CN212539768U - 适用于山区河流的手持自沉式悬移质采样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于悬移质含沙量采样技术领域的适用于山区河流的手持自沉式悬移质采样器，技术方案为：伸缩式连接杆连接手持杆和悬移质横式采样器；连接悬钩连接悬移质横式采样器和体积调节式悬桶；悬移质横式采样器的密封盖以与储水器的连接处为轴上下旋转，采样器开闭连接绳索提拉密封盖连接；体积调节式悬桶的上部设有进水口，底部为设有出水口的承接平台,内部设有可贴桶壁滑移的移动盘；移动盘提拉绳索可提拉移动盘。本实用新型具有重量小，便于携带，易于组装拆卸，并利用河流水体自重使悬移质采样器自动下沉入水的特点，提高了工作者手动自由采取悬质样品的工作效率，减轻操作者在山区调研的负重。

Description

适用于山区河流的手持自沉式悬移质采样器

技术领域

本实用新型涉及悬移质含沙量采样技术领域，具体涉及一种适用于山区河流的手持自沉式悬移质采样器。

背景技术

近年来，以水生动植物等保护为目标的河流生态保护和修复工作越来越受到国家及社会各界的关注，水体悬移质(含沙量)是影响水生动植物等生存、栖息、繁殖的重要环境因子。针对山区河流，在泥石流、强降雨、山洪等伴随而来的水土流失情况下，水生动植物等对水体悬移质含量尤为敏感，故需要对目标保护河流中水生动植物等对悬移质的需求及不同悬移质含量下其生理及行为现象等进行研究。而现有的有关水体悬移质测定的国家规范主要涉及《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T—2002)和《河流悬移质泥沙测验规范》(GB/T50159-2015)，其中，《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T—2002)称其为悬浮物，主要通过取水样沉淀、过滤、烘干后计算得出；《河流悬移质泥沙测验规范》(GB/T 50159-2015)称其为悬移质，其取样、过滤、烘干和计算方法相较《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T—2002)更为具体，故本实用新型中悬移质的概念包括悬浮物。

根据《河流悬移质泥沙测验规范》(GB/T 50159-2015)，悬移质泥沙测验仪器主要为采样器和测沙仪两类，但测沙仪只能获得现场含沙量不能获取水样，无法得出悬移质颗粒级配；采样器主要分为瞬时采样器和积时采样器，而积时采样器多设置于国家专业水文测站，而许多中、小型河流并未设置专业水文测站，所以瞬时采样器成为快速了解河流悬移质情况的快捷工具；悬移质瞬时采样器主要分为横式和竖式采样器，其中横式采样器因其具有进口流速等于天然流速的优点应用更为广泛。但悬移质横式采样器多安装在铅鱼或悬杆上，且主要由密度大的钢铁合金等材料制成，不适用于未设置专业水文测站、急于了解水体含沙量及其颗粒级配、地势陡峭难以携带较重仪器的山区河流。对于未设置专业水文测站的山区河流而言，现有悬移质横式采样器主要存在以下缺点：

(1)质量重导致难以在山区携带行走；

(2)因主要安装于铅鱼或悬杆上，造成的手动操作不便；

(3)器盖重量大且关闭迅速的特点导致手动操作者易受伤；

(4)主要的三种悬移质瞬时采样器(拉索、锤击、电磁吸闭)，单次采样结果受器盖干扰水流和口门击闭影响，易使采样结果产生系统误差。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了适用于山区河流的手持自沉式悬移质采样器，其是一种重量轻、易于携带、操作简便、安全性高、稳定性好的自沉式悬移质采样器。本悬移质采样器可利用水体自重下沉入河，可与水流方向保持一致，且在水体中易于保持平衡。

本实用新型的技术方案为：适用于山区河流的手持自沉式悬移质采样器，包括手持杆、伸缩式连接杆、悬移质横式采样器、连接悬钩、体积调节式悬桶；伸缩式连接杆的上端连接手持杆，下端连接悬移质横式采样器；连接悬钩的上端连接悬移质横式采样器，下端连接体积调节式悬桶；伸缩式连接杆和连接悬钩位于同一纵轴上；悬移质横式采样器和体积调节式悬桶分别以纵轴对称布置；

悬移质横式采样器包括储水器和位于储水器左右两端的密封盖，密封盖以与储水器的连接处为轴上下旋转，连接处位于储水器的下侧；采样器开闭连接绳索的一端与密封盖连接，另一端穿过手持杆中部的第一穿绳孔；

体积调节式悬桶的上部设有进水口，底部为设有出水口的承接平台,内部设有可贴桶壁滑移的移动盘；移动盘包括左右布置的盘身和中部的活动轴；盘身可通过活动轴上下旋转；移动盘提拉绳索的一端与盘身连接，另一端穿过体积调节式悬桶的顶部。

基于上述技术特征：手持杆两侧的握杆上设置螺纹手柄。

基于上述技术特征：伸缩式连接杆包括上部套杆和下部套杆，滑动槽嵌在下部套杆的管壁内一周，上部套杆沿滑动槽插入下部套杆的管壁内，固定按钮沿下部套杆横截面方向向内突出，挡住上部套杆下移。

基于上述技术特征：密封盖内设有橡胶盖，连接处设置连接螺栓，左右两个密封盖的外侧设有系绳扣，采样器开闭连接绳索的一端连接系绳扣，另一端穿入伸缩式连接杆上设置的第二穿绳孔至伸缩式连接杆的管内后，再穿过第一穿绳孔。

基于上述技术特征：连接悬钩包括位于上下两端的挂钩和中部的旋钮；挂钩均可通过旋钮水平方向360°旋转；储水器下方中间设置悬挂铆钉，体积调节式悬桶顶部设有挂扣；位于上端的挂钩与悬挂铆钉连接，位于下端的挂钩与挂扣连接。

基于上述技术特征：体积调节式悬桶上部为圆锥体，下部为圆柱；圆锥体表面设置若干进水口，圆锥体顶部设置挂扣，移动盘提拉绳索系在挂扣上；盘身上设置系绳扣用于与移动盘提拉绳索连接。

基于上述技术特征：手持杆为木质，悬移质横式采样器、体积调节式悬桶为塑料制成，以减轻自重。

本实用新型具有重量小，便于携带，易于组装拆卸，操作灵活，造价低廉，并利用河流水体自重使悬移质采样器自动下沉入水的特点，由此大大提高了以科研调查或河流生态保护与修复工作前期调研等为目的的工作者手动自由采取悬质样品的工作效率，减轻操作者在山区调研的负重。

附图说明

图1为本实用新型的整体剖视图。

图2为手持杆俯视图

图3为手持杆侧视透视图

图4为悬移质横式采样器俯视剖面图

图5为悬移质横式采样器左视透视图

图6为伸缩式连接杆正视剖面图

图7为伸缩式连接杆俯视图

图8为伸缩式连接杆侧视图

图9为体积调节式悬桶三维透视图

图10为体积调节式悬桶俯视图

图11为移动盘三透视维图

图12为连接悬钩三维图

元件标号说明：

1 采样器开闭连接绳索

2 手持杆

3 伸缩式连接杆

4 橡胶盖

5 密封盖

6 悬移质横式采样器

7 悬挂铆钉

8 连接悬钩

9 挂扣

10 移动盘提拉绳索

11 进水口

12 体积调节式悬桶

13 系绳扣

14 移动盘

15 承接平台

16 出水口

17 螺纹手柄

18 第一穿绳孔

18’ 第二穿绳孔

19 连接螺栓

20 储水器

21 伸缩式连接杆接口

22 上部套杆

23 固定按钮

24 滑动槽

25 下部套杆

26 活动轴

27 握杆

28 盘身

29 挂钩

30 旋钮

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，适用于山区河流的手持自沉式悬移质采样器包括手持杆2、伸缩式连接杆3、悬移质横式采样器6、连接悬钩8、体积调节式悬桶12；伸缩式连接杆3的上端连接手持杆2，下端连接悬移质横式采样器6；连接悬钩8的上端连接悬移质横式采样器6，下端连接体积调节式悬桶12；伸缩式连接杆3和连接悬钩8位于同一纵轴上；手持杆2、悬移质横式采样器6和体积调节式悬桶12分别各自以纵轴对称布置。

如图1、图2和图3所示，手持杆2用于操作者手持，宜为木质。手持杆2包括两侧的握杆27，握杆27长度宜大于40cm，形状可为圆柱状。握杆27中部设置第一穿绳孔18；宜以第一穿绳孔18为中心，握杆27左右两端对称分布螺纹手柄17，左右两端的螺纹手柄长度宜大于10cm。

如图1、图6、图7和图8所示，伸缩式连接杆3位于手持杆2正下方，与第一穿绳孔18连接；伸缩式连接杆至少包括两截套杆，上部套杆22和下部套杆25通过滑动槽24和固定按钮23相连；如图6和图7所示，上部套杆22通过滑动槽24插入下部套杆25内，滑动槽24嵌在下部套杆25的管壁内一周，固定按钮23沿下部套杆25横截面方向向内突出，挡住上部套杆22的下移，从而固定上部套杆22。可通过按压位于不同高度的固定按钮23实现上部套杆22和下部套杆25的长度拉伸。图6、图7和图8中所示的伸缩式连接杆仅为一种示意，也可以采用现有技术中任意可伸缩的杆件代替。如图6所示，上部套杆22的上部设有第二穿绳孔18’,采样器开闭连接绳索可穿入第二穿绳孔18’后，待伸缩式连接杆插入手持杆第一穿绳孔18后，从待伸缩式连接杆的管内拉出，即采样器开闭连接绳索从第一穿绳孔18穿出。

如图1、图4和图5所示，悬移质横式采样器6包括储水器20和位于储水器20左右两端的密封盖5，密封盖5以与储水器20的连接处为轴上下旋转，连接处位于储水器20的下侧；活动密封盖5外设有采样器开闭连接绳索1；采样器开闭连接绳索1的一端与密封盖5连接，另一端穿过手持杆2中部的第一穿绳孔18。悬移质横式采样器6由储水器20采取和储存水样，由向上提拉采样器开闭连接绳索1实现储水器20的封闭。

悬移质横式采样器6位于伸缩式连接杆3下方，由储水器20上方中间的伸缩式连接杆接口21和伸缩式连接杆的下部套杆25相连；悬挂铆钉7位于储水器20下方的中部；悬移质横式采样器6长度宜大于为30cm，直径宜大于10cm，体积宜大于2L；密封盖5与储水器20的连接处设有连接螺栓19，密封盖5内设有橡胶盖4、密封盖5可围绕连接螺栓19实现上下转动；除了使用连接螺栓19实现橡胶盖4的起闭外，也可以采用现有技术中的其它活动连接方式实现，图1、图4和图5中所示仅为一种示意。

如图5所示，左右两个密封盖5的外侧中心为系绳扣13，采样器开闭连接绳索29连接系绳扣13。

如图1、图12所示，连接悬钩8由挂钩29和旋钮30组成，位于悬移质横式采样器6和体积调节式悬桶12之间，上方的挂钩29连接悬移质横式采样器6下方中间的悬挂铆钉7；下方的挂钩29连接体积调节式悬桶12上方的挂扣9。旋钮30为现有常规五金件，挂钩29接入旋钮30内，可实现水平方向的360°旋转。

如图1、图9、图10和图11所示，体积调节式悬桶1上部为圆锥体，下部为圆柱；圆锥体表面设置若干进水口11，图9和图10中所示为同一桶身高度平均分布四个大小相同的进水口11；内部设有可贴桶壁滑移的移动盘14；移动盘14包括左右布置的盘身28和活动轴26；盘身28可通过活动轴26上下旋转；旋转角度满足进入桶内的水体可靠自重推动盘身下移，下移速度大于盘身向下翻转造成的夹角缝隙漏水速度即可；盘身28向上可翻转至盘身与水平面夹角90°。活动轴26可带有限位功能，带有限位功能的活动轴26本身属于现有成熟技术的构件。移动盘提拉绳索10的一端与盘身28连接，另一端穿过体积调节式悬桶12顶部，可系在挂扣9上，移动盘提拉绳索10的长度满足移动盘14下行至体积调节式悬桶的最底部即承接平台15上，此时体积调节式悬桶顶部的外面还有足够长度的绳索用于向上提拉即可。盘身28上设置系绳扣13用于与移动盘提拉绳索10连接。放松移动盘提拉绳索10可实现移动盘14的下移；体积调节式悬桶12最下方为承接平台15，承接平台15的中间为出水口16。

通过提拉或放松移动盘提拉绳索10，可使移动盘14左右两侧的盘身28围绕活动轴26上下旋转以及沿体积调节式悬桶12内部上下移动。若向下放松移动盘提拉绳索10,在竖直方向上，移动盘14中间的活动轴26只允许左右两个盘身28旋转至一定角度，从进水口11进入的上方水体依靠自重推动移动盘向下移动的速度大于由于盘身和桶身之间的角度缝隙造成的漏水速率，可保证体积调节式悬桶12内部水体体积不断增加。若向上拉紧移动盘提拉绳索10，通过拉力提升移动盘14，移动盘14中间的活动轴26只允许左右两个盘身28旋转至一定角度，水从盘身和桶身之间的角度缝隙漏出后，再从出水口16漏出。使体积调节式悬桶12内部容纳水量的体积将逐渐减小。承接平台15用于承接移动盘14，是移动盘14能下行的最低位置，该位置对应了体积调节式悬桶12的最大体积。出水口16是向上提拉移动盘提拉绳索10后用于自动排出体积调节式悬桶12中的水体。

如图1所示，本实用新型的具体安装和使用方法如下所示：

(1)使用伸缩式连接杆3连接手持杆2和悬移质横式采样器6。与手持杆2的连接部位为其下方的第一穿绳孔18，与悬移质横式采样器6的连接部位为其上方的伸缩式连接杆接口21。

(2)通过采样器开闭连接绳索1连接悬移质横式采样器6左右两侧密封盖上的挂扣9，将采样器开闭连接绳索1向上依次穿过伸缩式连接杆3上方的第二穿绳孔18’和手持杆2中部的第一穿绳孔18。

(3)使用连接悬钩8连接悬移质横式采样器6中部下方的悬挂铆钉7和体积调节式悬桶12上方的挂扣9。

(4)使用移动盘提拉绳索10连接移动盘14两侧盘身中部的系绳扣13，并向上穿过体积调节式悬桶12上方，系在挂扣9下部中空口。

通过上述安装步骤(1)～(4)，依次完成手持自沉式悬移质采样器的安装。

(5)采样时，按照手持自沉式悬移质采样器的上下次序，从下往上将整个连接好的采样器放入水中。采样时，操作者侧身站立，保持和水流方向平行，并且距离采样装置至少20cm。以免干扰取样条件，造成人为扰动。操作者手握手持杆2两侧的螺纹手柄17，该部位摩擦力较大，可起到有效防滑的作用。

(6)使悬移质横式采样器6的储水器20的桶身较长方向顺着水流方向，放松采样器开闭连接绳索1，打开悬移质横式采样器6两侧的密封盖5，密封盖5下放角度应和储水器20的桶身保持同一水平位置。保证采样时尽可能地减少采样器进水口附近水流扰动引起的系统误差。

(7)水流将从体积调节式悬桶12上方的进水口11进入体积调节式悬桶12内部，手动逐渐放松移动盘提拉绳索10。可使进入的水量不断增加，下移的水体将自动推行移动盘14至桶内外水压一致位置。当桶身平衡稳定，悬移质横式采样器6进水口水流流态平稳时可向上拉起采样器开闭连接绳索1，此时悬移质横式采样器6闭合，水样保存在悬移质横式采样器6内部。

(8)采完水样后，可向上提起移动盘提拉绳索10，使移动盘14与体积调节式悬桶12的桶壁成一角度。此时，桶内水体将顺着缝隙自动向下流动，并通过出水口16排出。

(9)取下包括连接悬钩8及连接悬钩8下部所有结构，打开悬移质横式采样器6一侧的密封盖5，将其中的水体倾倒入事先准备好的样品储存器中。

完成一次采样后，将上述步骤9中取下的结构再次连接到悬移质横式采样器6下方中部的悬挂铆钉7上，重复上述(5)～(9)步骤可再次取样。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种适用于山区河流的手持自沉式悬移质采样器，其特征在于：

包括手持杆(2)、伸缩式连接杆(3)、悬移质横式采样器(6)、连接悬钩(8)、体积调节式悬桶(12)；所述伸缩式连接杆(3)的上端连接所述手持杆(2)，下端连接所述悬移质横式采样器(6)；所述连接悬钩(8)的上端连接所述悬移质横式采样器(6)，下端连接所述体积调节式悬桶(12)；所述伸缩式连接杆(3)和所述连接悬钩(8)位于同一纵轴上；所述手持杆(2)、所述悬移质横式采样器(6)和所述体积调节式悬桶(12)分别以所述纵轴对称布置；

所述悬移质横式采样器(6)包括储水器(20)和位于所述储水器(20)左右两端的密封盖(5)，所述密封盖(5)以与所述储水器(20)的连接处为轴上下旋转，所述连接处位于所述储水器(20)的下侧；采样器开闭连接绳索(1)的一端与所述密封盖(5)连接，另一端穿过所述手持杆(2)中部的第一穿绳孔(18)；

所述体积调节式悬桶(12)的上部设有进水口(11)，底部为设有出水口(16)的承接平台(15),内部设有可贴桶壁滑移的移动盘(14)；所述移动盘(14)包括左右布置的盘身(28)和中部的活动轴(26)；所述盘身(28)可通过所述活动轴(26)上下旋转；移动盘提拉绳索(10)的一端与所述盘身(28)连接，另一端穿过所述体积调节式悬桶(12)的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种适用于山区河流的手持自沉式悬移质采样器，其特征在于：所述手持杆(2)两侧的握杆(27)上设置螺纹手柄(17)。

3.根据权利要求1所述的一种适用于山区河流的手持自沉式悬移质采样器，其特征在于：所述伸缩式连接杆(3)包括上部套杆(22)和下部套杆(25)，滑动槽(24)嵌在所述下部套杆(25)的管壁内一周，上部套杆(22)沿所述滑动槽(24)插入所述下部套杆(25)的所述管壁内，固定按钮(23)沿所述下部套杆(25)横截面方向向内突出，挡住所述上部套杆(22)下移。

4.根据权利要求1所述的一种适用于山区河流的手持自沉式悬移质采样器，其特征在于：所述密封盖(5)内设有橡胶盖(4)，所述连接处设置连接螺栓(19)，左右两个所述密封盖(5)的外侧设有系绳扣(13)，所述采样器开闭连接绳索(1)的一端连接所述系绳扣(13)，另一端穿入所述伸缩式连接杆(3)上设置的第二穿绳孔(18’)至所述伸缩式连接杆(3)的管内后，再穿过所述第一穿绳孔(18)。

5.根据权利要求1所述的一种适用于山区河流的手持自沉式悬移质采样器，其特征在于：所述连接悬钩(8)包括位于上下两端的挂钩(29)和中部的旋钮(30)；所述挂钩(29)均可通过所述旋钮(30)水平方向360°旋转；所述储水器(20)下方中间设置悬挂铆钉(7)，所述体积调节式悬桶(12)顶部设有挂扣(9)；位于上端的所述挂钩(29)与所述悬挂铆钉(7)连接，位于下端的所述挂钩(29)与所述挂扣(9)连接。

6.根据权利要求1所述的一种适用于山区河流的手持自沉式悬移质采样器，其特征在于：所述体积调节式悬桶(12)上部为圆锥体，下部为圆柱；所述圆锥体表面设置若干所述进水口(11)，所述圆锥体顶部设置挂扣(9)，所述移动盘提拉绳索(10)系在所述挂扣(9)上；所述盘身(28)上设置系绳扣(13)用于与所述移动盘提拉绳索(10)连接。

7.根据权利要求1所述的一种适用于山区河流的手持自沉式悬移质采样器，其特征在于：所述手持杆(2)为木质，所述悬移质横式采样器(6)、所述体积调节式悬桶(12)为塑料制成。

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