一种底泥柱状采样装置

摘要

本发明公开了一种底泥柱状采样装置，涉及土壤样品采集，尤其适合在底泥材质十分松散状况下、须保持采样原状的样品采集。该装置由手柄(1)、样品管(2)、和取样端(3)组成三部分组成。取样端(3)由旋转封闭结构(4)、取样端后管(6)、弹簧器(8)、取样端前尖头(9)、销钉(7)以及系绳(5)组成。本发明可在采样装置从底泥拔出过程中，严密封闭柱状采样管底部，有效防止材质松散的底泥样品流失，采集的底泥样品能较好保持原始性状。具有结构简单，操作方便等优点，可广泛应用于水下底泥及湖芯沉积物采样。

权利要求

1.一种底泥柱状采样装置，其特征在于，该装置由手柄(1)、样品管(2)、和取样端(3)组成；

样品管(2)和手柄(1)均为中空的圆形管状结构，两者端头有螺纹可相互套接，样品管(2)内径与取样端后管(6)的后端内径相同；

取样端(3)由旋转封闭结构(4)、取样端后管(6)、弹簧器(8)、取样端前尖头(9)、销钉(7)以及系绳(5)组成；取样端后管(6)为硬质管状结构，旋转封闭结构(4)套合于取样端后管(6)之内；旋转封闭结构(4)和取样端后管(6)下端齐平；取样端后管(6)管壁与旋转封闭结构(4)套合部分，其内径与旋转封闭结构(4)外径相同；取样端后管(6)其管壁与旋转封闭结构(4)的非套合部分，其内径与旋转封闭结构(4)内径相同；

旋转封闭结构(4)其上下端各为一硬质圆环，上下端圆环之间为由软质可弯曲薄层材料制成的圆筒体，并且圆筒体材料内有相互间隔的纵向刚性细棒作为支撑；刚性细棒端头均铰接于上下端圆环之上，并可绕铰接节点做多向转动；旋转封闭结构(4)上端圆环其边缘有对称的两个半圆形小突起，可匹配于取样端后管(6)内相应的取样端后管凹槽(10)；

取样端后管凹槽(10)的顶端与旋转封闭结构(4)打开状态时其上端圆环位置齐平，取样端后管凹槽(10)的底端与旋转封闭结构(4)关闭状态时其下端圆环位置齐平；

旋转封闭结构(4)的下端圆环固定于取样端前尖头(9)的内壁；而取样端前尖头(9)则与取样端后管(6)下部相互套接，可相对于取样端后管(6)的轴心进行转动；取样端前尖头(9)为管状刚性结构，其前部为内径不变、外径向端头方向逐步减小的刚性管状结构，而其内径则与旋转封闭结构(4)的内径相同；取样端前尖头(9)的后部向外凸出，形成鼓状管壁，与取样端后管(6)的外壁构成空腔，弹簧器(8)安置于此空腔之内；弹簧器(8)的一端固定于取样端后管(6)的外壁，另一端固定于取样端前尖头(9)的内壁；弹簧器(8)的拉伸和回复可带动取样端前尖头(9)相对取样端后管(6)作180度转动；

取样端前尖头(9)和取样端后管(6)的管壁对应位置设有小孔，利用销钉(7)穿孔可暂时固定弹簧器(8)的拉伸状态，保证取样端前尖头(9)和取样端后管(6)不发生相对旋转；销钉(7)根部有系绳(5)。

说明书

一种底泥柱状采样装置

技术领域

[0001] 本发明涉及土壤样品采集装置，尤其适合在底泥材质十分松散状况下、须保持采样原状的样品采集。

背景技术

[0002] 水下底泥、湖芯沉积物等对于揭示环境变化、沉积过程、污染物迁移等有重要意义，其采样往往需要尽可能好地保持样品的原有层序及沉积厚度等原始性状。目前底泥采样器主要分为抓斗式和柱状式两类。抓斗式采样器结构简单，但对样品扰动大、采样深度受限制，并因密闭性较低而有样品流失的问题，一般用于采集底泥表层样品；柱状采样器则通过垂直插入底泥中获取底泥样品。一般柱状采样器结构较为复杂，通常采用真空泵和压力泵配合进行样品采集，采样器拔出时利用压力泵膨胀橡胶进行采样管底端封闭，因此能够较好保持样品原始性状，但该类装置构件较多、体积较大，需外接电源并且价格较为昂贵；部分结构简单的柱状采样器通常在采样管底部缺乏有效的底泥封闭装置，由于底泥一般为结构松散材质，因而该类采样器在拔出时样品流失问题较为突出，并且采样深度难以定量。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种底泥柱状采样装置。该装置结构简单，能够在采样器从底泥拔出过程中严密封闭柱状采样管底部，有效防止底泥样品流失，采集的底泥样品能较好保持原始性状。

[0004] 为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0005] 一种底泥柱状采样装置，由取样端、样品管和手柄三部分组成。取样端由旋转封闭结构、取样端前尖头、取样端后管、弹簧器以及销钉组成。旋转封闭结构在打开状态下为圆筒状，其外径略小于取样端后管的相应段的内径。旋转封闭结构上下端各为一硬质圆环，上下端圆环之间为由软质可弯曲薄层材料制成的圆筒体，并且圆筒体材料内有相互间隔的纵向刚性细棒作为支撑。刚性细棒端头均铰接于上下端圆环之上，并可绕铰接节点做多向转动。旋转封闭结构上端圆环处于取样端后管之内，其边缘有对称的两个半圆形小突起，匹配于取样端后管内壁两个纵向半圆形凹槽，因此旋转封闭结构上端圆环可在取样端后管内做上下滑动而不会转动；旋转封闭结构下端圆环与取样端后管底部齐平，并固定于取样端前尖头内壁，可相对取样端后管轴心进行转动。取样端后管管壁与旋转封闭结构套合部分，其内径与旋转封闭结构外径相同；取样端后管管壁与旋转封闭结构的非套合部分，其内径与旋转封闭结构内径相同。取样端后管下部与取样端前尖头套合。取样端前尖头为管状刚性结构，可相对取样端后管轴心进行转动；取样端前尖头的前部为内径不变、外径向端头方向逐步减小的刚性管状结构，其内径与旋转封闭结构内径相同；取样端前尖头的后部向外凸出，形成鼓状管壁，与取样端后管的外壁构成空腔。弹簧器安置于此空腔之内。弹簧器一端固定于取样端后管外壁，另一端固定于取样端前尖头内壁；弹簧器的拉伸和回复可带动取样端前尖头相对取样端后管作180度旋转。弹簧器拉伸状态对应于旋转封闭结构的打开状态。在弹簧器打开状态时，取样端前尖头和取样端后管壁对应位置设有小孔，用销钉穿孔可保证取样端前尖头和取样端后管壁不发生相对旋转。销钉根部系有系绳。如销钉拔出，在弹簧器拉力作用下，旋转封闭结构下端圆环旋转180度，旋转封闭结构处于关闭状态。样品管和手柄均为中空的圆形管状结构，其内径与取样端后管的后端内径相同，端头可相互套接。样品管其长度可根据采样深度制定，并可多节相互套接。

[0006] 本发明的使用方法为：旋转取样端前尖头，至旋转封闭结构打开状态，插入销钉固定，将采样装置伸至采样位置，然后手压或锤击手柄，使采样装置推进至所需采样深度，拉动销钉根部的系绳，拔出销钉，然后拖拽手柄一并拔出采样装置及其所采样品即可。所采样品存贮于样品管内，便于带回室内进行进一步实验分析。冲洗采样装置取样端后，接上手柄和其它样品管，可进行重复采样。

[0007] 与现有技术相比，本发明结构简单、操作方便，可在采样器从底泥拔出过程中严密封闭柱状采样管底部，有效防止底泥样品流失，采集的底泥样品能较好保持原始性状。

附图说明

[0008] 图1为本发明一种底泥柱状采样装置的总体构成示意图。图中：1为手柄，2为样品管，3为取样端；

[0009] 图2为采样装置插入状态时取样端的立体剖面示意图；图中：4为旋转封闭结构，5为系绳，6为取样端后管，7为销钉，8为弹簧器，9为取样端前尖头，10为取样端后管凹槽。

[0010] 图3为采样装置拔出状态时取样端的立体剖面示意图；图中：4为旋转封闭结构，6为取样端后管，8为弹簧器，9为取样端前尖头，10为取样端后管凹槽。

[0011] 图4为旋转封闭结构处于打开状态时的立体示意图。

[0012] 图5为旋转封闭结构处于关闭状态时的立体示意图。

具体实施方式

[0013] 下面结合附图对本发明作进一步说明：

[0014] 如图1所示，一种底泥柱状采样装置由手柄1、样品管2、和取样端3组成；其中，样品管2和手柄1均为中空的圆形管状结构，其内径与取样端后管6的后端内径相同，端头有螺纹可相互套接。样品管2其长度可根据采样深度制定，并可多节相互套接。

[0015] 底泥柱状采样装置插入状态时取样端3的立体剖面如图2所示；取样端3由旋转封闭结构4、取样端后管6、弹簧器8、取样端前尖头9、销钉7以及系绳5组成。取样端后管6为硬质管状结构，旋转封闭结构4套合于取样端后管6之内。旋转封闭结构4和取样端后管6下端齐平。取样端后管6管壁与旋转封闭结构4套合部分，其内径与旋转封闭结构
4外径相同；取样端后管6其管壁与旋转封闭结构4的非套合部分，其内径与旋转封闭结构
4内径相同。

[0016] 如图2所示，旋转封闭结构4的下端圆环固定于取样端前尖头9的内壁；而取样端前尖头9则与取样端后管6下部相互套接，可相对于取样端后管6的轴心进行转动。取样端前尖头9为管状刚性结构管状，其前部为内径不变、外径向端头方向逐步减小的刚性管状结构，而其内径则与旋转封闭结构4的内径相同；取样端前尖头9的后部向外凸出，形成鼓状管壁，与取样端后管6的外壁构成空腔。弹簧器8安置于此空腔之内。弹簧器8的一端固定于取样端后管6的外壁，另一端固定于取样端前尖头9的内壁；弹簧器8的拉伸和回复可带动取样端前尖头9相对取样端后管6作180度转动。

[0017] 底泥柱状采样装置插入状态时，旋转封闭结构4处于打开状态，为圆筒状，如图4所示，其上下端各为一硬质圆环，上下端圆环之间为由软质可弯曲薄层材料制成的圆筒体，并且圆筒体材料内有相互间隔的纵向刚性细棒作为支撑。刚性细棒端头均铰接于上下端圆环之上，并可绕铰接节点做多向转动。旋转封闭结构4上端圆环其边缘有对称的两个半圆形小突起，可匹配于取样端后管6内相应的取样端后管凹槽10，使得旋转封闭结构4上端圆环可沿取样端后管6作纵向滑动而不会转动。取样端后管凹槽10的顶端与旋转封闭结构4打开状态时其上端圆环位置齐平，取样端后管凹槽10的底端与旋转封闭结构4关闭状态时其下端圆环位置齐平。

[0018] 旋转封闭结构4的关闭状态如图5所示。将处于打开状态下的旋转封闭结构4其下端圆环旋转180度、而上端圆环因取样端后管凹槽10所限制，保持不旋转状态，那么组成旋转封闭结构4的薄层材料即发生形变、圆筒体材料内纵向刚性细棒相互交叉，形成图5所示结构，实现关闭状态。

[0019] 在图2所示的采样装置插入状态中，旋转封闭结构4打开状态对应于弹簧器8的拉伸状态，此时取样端前尖头9和取样端后管6的管壁对应位置设有小孔，利用销钉7穿孔可暂时固定弹簧器8的拉伸状态，保证取样端前尖头9和取样端后管6不发生相对旋转。销钉7根部有系绳5。

[0020] 拉动系绳5、拔出销钉7，弹簧器8将从拉伸状态回复，并带动取样端前尖头9相对取样端后管6做180度转动，导致旋转封闭结构4发生关闭，如图3所示，实现采样装置拔出状态时取样端的封闭，保证所采样品不会流失。

[0021] 采用本实用新型的一种水下泥土采样装置采取土壤样本的一般流程为：将手柄1、样品管2、取样端3顺次连接好后，旋转取样端前尖头9，使旋转封闭结构4处于打开状态，此时弹簧器8处于拉伸状态；然后用销钉7固定取样端前尖头9，使其不再回转；而后将取样端3对准取样位置，然后手压或锤击手柄1，到达取样深度后，拉动系绳5、拔出销钉7，此时在弹簧器8的拉动下，旋转封闭结构4的下端圆环相对取样端后管6旋转180度，而旋转封闭结构4的上端圆环向下滑动，使旋转封闭结构4处于关闭状态，使所采样品不至外泄流失。然后拔出采样装置，卸下样品管2，冲洗取样端3，连接新的样品管2即可进行再次取样。