一種人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器的製造方法

2023-10-07 16:14:44

一種人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器，包括閉鎖機構、配重夯擊機構和採集機構，閉鎖機構包括封口塞套、封口塞和拉杆套，採集機構包括連接在封口塞套底部的採集管，配重夯擊機構包括活動套設在拉杆套外部且位於觸發閉鎖裝置和封口塞套之間的配重塊，配重塊包括夯擊封口塞套的下部和用於觸發閉鎖裝置使封口塞下降的上部。本實用新型利用配重塊下部可輔助夯擊封口塞套，使採集管在沉積物內有更理想的進入深度，從而實現定深採集，又可利用配重塊上部觸發閉鎖裝置，利用封口塞截斷排水口與採集管的通道，實現手動封閉採集管，防止採集管上升過程中沉積物滑落，其操作方便採集成功率高。本實用新型可用於水體沉積物採樣。
【專利說明】一種人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及水體沉積物採樣器，特別是一種人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器。
【背景技術】
[0002]重力式柱狀沉積物採樣器是目前國內外採集湖泊或海洋柱狀沉積物普遍使用的一種採樣儀器，但以往的重力式柱狀沉積物採樣器僅僅依靠自身加配重的重力進行採集，難以採集深度較大的沉積物，而且其採集的深度往往具有很大的隨意性，不夠穩定，需要重複多次採集，給採集帶來了不便。
[0003]同時，為了自動閉鎖採樣管口，防止採樣器上升過程中沉積物滑落，採樣器一般都需要使用閉鎖裝置。以往的閉鎖裝置主要是當採樣器到達水底後，固定閉鎖裝置的鎖臂受重力作用自然脫落後閉鎖裝置自動閉鎖採樣管口。但是這種鎖閉裝置投放時需十分小心以防鎖臂意外脫離，而且採樣器下落過程中鎖臂受到水流作用也有可能發生自然脫離的現象，提前封閉了採樣管，導致使用起來不夠穩定，往往需要工作人員重複多次採集，從而降低了採樣工作的效率。
實用新型內容
[0004]為了克服上述技術問題，本實用新型的目的在於提供一種操作方便、穩定性強和採集成功率高的人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器。
[0005]本實用新型所採用的技術方案是:
[0006]一種人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器，包括閉鎖機構、配重夯擊機構和採集機構，所述閉鎖機構包括封口塞套、設置在封口塞套內並可上下運動的封口塞、固定在封口塞套上端的拉杆套，所述採集機構包括連接在封口塞套底部的採集管，所述封口塞套上設有排水口，所述封口塞上端接有拉杆，所述拉杆伸入拉杆套內並具有上下運動的行程，所述封口塞上升到位時排水口與採集管連通，所述封口塞下降到位時，排水口與採集管的通道被截斷，所述拉杆套上設有封口塞上升到位時將其鎖定的閉鎖裝置，所述配重夯擊機構包括活動套設在拉杆套外部且位於觸發閉鎖裝置和封口塞套之間的配重塊，所述配重塊包括夯擊封口塞套的下部和用於觸發閉鎖裝置使封口塞下降的上部。
[0007]作為上述技術方案的進一步改進，所述閉鎖裝置包括滾珠和活動套設在拉杆套外的套杯，所述拉杆套上設有部分容納滾珠的缺口，所述拉杆的外端面上設有與缺口配套的第一環形凹槽，所述套杯內壁與拉杆套的接觸面上設有與缺口配套的第二環形凹槽，所述滾珠容納於缺口和第一環形凹槽時，封口塞上升到位並鎖定，所述滾珠容納於缺口和第二環形凹槽時，封口塞下降到位。
[0008]作為上述技術方案的進一步改進，所述拉杆套的外壁固定有定位環，所述套杯內位於第二環形凹槽的上方開設有可相對於定位環上下運動的滑道，所述滑道兩端封閉，所述定位環下端接有彈簧，所述彈簧的另一端連接在滑道的末端。[0009]作為上述技術方案的進一步改進，所述配重塊上端設有拉環，所述拉環上配套設有牽拉繩索。
[0010]作為上述技術方案的進一步改進，所述封口塞下端呈楔形，所述封口塞套內壁設有與楔形配合的封口環。
[0011]作為上述技術方案的進一步改進，所述採集管包括保護管和在保護管內透明的採樣管，所述保護管的上端與封口塞套螺接，所述保護管下端接有鑽頭。
[0012]作為上述技術方案的進一步改進，所述採集管包括兩段或兩段以上相互連接的保護管和採樣管。
[0013]作為上述技術方案的進一步改進，所述採集管配套設有樣品推出裝置，所述樣品推出裝置包括與採樣管內壁緊密配合的推塊，所述推塊底部接有推桿，所述推桿的底端接有手柄。
[0014]作為上述技術方案的進一步改進，所述推桿沿其軸向均布有定位孔，所述推桿外壁活動套設有底託，所述底託下方設有可插入任一定位孔的定位針。
[0015]作為上述技術方案的進一步改進，還包括穩固支架，所述穩固支架包括支撐腿，所述支撐腿上設有水平向的橫杆，所述橫杆上設有套環，所述採集管從套環內穿過，所述橫杆上接有垂直向的滑杆，所述滑杆上滑動設有用於箍緊封口塞套的套卡。
[0016]本實用新型的有益效果是:本實用新型利用配重塊下部可輔助夯擊封口塞套，使採集管在沉積物內有更理想的進入深度，從而實現定深採集，又可利用配重塊上部觸發閉鎖裝置，利用封口塞截斷排水口與採集管的通道，實現手動封閉採集管，防止採集管上升過程中沉積物滑落，其操作方便、操作穩定性強、採集成功率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施方式對本實用新型進一步說明。
[0018]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0019]圖2是封口塞下降到位的閉鎖裝置的示意圖；
[0020]圖3是封口塞上升到位的閉鎖裝置的示意圖；
[0021]圖4是配重夯擊機構的示意圖；
[0022]圖5是採集管示意圖；
[0023]圖6是兩根採集管的組裝示意圖；
[0024]圖7是樣品推出裝置的使用狀態圖；
[0025]圖8是穩固支架的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖1所示，一種人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器，包括閉鎖機構、配重夯擊機構和採集機構。閉鎖機構包括封口塞套11、設置在封口塞套11內並可上下運動的封口塞12和固定在封口塞套11上端的拉杆套13。封口塞套11分為上部和下部，兩部分通過螺紋連接，其下部的底端開口，用於連接採集管2，其上部沿周向設有三條帶狀的排水口15。採集機構包括連接在封口塞套11底部的採集管2。拉杆14的頂部裝有操作環，該拉杆14伸入拉杆套13內並具有上下運動的行程，從而帶動封口塞12上升和下降。封口塞12上升到位時排水口 15與採集管2連通，該狀態為採樣狀態，沉積物進入採集管2並且採集管2中的上覆水從排水口 15排出；封口塞12下降到位時，排水口 15與採集管2的通道被截斷，此狀態為採集管2的閉鎖狀態。封口塞12下端呈楔形，封口塞套11內壁設有與楔形配合的封口環16，使得封口塞12下降後兩者具有更好的密封效果。
[0027]拉杆套13上還設有封口塞12上升到位時將其鎖定的閉鎖裝置。配重夯擊機構包括活動套設在拉杆套13外部且位於觸發閉鎖裝置和封口塞套11之間的配重塊3，配重塊3包括夯擊封口塞套11的下部和用於觸發閉鎖裝置使封口塞12下降的上部。配重塊3有三方面作用，1.增加採集器重量，使採集器入水時具有更大衝擊力，加大採樣深度；2.可以向上拉動配重塊3，再讓其自由落下，使其下部反覆夯擊封口塞套11，使採集器繼續向下移動，加深採樣深度；3.向上拉動配重塊3可以觸發閉鎖裝置，利用封口塞12截斷排水口 15與採集管2的通道，實現手動封閉採集管2，防止採集管2上升過程中沉積物滑落。
[0028]閉鎖裝置包括滾珠41和活動套設在拉杆套13外的套杯42，套杯42在外力作用下可以向上滑動。拉杆套13上設有部分容納滾珠41的缺口 43,拉杆14的外端面上設有與缺口 43配套的第一環形凹槽44，套杯42內壁與拉杆套13的接觸面上設有與缺口 43配套的第二環形凹槽45。優選的，拉杆套13的壁厚、第一環形凹槽44與第二環形凹槽45的深度均與滾珠41半徑保持一致。拉杆套13的外壁固定有定位環46，定位環46位於缺口 43的上方，可以託住套杯42禁止其滑落。套杯42內位於第二環形凹槽45的上方開設有可相對於定位環46上下運動的滑道，滑道的上下兩端封閉，定位環46下端接有彈簧47，彈簧47的另一端連接在滑道的下端。
[0029]如圖2所示的閉合狀態，滾珠41 一半位於缺口 43中，另一半位於第二環形凹槽45中。此時第一環形凹槽44位於滾珠41水平面下方同一垂直面上。拉動拉杆14使其向上移動，當第一環形凹槽44上升到滾珠41所在高度時，滾珠41受到外部側向壓力，向內滑動進入第一環形凹槽44，此時拉杆14被滾珠41固定而不能上下移動，封口塞12上升到位，閉鎖裝置處於開合狀態，採集管2處於採集狀態，如圖3所示。
[0030]由於滾珠41脫離了套杯42，套杯42受到重力和彈簧47彈力作用向下滑動，直至其上部接觸到定位環46受其阻擋而停止滑動。當套杯42受到外部向上作用力時可以壓縮彈簧47向上滑動，當第二環形凹槽45再次上升到滾珠41所在高度時，滾珠41又會受拉杆14側向壓力而滑動第二環形凹槽45中，拉杆14連帶著封口塞12由於不再受滾珠41阻擋，在重力作用下自然下降到位，封閉採集管2，如圖2所示。
[0031]如圖4所示，配重塊3為中空不鏽鋼或鉛質圓柱體，配重塊3上端設有拉環31，拉環31上配套設有牽拉繩索，通過操作牽拉繩索使配重塊3上升從而觸發閉鎖裝置或使配重塊3自由落下從而夯擊封口塞套11。配重塊3可以根據需要採用螺栓將多塊配重盤串聯在一起而組成。
[0032]如圖5所示，採集管2包括不鏽鋼保護管21和在保護管21內材質為透明有機玻璃的採樣管22。保護管21的上端具有內螺紋，與封口塞套11螺接，保護管21下端外螺紋連接有楔形的不鏽鋼鑽頭23，鑽頭23的內徑與採樣管22的內徑一致，其作用是為了更方便的進入沉積物內。作為優選的，如圖6所示，採集管2還可以由兩段或兩段以上保護管21和採樣管22組裝而成，其中下方保護管21上端的內螺紋與上方保護管21下端的外螺紋連接。[0033]由於採樣完成後都需要將樣品取出，因此採集管2配套設有樣品推出裝置。如圖7所示，樣品推出裝置包括與採樣管22內壁緊密配合的推塊51，推塊51底部接有推桿52，推桿52的底端接有手柄53。推桿52沿其軸向每Icm均布有定位孔54，推桿52外壁活動套設有底託55，底託55的直徑小於保護管21，底託55下方設有可插入任一定位孔54的定位針56。
[0034]使用時將鑽頭23從採集管2中分離，移走保護管21，如需對沉積物樣品分層，則將推塊51和推桿52從採樣管22下部插入，慢慢推動排出殘餘上覆水，當表層沉積物與管口齊平時準備收集樣品，依據需要的分層厚度(Icm或2cm)繼續移動推桿52，當推出足夠的厚度時，利用底託55和定位針56固定採樣管22，之後用切刀將推出的沉積物切割取走。
[0035]如果採樣的江海中水體流動較大，本實施例需要穩固支架配合使用從而穩固，減少拉動夯擊配重裝置時對採集管2造成的傾斜度。如圖8所示，穩固支架包括支撐腿61，支撐腿61上設有水平向的橫杆62，橫杆62上設有套環63，採集管2從套環63內穿過，並可相對於套環63上下運動。橫杆62上接有垂直向的滑杆64，滑杆64上滑動設有用於箍緊封口塞套11的套卡65。實施時將採集管2從上向下依次穿過套卡65和套環63，並將套卡65箍緊封口塞套11。採樣時，封口塞套11可以帶動著套卡65在滑杆64上向下移動，滑杆64長度依據採樣管22長度進行更換。
[0036]在水體流動性小的水文條件下，比如面積較小的封閉湖泊，可以不用穩固支架。
[0037]本實施例的具體實施過程是這樣的:
[0038]用兩條繩索系在吊環17和拉杆14上。如果閉鎖裝置處於閉合狀態，則向上拉動拉杆14使封口塞12上升脫離封口環16，使閉鎖裝置處於開啟狀態；整體提起或吊起採樣器入水，到一定深度時，鬆開繩索讓其自由下落，靠採樣器自身重力衝擊進入水底沉積物，採樣管22中沉積物上覆水通過排水口 15排出；採樣器停止下落時，依據水深和繩索入水深度，可以大致判斷採樣器進入沉積物的深度，如需加深則拉動配重塊3上的繩索，利用配重塊3反覆夯擊封口塞套11，配重塊3上下移動幅度需小於配重塊3頂端到套杯42底部高度；當達到理想採樣深度或允許的採樣深度時，增加配重塊3的拉升高度，使其推動套杯42上升，待套杯42上升一定高度後，拉杆14連同封口塞12下降至到位，閉鎖裝置呈鎖閉狀態；拉動吊環繩索，提升採樣器出水面；提出採樣器，保持整體垂直狀態下，封閉採集管2底部後，將其與閉鎖裝置分離；如需對沉積物樣品分層，則利用樣品推出裝置推出沉積物並用切刀切割取走。
[0039]以上所述只是本實用新型優選的實施方式，其並不構成對本實用新型保護範圍的限制。
【權利要求】
1.一種人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器，其特徵在於:包括閉鎖機構、配重夯擊機構和採集機構，所述閉鎖機構包括封口塞套(11)、設置在封口塞套(11)內並可上下運動的封口塞(12)、固定在封口塞套(11)上端的拉杆套(13)，所述採集機構包括連接在封口塞套(11)底部的採集管(2)，所述封口塞套(11)上設有排水口(15)，所述封口塞(12)上端接有拉杆(14)，所述拉杆(14)伸入拉杆套(13)內並具有上下運動的行程，所述封口塞(12)上升到位時排水口(15)與採集管⑵連通，所述封口塞(12)下降到位時，排水口(15)與採集管⑵的通道被截斷，所述拉杆套(13)上設有封口塞(12)上升到位時將其鎖定的閉鎖裝置，所述配重夯擊機構包括活動套設在拉杆套(13)外部且位於觸發閉鎖裝置和封口塞套(11)之間的配重塊(3)，所述配重塊(3)包括夯擊封口塞套(11)的下部和用於觸發閉鎖裝置使封口塞(12)下降的上部。
2.根據權利要求1所述的人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器，其特徵在於:所述閉鎖裝置包括滾珠(41)和活動套設在拉杆套(13)外的套杯(42)，所述拉杆套(13)上設有部分容納滾珠(41)的缺口(43)，所述拉杆(14)的外端面上設有與缺口(43)配套的第一環形凹槽(44)，所 述套杯(42)內壁與拉杆套(13)的接觸面上設有與缺口(43)配套的第二環形凹槽(45)，所述滾珠(41)容納於缺口(43)和第一環形凹槽(44)時，封口塞(12)上升到位並鎖定，所述滾珠(41)容納於缺口(43)和第二環形凹槽(45)時，封口塞(12)下降到位。
3.根據權利要求2所述的人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器，其特徵在於:所述拉杆套(13)的外壁固定有定位環(46)，所述套杯(42)內位於第二環形凹槽(45)的上方開設有可相對於定位環(46)上下運動的滑道，所述滑道兩端封閉，所述定位環(46)下端接有彈簧(47)，所述彈簧(47)的另一端連接在滑道的末端。
4.根據權利要求1或2或3所述的人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器，其特徵在於:所述配重塊(3)上端設有拉環(31)，所述拉環(31)上配套設有牽拉繩索。
5.根據權利要求1或2或3所述的人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器，其特徵在於:所述封口塞(12)下端呈楔形，所述封口塞套(11)內壁設有與楔形配合的封口環(16)。
6.根據權利要求1所述的人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器，其特徵在於:所述採集管(2)包括保護管(21)和在保護管(21)內透明的採樣管(22)，所述保護管(21)的上端與封口塞套(11)螺接，所述保護管(21)下端接有鑽頭(23)。
7.根據權利要求6所述的人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器，其特徵在於:所述採集管(2)包括兩段或兩段以上相互連接的保護管(21)和採樣管(22)。
8.根據權利要求6或7所述的人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器，其特徵在於:所述採集管(2)配套設有樣品推出裝置，所述樣品推出裝置包括與採樣管(22)內壁緊密配合的推塊(51)，所述推塊(51)底部接有推桿(52)，所述推桿(52)的底端接有手柄(53)。
9.根據權利要求8所述的人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器，其特徵在於:所述推桿(52)沿其軸向均布有定位孔(54)，所述推桿(52)外壁活動套設有底託(55)，所述底託(55)下方設有可插入任一定位孔(54)的定位針(56)。
10.根據權利要求1所述的人工夯擊輔助重力式柱狀沉積物採集器，其特徵在於:還包括穩固支架，所述穩固支架包括支撐腿(61)，所述支撐腿(61)上設有水平向的橫杆(62)，所述橫杆(62)上設有套環(63)，所述採集管(2)從套環(63)內穿過，所述橫杆(62)上接有垂直向的滑杆(64)，所述滑杆(64)上滑動設有用於箍緊封口塞套(11)的套卡(65) 。
【文檔編號】G01N1/04GK203396597SQ201320429186
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年7月18日 優先權日:2013年7月18日
【發明者】張瑞傑, 李允清, 李軍, 張幹, 羅春玲 申請人:中國科學院廣州地球化學研究所