CN217638089U - 一种深水湖库淤积物垂向分层的取样托底装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种深水湖库淤积物垂向分层的取样托底装置，包括取样筒、PVC取样管、热处理环刀、托底装置，所述托底装置分为中层托底装置和底层托底装置，每个托底装置包括封口片固定架、扭力弹簧、限位块、锥形封口片，所述取样筒为一个内部中空、上下两端具有螺纹的筒体结构，至少两个取样筒由螺纹连接，最下端的取样筒连接热处理环刀，每个取样筒中间嵌入PVC取样管，PVC取样管下部位置将多个封口片固定架安装在取样筒内壁，每个锥形封口片通过扭力弹簧连接在封口片固定架上，每个封口片固定架下端安装限位块。本实用新型具有采样效率高、采样精度准，同时结构简单、操作方便等优势。

Description

一种深水湖库淤积物垂向分层的取样托底装置

技术领域

本实用新型涉及深水湖库床底淤积物取样技术领域，具体是一种深水湖库淤积物垂向分层的取样托底装置。

背景技术

我国湖库数量众多，其中有关大水深湖库的床底淤积物问题的研究十分重要。尤其是随着床底泥沙的不断淤积，湖库的防洪、供水等兴利功能严重受损，因此亟须对床底的淤积物进行取样分析。

随着三峡水库的蓄水运行，上游来水来沙条件的变化改变了数百米水深下的库区泥沙淤积情况，而这些变化都极大影响着长江中下游地区浮泥通航、库区泥沙级配变化、水生生物的水生态环境等众多因素。在几十年来的库区冲淤变化下，百米水深的库区床底淤积层垂向成分存在差异，因此在深水取样的同时达到纵断面的垂向分层采样也十分重要。

要达到湖库原位无扰动取样，其重点在于控制进钻过程和封口方式。目前国内外的取样装置主要有抓斗式、自重进钻式、振动式、爆破进钻式、压差进钻式取样器，这些取样器中进钻过程中对底泥的扰动很大，且无法保证封口稳定，导致取样结果保真性差，无法得到不同垂向深度的泥沙淤积物样本。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型提供了一种深水湖库淤积物垂向分层的取样器托底装置，本装置无需通电控制，装置开和闭的过程全自动进行，极大降低了取样器的设计难度和操作难度，具有采样效率及精度高、原理及机械结构简洁、操作方便等优势。

本实用新型通过如下技术方案实现：

一种深水湖库淤积物垂向分层的取样托底装置，包括取样筒、PVC取样管、热处理环刀、托底装置，所述托底装置分为中层托底装置和底层托底装置，每个托底装置包括封口片固定架、扭力弹簧、限位块、锥形封口片，所述取样筒为一个内部中空、上下两端具有螺纹的筒体结构，至少两个取样筒由螺纹连接，中层托底装置位于上层取样筒的底部，底层托底装置位于最下层取样筒的底部，最下端的取样筒连接热处理环刀，每个取样筒中间嵌入PVC取样管，PVC取样管下部位置将多个封口片固定架安装在取样筒内壁，每个封口片固定架通过扭力弹簧连接有一个锥形封口片，每个封口片固定架下端安装限位块，锥形封口片呈水平状态展开时可将取样筒底端开口封闭。

进一步的，所述取样筒共5节，每节为长1米、直径

的筒体结构。

进一步的，所述PVC取样管为长0.9米、直径

的PVC管。

进一步的，所述热处理环刀采用倒角型刀口，经过热处理硬化。

进一步的，所述中层托底装置用于取样器的分层取样，底层托底装置用于保存取样器采集的样品。

进一步的，所述托底装置中封口片固定架通过螺孔与取样筒内壁连接，共设有八个封口片固定架，分别连接八个扭力弹簧和锥形封口片。

进一步的，所述限位块固定在每个封口片固定架下端，控制锥形封口片的最大延伸角度，使得在取样完成后提升采样筒时所述锥形封口片能全部处于闭合状态。

进一步的，所述锥形封口片俯视为一个类锥形的构件，侧视为一个类楔形的构件。

相较于其他技术，本实用新型具有以下特点及效果：

(1)本实用新型采用一种基于扭力弹簧的自动封口方式，具有结构简单、操作方便的特点，可自动将取样器中的淤积物样品封存；

(2)本实用新型在每节取样筒中都设置了托底装置，具有采样效率高、采样精度准的特点，可在一次作业中同时获得同一纵断面不同深度的淤积物样品。

附图说明

图1为本实用新型一种深水湖库淤积物垂向分层的取样器托底装置闭合与开启的总体布置图；

图2为本实用新型托底装置闭合与开启的三维剖视图；

图3为本实用新型托底装置闭合状态下的俯视图。

图中：1—取样筒，2—PVC取样管，3—热处理环刀，4—中层托底装置、5—底层托底装置，5-1—封口片固定架，5-2—扭力弹簧，5-3—限位块，5-4—锥形封口片。

具体实施方式

以下将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种深水湖库淤积物垂向分层的取样器托底装置，包括取样筒1、PVC取样管2、热处理环刀3、托底装置，托底装置分为中层托底装置4和底层托底装置5，中层托底装置4用于取样器的分层取样，底层托底装置5用于保存取样器采集的样品。每个托底装置包括封口片固定架5-1、扭力弹簧5-2、限位块5-3和锥形封口片5-4。

所述取样筒1共5节，每节长1米、直径108mm，可减小取样筒下钻阻力。上部的4节取样筒底部分别安装中层托底装置4，最底部一节取样筒安装底层托底装置5；在底部取样筒的下方利用螺纹安装热处理环刀3，整体为内扣式的尖劈楔形，并采用经过热处理硬化的倒角型刀口；每节取样筒内部均装有PVC取样管2，用于存取样品。所述PVC取样管2为长0.9米、直径

的PVC管，便于采样后筒体内部的泥样取出。

每个托底装置的封口片固定架5-1均安装在取样筒1内壁。请结合参阅图2和图3，所述底层托底装置5为一个类似于橘皮的装置，共有8个锥形封口片5-4分别连接在8个封口片固定架5-1，锥形封口片5-4俯视为一个类锥形的构件，侧视为一个类楔形的构件；封口片5-4的闭合由固定架下部的限位块5-3自动控制；锥形封口片5-4的开启由扭力弹簧5-2自动控制。所述托底装置中封口片固定架5-1可通过螺孔与取样筒1内壁连接。所述限位块5-3固定在每个封口片固定架5-1下端，控制锥形封口片5-4的最大延伸角度，使得在取样完成后提升采样筒时所述锥形封口片5-4能全部处于闭合状态。

所述的底层托底装置5在正常(未作业)的情况下，8块封口片5-4均处于闭合状态，如图3所示。当取样器开始工作后，整个取样筒1将在上方链锤系统的作用下向床底淤积物进钻，通过热处理环刀3进钻到淤积物中。在取样作业过程中，淤积物相对于取样筒1为整体上移的过程，当淤积物通过了热处理环刀3进入到最底层的取样筒1时，底层托底装置5开始工作，淤积物将锥形封口片5-4顶开并进入PVC取样管2内。随着取样筒1深入床底，淤积物相对于取样筒持续上移，逐渐进入到中层托底装置4，与此同时中层托底装置的锥形封口片5-4打开，中层托底装置4呈开启状态。整个下钻过程中，封口片5-4逐层打开，托底装置逐层开启。直至下钻结束，取样筒1上提，由于受上层淤积物的重力作用以及自身扭力弹簧5-2的作用，锥形封口片5-4全部回弹，当回弹到水平状态时，锥形封口片5-4会受底部的限位块5-3的阻碍，使得锥形封口片5-4呈最初的闭合状态，即完成托底，阻碍了PVC取样管2中的淤积物漏出。

本实用新型进行深水湖库淤积物垂向分层取样时，包括如下步骤：

步骤一、取样前，将取样器深入湖库床底，利用尖劈楔形状的热处理环刀3使取样管1插入淤积层，中层托底装置4和底层托底装置5均处于闭合状态。

步骤二、取样时，取样筒1传递顶部链锤系统的锤击力，使热处理环刀3逐渐下钻，淤积物进入取样筒1中，底层托底装置5的锥形封口片5-4开启，淤积物逐步进入上层的取样筒1中，中层托底装置4逐层变换成开启状态。

步骤三、下钻完成后，取样筒1上提，所有托底装置中的锥形封口片5-4受淤积物的重力作用和扭力弹簧5-2的作用全部回正，即托底装置处于闭合状态，完成分层取样，得到不同深度的淤积物样品。

步骤三中，锥形封口片5-4回正后受底部限位块5-3的阻碍作用，所有锥形封口片5-4呈水平状态，封闭了取样筒1中的淤积物，每一节的取样筒1中的样品仍处在原有位置，保证了不同深度的淤积物分层取样。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种深水湖库淤积物垂向分层的取样托底装置，其特征在于：包括取样筒(1)、PVC取样管(2)、热处理环刀(3)、托底装置，所述托底装置分为中层托底装置(4)和底层托底装置(5)，每个托底装置包括封口片固定架(5-1)、扭力弹簧(5-2)、限位块(5-3)、锥形封口片(5-4)，所述取样筒(1)为一个内部中空、上下两端具有螺纹的筒体结构，至少两个取样筒(1)由螺纹连接，中层托底装置(4)位于上层取样筒(1)的底部，底层托底装置(5)位于最下层取样筒(1)的底部，最下端的取样筒(1)连接热处理环刀(3)，每个取样筒(1)中间嵌入PVC取样管(2)，PVC取样管(2)下部位置将多个封口片固定架(5-1)安装在取样筒(1)内壁，每个封口片固定架(5-1)通过扭力弹簧(5-2)连接有一个锥形封口片(5-4)，每个封口片固定架(5-1)下端安装限位块(5-3)，锥形封口片(5-4)呈水平状态展开时可将取样筒(1)底端开口封闭。

2.如权利要求1所述的深水湖库淤积物垂向分层的取样托底装置，其特征在于：所述取样筒(1)共5节，每节为长1米、直径

的筒体结构。

3.如权利要求2所述的深水湖库淤积物垂向分层的取样托底装置，其特征在于：所述PVC取样管(2)为长0.9米、直径

的PVC管。

4.如权利要求1所述的深水湖库淤积物垂向分层的取样托底装置，其特征在于：所述热处理环刀(3)采用倒角型刀口，经过热处理硬化。

5.如权利要求1所述的深水湖库淤积物垂向分层的取样托底装置，其特征在于：所述中层托底装置(4)用于取样器的分层取样，底层托底装置(5)用于保存取样器采集的样品。

6.如权利要求5所述的深水湖库淤积物垂向分层的取样托底装置，其特征在于：所述托底装置中封口片固定架(5-1)通过螺孔与取样筒(1)内壁连接，共设有八个封口片固定架(5-1)，分别连接八个扭力弹簧(5-2)和锥形封口片(5-4)。

7.如权利要求6所述的深水湖库淤积物垂向分层的取样托底装置，其特征在于：所述限位块(5-3)固定在每个封口片固定架(5-1)下端，控制锥形封口片(5-4)的最大延伸角度，使得在取样完成后提升采样筒时所述锥形封口片(5-4)能全部处于闭合状态。

8.如权利要求1所述的深水湖库淤积物垂向分层的取样托底装置，其特征在于：所述锥形封口片(5-4)俯视为一个类锥形的构件，侧视为一个类楔形的构件。

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