专利名称：深水沉积物和界面水取样器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种河流或湖泊调查采样用的设备装置，具体涉及一种分层采集 无边界扰动的深水沉积物和界面水的采样装置。
背景技术：
沉积物和界面水影响各种生物地球循环的重要参数，沉积物和界面水之间的物质 传输是水体污染物、营养物质等环境迁移及沉积物环境记录的基本过程。人们为了研究区 域及全球的环境演变，水体所经历的环境变化，以及水体污染和营养物质的分布特征、迁移 转化机理，必需对水体沉积物和界面水进行采样、记录和分析。而采集完整的沉积物_界面 水样品是研究工作的基本前提。对沉积物_界面水样品的采集工作是一个持续的间隔一定 时间的取样过程，如何能采集到保持原状的完整的沉积物-界面水样品并对后续的采样工 作不产生干扰，这对解释在外界环境因子的干扰下沉积物_界面水的物质传输过程具有重 要的环境地球化学意义。目前，我国同时采集深水沉积物和界面水样品的仪器设备还很少。一股在进行 沉积物_界面水调查采样时采用经典的深水沉积物_界面水采样器一种便携式湖泊沉积 物-界面水取样器等设备进行采样，但由于费用昂贵、费时费力，沉积物成分复杂，其采样 深度往往受到限制及无法分梯度采集界面水样品等缺点。
发明内容本实用新型的目的是提供一种制作简单，操作容易，采样成功率高并能分梯度采 集界面水的深水沉积物_界面水取样器，解决了同时采集沉积物和分梯度界面水并能分层 采集样品的要求，并且保证了样品的无污染和无边界扰动性，尤其对取样深度要求较大的 工况非常适合。本实用新型的目的是这样实现的一种深水沉积物和界面水取样器，包括起落架， 起落架与主钢套顶端连接，活动钢套套装主钢套外侧，主钢套内侧设有条形活动轨道，活动 钢套与主钢套顶端下部之间通过辅助弹簧连接，沉积物取样器的取样筒顶端固定有一根活 动螺纹杆，活动螺纹杆与主钢套连接；多个界面水取样器固定在阶梯取水器固放装置上，界 面水取样器的活塞杆固定在活动钢套的卡槽中；导向滑轮固定在活动钢套上，辅助滑轮固 定在主钢套组件顶端，钢缆一端与释放装置连接，另一端通过导向滑轮和辅助滑轮与活动 钢套连接；主钢套顶端设置吊环，通过吊放钢缆与释放装置连接。取样筒内底端放置有一形浮动板，取样筒内壁下端设有限位卡。活动钢套上设有插销，钢缆一端固定在插销上的插孔中。释放装置是三角形形状，释放装置的底边由左承载片和右承载片构成，两钢片通 过轴与两条斜边连接，其中右承载片通过弹簧与一斜边连接。本实用新型提供的深水沉积物和界面水取样器，具有以下有益效果1)本实用新 型能达到采集的沉积物界面无扰动的技术效果，能同时对沉积物和界面水进行分层采样，并且使样品的层序不受破坏，获得完整的沉积物-界面水固相和水相样品，提高了采样效 率，适应于环境、生态等方面的需要。2)本实用新型能分梯度采集不同深度的界面水，解决了现有取样器不能同时采集 不同深度界面水的问题，并且能有效避免多次采集不同深度界面水时不同程度地破坏界面 水样品层序结构的弊�。繁Ｋ杉姆植憬缑嫠返耐暾院驮裕⑶曳植悴杉� 不同深度界面水具有更好的研究价值。3)本实用新型的取样筒顶端采用活动螺纹杆与螺丝帽相配合的结构，能采集到不 同深度的柱状沉积物样品。4)本实用新型保证了样品的无污染和无边界扰动，对样品的分析研究具有更好的 准确性和代表性。5)取样筒顶部的排水孔可将随表层沉积物进入筒中的水排泄出去，有利于沉积物 的收集。6)具有实用价值。本实用新型性能可靠，结构简单，制造方便且不易损坏，并且成 本低廉，现场操作简便，采样成功率较高，尤其适合采样深度和精确要求较高的野外采样。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型主钢套的结构示意图。图3是图2的俯视图。图4是本实用新型阶梯取水器固放装置示意图。图5是本实用新型沉积物取样器示意图。图6是图5的A向视图。图7是图5的B向视图。
具体实施方式
本实用新型主要由自动取水装置，沉积物取样器，起落架装置和吊放机构构成。自动取水装置包括了一组阶梯界面水取样器组6，活动钢套3，辅助弹簧5，阶梯取 水器固放装置7，主钢套组件2和钢套的运动执行机构，包括导向滑轮10、插销20、辅助滑轮 11、钢缆12。其中1)阶梯界面水取样器6包括10个界面水取样器，界面水取样器为注射 器式设计，由聚碳酸酯注塑而成，包括吸水筒23和下端设有活塞的活塞杆8。吸水筒23固 放在阶梯取水器固放装置7上，活塞杆8的顶端固定在活动钢套3下端的卡槽中。2)活动钢套3套于主钢套2外侧，其内侧设置有用于嵌入条形活动轨道4的卡条， 两条条形活动轨道4对称设置在主钢套2上。活动钢套3与主钢套2顶端下部之间用均分 布的10条辅助弹簧5连接，在辅助弹簧5伸缩的作用力下，活动钢套3能沿着条形活动轨 道在主钢套2外侧上下滑动。导向滑轮10对称焊接在活动钢套3上。辅助滑轮11焊接在 主钢套1顶端上且与导向滑轮10处于同一竖直面上。插销20设置在活动钢套3上的插孔 20中，且与导向滑轮10处于同一直线上。当本实用新型装置下水取样之前，在外力作用下， 辅助弹簧5将被拉伸，活动钢套3沿着条形活动轨道4向下滑动，向下滑动一定距离后，插
4销20将通过插孔21插入设置在主钢套1上的卡口中，使界面水取样器的活塞杆8处于取 水筒13底端。3)钢缆12有两条，分别与插销20末端相连接，先从两边绕过焊接在活动钢套3上 处于同一直线的两个导向滑轮10，再绕过焊接在主钢套2顶端上的辅助滑轮11与吊放机构 的释放装置17连接。本实用新型的沉积物取样器，包括取样筒13，浮动板18，活动螺纹杆14和限位卡 19。1)取样筒13、浮动板18和限位卡19采用刚性材料如有机玻璃或硬质聚乙烯制 成。取样筒13的筒体底端设有有一个圆孔为沉积物进口处，取样筒13内底端放置有一个 圆形浮动板14，取样筒13内壁下端设有3个限位卡19，使浮动板18在取样筒底13部一定 范围内上下移动。取样筒13顶端设有2个排水孔22，在采集沉积物时，沉积物进入取样筒 13底部圆孔能使取样筒内的水从顶部排水孔22排出，从而能采取更多的沉积物样品。2)取样筒13顶端固定有一根活动螺纹杆14，将活动螺纹杆14穿过主钢套2顶端 钢条中央的小孔24，并用两个螺丝帽将其栓于主钢套2上，通过对两个螺丝帽的调节，能采 集不同深度的沉积物。同时也便于将沉积物取出。本实用新型的起落架装置的三个起落架1与焊接在主钢套2顶端上的3个起落架 组件相连接，起落架1下端的圆盘起到了支撑稳定的作用。起落架装置的作用是使深水沉 积物_界面水取样器在降落到河流或湖泊底部时能保持平衡；同时能使沉积物和界面水不 被扰动，确保采样的要求。本实用新型的吊放机构包括3个η型吊环15，1个释放装置17和吊放钢缆16。主 钢套2顶端上的3个η型吊环15与释放装置17用吊放钢缆16连接，深水沉积物-界面水 取样器在下降的过程中这三根吊放钢缆16处于受力阶段，而在提升的过程中，将是与插销 20末端连接的两根钢缆12处于受力阶段。本实用新型的释放装置17是三角形形状，释放装置17底边由左承载片25和右承 载片26构成，两钢片通过轴与两条斜27边连接，其中右承载片26通过弹簧9与一斜边27 连接。本实用新型的取样过程是想利用船等运载工具将本取样装置运输到指定取样 点，然后利用起吊装置将其投放到水里。取样装置下水之前，根据采集沉积物深度要求的需 要调节活动螺纹杆14，并将活动钢套3向下推至插销20扣入设置在主钢套1上的卡口为 止，使界面水取样器的活塞杆8处于取水筒13底端。释放装置17中的右承载片26处于左 承载片25的下面，即深水沉积物_界面水取样器在下降过程中由与释放装置中的左承载片 25相连接的3根细钢缆12受力下放。当取样器到达采样点水底时，沉积物取样器将在重力 作用下快速插入沉积物层中，沉积物进入取样筒13中，而取样筒13内的水就从顶端的2个 排水孔22中排出；另一方面，由于取样器到达水底后，钢缆12不再受力，从而释放装置17 中的左承载片25将从右承载片26上脱落。然后利用船载绞车上拉主钢缆。在上拉的瞬间， 将是与插销20末端连接的吊放钢缆16处于受力阶段。在拉力的作用下，插销20从设置在 主钢套2上的插孔21中脱出，活动钢套2在10条辅助弹簧5的作用下，沿着条形活动轨道 4向上滑动，带动界面水取样器的活塞杆8，从而取到界面水样品。继续上拉，吊放钢缆16 将深水沉积物-界面水取样器从水中整体拉出。最后，将整个取样装置吊到船上，取出沉积物样品，向下推活动钢套3以此取出界面水样品。清洗沉积物取样器和阶梯界面水取样器 组，并将活动钢套3复原，即可进行下一次采样。
权利要求一种深水沉积物和界面水取样器，包括起落架(1)，其特征在于起落架(1)与主钢套(2)顶端连接，活动钢套(3)套装主钢套(2)外侧，主钢套(2)内侧设有条形活动轨道(4)，活动钢套(3)与主钢套(6)顶端下部之间通过辅助弹簧(5)连接，沉积物取样器的取样筒(13)顶端固定有一根活动螺纹杆(14)，活动螺纹杆(14)与主钢套(2)连接，取样筒(13)顶部设有排水孔(22)；多个界面水取样器(6)固定在阶梯取水器固放装置(7)上，界面水取样器(6)的活塞杆(8)固定在活动钢套(3)的卡槽中；导向滑轮(10)固定在活动钢套(3)上，辅助滑轮(11)固定在主钢套组件(2)顶端，钢缆(12)一端与释放装置(17)连接，另一端通过导向滑轮(10)和辅助滑轮(11)与活动钢套(3)连接；主钢套(2)顶端设置吊环(15)，通过吊放钢缆(16)与释放装置(17)连接。
2.根据权利要求1所述的深水沉积物和界面水取样器，其特征在于取样筒(13)内底 端放置有一形浮动板(18)，取样筒(13)内壁下端设有限位卡(19)。
3.根据权利要求1所述的深水沉积物和界面水取样器，其特征在于活动钢套(3)上 设有插销(20)，钢缆(12) 一端固定在插销(20)上的插孔(21)中。
4.根据权利要求1所述的深水沉积物和界面水取样器，其特征在于释放装置(17)为 三角形形状，释放装置(17)底边由左承载片(25)和右承载片(26)构成，两钢片通过轴与 两条斜(27)边连接，其中右承载片(26)通过弹簧(9)与一斜边(27)连接。
专利摘要一种深水沉积物和界面水取样器，其结构包括自动取水装置，沉积物取样器，起落架装置和吊放机构。界面水取样器包括吸水筒和下端设有活塞的活塞杆。活动钢套组件套于主钢套组件外侧，活动钢套组件与主钢套组件顶端下部之间由辅助弹簧连接，在作用力下活动钢套组件能沿着两条对称的条形活动轨道在主钢套组件外侧上下滑动。沉积物取样器包括取样筒，浮动板，活动螺纹杆和限位卡。本实用新型能分梯度采集界面水并解决了同时采集沉积物和分梯度界面水的要求，并且使样品的层序不受破坏，获得完整的沉积物-界面水样品。本实用新型性能可靠，操作简便，采样成功率较高，尤其适合采样深度和精度要求较高的野外采样。
文档编号G01N1/16GK201688994SQ20102020584
公开日2010年12月29日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者刘德富, 肖尚斌, 过寒超 申请人:三峡大学
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