便攜式灘涂地質(zhì)取樣器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地質(zhì)測量、測試領(lǐng)域的取樣裝置，具體的講是一種便攜式灘涂地質(zhì)取樣器。
【背景技術(shù)】
[0002]專用于灘涂地的地質(zhì)取樣器不多，鑒于江河湖海等水域的特殊性，水域的地質(zhì)取樣器用于灘涂地的地質(zhì)取樣存在笨重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和取樣效果欠佳，甚至無法使用的弊端。中國實(shí)用新型專利，授權(quán)公告號CN2360587Y《長巖芯重力活塞取樣器》公開了一種由樣管、釋放系統(tǒng)、提管重物、尾舵、刀口聯(lián)合式全封閉管口封和帶可調(diào)壓限壓閥球閥門式活塞構(gòu)成的海洋沉積物長巖芯取樣器。該取樣器通常是由船舷絞車來完成放、收任務(wù)的，投放時(shí)，取樣器下放到距海底一定距離時(shí)，釋放系統(tǒng)的附重錘著地，提管重物和樣管隨之被釋放，“自由”降落下沖，活塞上的球閥門開啟，樣管下端刀口聯(lián)合式全封閉管口封觸底后向海底沉積物中貫入，刀口下體受沉積物阻力上移，刀口金屬花瓣貼在刀口下體內(nèi)壁的凹陷空位，吊纜“余量”用完，活塞停止降落，樣管繼續(xù)貫入，球閥門關(guān)閉，活塞對取樣產(chǎn)生抽吸力，貫入結(jié)束樣管上提時(shí)，刀口下體受阻下拉，使金屬花瓣將管口封閉，活塞上提，限壓閥調(diào)節(jié)活塞的抽吸力，含巖芯的樣管被吊上水面。該取樣器取樣時(shí)，一旦沉積物阻塞長方形孔，將限制住刀口下體的移動(dòng)，使金屬花瓣開閉失靈，取樣失??；刀口是易損件，由上、下體組成的刀口結(jié)構(gòu)復(fù)雜，更換費(fèi)用高；活塞停止降落，樣管繼續(xù)貫入，球閥門關(guān)閉，活塞對取得樣品產(chǎn)生抽吸力，貫入結(jié)束上提樣管時(shí)，球閥門依然關(guān)閉，金屬花瓣將管口完全封閉，巖芯樣品壓在金屬花瓣上，活塞與樣品之間形成抽吸力，抽吸力對巖芯樣品產(chǎn)生拉伸作用，過度的抽吸力量會(huì)使樣品變形伸展，表現(xiàn)為樣品的結(jié)構(gòu)變化、體積變大，不能客觀反映取樣點(diǎn)的地質(zhì)狀況，雖然上提樣管時(shí)能夠由限壓閥調(diào)節(jié)抽吸力，但是不同海域的地質(zhì)狀況不同，同一海域不同取樣點(diǎn)的地質(zhì)狀況也不相同，所以在取樣前對限壓閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，使活塞產(chǎn)生適宜的抽吸力是極端困難，甚至是不可能實(shí)現(xiàn)的；從取樣點(diǎn)中上提樣管時(shí)，在刀口的下方形成的負(fù)壓對樣管產(chǎn)生吸力，且隨著樣管上移，負(fù)壓會(huì)不斷加大，海洋取樣器是由機(jī)械操作，上提樣管增加的阻力不算個(gè)大問題，但是如果在灘涂由人工操作取樣，上提增加的阻力就是一個(gè)突出的問題了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決現(xiàn)有海洋取樣器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重，不適于灘涂人工攜帶、操作取樣，金屬花瓣容易失靈而使取樣失敗，在活塞與取樣之間形成的抽吸力難以調(diào)整而使取得的樣品變形伸展，提起樣管時(shí)在取樣點(diǎn)的刀口下方形成負(fù)壓產(chǎn)生阻力的技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，工作可靠、便攜式灘涂地質(zhì)取樣器。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種便攜式灘涂地質(zhì)取樣器，包括刀口和開合花瓣，取樣器護(hù)架的下方固定連接所述的刀口，其上方固定連接護(hù)頂；取樣器護(hù)架有空心管道，空心管道的下口在刀口處，空心管道的上口在存樣襯管貫入灘涂最深時(shí)露出在地面之上；所述的開合花瓣是彈簧花瓣，彈簧花瓣的上部至少有八片花瓣彈性片，花瓣彈性片根部連接在彈簧花瓣下部的空心圓柱體上，花瓣彈性片的頂部相對，灘涂地質(zhì)樣品從刀口貫入時(shí)，花瓣彈性片的頂部被頂開，灘涂地質(zhì)樣品停止貫入、提起取樣器時(shí)，在彈力的作用下花瓣彈性片的頂部合攏密封；存樣襯管的下部與空心圓柱體的上部可拆卸的密封配合，空心圓柱體的下部與刀口的上部可拆卸的密封配合，存樣襯管的上端在護(hù)頂?shù)膬?nèi)孔中；護(hù)頂與頂帽可拆卸連接；存樣襯管連通大氣與刀口。
[0005]本發(fā)明取樣器與現(xiàn)有海洋取樣器結(jié)構(gòu)不同，屬于組裝結(jié)構(gòu)，沒有取樣管，存樣襯管與取樣器的其它部件是分體結(jié)構(gòu)。取樣器組裝簡單，依次將彈簧花瓣和存樣襯管從護(hù)頂?shù)纳峡诜湃?，頂帽與護(hù)頂連接，存樣襯管被安放在刀口與頂帽之間；取樣器拆卸方便，頂帽與護(hù)頂分離，存樣襯管從護(hù)頂?shù)纳峡谌〕?。存樣襯管取出后將其中樣品倒出或推出后再行組裝，繼續(xù)新的取樣，或者將取出的存樣襯管暫存，使用另外的存樣襯管進(jìn)行組裝，第二種方式大大的縮短了取樣時(shí)間，使取樣器得到充分的利用，節(jié)約了取樣成本。向取樣器施加向下的外力，使刀口插入灘涂中，例如，利用操作者的力量將刀口貫入地下取樣或用重錘敲擊將刀口貫入地下取樣或在取樣器上方安裝的振動(dòng)器作用下刀口貫入地下取樣等。施加向下的外力經(jīng)護(hù)頂和取樣器護(hù)架傳到刀口，存樣襯管不直接承受外力。現(xiàn)有取樣器都有連接刀口的取樣管，連接刀口的取樣管承受、傳遞軸向力，所以要采用硬金屬等具有一定厚度的高強(qiáng)度材料制作，而本發(fā)明沒有相應(yīng)的取樣管，其中的存樣襯管不承受、傳遞軸向力，實(shí)質(zhì)上僅僅起存放取樣的作用，是位于承受、傳遞軸向力的取樣器護(hù)架內(nèi)側(cè)的襯管，所以本發(fā)明的存樣襯管采用厚度較薄、強(qiáng)度較低的材料制作，本發(fā)明用取樣器護(hù)架和存樣襯管替代了現(xiàn)有海洋取樣器的取樣管，總體重量得到減輕，利于攜帶和人工操作，降低了取樣器的成本。彈簧花瓣的花瓣彈性片在樣品貫入時(shí)，樣品向上的力量克服花瓣彈性片的彈力，花瓣彈性片被頂開；彈簧花瓣在樣品停止貫入、提起取樣器時(shí)，其花瓣彈性片的彈力克服取樣的重量自動(dòng)合攏密封，防止樣品滑落，工作可靠，能夠保證取樣成功。刀口貫入灘涂中取樣時(shí)，取樣器的存樣襯管將刀口與大氣連通，使灘涂樣品在大氣壓力下自然貫入存樣襯管中，避免取樣變形伸展現(xiàn)象產(chǎn)生，樣品最大程度反映了取樣點(diǎn)的地質(zhì)狀況，本發(fā)明摒棄了現(xiàn)有取樣器通常采用的活塞，不僅結(jié)構(gòu)簡化、重量輕、制作成本低、操作簡單，而且取樣質(zhì)量高。刀口貫入灘涂中取樣后提起，在刀口與取樣洞之間形成了一個(gè)空間，取樣器護(hù)架的空心管道使該空間與大氣連通，避免該空間形成負(fù)壓而增加阻力，提起取樣器省力。
[0006]存樣襯管是塑料管。存樣襯管采用一般材質(zhì)的塑料管，例如一般PVC材料的下水管，就能滿足本發(fā)明的要求，既便宜，又輕便。
[0007]存樣襯管沿軸線方向至少被分為相等的兩體，相鄰存樣襯管分體之間的連接配合面上分別有突起和凹槽，突起和凹槽密封配合，將存樣襯管分體可拆卸的連接為一體。存樣襯管沿其長度方向分成兩部分或多部分，取樣后，將存樣襯管沿連接配合面拆開取出樣品，避免了現(xiàn)有取樣器的樣品需從取樣管中倒出或推出，發(fā)生破壞樣品完整性和原始狀態(tài)現(xiàn)象，或者避免了現(xiàn)有取樣器需沿存樣的管軸線鋸開取出樣品的繁瑣和復(fù)雜操作，本發(fā)明存樣襯管能夠重復(fù)使用。綜合考慮存樣襯管的加工、強(qiáng)度和從存樣襯管中取樣的難易，一般采用分為三部分或兩部分。
[0008]取樣器護(hù)架有四根，圍繞取樣器的軸線均勻排布。通常采用四根取樣器護(hù)架既能滿足強(qiáng)度要求，取樣器護(hù)架總體重量又比較輕，采用四根取樣器護(hù)架還便于取樣器橫向堆放。
[0009]彈簧花瓣由花瓣彈性片和空心圓柱體兩部分固定連接組成?；ò陱椥云c空心圓柱體采用鉚接或膠合等固定連接在一起。彈簧花瓣由花瓣彈性片和空心圓柱體兩部分固定連接組成，加工方便。
[0010]花瓣彈性片有八至十二片花瓣，沿空心圓柱體周邊均勻排布。適當(dāng)?shù)脑黾踊ò陱椥云臄?shù)量有助于花瓣彈性片與空心圓柱體配合，提高其合攏密封性能，通常采用八至十二片花瓣既能滿足花瓣強(qiáng)度要求，又利于花瓣彈性片頂部合攏的密封要求。
[0011]花瓣彈性片是H62黃銅制成。H62黃銅有良好的力學(xué)性能，塑性、切削性好，耐腐蝕，價(jià)格便宜，可用于承受較大載荷的零件，是制作花瓣彈性片經(jīng)濟(jì)適用的材料。通?？招膱A柱體米用不銹鋼制成。
[0012]存樣襯管的下端面與空心圓柱體的上端面之間有密封墊片，空心圓柱體的下端面與刀口的上端面之間有密封墊片。
[0013]頂帽的下部是圓柱體，其直徑小于存樣襯管的內(nèi)徑，圓柱體側(cè)壁上的密封槽里安裝側(cè)壁密封環(huán)，側(cè)壁密封環(huán)將圓柱體側(cè)壁與存樣襯管的內(nèi)徑密封；頂帽的上部直徑大于下部圓柱體的直徑，頂帽的上部與護(hù)頂?shù)膬?nèi)徑通過螺紋連接；頂帽的上部底端面與存樣襯管的上端面之間安裝頂面密封環(huán)或頂面密封墊片。存樣襯管的外徑小于護(hù)頂?shù)膬?nèi)徑，通過側(cè)壁密封環(huán)被定位；存樣襯管的上端通過頂面密封環(huán)或頂面密封墊片被定位；與護(hù)頂螺紋連接的頂帽，通過頂面密封環(huán)或頂面密封墊片與存樣襯管的上端軟接觸，頂帽向存樣襯管施加向下的壓力，從而使存樣襯管的下部和空心圓柱體的下部分別與空心圓柱體的上部和刀口的上部實(shí)現(xiàn)密封配合。頂面密封環(huán)或頂面密封墊片有效的防止頂帽與護(hù)頂?shù)倪B接松動(dòng)。由于存樣襯管與護(hù)頂和頂帽都是軟接觸，消除了施加到取樣器上向下的外力對存樣襯管的影響。
[0014]存樣襯管的外殼與取樣管護(hù)架的距離為l_3mm。根據(jù)取樣灘涂的地質(zhì)狀況選定存樣襯管的外殼與取樣器護(hù)架的距離。距