CN105136518B - 柱状分层采泥器及其采集水底淤泥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柱状分层采泥器及其采集水底淤泥的方法。现有采泥器不适合采集水底淤泥。为此，本柱状分层采泥器在有弹性的开口管铲内加增设玻璃取样管，并在玻璃取样管增设活塞盖和锥形单向阀，该锥形单向阀内设一光洁的空心球。采泥器向水底淤泥下插过程中，锥形单向阀自动关闭，拔出时，淤泥随玻璃取样管带出水面，并可以利用活塞盖将玻璃取样管内的样品逐层挤出。本发明柱状分层采泥器及其采集水底淤泥的方法具有结构科学，使用方便的优点，可进行精确的淤泥分层取样，适用各种水利、水务、渔业、环保监管部门、科研单位使用。

Description

柱状分层采泥器及其采集水底淤泥的方法

技术领域

本发明涉及一种柱状分层采泥器及其采集水底淤泥的方法。

背景技术

随着经济不断发展，人们的生产、生活对水源的需求越来越大，同时人们的活动对内陆河流、湖泊、港湾等自然水域污染、影响越来越大。历年来水质都在反映到水底淤泥上，定时采集、分析水底淤泥是监控水质年度、季度变化的最直接方法。

现有的采泥器多为类似考古用的“洛阳铲”，其结构只适合陆地取样，现有采泥器插入水底淤泥，拔出时采泥器内的淤泥不能正常带出，不适合采集水底淤泥。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种柱状分层采泥器及其采集水底淤泥的方法。

为解决上述技术问题，本柱状分层采泥器包括开口管铲、把手、活塞盖和一个或多个玻璃取样管，其中开口管铲横截面呈C形，由弹性金属片材制成，其下端为斜切插口，其开口两侧外壁分别焊有U形手柄，其顶部设有一C形顶板，该C形顶板外直径大于或等于开口管铲在自然状态下的外直径，开有中心通孔和一个缺口，形成C形结构，所述开口管铲顶部上沿顶在C形顶板下表面上，部分上沿焊接固定，形成固定沿，固定沿焊缝长度与全部上沿周长的比值为R，且1/2≤R≤1/3，所述把手下方固定连接有一长竖杆和一短竖杆，长竖杆下部焊接在固定沿一侧的C形顶板上，并沿开口管铲的外侧壁向下延伸，短竖杆下端焊接在C形顶板上表面上，并远离固定沿；所述玻璃取样管为一圆柱形玻璃管，其外直径比开口管铲在自然状态下的内直径大3～5毫米，其长度≤开口管铲轴向长度，所述活塞盖包括一个活塞板，该活塞板外圆周上开前环槽，并套有O形密封圈，可置入玻璃取样管内，O形密封圈与玻璃取样管内壁紧密接触，并气密封，所述活塞板中心开有通孔，该通孔内壁向上延伸一支管，该支管上连有一锥形单向阀，该锥形单向阀包括锥管和封盖，封盖套在锥管的大端，其内部设有一光洁的空心球，该空心球外直径大于所述锥管的小端直径，小于与锥管和封盖内表面同时相切的球体直径，其平均密度为1.02～1.05克/cm²，封盖上开有多个通孔。如此设计，采泥器向水底淤泥下插过程中，水经玻璃取样管和锥形单向阀向外流，插入到位后，慢慢拔起，空心球受重力和倒流水的影响，自动关闭，受真空影响，淤泥随玻璃取样管带出水面。然后，将玻璃取样管和活塞盖从开口管铲中取出，就可以利用活塞盖将玻璃取样管内的样品逐层挤出。

作为优化，所述封盖中心开有螺纹通孔，并配有一个螺杆，该螺杆可将所述空心球压在锥管上。如此设计，开口管铲从水面提起后，先用螺杆顶紧空心球，就可将锥形单向阀关闭，这样既使玻璃取样管倾斜，其内部的淤泥样本也不会滑出。

本发明利用前述柱状分层采泥器采集水底於泥的方法，包括下述步骤：

①.取活塞盖，将其塞入一玻璃取样管的一端，并使支管及锥形单向阀外露；

②.一人双手分别握住开口管铲的开口两侧的U形手柄，向两侧拉开，使得开口管铲的开口扩大，另一人将步骤①装好的带活塞盖的玻璃取样管放入开口管铲内，令支管从C形顶板的缺口处卡入C形顶板的中心通孔内，并使玻璃取样管顶在C形顶板的下表面上，然后松开两个U形手柄，使开口管铲收缩，自然夹紧玻璃取样管，用系绳或铁丝将两个U形手柄绑紧；

③.站在岸边或船上，持把手或长竖杆或短竖杆，将开口管铲连同玻璃取样管竖直向下插入水底淤泥内，在下插过程中，先进入玻璃取样管的水向上推动空心球，最后从封盖上的通孔排出；

④.开口管铲插入水底淤泥在预定深度后，停止下插，空心球受重力影响下沉，堵在锥管上，此时，手持把手或长竖杆或短竖杆，向上拔，将开口管铲连同玻璃取样管及淤泥拔起水面；

⑤.旋转螺杆，使空心球顶在锥管上，锥形单向阀被关闭后，一人双手分别握住开口管铲的开口两侧的U形手柄，向两侧拉开，使得开口管铲的开口扩大，另一人将玻璃取样管连同活塞盖及锥形单向阀从开口管铲中取出；

⑥.一手握玻璃取样管，另一手握锥形单向阀或支管，或手持长空心杆向下顶压活塞盖，将玻璃取样管内淤泥逐层挤出。如此设计，取样方便，最重要的是可以将玻璃取样管内淤泥逐层挤出，不混乱其层间结构。

本发明柱状分层采泥器及其采集水底淤泥的方法具有结构科学，使用方便的优点，可进行精确的淤泥分层取样，适用各种水利、水务、渔业、环保监管部门、科研单位使用。

附图说明

下面结合附图对本发明柱状分层采泥器及其采集水底淤泥的方法作进一步说明：

图1是本柱状分层采泥器实施方式一开口管铲、把手、长竖杆、短竖杆和活塞盖等部件结构示意图；

图2是图1所述开口管铲被拉开的状态示意图；

图3是活塞盖及锥形单向阀的结构示意图；

图4是玻璃取样管的状态示意图；

图5是活塞盖、锥形单向阀及玻璃取样管的组合状态示意图；

图6是活塞盖及玻璃取样管被放入开口管铲的状态示意图；

图7是本柱状分层采泥器实施方式二的结构示意图；

图8是图7所示柱状分层采泥器的取样下插状态剖面结构示意图；

图9是图7所示柱状分层采泥器的上拔状态剖面结构示意图；

图10是7所示柱状分层采泥器拔出水面的状态示意图；

图11是7所示柱状分层采泥器的分层取样示意图(一)；

图12是7所示柱状分层采泥器的分层取样示意图(二)。

图中：1为开口管铲、2为把手、21为长竖杆、22为短竖杆、3为活塞盖、31为活塞板、32为O形密封圈、33为支管、4为玻璃取样管、5为U形手柄、6为C形顶板、7为中心通孔、8为缺口、9为固定沿、10为锥形单向阀、101为锥管、102为封盖、103为空心球、104为螺杆、11为拉杆。

具体实施方式

实施方式一：如图1-7所示，本柱状分层采泥器包括开口管铲1、把手2、活塞盖3和一个或多个玻璃取样管4，其中开口管铲1横截面呈C形，由弹性金属片材制成，其下端为斜切插口，其开口两侧外壁分别焊有U形手柄5，其顶部设有一C形顶板6，该C形顶板6外直径大于或等于开口管铲1在自然状态(即不受外力状态)下的外直径，并开有中心通孔7和一个缺口8，形成C形结构，所述开口管铲1顶部上沿顶在C形顶板6下表面上，部分上沿焊接固定，形成固定沿，固定沿焊缝长度与全部上沿周长的比值为R，且1/2≤R≤1/3，所述把手2下方固定连接有一长竖杆21和一短竖杆22，长竖杆21下部焊接在固定沿9一侧的C形顶板6上，并沿开口管铲1的外侧壁向下延伸，短竖杆22下端焊接在C形顶板6上表面上，并远离固定沿；所述玻璃取样管4为一圆柱形玻璃管，其外直径比开口管铲1在自然状态下的内直径大3～5毫米，其长度≤开口管铲1的轴向长度，所述活塞盖3包括一个活塞板31，该活塞板31外圆周上开前环槽，并套有O形密封圈32，可置入玻璃取样管4内，O形密封圈32与玻璃取样管4内壁紧密接触，并气密封，所述活塞板3中心开有通孔，该通孔内壁向上延伸一支管33，该支管33上连有一锥形单向阀10，该锥形单向阀10包括锥管101和封盖102，封盖102套在锥管101的大端，其内部设有一光洁的空心球103，该空心球103外直径大于所述锥管102的小端直径，小于与锥管101和封盖102内表面同时相切的球体直径，其平均密度为1.02～1.05克/cm2，封盖102上开有多个通孔。

如图8-12所示，所述封盖102中心开有螺纹通孔，并配有一个螺杆104，该螺杆104可将所述空心球103压在锥管101上。

利用实施方式一所述的柱状分层采泥器采集水底於泥的方法，包括下述步骤：

①.取活塞盖3，将其塞入一玻璃取样管4的一端，并使支管33及锥形单向阀10外露，如图5所示。

②.一人双手分别握住开口管铲1的开口两侧的U形手柄5，向两侧拉开，使得开口管铲1的开口扩大，另一人将步骤①装好的带活塞盖3的玻璃取样管4放入开口管铲1内，令支管33从C形顶板6的缺口处卡入C形顶板6的中心通孔7内，并使玻璃取样管4顶在C形顶板6的下表面上，如图6所示。然后松开两个U形手柄5，使开口管铲1收缩，自然夹紧玻璃取样管4，用系绳或铁丝将两个U形手柄5绑紧。

③.站在岸边或船上，持把手2或长竖杆21或短竖杆22，将开口管铲1连同玻璃取样管4竖直向下插入水底淤泥内，在下插过程中，先进入玻璃取样管4的水向上推动空心球103，最后从封盖102上的通孔排出；

④.开口管铲1插入水底淤泥在预定深度后，停止下插，空心球103受重力影响下沉，堵在锥管101上，然后手持把手2或长竖杆21或短竖杆，缓慢向上拔，将开口管铲1连同玻璃取样管4及淤泥拔起水面；

⑤.旋转螺杆104，使空心球103顶在锥管101上，锥形单向阀10被关闭后，拆除两个U形手柄5之间的系绳或铁丝，一人双手分别握住开口管铲1的开口两侧的U形手柄5，向两侧拉开，使得开口管铲1的开口扩大，另一人将玻璃取样管4连同活塞盖3及锥形单向阀10从开口管铲1中取出；

⑥.一手握玻璃取样管4，另一手握锥形单向阀10或支管33，或手持长空心杆向下顶压活塞盖3，将玻璃取样管4内淤泥逐层挤出，如图11、12所示。

实施方式二：开口管铲1下部开有一对相对通孔，该通孔内插有拉杆11(或拉线)，拉杆11(或拉线)经过玻璃取样管4的轴线心，其余部件或结构如实施方式一所述，略，如图7-10所示。

实施方式三：所述玻璃取样管4包括窗口部和毛玻璃部，其中所述玻璃取样管窗口部内外表面光洁透明，毛玻璃部的内表面为毛玻璃面，其余部件或结构如实施方式一所述，图略。

利用实施方式二或三所述的柱状分层采泥器采集水底於泥的方法，包括下述步骤：

①.取活塞盖3，将其塞入一玻璃取样管4的一端，并使支管33及锥形单向阀10外露，如图5所示。

②.一人双手分别握住开口管铲1的开口两侧的U形手柄5，向两侧拉开，使得开口管铲1的开口扩大，另一人将步骤①装好的带活塞盖3的玻璃取样管4放入开口管铲1内，令支管33从C形顶板6的缺口8处卡入C形顶板6的中心通孔7内，并使玻璃取样管4顶在C形顶板6的下表面上，然后松开两个U形手柄5，使开口管铲1收缩，自然夹紧玻璃取样管4，用系绳或铁丝将两个U形手柄5绑紧；同时，将拉杆11(或拉线)从开口管铲1下部相对的通孔内穿过，并绷紧，同时，使拉杆11(或拉线)托住玻璃取样管4下沿。

③.站在岸边或船上，持把手2或长竖杆21或短竖杆22，将开口管铲1连同玻璃取样管4竖直向下插入水底淤泥内，在下插过程中，先进入玻璃取样管4的水向上推动空心球103，最后从封盖102上的通孔排出；

④.开口管铲1插入水底淤泥在预定深度后，停止下插，空心球103受重力影响下沉，堵在锥管101上，然轻轻旋转把手2，使开口管铲2和其下部的拉杆11(或拉线)围绕玻璃取样管4旋转180度，然后手持把手2或长竖杆21或短竖杆22，向上拔，将开口管铲1连同玻璃取样管4及淤泥拔起水面；这样可以利用拉杆11(或拉线)将玻璃取样管4内淤泥样品与水底泥土的联接切断，方便水底淤泥取出。

⑤.旋转螺杆104，使空心球顶在锥管101上，锥形单向阀10被关闭后，拆除拉杆11(或拉线)和两个U形手柄5之间的系绳或铁丝，一人双手分别握住开口管铲1的开口两侧的U形手柄5，向两侧拉开，使得开口管铲1的开口扩大，另一人将玻璃取样管4连同活塞盖3及锥形单向阀10从开口管铲1中取出；

⑥.一手握玻璃取样管4，另一手握锥形单向阀10或支管33，或手持长空心杆向下顶压活塞盖3，将玻璃取样管4内淤泥逐层挤出，如图11、12所示。

Claims (3)

1.一种柱状分层采泥器，其特征在于：包括开口管铲、把手、活塞盖和一个或多个玻璃取样管，其中开口管铲横截面呈C形，由弹性金属片材制成，其下端为斜切插口，其开口两侧外壁分别焊有U形手柄，其顶部设有一C形顶板，该C形顶板外直径大于或等于开口管铲在自然状态下的外直径，开有中心通孔和一个缺口，形成C形结构，所述开口管铲顶部上沿顶在C形顶板下表面上，部分上沿焊接固定，形成固定沿，固定沿焊缝长度与全部上沿周长的比值为R，且1/2≤R≤1/3，所述把手下方固定连接有一长竖杆和一短竖杆，长竖杆下部焊接在固定沿一侧的C形顶板上，并沿开口管铲的外侧壁向下延伸，短竖杆下端焊接在C形顶板上表面上，并远离固定沿；所述玻璃取样管为一圆柱形玻璃管，其外直径比开口管铲在自然状态下的内直径大3～5毫米，其长度≤开口管铲轴向长度，所述活塞盖包括一个活塞板，该活塞板外圆周上开前环槽，并套有O形密封圈，可置入玻璃取样管内，O形密封圈与玻璃取样管内壁紧密接触，并气密封，所述活塞板中心开有通孔，该通孔内壁向上延伸一支管，该支管上连有一锥形单向阀，该锥形单向阀包括锥管和封盖，封盖套在锥管的大端，其内部设有一光洁的空心球，该空心球外直径大于所述锥管的小端直径，小于与锥管和封盖内表面同时相切的球体直径，其平均密度为1.02～1.05克/cm²，封盖上开有多个通孔，所述玻璃取样管包括窗口部和毛玻璃部，其中所述玻璃取样管窗口部内外表面光洁透明，毛玻璃部的内表面为毛玻璃面。

2.根据权利要求1所述的柱状分层采泥器，其特征在于：所述封盖中心开有螺纹通孔，并配有一个螺杆，该螺杆可将所述空心球压在锥管上。

3.利用权利要求2所述的柱状分层采泥器采集水底淤泥的方法，包括下述步骤：

①.取活塞盖，将其塞入一玻璃取样管的一端，并使支管及锥形单向阀外露；

②.一人双手分别握住开口管铲的开口两侧的U形手柄，向两侧拉开，使得开口管铲的开口扩大，另一人将步骤①装好的带活塞盖的玻璃取样管放入开口管铲内，令支管从C形顶板的缺口处卡入C形顶板的中心通孔内，并使玻璃取样管顶在C形顶板的下表面上，然后松开两个U形手柄，使开口管铲收缩，自然夹紧玻璃取样管，用系绳或铁丝将两个U形手柄绑紧；

③.站在岸边或船上，持把手或长竖杆或短竖杆，将开口管铲连同玻璃取样管竖直向下插入水底淤泥内，在下插过程中，先进入玻璃取样管的水向上推动空心球，最后从封盖上的通孔排出；

④.开口管铲插入水底淤泥在预定深度后，停止下插，空心球受重力影响下沉，堵在锥管上，此时，手持把手或长竖杆或短竖杆，向上拔，将开口管铲连同玻璃取样管及淤泥拔起水面；

⑤.旋转螺杆，使空心球顶在锥管上，锥形单向阀被关闭后，一人双手分别握住开口管铲的开口两侧的U形手柄，向两侧拉开，使得开口管铲的开口扩大，另一人将玻璃取样管连同活塞盖及锥形单向阀从开口管铲中取出；

⑥.一手握玻璃取样管，另一手握锥形单向阀或支管，或手持长空心杆向下顶压活塞盖，将玻璃取样管内淤泥逐层挤出。