專利名稱：深水沉積物和界面水取樣器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種河流或湖泊調查采樣用的設備裝置，具體涉及一種分層采集 無邊界擾動的深水沉積物和界面水的采樣裝置。
背景技術：
沉積物和界面水影響各種生物地球循環(huán)的重要參數(shù)，沉積物和界面水之間的物質 傳輸是水體污染物、營養(yǎng)物質等環(huán)境遷移及沉積物環(huán)境記錄的基本過程。人們?yōu)榱搜芯繀^(qū) 域及全球的環(huán)境演變，水體所經歷的環(huán)境變化，以及水體污染和營養(yǎng)物質的分布特征、遷移 轉化機理，必需對水體沉積物和界面水進行采樣、記錄和分析。而采集完整的沉積物_界面 水樣品是研究工作的基本前提。對沉積物_界面水樣品的采集工作是一個持續(xù)的間隔一定 時間的取樣過程，如何能采集到保持原狀的完整的沉積物-界面水樣品并對后續(xù)的采樣工 作不產生干擾，這對解釋在外界環(huán)境因子的干擾下沉積物_界面水的物質傳輸過程具有重 要的環(huán)境地球化學意義。目前，我國同時采集深水沉積物和界面水樣品的儀器設備還很少。一股在進行 沉積物_界面水調查采樣時采用經典的深水沉積物_界面水采樣器一種便攜式湖泊沉積 物-界面水取樣器等設備進行采樣，但由于費用昂貴、費時費力，沉積物成分復雜，其采樣 深度往往受到限制及無法分梯度采集界面水樣品等缺點。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種制作簡單，操作容易，采樣成功率高并能分梯度采 集界面水的深水沉積物_界面水取樣器，解決了同時采集沉積物和分梯度界面水并能分層 采集樣品的要求，并且保證了樣品的無污染和無邊界擾動性，尤其對取樣深度要求較大的 工況非常適合。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種深水沉積物和界面水取樣器，包括起落架， 起落架與主鋼套頂端連接，活動鋼套套裝主鋼套外側，主鋼套內側設有條形活動軌道，活動 鋼套與主鋼套頂端下部之間通過輔助彈簧連接，沉積物取樣器的取樣筒頂端固定有一根活 動螺紋桿，活動螺紋桿與主鋼套連接；多個界面水取樣器固定在階梯取水器固放裝置上，界 面水取樣器的活塞桿固定在活動鋼套的卡槽中；導向滑輪固定在活動鋼套上，輔助滑輪固 定在主鋼套組件頂端，鋼纜一端與釋放裝置連接，另一端通過導向滑輪和輔助滑輪與活動 鋼套連接；主鋼套頂端設置吊環(huán)，通過吊放鋼纜與釋放裝置連接。取樣筒內底端放置有一形浮動板，取樣筒內壁下端設有限位卡。活動鋼套上設有插銷，鋼纜一端固定在插銷上的插孔中。釋放裝置是三角形形狀，釋放裝置的底邊由左承載片和右承載片構成，兩鋼片通 過軸與兩條斜邊連接，其中右承載片通過彈簧與一斜邊連接。本實用新型提供的深水沉積物和界面水取樣器，具有以下有益效果1)本實用新 型能達到采集的沉積物界面無擾動的技術效果，能同時對沉積物和界面水進行分層采樣，并且使樣品的層序不受破壞，獲得完整的沉積物-界面水固相和水相樣品，提高了采樣效 率，適應于環(huán)境、生態(tài)等方面的需要。2)本實用新型能分梯度采集不同深度的界面水，解決了現(xiàn)有取樣器不能同時采集 不同深度界面水的問題，并且能有效避免多次采集不同深度界面水時不同程度地破壞界面 水樣品層序結構的弊病，確保所采集的分層界面水樣品的完整性和原態(tài)性，并且分層采集 不同深度界面水具有更好的研究價值。3)本實用新型的取樣筒頂端采用活動螺紋桿與螺絲帽相配合的結構，能采集到不 同深度的柱狀沉積物樣品。4)本實用新型保證了樣品的無污染和無邊界擾動，對樣品的分析研究具有更好的 準確性和代表性。5)取樣筒頂部的排水孔可將隨表層沉積物進入筒中的水排泄出去，有利于沉積物 的收集。6)具有實用價值。本實用新型性能可靠，結構簡單，制造方便且不易損壞，并且成 本低廉，現(xiàn)場操作簡便，采樣成功率較高，尤其適合采樣深度和精確要求較高的野外采樣。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是本實用新型主鋼套的結構示意圖。圖3是圖2的俯視圖。圖4是本實用新型階梯取水器固放裝置示意圖。圖5是本實用新型沉積物取樣器示意圖。圖6是圖5的A向視圖。圖7是圖5的B向視圖。
具體實施方式
本實用新型主要由自動取水裝置，沉積物取樣器，起落架裝置和吊放機構構成。自動取水裝置包括了一組階梯界面水取樣器組6，活動鋼套3，輔助彈簧5，階梯取 水器固放裝置7，主鋼套組件2和鋼套的運動執(zhí)行機構，包括導向滑輪10、插銷20、輔助滑輪 11、鋼纜12。其中1)階梯界面水取樣器6包括10個界面水取樣器，界面水取樣器為注射 器式設計，由聚碳酸酯注塑而成，包括吸水筒23和下端設有活塞的活塞桿8。吸水筒23固 放在階梯取水器固放裝置7上，活塞桿8的頂端固定在活動鋼套3下端的卡槽中。2)活動鋼套3套于主鋼套2外側，其內側設置有用于嵌入條形活動軌道4的卡條， 兩條條形活動軌道4對稱設置在主鋼套2上。活動鋼套3與主鋼套2頂端下部之間用均分 布的10條輔助彈簧5連接，在輔助彈簧5伸縮的作用力下，活動鋼套3能沿著條形活動軌 道在主鋼套2外側上下滑動。導向滑輪10對稱焊接在活動鋼套3上。輔助滑輪11焊接在 主鋼套1頂端上且與導向滑輪10處于同一豎直面上。插銷20設置在活動鋼套3上的插孔 20中，且與導向滑輪10處于同一直線上。當本實用新型裝置下水取樣之前，在外力作用下， 輔助彈簧5將被拉伸，活動鋼套3沿著條形活動軌道4向下滑動，向下滑動一定距離后，插
4銷20將通過插孔21插入設置在主鋼套1上的卡口中，使界面水取樣器的活塞桿8處于取 水筒13底端。3)鋼纜12有兩條，分別與插銷20末端相連接，先從兩邊繞過焊接在活動鋼套3上 處于同一直線的兩個導向滑輪10，再繞過焊接在主鋼套2頂端上的輔助滑輪11與吊放機構 的釋放裝置17連接。本實用新型的沉積物取樣器，包括取樣筒13，浮動板18，活動螺紋桿14和限位卡 19。1)取樣筒13、浮動板18和限位卡19采用剛性材料如有機玻璃或硬質聚乙烯制 成。取樣筒13的筒體底端設有有一個圓孔為沉積物進口處，取樣筒13內底端放置有一個 圓形浮動板14，取樣筒13內壁下端設有3個限位卡19，使浮動板18在取樣筒底13部一定 范圍內上下移動。取樣筒13頂端設有2個排水孔22，在采集沉積物時，沉積物進入取樣筒 13底部圓孔能使取樣筒內的水從頂部排水孔22排出，從而能采取更多的沉積物樣品。2)取樣筒13頂端固定有一根活動螺紋桿14，將活動螺紋桿14穿過主鋼套2頂端 鋼條中央的小孔24，并用兩個螺絲帽將其栓于主鋼套2上，通過對兩個螺絲帽的調節(jié)，能采 集不同深度的沉積物。同時也便于將沉積物取出。本實用新型的起落架裝置的三個起落架1與焊接在主鋼套2頂端上的3個起落架 組件相連接，起落架1下端的圓盤起到了支撐穩(wěn)定的作用。起落架裝置的作用是使深水沉 積物_界面水取樣器在降落到河流或湖泊底部時能保持平衡；同時能使沉積物和界面水不 被擾動，確保采樣的要求。本實用新型的吊放機構包括3個η型吊環(huán)15，1個釋放裝置17和吊放鋼纜16。主 鋼套2頂端上的3個η型吊環(huán)15與釋放裝置17用吊放鋼纜16連接，深水沉積物-界面水 取樣器在下降的過程中這三根吊放鋼纜16處于受力階段，而在提升的過程中，將是與插銷 20末端連接的兩根鋼纜12處于受力階段。本實用新型的釋放裝置17是三角形形狀，釋放裝置17底邊由左承載片25和右承 載片26構成，兩鋼片通過軸與兩條斜27邊連接，其中右承載片26通過彈簧9與一斜邊27 連接。本實用新型的取樣過程是想利用船等運載工具將本取樣裝置運輸?shù)街付ㄈ?點，然后利用起吊裝置將其投放到水里。取樣裝置下水之前，根據(jù)采集沉積物深度要求的需 要調節(jié)活動螺紋桿14，并將活動鋼套3向下推至插銷20扣入設置在主鋼套1上的卡口為 止，使界面水取樣器的活塞桿8處于取水筒13底端。釋放裝置17中的右承載片26處于左 承載片25的下面，即深水沉積物_界面水取樣器在下降過程中由與釋放裝置中的左承載片 25相連接的3根細鋼纜12受力下放。當取樣器到達采樣點水底時，沉積物取樣器將在重力 作用下快速插入沉積物層中，沉積物進入取樣筒13中，而取樣筒13內的水就從頂端的2個 排水孔22中排出；另一方面，由于取樣器到達水底后，鋼纜12不再受力，從而釋放裝置17 中的左承載片25將從右承載片26上脫落。然后利用船載絞車上拉主鋼纜。在上拉的瞬間， 將是與插銷20末端連接的吊放鋼纜16處于受力階段。在拉力的作用下，插銷20從設置在 主鋼套2上的插孔21中脫出，活動鋼套2在10條輔助彈簧5的作用下，沿著條形活動軌道 4向上滑動，帶動界面水取樣器的活塞桿8，從而取到界面水樣品。繼續(xù)上拉，吊放鋼纜16 將深水沉積物-界面水取樣器從水中整體拉出。最后，將整個取樣裝置吊到船上，取出沉積物樣品，向下推活動鋼套3以此取出界面水樣品。清洗沉積物取樣器和階梯界面水取樣器 組，并將活動鋼套3復原，即可進行下一次采樣。
權利要求一種深水沉積物和界面水取樣器，包括起落架(1)，其特征在于起落架(1)與主鋼套(2)頂端連接，活動鋼套(3)套裝主鋼套(2)外側，主鋼套(2)內側設有條形活動軌道(4)，活動鋼套(3)與主鋼套(6)頂端下部之間通過輔助彈簧(5)連接，沉積物取樣器的取樣筒(13)頂端固定有一根活動螺紋桿(14)，活動螺紋桿(14)與主鋼套(2)連接，取樣筒(13)頂部設有排水孔(22)；多個界面水取樣器(6)固定在階梯取水器固放裝置(7)上，界面水取樣器(6)的活塞桿(8)固定在活動鋼套(3)的卡槽中；導向滑輪(10)固定在活動鋼套(3)上，輔助滑輪(11)固定在主鋼套組件(2)頂端，鋼纜(12)一端與釋放裝置(17)連接，另一端通過導向滑輪(10)和輔助滑輪(11)與活動鋼套(3)連接；主鋼套(2)頂端設置吊環(huán)(15)，通過吊放鋼纜(16)與釋放裝置(17)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的深水沉積物和界面水取樣器，其特征在于取樣筒(13)內底 端放置有一形浮動板(18)，取樣筒(13)內壁下端設有限位卡(19)。
3.根據(jù)權利要求1所述的深水沉積物和界面水取樣器，其特征在于活動鋼套(3)上 設有插銷(20)，鋼纜(12) 一端固定在插銷(20)上的插孔(21)中。
4.根據(jù)權利要求1所述的深水沉積物和界面水取樣器，其特征在于釋放裝置(17)為 三角形形狀，釋放裝置(17)底邊由左承載片(25)和右承載片(26)構成，兩鋼片通過軸與 兩條斜(27)邊連接，其中右承載片(26)通過彈簧(9)與一斜邊(27)連接。
專利摘要一種深水沉積物和界面水取樣器，其結構包括自動取水裝置，沉積物取樣器，起落架裝置和吊放機構。界面水取樣器包括吸水筒和下端設有活塞的活塞桿?；顒愉撎捉M件套于主鋼套組件外側，活動鋼套組件與主鋼套組件頂端下部之間由輔助彈簧連接，在作用力下活動鋼套組件能沿著兩條對稱的條形活動軌道在主鋼套組件外側上下滑動。沉積物取樣器包括取樣筒，浮動板，活動螺紋桿和限位卡。本實用新型能分梯度采集界面水并解決了同時采集沉積物和分梯度界面水的要求，并且使樣品的層序不受破壞，獲得完整的沉積物-界面水樣品。本實用新型性能可靠，操作簡便，采樣成功率較高，尤其適合采樣深度和精度要求較高的野外采樣。
文檔編號G01N1/16GK201688994SQ20102020584
公開日2010年12月29日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權日2010年5月27日
發(fā)明者劉德富, 肖尚斌, 過寒超 申請人:三峽大學