CN105547750A - 水利水库淤泥水样采集装置及其采样方法 - Google Patents

Abstract

水利水库淤泥水样采集装置，其特征在于：包括主框，所述主框外壁四周均布安装有取水器，主齿轮安装在主框的顶部，所述主齿轮上安装有摆动臂，压轮连接在摆动臂顶部，所述主齿轮侧边啮合有电机带动旋转的副齿轮，所述主框内侧安装有取泥装置；与现有技术相比，本发明的优点在于：1、在液压对取土器进行加压使其下压取土的时候，整个装置水库底的底面固定牢固，可确保采集成功；2、除了进行取土样之外，还能再进行取水样，功能得到增加；3、取土器的挡泥板工作稳定，通过弹簧自动回弹，挡住取土器。

Description

水利水库淤泥水样采集装置及其采样方法

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，特别涉及一种水利水库淤泥水样采集装置及其采样方法。

背景技术

水库，一般的解释为“拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物，可以利用来灌溉、发电、防洪和养鱼。”它是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊。水库建成后，可起防洪、蓄水灌溉、供水、发电、养鱼等作用。有时天然湖泊也称为水库（天然水库）。水库规模通常按库容大小划分，分为小型、中型、大型等。一些水库是城市供水的主要来源，因此对水质的要求非常高，目前多是采用取样化验的方法对水库的水质进行评估监控，确保用水安全。

如专利公告号CN202351084U公开了一种闭合装置可控的采水器，包括采水容器、上密封盖、下密封盖、支架、活动栓、释放拉绳和上密封盖夹持部件，支架安设在采水容器上，活动栓可上下滑动插设在支架中，释放拉绳连接在活动栓的上端，上密封盖夹持部件安装在活动栓的下端，上密封盖与采水容器的上部连接并夹持在上密封盖夹持部件中，下密封盖与采水容器的下部连接并和上密封盖联动设置，上密封盖和下密封盖分别趋向于盖设在采水容器的上部和下部。较佳地，还可以包括连接件、弹性部件、半圆拎环、采水器吊绳和温度计，采水容器的侧面的下部开设有采水口。本实用新型设计巧妙，在水体采集过程中水体交换完全，密封良好，采样误差小，适于大规模推广应用。

又如CN104677677A公开了公开了一种投放式水体采集系统，旨在提供一种能够方便、准确的采集海底上方特定距离内的水样的投放式水体采集系统。它包括触发装置，触发配重，沉降配重，若干个水样采集器及设置在船体上的绞车；所述触发装置包括竖直设置的触发缸体，可滑动设置在触发缸体内的上活塞体及下活塞体，连接上、下活塞体的第一连杆，设置在下活塞体下端面中部的第二连杆及设置触发缸体外侧面上的浮力装置。

目前沉积物的物理性能指标通常通过以下方式获得：1、锚式沉积物土壤采集装置，通过利用抛锚的形式将采集装置落入水库底部，在启动拖船将水底沉积土壤拉入装置内部，再取上岸运送到实验室进行测试，但是这种方法极易产生失水扰动，造成室内测试结果和实际结果出现偏差；2、采用原位测试，将高精度原位测试仪器直接打入沉积土内部，直接进行测试，但是这种方法测量的沉积土壤参数很少，且仪器费用很高，对仪器的操作要求也很高。同时，很多的设备只具有取水的功能，而无取泥功能，因此，提供一种既能取水又能取泥的取样器是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明提供一种既能取水又能取泥的取样器来解决现有取样器的不足。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：

水利水库淤泥水样采集装置，其特征在于：包括主框，所述主框外壁四周均布安装有取水器，主齿轮安装在主框的顶部，所述主齿轮上安装有摆动臂，压轮连接在摆动臂顶部，所述主齿轮侧边啮合有电机带动旋转的副齿轮，所述主框内侧安装有取泥装置；

所述取水器包括外壳，底盖安装在外壳的底端面，所述外壳内安装有弹簧一，放水活塞安装弹簧一顶部并凸出到外壳的外部，所述弹簧一内放置有采集杯；

所述取泥装置包括外罩，所述外罩的内壁面布设有螺旋槽道；取泥罐布设在外罩内，其外壁设有在螺旋槽道运动的导轨球，取泥罐顶部安装有轴承，所述外罩上方安装有液压活塞杆，所述液压活塞杆顶端与轴承连接；所述液压活塞杆连接有油压管穿过主框与外部液压控制装置连接；所述主框四角还设有倾斜吹气管，所述吹气管连接有输气管。所述采集杯上安装有上盖，所述上盖上设有进水孔。

优先地，所述取泥罐与轴承的外环焊接固定，液压活塞杆与轴承的内环焊接固定。

优先地，所述外罩底端面设有活动挡板，所述活动挡板与外罩外侧边采用铰接连接。所述活动挡板外侧边还设有弹簧二与连接外罩的加长条连接。

优先地，所述主框四角还安装有底座，所述底座上还安装有电机二带动的钻头。

优先地，所述主框内侧还安装有红外线摄像头。

基于上述装置，本发明还提供了一种水利水库淤泥水样采集装置进行深水库采样方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）确定土样采集点和水体采集的间隔深度，通过起吊设备下放水利水库淤泥水样采集装置到达采集点；

2）通过电缆信号线控制电机二正转，使钻头打入淤泥内；

3）控制液压控制装置对油压管进行加压使液压活塞杆下压，由于取泥罐外部设有导轨球，取泥罐在液压活塞杆伸长下压作用下顺着螺旋槽道旋转下压顶开活动挡板打入水库淤泥内切取土样；

4）采集之后再次控制液压控制装置对油压管进行加压使液压活塞杆收缩回位，带动取泥罐收回外罩内，取土作业完成；

5）再次通过电缆信号线控制电机二反转，使钻头在淤泥反转，同时通过起吊设备拉动水利水库淤泥水样采集装置上浮；

6）到达采集水层后，通过电机带动副齿轮旋转带动主齿轮旋转使摆动臂运动使压轮对放水活塞进行顺次下压，使外壳内侧出现间隙，此时该水层深度的水样顺着间隙流入采集杯内；

7）通过起吊设备拉动水利水库淤泥水样采集装置上浮，并不断重复步骤6）对各水层进行水体采集，直到完成设定采集任务为止；

8）对倾斜吹气管进行输送气体，使吹气管进行吹气产生推力，确保采集装置稳定上浮回收；

9）将水利水库淤泥水样采集装置起吊到船上，取出土样和水样，进行仪器清洗，采集作业完成。

与现有技术相比，本发明的优点在于：1、在液压对取土器进行加压使其下压取土的时候，整个装置水库的底面固定牢固，可确保采集成功；2、除了进行取土样之外，还能再进行取水样作业，功能得到增加；3、取土器的挡泥板工作稳定，通过弹簧自动回弹，挡住取土器。

附图说明

图1是本发明水利水库淤泥水样采集装置的结构示意图；

图2是本发明水利水库淤泥水样采集装置的仰视结构示意图；

图3是本发明取泥装置的结构示意图；

图4是本发明取泥装置的内部结构示意图；

图5是本发明取水器的内部结构示意图；

图6是本发明水利水库淤泥水样采集装置主视示意图；

图7是4的进一步细化结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。

如图所示，水利水库淤泥水样采集装置，包括主框7，所述主框7外壁四周均布安装有取水器1，主齿轮5安装在主框7的顶部，所述主齿轮5上安装有摆动臂3，压轮2连接在摆动臂3顶部，所述主齿轮5侧边啮合有电机带动旋转的副齿轮6，所述主框7内侧安装有取泥装置24。所述主框7四角还设有倾斜吹气管72，所述吹气管72连接有输气管71。所述输气管71穿过固定在主框7的吊环73上，这样在输气的时候输气管71不会乱跑，通过在回收过程中进行吹气，使主框7底部具有推力，加快回收。所述采集杯106上安装有上盖1062，所述上盖1062上设有进水孔1061。

取水器1包括外壳101，底盖105安装在外壳101的底端面，所述外壳101内安装有弹簧一104，放水活塞103安装弹簧一104顶部并凸出到外壳101的外部，所述弹簧一104内放置有采集杯106。

在进行取水作业时，放水活塞103通过弹簧一104顶住使外壳101处于密封状态，主齿轮5被副齿轮6带动可做360度旋转对放水活塞103进行顺次加压，使放水活塞103下压漏出缺口，使水流入采集杯106内。

取泥装置24包括外罩11，所述外罩11的内壁面布设有螺旋槽道17；取泥罐16布设在外罩11内，其外壁设有在螺旋槽道17运动的导轨球19，取泥罐16顶部安装有轴承18，所述外罩11上方安装有液压活塞杆20，所述液压活塞杆20顶端与轴承18连接；其中：取泥罐16与轴承18的外环焊接固定，液压活塞杆20与轴承18的内环焊接固定，采用这种设计在液压活塞杆20下压的时候，液压活塞杆20连接的是轴承18内环，因此不会转动，而取泥罐16与轴承18的外环焊接固定，这样受到压力之后会顺着螺旋槽道17旋转打入淤泥内采集，这样打入的速度快。液压活塞杆20连接有油压管4穿过主框7与外部液压控制装置连接。

液压控制装置对油压管4控制进行加压使液压活塞杆20进行伸缩，使取泥罐16进行采集作业。外罩11底端面设有活动挡板13，所述活动挡板13与外罩11外侧边采用铰接连接。所述活动挡板13外侧边还设有弹簧二15与连接外罩11的加长条连接。取泥罐16中心设有中心柱161，收泥槽162均布布设在中心柱161上，采用此种设计，在取泥罐16完成取泥退回原位的时候，土样被截留在收泥槽162内不会掉落。在采集完成后，为了防止淤泥土样掉落，活动挡板13将取泥罐16挡住，确保采集成功。

主框7四角还安装有底座10，所述底座10上还安装有电机二8带动的钻头9。在进行采集时，为了防止取泥罐16采集时候将整个装置撑起，在进行采集之前，利用电机二8带动钻头9进行下钻，使装置在采集的时候稳定。主框7内侧还安装有红外线摄像头25，用来进行成像，红外线摄像头25旁边还设有防爆灯，使操作人员可以看清采集作业情况。

基于上述装置，本发明还提供了一种水利水库淤泥水样采集装置进行深水库采样方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）确定土样采集点和水体采集的间隔深度，通过起吊设备下放水利水库淤泥水样采集装置到达采集点；

2）通过电缆信号线控制电机二8正转，使钻头9打入淤泥内；

3）控制液压控制装置对油压管4进行加压使液压活塞杆20下压，由于取泥罐16外部设有导轨球19，取泥罐16在液压活塞杆20伸长下压作用下顺着螺旋槽道17旋转下压顶开活动挡板13打入水库淤泥内切取土样；

4）采集之后再次控制液压控制装置对油压管4进行加压使液压活塞杆20收缩回位，带动取泥罐16收回外罩11内，取土作业完成；

5）再次通过电缆信号线控制电机二8反转，使钻头9在淤泥内反转，同时通过起吊设备拉动水利水库淤泥水样采集装置上浮；

6）到达采集水层后，通过电机带动副齿轮6旋转带动主齿轮5旋转使摆动臂3运动使压轮2对放水活塞103进行顺次下压，使外壳101内侧出现间隙，此时该水层深度的水样顺着间隙流入采集杯106内；

7）通过起吊设备拉动水利水库淤泥水样采集装置上浮，并不断重复步骤6）对各水层进行水体采集，直到完成设定采集任务为止；

8）对倾斜吹气管72进行输送气体，使吹气管42进行吹气产生推力，确保采集装置稳定上浮回收；

9）将水利水库淤泥水样采集装置起吊到船上，取出土样和水样，进行仪器清洗，采集作业完成。

Claims (6)

1.水利水库淤泥水样采集装置，其特征在于：包括主框（7），所述主框（7）外壁四周均布安装有取水器（1），主齿轮（5）安装在主框（7）的顶部，所述主齿轮（5）上安装有摆动臂（3），压轮（2）连接在摆动臂（3）顶部，所述主齿轮（5）侧边啮合有电机带动旋转的副齿轮（6），所述主框（7）内侧安装有取泥装置（24）；

所述取水器（1）包括外壳（101），底盖（105）安装在外壳（101）的底端面，所述外壳（101）内安装有弹簧一（104），放水活塞（103）安装弹簧一（104）顶部并凸出到外壳（101）的外部，所述弹簧一（104）内放置有采集杯（106）；

所述取泥装置（24）包括外罩（11），所述外罩（11）的内壁面布设有螺旋槽道（17）；取泥罐（16）布设在外罩（11）内，其外壁设有在螺旋槽道（17）运动的导轨球（19），取泥罐（16）顶部安装有轴承（18），所述外罩（11）上方安装有液压活塞杆（20），所述液压活塞杆（20）顶端与轴承（18）连接；所述液压活塞杆（20）连接有油压管（4）穿过主框（7）与外部液压控制装置连接；所述采集杯（106）上安装有上盖（1062），所述上盖（1062）上设有进水孔（1061）。

2.根据权利要求1所述的水利水库淤泥水样采集装置，所述取泥罐（16）与轴承（18）的外环焊接固定，液压活塞杆（20）与轴承（18）的内环焊接固定。

3.根据权利要求1所述的水利水库淤泥水样采集装置，所述外罩（11）底端面设有活动挡板（13），所述活动挡板（13）与外罩（11）外侧边采用铰接连接。

4.根据权利要求3所述的水利水库淤泥水样采集装置，所述活动挡板（13）外侧边还设有弹簧二（15）与连接外罩（11）的加长条连接。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的水利水库淤泥水样采集装置，所述主框（7）四角还安装有底座（10），所述底座（10）上还安装有电机二（8）带动的钻头（9）。

6.一种使用如权利要求1所述的水利水库淤泥水样采集装置进行水库采样方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）确定土样采集点和水体采集的间隔深度，通过起吊设备下放水利水库淤泥水样采集装置到达采集点；

2）通过电缆信号线控制电机二（8）正转，使钻头（9）打入淤泥内；

3）控制液压控制装置对油压管（4）进行加压使液压活塞杆（20）下压，由于取泥罐（16）外部设有导轨球（19），取泥罐（16）在液压活塞杆（20）伸长下压作用下顺着螺旋槽道（17）旋转下压顶开活动挡板（13）打入水库淤泥内切取土样；

4）采集之后再次控制液压控制装置对油压管（4）进行加压使液压活塞杆（20）收缩回位，带动取泥罐（16）收回外罩（11）内，取土作业完成；

5）再次通过电缆信号线控制电机二（8）反转，使钻头（9）在淤泥内反转，同时通过起吊设备拉动水利水库淤泥水样采集装置上浮；

6）到达采集水层后，通过电机带动副齿轮（6）旋转带动主齿轮（5）旋转使摆动臂（3）运动使压轮（2）对放水活塞（103）进行顺次下压，使外壳（101）内侧出现间隙，此时该水层深度的水样顺着间隙流入采集杯（106）内；

7）通过起吊设备拉动水利水库淤泥水样采集装置上浮，并不断重复步骤6）对各水层进行水体采集，直到完成设定采集任务为止；

8）对倾斜吹气管（72）进行输送气体，使吹气管（42）进行吹气产生推力，确保采集装置稳定上浮回收；

9）将水利水库淤泥水样采集装置起吊到船上，取出土样和水样，进行仪器清洗，采集作业完成。