CN2674426Y - 重力式取样器 - Google Patents

Abstract

一种能够获取水库、湖泊等水域中获取浅层淤泥质沉积物的重力式取样器。采用锥阀密封触发机构全内置的方案，使取样器在下放过程中能保证锥阀不动作，当样品进入取样管后提起取样器时能确保锥阀能及时地关闭，从而有效地密封取样管，保证取样的成功率。其基本构造是提引接头与稳定叶片相连，控制取样器的下放与提升，可以沿导正杆滑动；导正杆与阀座、取样管相连接；心杆在导正杆里面，与锥阀通过球卡相连接；并利用加重块的抗浮和稳定叶片的导正作用达到保证样品原状性。

Description

重力式取样器

(1)所属技术领域：

本实用新型涉及一种适合在湖泊、水库等水域中获取浅层淤泥质沉积物的取样器。

(2)背景技术：

目前，获取湖泊、水库等水域浅层淤泥质沉积物的取样器有抓斗、箱式、重力式、活塞式和冰冻式等取心取样钻具。由于抓斗和箱式取样器取得的样品容易受到扰动，通常不适合作为环境变化研究的对象。虽然活塞式和冰冻式取样器取得样品的质量较高，但是其操作较复杂，一般需要庞大的设备，因而取样的费用较高。所以，重力式取样器因为具有结构简单、操作方便以及取样成本较低等优点，是获取湖泊、水库等水域浅层淤泥质沉积物的一种比较常用的方法。

常规的重力式取样器是由提引机构、密封机构、导正机构、加重机构以及取样管等组成。通过钢丝绳连接取样器，下放到水下，利用加重块的重量以及取样器的自重，使取样管进入沉积物，获取沉积物样品。但是，常规的重力式取样器一般不能保证密封机构的安全触发，很难保证取样的成功率，经常取不到样品；由于在水上作业，受船体不稳以及水下暗流的影响，很难保证取样器入水时的垂直度，取到的样品易发生扰动，因而获得的样品代表性差。

(3)发明内容：

为了克服现有重力取样器结构复杂、取样成功率不高以及样品容易受到扰动的不足，本实用新型提供一种重力式取样器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：利用锥阀的密封原理，通过全内置的锥阀触发机构，保证在取样器下放过程中锥阀不动作，当样品进入取样管后，提起取样器时又能确保锥阀及时地关闭。提引接头通过螺钉与稳定叶片相连，控制取样器的下放与提升，可以沿导正杆滑动；导正杆与阀座上体直接用螺纹连接；心杆装在导正杆里面，与锥阀通过球卡相连接；阀座上体与阀座下体用螺钉连接成阀座，在阀座下体上端四周开有一定数量的孔；装有O形密封圈的取心管通过托盘装在阀体上。用重力取样器取样时，用人力或绞车将取样器下放到水底，在加重块的作用下，取样管顺利地插入水底沉积物，沉积物进入取样管后，取样管里面的水就从阀座四周的孔排出。在提起取样器时，通过一套内置的触发机构使锥阀下落，靠阀体的锥面密封确保取样管上部的密封，可靠地取到沉积物样品，保证了取样的成功率。为了保证样品的原状性，应使取样器平稳并垂直地下入水底，这主要通过阀体上端的加重块和稳定叶片来实现的，利用加重块的抗浮和稳定叶片的导正作用达到保证样品原状性的目的。

本实用新型的有益效果是，可以在保证取样成功率的同时，获取原状的浅层水域沉积物，结构简单、操作简便。

(4)附图说明：

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的一个实施例的剖视图。

图2是心杆弹卡机构部视图。

图1中1.提引接头，2.固定螺母，3.轴承，4.螺钉，5.稳定叶片，6.心杆，7.导正杆，8.加重块，9.阀座上体，10.弹簧，11.螺钉，12.钢珠，13.弹性挡圈，14.锥阀，15.阀座下体，16.O形密封圈，17.托盘，18.取心管。

(5)具体实施方式：

图1中，提引接头1通过螺钉4与稳定叶片5相连接，可以沿导正杆7滑动。导正杆7通过固定螺母2挂在提引接头1上。通过轴承3的单动作用，消除了在下放与提升的过程中钢丝绳对取样器产生的应力，保证了取样器在下放过程中的稳定。阀座上体9与阀座下体15通过螺钉11相连接成阀体。在锥阀的密封面上面沿阀体四周开有一定数量的孔，开孔的面积大小根据实际应以取心管中的水能顺利排出为易。导正杆7用螺纹直接与阀座上体9相连接。加重块8直接穿过导正杆7放置在阀座上体9上。加重块8主要有加压、抗浮和协助稳定功用，其形状为中空的圆柱状，重量主要取决于取样的长度和直径。稳定叶片5主要有导正(保持取心器沿铅垂方向下放)和稳定(防止下放过程中取心器的不良转动和漂移)功效。稳定叶片5一般由3～6片叶片组成，叶片的形状是矩形，每片叶片的面积一般不小于600cm²。因此，当下放取心器时，利用加重块8的抗浮和稳定叶片5的导正作用，使取心器在水中能平稳垂直地下入到指定深度。装有O形密封圈16的取心管18通过托盘17压在阀体上，托盘17用螺纹与阀座下体连接，O形密封圈16起密封和挂住取心管18的作用，防止在提升过程中样品的掉落。全内置的锥阀密封机构的触发主要通过心杆弹卡机构和球卡机构来完成。心杆弹卡机构主要指心杆6的上部分结构，与提引接头1配合工作。心杆6的上端沿杆的中心开有一定长度的槽，开槽的长度和宽度应保证心杆弹卡具有一定的弹性和强度。在心杆弹卡的上端带有锥度台阶。锥度台阶是为了使心杆6能顺利地伸出提引接头1，同时也使心杆6能挂在提引接头1上。当取样器插到沉积物里往上提的时候，钢丝绳就松动了，提引接头1和稳定叶片5沿导正杆7向下滑动一段距离，这样心杆弹卡就伸出提引接头1，由于自身的弹性，心杆弹卡就张开了，锥度台阶挂在提引接头1上。为了使心杆6能挂住，提引接头1的中心应做成变径的，就是使其上端的中心孔径比下端的中心孔径小，以使心杆6能安全地挂在提引接头1上。当往上提取样器时将带动心杆6往上移动一段距离后，就触发了心杆6下端的球卡机构。球卡机构主要是用来触发锥阀14下落，主要通过心杆6、导正杆7、钢珠12、弹簧13以及锥阀14来共同实现。心杆6下端带有环形槽，与装在导正杆7上的钢珠12配合触发锥阀14的动作。为了达到较好的密封效果，密封锥阀的材料应采用不锈钢，锥阀14的锥度一般为30-60°为宜。导正杆7是中空的，在下端带有三个小孔用来装钢珠12。钢珠12主要是为了导正杆7下端装有弹性挡圈13，弹性挡圈13的作用主要是为了防止心杆6掉落，同时也限定了心杆6向下的移动位置。其工作原理是先安装好重力取样器，在下放取样器前先将用螺丝刀将锥阀14往上拔，使钢珠12卡住锥阀14。这时不能松动取样器，否则会触发锥阀14，使锥阀14提前动作。下放到水底后，取样器插到沉积物后，取心管子18里面的水就通过阀座四周的孔排到水里。当取样器插到一定的深度后，钢丝绳就会出现松动时，提引接头1和稳定叶片5沿导正杆7向下滑动一段距离，这样心杆弹卡就伸出提引接头1，由于自身的弹性，心杆弹卡就张开了，锥度台阶挂在提引接头1上。当取样器往上提时，提引接头1带动心杆6沿着导正杆7向上滑动一段距离时，钢珠12就进入心杆6的环形槽中，锥阀14在弹簧13作用和钢珠12脱开，下锥阀14与阀座下体15锥面密封，从而确保取样管的密封。

Claims (4)

1.一种重力式取样器，其特征是：采用了全内置的锥阀密封触发机构，锥阀密封触发机构由球卡机构和心杆弹卡机构组成；提引接头(1)通过螺钉(4)与稳定叶片(5)相连；导正杆(7)与阀座上体(9)直接用螺纹连接；心杆(6)装在导正杆(7)里面，与锥阀(14)通过球卡相连接；阀座上体(9)与阀座下体(15)用螺钉(11)连接；装有O形密封圈(16)的取心管(18)通过托盘(17)装在阀体上。

2.按照权利要求1所述的重力式取样器，其特征是：心杆弹卡机构主要指心杆(6)的上部分结构，与提引接头(1)配合工作；心杆(6)的上端沿杆的中心开有一定长度的槽，开槽的长度和宽度应保证心杆弹卡具有一定的弹性和强度，在心杆弹卡的上端带有锥度台阶，锥度台阶是为了使心杆(6)能顺利地伸出提引接头(1)，同时也使心杆(6)能挂在提引接头(1)上；为了使心杆(6)能挂住，提引接头(1)的中心应做成变径的，就是使其上端的中心孔径比下端的中心孔径小，以使心杆(6)能安全地挂在提引接头(1)上。

3.按照权利要求1所述的重力式取样器，其特征是：球卡机构由心杆(6)、导正杆(7)、钢珠(12)、弹簧(13)以及锥阀(14)组成；心杆(6)下端带有环形槽，与装在导正杆(7)上的钢珠(12)配合触发锥阀(14)的动作；导正杆(7)是中空的，在下端带有三个小孔用来装钢珠(12)，导正杆(7)下端装有弹性挡圈(13)，弹性挡圈(13)的作用主要是为了防止心杆(6)掉落，同时也限定了心杆(6)向下的移动位置。

4.按照权利要求1所述的重力式取样器，其特征是：密封机构采用锥阀密封；为了保证锥面的密封效果，锥阀的材料应采用不锈钢，锥阀的锥度以30-60°为宜。

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