索1，以使第一外接绳索1通过抓斗拉张上绳索2连接的外套管6带动抓斗拉张下绳索23受力，使抓斗拉张下绳索23连接的第一抓斗17和第二抓斗16处于张开状态，此过程抓斗连接板11相对连接杆22向上移动。

读取水深，当接入的螺纹钢管4足够长并触及河湖底部时，则河湖深度确定，通过计算接入的螺纹钢管4数量并量取最后一节螺纹钢管4水上部分长度，可计算水深。

取样时，根据河湖表层底泥发育情况，当底质沉积物松软、层厚时可依靠第一抓斗17和第二抓斗16的重力闭合自行采样；第一抓斗17的开口侧壁处均设置有阻挡T形铁15，两抓斗闭合依靠阻挡T形铁15而避免过度紧密重合。当底质沉积物密度较大、层薄时可通过连接的螺纹钢管4进行按压，使第一抓斗17和第二抓斗16进一步深入到底质沉积物中，以保证采样深度和样品量；在向上提升螺纹钢管4时，同步拉动第二外接绳索3，第二外接绳索3带动抓斗闭合绳索7，以使抓斗闭合绳索7联结的抓斗连接板11相对抓连接杆22向上移动，第一抓斗17和第二抓斗16则在重力作用下闭合，完成采样过程。

样品回收时，向上提取螺纹钢管4，并保证第二外接绳索3一直处于拉紧状态，以保证第一抓斗17和第二抓斗16的闭合；向上提取过程中，应保证匀速、缓慢，以保证抓斗内样品不受上升过程中水流冲刷影响，第一抓斗17和第二抓斗16两端面的排水口可以分散上升水压，在出水后将多余的水分排出；第一抓斗17和第二抓斗16脱离水面后，将其放在接样面板(高密度聚乙烯板)上，同步拉紧第一外接绳索1或握住外套管6，使第一抓斗17和第二抓斗16再次开启，取出表层底泥样品。

至此，完成一次河湖表层底泥样品采集。

实施例2

根据实施例1提供的一种用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置，区别在于：

螺纹钢管4的长度为1m，外套管6的长度为0.8m。

Claims

1.一种用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置，其特征在于,包括外套管、若干个螺纹钢管、连接机构、第一抓斗和第二抓斗，所述螺纹钢管之间首尾连接，

2.根据权利要求1所述的一种用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置，其特征在于，所述连接机构包括方形连动板、抓斗连接板和两个连接杆，所述抓斗连接板的上方设置有所述方形连动板，所述方形连动板和所述抓斗连接板通过两个所述连接杆相连接，所述连接杆的上端与所述连动板固定连接，所述连接杆的下端套装在所述抓斗连接板上；所述螺纹钢管的下端与所述方形连动板固定连接，所述第一抓斗和第二抓斗通过第一销轴连接在所述抓斗连接板的两端。

3.根据权利要求2所述的一种用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置，其特征在于，所述抓斗连接板上设置有抓斗闭合绳索，所述抓斗闭合绳索与第二外接绳索相连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置，其特征在于，所述螺纹钢管的长度为1-1.2m，所述螺纹钢管之间通过螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置，其特征在于，所述外套管的长度为0.5-0.8m，所述外套管的半径大于所述螺纹钢管的半径。

6.根据权利要求2所述的一种用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置，其特征在于，所述采样装置还包括两个第一联动钢板和两个第二联动钢板，两个所述第一联动钢板对称设置在所述第一抓斗的两端面上，两个所述第二联动钢板对称设置在所述第二抓斗的两端面上；所述第一联动钢板的一端和所述第二联动钢板的一端通过第二销轴固定在所述方形连动板上，所述第一联动钢板的另一端通过第三销轴固定在所述第一抓斗的两端面，所述第二联动钢板的另一端通过第三销轴固定在所述第二抓斗的两端面。

7.根据权利要求1所述的一种用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置，其特征在于，所述第一抓斗和所述第一抓斗的壁的厚度均为3mm；所述第一抓斗的半径为190mm，所述第一抓斗的两端面之间的距离147mm，所述第一抓斗的扇面角度为60°；所述第二抓斗的半径为193mm，所述第二抓斗的两端面之间的距离为150mm，所述第二抓斗的扇面角度为60°。

8.根据权利要求7所述的一种用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置，其特征在于，所述第一抓斗的下侧面开口的侧壁处均设置有阻挡T形铁。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种用于采集河湖底泥的抓取式便携采样装置，其特征在于，所述第一抓斗和所述第二抓斗的两端面均开设有若干个排水孔。