塘库淤泥采样器的制造方法
【专利摘要】塘库淤泥采样器，是一种塘库底淤泥的采样设备，包括钻头部件、钻杆部件两个部分，两个部件通过钻杆部件中的采样管连接在一起。钻头部件的方板固定在钻头外壳的中部，合页板固定在方板上，钢丝连接合页板和采样管，采样管内膜内环位于钻头外壳的下端环口处。钻杆部件的采样管通过卡环连接钻头部件，另一头通过螺纹连接结合管和延长管，采样管内膜一头通过采样管内膜内环固定在钻头外壳上，膜身位于采样管、结合管和延长管的内部。该工具不仅能快速地进行塘库淤泥的采集，而且还具有操作简单、取样方便，能完整保存淤泥的层理结构等优点。
【专利说明】塘库淤泥采样器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种塘库底淤泥的采样设备，具体的说是一种塘库淤泥采样器。
【背景技术】
[0002]塘库沉积物记录了气温、湿度、土壤侵蚀、养分、污染物、生物多样性等多种陆地生态环境指示指标，塘库淤泥的采集是提取塘库沉积物的必要手段，被广泛应用于环境分析和科学研究领域。目前塘库淤泥的采集方式主要有抓斗式和圆筒式，塘库淤泥的采集不同于地表土壤、基岩或冰芯的采集，塘库淤泥质地松软，水分含量高，具有流动性，粘性较强。传统的采样方式往往结构过于复杂，或者采集的样本不易取出，采样的深度一般比较浅，采集的淤泥容易粘附在仪器表面，必须借用外力才能将样品提取出来，而取样过程中很难完整地保存淤泥样本的层理结构，而且仪器的清洗需要消耗大量的劳动力和水资源，采样的效率也比较低，在实际应用过程中有很多限制，常常无法满足实验和分析的要求。
【发明内容】
[0003]为了能克服传统塘库淤泥采集装置的不足，本发明提供一种塘库淤泥采样器，该工具不仅能快速地进行塘库淤泥的采集，而且还具有操作简单、取样方便，能完整保存淤泥的层理结构等优点。
[0004]本发明的目的是通过以下设计加以实现的:
[0005]装置包括钻头部件、钻杆部件两个部分:
[0006](I)钻头部件:钻头部件包括钻头外壳、合页板、方板、采样管内膜内环和钢丝，方板固定在钻头外壳的中部，合页板固定在方板上，钢丝连接合页板和采样管，采样管内膜内环位于钻头外壳的下端环口处，钻头外壳的两个半壳两侧均焊有连接孔，钻头外壳的下端为刃口，刃口上方依次为环口和内壁平面，钻头外壳顶端为卡口，方板中间有一个方形孔，合页板上开有连接钢丝的小孔。
[0007](2)钻杆部件:钻杆部件包括采样管、结合管、延长管和采样管内膜。采样管一头焊有卡环，通过卡环连接钻头部件，另一头刻有螺纹，通过螺纹连接结合管和延长管，采样管、结合管和延长管均为中空，采样管内膜一头通过采样管内膜内环固定在钻头外壳上，膜身位于采样管、结合管和延长管的内部。
[0008]当下压采样管推动钻头外壳插入淤泥时，钻头外壳内的合页板呈打开状态，水和淤泥直接进入采样管内膜，填满淤泥的内膜紧贴采样管和延长管内壁。当钻头达到最大采样深度后，向上拔出采样管，采样管上升时会带动钢丝关闭合页板，关闭的合页板咬合采样管内膜，在采样管上升过程中，采样管内膜中的大部分水分在重力作用下自动流出钻杆内膜，钻杆内膜中淤泥样品即可完整地随钻杆提取出来。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
(1)采用了简单的机械结构，拆卸、携带方便，利于维护，生产成本低。
(2)采样管可以延伸，最深可以采集3米深的样品，还可以采集水下的样品。 (3)由于使用了采样管内膜包裹淤泥样品，样品可以快速取出，淤泥不粘附采样管，清洗方便，可快速重复使用，能完好地保存淤泥的层理结构。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1塘库淤泥采样器的总体结构图
[0011]图2为钻头部件的结构图
[0012]图3为采样管示意图
[0013]图4为连接管的示意图
[0014]图5为延长管的示意图
[0015]图6为采样管内膜的示意图
[0016]图中:1为钻头外壳，Ia为钻头外壳左壳，Ib为钻头外壳右壳，Ic为连接孔，Id为刃口，Ie为环口，If为平面，Ig为卡口 ；2为合页板,2a为小孔；3为方板,3a为方形孔；4为采样管内膜内环；5为钢丝；6为采样管,6a为采样管卡环,6b为采样管螺纹；7为连接管,7a为连接管螺纹；8为延伸管,8a为延伸管螺纹；9为采样管内膜。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明进行进一步说明:
[0018]塘库淤泥采样器包括钻头部件和钻杆部件，两个部件通过钻杆部件中的采样管连
接在一起:
[0019](I)钻头部件:如图1、图2所示，钻头部件包括钻头外壳1、合页板2、方板3、采样管内膜内环4、钢丝5,整个钻头为不锈钢材质,高度15cm,最大外直径8.5cm。方板3固定在钻头外壳I的中部，合页板2固定在方板上，钢丝5连接合页板2和采样管6，采样管内膜内环4位于钻头外壳的下端环口 Ie处。钻头外壳整体呈圆柱状，凸角均做圆滑处理，以减小阻力。钻头外壳从中间破分成左壳Ia和右壳Ib两个部分,左壳和右壳完全对称,两侧均焊有连接孔lc，用螺丝通过连接孔可以将左壳和右壳完全分开或者紧密地结合起来，钻头外壳下端开有刃口 1山利于插入底泥，钻头外壳下端的刃口上方有环口 le，环口直径稍大于和米样管内膜内环4的直径,用于固定米样管内膜,环口上方的钻头外壳内壁有一个平面If，当钻头部件向下插入淤泥时，平面是采样管和钻头外壳的接触点，也是整个钻头部件的受力点。钻头外壳的上方有一个向内凸出的卡口 lg，当钻头部件向上取出淤泥时，卡口是采样管卡环6a和钻头外壳的接触点，也是整个钻头部件的受力点。方板3中间有一个方形孔3a，方形孔边长略大于采样管外直径，采样管可以从方形孔自由通过。方板上连接合页板2，合页板可以在方板上90度旋转，合页板上开有小孔2a，用于连接钢丝5。
[0020](2)钻杆部件:如图3,图4,图5和图6所不，钻杆部件包括米样管6,连接管7,延伸管8和采样管内膜9。采样管、连接管和延伸管均为不锈钢材质，采样管内直径7cm，外直径7.5cm,采样管长150cm,延伸管有150cm和200cm两种规格。采样管前端焊有采样管卡环6a，用于连接钢丝5和取样时带动整个钻头部件上升，采样管后端表面刻有螺纹6b，用于连接连接管。延伸管8内外直径都和采样管相同，前端表面刻有螺纹8a，用于连接连接管。连接管7内直径同采样管和延伸管外直径相同，内壁刻有螺纹7a，用于连接采样管和延伸管。采样管内膜9由透水PE编织布材料制作，呈圆筒形，直径和采样管内直径相同，内膜一头通过采样管内膜内环4固定在钻头外壳上的环口 Ie处，膜身位于采样管、结合管和延长管的内部。
[0021]使用方法:延长管适用于深层采样，根据实际需要选择是否加装延长管。使用时打开钻头外壳连接孔的螺丝，使钻头外壳左右壳分开，将采样管内膜内环至于采样管内膜一端的内侧，其余部分装入采样管内，将采样管内膜和采样管内膜内环安装在钻头外壳下端的环口上，将合页板打开贴合钻头外壳内壁，将采样管的下端穿过方板中间的方孔，将钢丝连接在合页板和采样管卡环上，合并钻头外壳的左壳和右壳，旋紧左右外壳上的螺母。采样时将采样器垂直插入待采样的底泥中，向下推动采样管和延长管，直至采样器钻头接触到塘库底基岩或到达仪器最大采样深度时，向上拔出采样管，在向上拔出采样管时，采样管前端离开钻头外壳的方板，合页板在钢丝的带动下咬合采样管内膜，淤泥样品封装在采样管内膜内随采样器上升，即可被完整地提取出来。
【权利要求】
1.塘库淤泥采样器，包括钻头部件和钻杆部件，两个部件通过钻杆部件中的采样管连接在一起，其特征是: (1)钻头部件:包括钻头外壳、合页板、方板、采样管内膜内环和钢丝，方板固定在钻头外壳的中部，合页板固定在方板上，钢丝连接合页板和采样管，采样管内膜内环位于钻头外壳的下端环口处； (2)钻杆部件:包括采样管，连接管，延伸管和采样管内膜，采样管通过卡环连接钻头部件，通过螺纹连接结合管和延长管，采样管内膜的一头通过采样管内膜内环固定在钻头外壳上，膜身位于采样管、结合管和延长管的内部。
2.根据权利要求1所述的塘库淤泥采样器，其特征是:钻头外壳呈圆柱状，钻头外壳从中间破分成左壳和右壳两个部分，左壳和右壳完全对称，两侧均焊有连接孔，钻头外壳下端开有刃口，钻头外壳下端的刃口上方有环口，环口直径大于采样管内膜内环的直径，环口上方的钻头外壳内壁有一个平面，钻头外壳的上方有一个向内凸出的卡口。
3.根据权利要求1所述的塘库淤泥采样器，其特征是:方板中间有一个方形孔，方形孔边长大于采样管外直径，方板上连接合页板，合页板上开有小孔。
4.根据权利要求1所述的塘库淤泥采样器，其特征是:采样管前端焊有采样管卡环，采样管后端表面刻有螺纹；延伸管内外直径都和采样管相同，延伸管前端表面刻有螺纹；连接管内直径同采样管和延伸管外直径相同，连接管内壁刻有螺纹；采样管内膜呈圆筒形，直径和采样管内直径相同。
【文档编号】G01N1/08GK103454117SQ201310390937
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月2日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】胡云华, 贺秀斌, 鲍玉海 申请人:中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所