专利名称：一种旋转封底式浅层原位采泥器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于 水下底泥采集的采泥器，尤其涉及针对浅水水域(水深f 5m)表层底泥(5 20cm)的原位采集的一种旋转封底式浅层原位采泥器。
背景技术：
在自然水域中，水体与底泥间不断的进行着污染物的交互过程，尤其在浅层底泥中过程更加活跃。因此，在水环境监测、治理及保护研究中，水体与浅层底泥间的交互影响作用是ー项重要的研究内容，需要大量地采集浅层底泥进行原位分层分析。目前浅层泥样的采集大多采用负压管式采集器，这类采集器具有结构简单、操作方便的优点。但由于浅层底泥具有泥样含水率高、泥层薄的特点，采用负压管式采泥器非常容易出现漏泥和泥层扰动严重等问题。如1999年中国国家知识产权局公告的由中国科学院南京地理与湖泊研究所申报的“ー种分层采泥器”和“ー种浅水采泥器”两项专利，授权公告号分别为CN2350748Y和CN 2350437Y,其技术核心是基于活塞原理在米样管内产生负压,从而抽取底部泥样并使其停留在管内，在负压的作用下将泥样提出水面，操作简单，对含水率较低的泥样采集具有较好的效果。但在采集含水率较高的浅层泥时，活塞式负压采集会造成管内泥样掺混扰动，改变原有的层次结构，降低了对浅层底泥原位分层研究的精度。
发明内容
为了克服现有采泥器对浅层泥样扰动严重、容易漏泥等缺点，本发明设计了ー种底部可旋转封闭、将采集器中收集的泥样无扰动或微扰动地提出水面、提高浅层底泥原位分层研究精度的旋转封底式浅层原位采泥器，能尽量减小采集过程中对泥样层次结构的破坏，很好的解决对表层稀泥的微扰动原位分层采样的要求。对浅层底泥采集的关键问题是如何将采集器中收集的泥样无扰动或微扰动地提出水面，本发明的设计思路是采泥器插入泥层后对泥样进行原位封闭，泥样在被完全隔离的状态下提出水面，从而保证采集的泥样不会受到外界扰动，样品能完整的保存原始分层结构。为了解决上述问题，本发明装置所采用的技术方案为一种旋转封底式浅层原位采泥器，包括采样筒，其特征在干还包括与采样筒顶部连接且位于采样筒外侧的套管、包覆采样筒底部的半锥形底封、设于采样筒内部的分隔片、底部连接半锥形底封的转动轴、连接转动轴顶部的软弹簧；转动轴位于采样筒和套管内，软弹簧的端部延伸至套管外并设有旋转手柄。前述的一种旋转封底式浅层原位采泥器，其特征在于所述的采样筒由采样顶筒、延长采样筒和采样底筒连接构成，延长采样筒为若干个，采样顶筒中心开孔并安装有轴套。前述的一种旋转封底式浅层原位采泥器，其特征在于所述的分隔片中心有通孔，可容纳转动轴穿过，采样筒被分隔片分隔为两个独立的空间。
前述的一种旋转封底式浅层原位采泥器，其特征在于所述的每段采样筒内壁均开设有固定分隔片的凹槽。前述的一种旋转封底式浅层原位采泥器，其特征在于所述的半锥形底封底部为半圆锥形，有凸起边缘，半锥形底封的中心部位与转动轴连接。 前述的一种旋转封底式浅层原位采泥器，其特征在于所述的转动轴通过联轴器与软弹簧连接。前述的一种旋转封底式浅层原位采泥器，其特征在于所述的采样底筒侧壁设有一个定位销，定位销的安装轴线与分隔片中心位于同一平面上。本发明的装置的主体结构由采样筒、套管、半锥形底封、转动轴、软弹簧和旋转手柄等部分组成，其中采样筒被隔离为两半，采样筒底部半锥形底封可以封闭采样筒的一半入口，操作时将采样筒插入水底泥层中，使得泥样进入未被遮挡的一半采样筒中，而另一半采样筒由于半锥形底封的遮挡而没有泥进入，然后操作者通过控制软弹簧带动转动轴和半锥形底封旋转180°，将采样筒内半圆柱形泥样下端截断并封闭在采样筒内，泥样底部被半锥形底封托住且与外界隔离，从而方便地提出水面。本发明中采样筒和套管均由多段组成，能适应于不同的水深环境和不同泥层厚度的采样要求，采用软弹簧作为操作传力部件，很好的适应不同的套管长度，携带方便。本采泥器是一种方便可靠的采泥工具，具有操作简单、适应性强、对泥样扰动小、采样效率高、携带方便等特点，尤其适合于浅水水域浅层泥样的原位精确采集，为地质、环保、水利等领域野外或实验室采样提供了一样有力的工具。
图I是本发明的采泥器半剖主视图(内部结构)。图2是本发明的采泥器主视图上所示“A-A”位置的截面视图。图3是本发明的采泥器主视图上所示“B-B”位置的截面视图。图4是本发明的采泥器右视图(外部结构)。图5是本发明的采泥器“半锥形底封”外形图。附图中各标号的意义为
I.旋转手柄；2.下压手柄；3.软弹簧；4.套管；5.联轴器；6.转动轴
7.采样顶筒；8.延长采样筒；9.采样底筒；10.半锥形底封；11.分隔片；
12.固定螺丝；13.轴套；14.定位销；15.排气溢水孔；16.凹槽。
具体实施例方式为使本发明实现的技术方案、技术特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式
和附图，进一步阐述本发明。图I是本发明的采泥器半剖主视图，图示了采泥器的内部结构，一种旋转封底式浅层原位采泥器，包括采样筒，其特征在于还包括与采样筒顶部连接且位于采样筒外侧的套管4、包覆采样筒底部的半锥形底封10、设于采样筒内部的分隔片11、底部连接半锥形底封10的转动轴6、连接转动轴6顶部的软弹簧3 ;转动轴6位于采样筒和套管4内，软弹簧3的端部延伸至套管4外并设有旋转手柄I。采样筒为底部开口不锈钢圆筒，由采样顶筒7、采样底筒9以及中间若干个延长采样筒8通过螺纹套接而成。根据图I-图4，采样顶筒7上部通过四个固定螺钉12与套管4牢固连接，并开设有两个排气溢水孔15 (见图2)，可以在采样筒下行过程中排出筒内封闭的空气和水。采样底筒9为一空心圆筒，下边缘处开设刃口，有利于采样筒插入泥层中。为了使得本采样器能采集不同厚度的泥样，在顶筒和底筒之间可以连接若干个延长采样筒8，每个延长筒均为中空圆筒，上下端有内外螺纹，能够与顶筒和底筒螺纹连接为一个整体，通过改变延长筒的数量而形成不同长度的采样筒。采样顶筒7中心开孔并安装一轴套13，转动轴6可在轴套13 内自由转动。每一层采样筒的中部均安装有一块不锈钢分隔片11 (图I和图3)，分隔片11中部有通孔，可容纳转动轴6通过，分隔片11可插入采样筒内壁凹槽16中(见图3)，凹槽16可以起到定位和防止分隔片11转动的作用，安装分隔片11后采样筒被分隔为两个对称且不联通的空间。半锥形底封10底部为半圆锥形，有凸起边缘(图I图5，尤其是图2或图3的半圆环结构)，其边缘内径与采样筒外径相同。半锥形底封10的中心部位与转动轴6底部通过螺母固定连接，半锥形底封10可以在转动轴6的带动下沿采样筒底部平面旋转。在采样底筒9边缘部位(底部侧面)固定一定位销14，定位销14的安装轴线与分隔片11中心位于同一平面上(图I-图4)，能够对底部的半锥形底封10起到旋转限位作用，使其能准确地封闭采样筒的两个隔离空间。转动轴6的上端通过螺母固定在联轴器5上，联轴器5的另一端与软弹簧3联接，在软弹簧3顶部装有旋转手柄1，联轴器5和软弹簧3均套在套管4中。软弹簧具有很好的转动力矩传递作用，可将操作者的转动力矩传递到联轴器5和转动轴6上，从而带动半锥形底封10转动。为了适应在不同的水深下进行采样作业，多段套管4通过螺纹连接组成，最上端套管4有一下压手柄2，方便采样者手持和压入底泥中。软弹簧3柔弱易卷曲，在较长的情况下不影响对转动力矩的传递效果，能非�：玫氖视κ褂檬倍蕴坠�4长度的调整，且携带方便，适合野外作业的要求。本发明的装置使用过程如下
1、按照水深和所需采集泥层的厚度，调整好套管4的长度和采样筒的高度；
2、转动软弹簧3末端的旋转手柄I，使得采样筒底部半锥形底封10转动到靠紧限位销的位置，将采样筒的一半封闭；
3、双手持下压手柄2将采泥器平稳的压入底泥中，让底泥进入到采样筒的一侧。由于表层泥较�。资艿饺哦僮饔×科轿然郝貌裳仓械目掌退芷轿鹊拇油钙潘字信懦觯�
4、当压入预定深度后，平缓的反向旋转软弹簧3末端旋转手柄I，使得半锥形底封10封闭住采样筒已进泥的一侧；
5、将采泥器平稳的拉出水面，旋转打开半锥形底封10，将半圆柱形泥柱卸入专用容器，一次米样完毕。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
权利要求
1.一种旋转封底式浅层原位采泥器，包括采样筒，其特征在于还包括与采样筒顶部连接且位于采样筒外侧的套管(4)、包覆采样筒底部的半锥形底封(10)、设于采样筒内部的分隔片(11)、底部连接半锥形底封(10 )的转动轴(6 )、连接转动轴(6 )顶部的软弹簧(3 );转动轴(6)位于采样筒和套管(4)内，软弹簧(3)的端部延伸至套管(4)外并设有旋转手柄(I)。
2.根据权利要求书I所述的一种旋转封底式浅层原位采泥器，其特征在于所述的采样筒由米样顶筒(7)、延长米样筒(8)和米样底筒(9)连接构成,延长米样筒(8)为若干个，采样顶筒(7)中心开孔并安装有轴套(13)。
3.根据权利要求书I所述的一种旋转封底式浅层原位采泥器，其特征在于所述的分隔片(11)中心有通孔，可容纳转动轴(6)穿过，采样筒被分隔片(11)分隔为两个独立的空间。
4.根据权利要求2所述的一种旋转封底式浅层原位采泥器，其特征在于所述的每段采样筒内壁均开设有固定分隔片(11)的凹槽(16)。
5.根据权利要求书I所述的一种旋转封底式浅层原位采泥器，其特征在于所述的半锥形底封(10)底部为半圆锥形，有凸起边缘，半锥形底封(10)的中心部位与转动轴(6)连接。
6.根据权利要求书I所述的一种旋转封底式浅层原位采泥器，其特征在于所述的转动轴(6 )通过联轴器(5 )与软弹簧(3 )连接。
7.根据权利要求书2所述的一种旋转封底式浅层原位采泥器，其特征在于所述的采样底筒(9)侧壁设有一个定位销(14)，定位销(14)的安装轴线与分隔片(11)中心位于同一平面上。
全文摘要
本发明涉及一种用于水下底泥采集的采泥器，尤其涉及一种旋转封底式浅层原位采泥器，包括采样筒，其特征在于还包括与采样筒顶部连接且位于采样筒外侧的套管、包覆采样筒底部的半锥形底封、设于采样筒内部的分隔片、底部连接半锥形底封的转动轴、连接转动轴顶部的软弹簧；转动轴位于采样筒和套管内，软弹簧的端部延伸至套管外并设有旋转手柄。转动软弹簧可带动转动轴和半锥形底封旋转，采样时先将采样筒压入泥中，然后转动软弹簧手柄将半锥形底封旋转180°封闭泥样，提起采样筒即可获得完整的半圆柱形泥样。本发明具有操作简单、适应性强、对泥样扰动小、采样效率高、携带方便等特点，尤其适合于浅水水域表层泥样的原位精确采集。
文档编号G01N1/10GK102645353SQ20121014126
公开日2012年8月22日 申请日期2012年5月9日 优先权日2012年5月9日
发明者侯俊, 王沛芳, 钱进, 饶磊 申请人:河海大学常州校区
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