用于大型无脊椎底栖动物生物监测的旋转分离装置的制作方法

本发明属于生物监测技术领域，具体涉及一种用于大型无脊椎底栖动物生物监测的旋转分离装置。

背景技术：

在湖泊河流质量生态质量评价中，传统的水质监测法虽然应用历史悠久，但因其监测项目多、成本高，且不能全面反映河流湖泊生态系统整体状况，已经不能适应河流湖泊生态监测工作。而生物监测能够连续地、综合地反映各种干扰下生态系统的变化情况，且灵敏度高、经济适用性强，是监督、促进河流湖泊生态环境改善的有力工具。在美国、欧洲等发达国家和地区先进的水生态管理体系中，生物监测也占有核心地位。因此，生物监测对于改善、管理河流湖泊生态环境质量非常重要。在可用于生物监测的生物物种中，大型底栖无脊椎动物的应用最为广泛。

大型底栖无脊椎动物是指生命周期的全部或至少一段时期聚居于水体底部的大于0.5mm的水生无脊椎动物群。开展大型底栖无脊椎动物生物监测主要有2个步骤：第一步，利用工具将混杂泥沙、水草和底栖动物的河湖沉积物进行采集，现场分拣出其中的大型底栖无脊椎动物并进行保存；第二步，将分拣后的生物带回实验室，进行生物种类鉴定，并计算相关指数。由于大多数底栖动物尺寸较小，且易腐烂，因此，必须现场进行分拣。分拣工作的好坏直接关系到样品数量，是生物监测工作的重要步骤。传统的分拣方式是使用大量清水在40目筛网上冲刷采集到的沉积物，滤掉尺寸大小小于0.5mm的物质，再挑拣附着在石砾、躲避在泥沙、水草中的大型无脊椎底栖动物。这种分拣方式存在如下问题：一是，需要较多新鲜水进行冲洗，浪费大量水资源；二是，在冲刷沉积物过程中，透过筛网的杂质会造成环境污染；三是，附着在砾石、躲避在泥沙、水草中的底栖动物很难被发现，容易漏掉，增加数据误差；四是，沉积物中生物和非生物体大小差异大，分拣难度大，只有生物与非生物均匀尺寸条件下，通过观察生物活体的蠕动，才能大大提高分拣效率。因此，采用传统大型无脊椎底栖动物的分拣方式，一般一个样点至少需要花费3个小时以上的时间，效率很低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于大型无脊椎底栖动物生物监测的旋转分离装置，其具有携带方便、无需电力、实施简单、节约用水、保护环境等显著特点，能够快速分离出河湖沉积物中的大型无脊椎底栖动物，极大地提高了工作效率。

为了达成上述的目的，本发明提供了一种用于大型无脊椎底栖动物生物监测的旋转分离装置，所述旋转分离装置包括中空的主体，所述主体的内部自内而外依次设置有第一转筒、第二转筒及第三转筒，所述主体的底板上安装有旋转底盘，所述旋转底盘和底板形成的空间内设有传动机构。

进一步地，其中所述传动机构包括的齿轮组，所述齿轮组通过螺栓分别与旋转底盘、底板固定连接，所述齿轮组包括相互啮合连接的第一齿轮和第二齿轮以及第三齿轮。

进一步地，其中所述第一齿轮和第三齿轮上分别开设有螺孔，所述底板上设有与所述螺孔相配合的螺栓。

进一步地，其中所述第一齿轮为44齿；所述第二齿轮为78齿；所述第三齿轮为54斜齿。

进一步地，其中所述第三齿轮的中间设有传动杆，所述传动杆的顶端设有十字扣，所述旋转底盘与第三转筒之间为可拆卸连接；所述旋转底盘上盖设有密闭盖。

进一步地，其中，所述传动杆穿过旋转底盘、密闭盖后通过其顶端的十字扣与第三转筒的十字槽相连。

进一步地，其中所述齿轮组上设有旋转绕绳器，所述旋转绕绳器的内部安装有便于钢丝绳伸缩的复位弹簧，所述旋转绕绳器的另一端连接有设于主体外部一侧的把手，所述旋转绕绳器缠绕有钢丝绳。

进一步地，其中所述旋转绕绳器固定于所述第一齿轮的中部。

进一步地，其中所述把手通过钢丝绳与齿轮组连接。

进一步地，其中所述第一转筒、第二转筒及第三转筒之间为可拆卸连接。

进一步地，其中所述第一转筒、第二转筒及第三转筒之间通过各自底部的十字槽和十字扣相连。

进一步地，其中所述第一转筒、第二转筒及第三转筒上分别安装有不同孔径的筛网，所述第一转筒、第二转筒及第三转筒的直径依次为30cm、40cm及50cm，筛网孔径依次为5mm、2mm及0.5mm。

进一步地，其中所述主体为中空的柱状体，其直径为60cm，高为70cm。

进一步地，其中所述主体为透明的pvc材质，在距其顶部10cm处标设有最高水位提示线。

进一步地，其中所述主体的顶部盖设有盖体，所述盖体上分别开设有30cm、40cm、50cm直径的同心圆凹槽，依次与所述第一转筒、第二转筒及第三转筒对应。

进一步地，其中所述同心圆凹槽的宽度大于各转筒的壁厚。

进一步地，其中所述齿轮组、把手、旋转底盘、十字扣的材质均为不锈钢。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

本发明所述的旋转分离装置，在用于分拣大型无脊椎底栖动物时，将沉积物倒入内层的第一转筒，一次性补水至最高水位线，即可开始操作，无需多次加水冲洗，节约了水资源。

本发明所述的旋转分离装置，其包括三层转筒，其中内层的第一转筒可以快速分离出尺寸较大的石砾、水草，并在旋转水流作用下，可使附着、躲藏在砾石、水草里的大型无脊椎底栖动物快速分离出来，提高分拣精度。中间层的第二转筒和外层的第三转筒可以快速将河湖沉积物分成2～5mm和0.5～2mm尺寸的2类样品，外层的第三转筒筛分去掉小于0.5mm无用沉积物，再进行分拣，可以大大提高分拣效率；最后，筛分出小于0.5mm的废弃物集中于主体中，避免了外流污染环境。

本发明所述的旋转分离装置，其在无需电力条件下，通过手动拉绳带动三层不同孔径筛网孔的转筒转动，节约能源，方便可行。经多次现场验证，可将大型无脊椎底栖动物现场分拣工作控制在半小时之内完成，加大提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明的用于大型无脊椎底栖动物生物监测的旋转分离装置的结构示意图之一；

图2为本发明的用于大型无脊椎底栖动物生物监测的旋转分离装置的结构示意图之二；

图3为本发明的用于大型无脊椎底栖动物生物监测的旋转分离装置的内部十字扣、十字槽结构示意图；

图4为本发明的用于大型无脊椎底栖动物生物监测的旋转分离装置的齿轮组结构示意图；

其中，主体-1；第一转筒-2；第二转筒-3；第三转筒-4；旋转底盘-6；十字槽-7；齿轮组-8；第一齿轮-81；旋转绕绳器-811；复位弹簧-812；第二齿轮-82；第三齿轮-83；传动杆-831；十字扣-9；

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1-图4所示，本发明的实施例提供了一种用于大型无脊椎底栖动物生物监测的旋转分离装置，所述旋转分离装置包括中空的主体1，所述主体1的内部自内而外依次设置有第一转筒2、第二转筒3及第三转筒4，所述主体1的底板安装有旋转底盘6，所述旋转底盘6和底板形成的空间内设有传动机构，通过该方式设置，可使齿轮在其内部带动底盘旋转。

具体实施时，如图4所示，所述传动机构包括齿轮组8，所述齿轮组通过螺栓分别与旋转底盘、底板固定连接，防止在旋转过程中出现松动情况。所述齿轮组包括相互啮合连接的第一齿轮81和第二齿轮82以及第三齿轮83。

具体实施时，如图4所示，所述第一齿轮81和第三齿轮83上分别开设有螺孔，所述底板上设有与所述螺孔相配合的螺栓，以通过螺栓与螺孔的连接将三个大小不一的齿轮进行稳固。依据齿轮规格选取齿轮，所述第一齿轮81为44齿；所述第二齿轮82为78齿；所述第三齿轮83为54斜齿(见图4)。该选取可以满足逐一带动作用，以及可控制齿轮旋转的速度。

具体实施时，所述齿轮组8上设有旋转绕绳器811，所述旋转绕绳器811的内部安装有复位弹簧812，所述旋转绕绳器811的另一端连接有设于主体1外部一侧的把手5，所述旋转绕绳器811缠绕有钢丝绳，通过手拉钢丝绳带动第一齿轮转动81，传动至第二齿轮82、第三齿轮83，最终带动旋转底盘6转动；所述复位弹簧812完成一次拉伸后，在弹簧恢复力作用下，所述钢丝绳自动收回，再次拉拽，所述旋转底盘6带动三个转筒再次旋转，连续拉拽，形成转筒连续旋转(见图4)。

具体实施时，所述第一齿轮81的中部固定有旋转缠绕器811，所述旋转缠绕器811的内部安装有复位弹簧812，以便于在手拉时钢丝绳的伸缩，从而进行旋转。所述把手5通过钢丝绳与齿轮组8连接(见图4)。

具体实施时，如图1、图3所示，所述第一转筒2、第二转筒3及第三转筒4之间为可拆卸连接，具体可设计为通过各自底部的十字槽7和十字扣9相连，如最内层的所述第一转筒2的外侧底部开设有凹入的十字槽7，可使与其相邻的中层的第二转筒3的内侧底部凸起的十字扣9进行卡扣连接(之所以外底部凹，内底部凸是为防止底栖动物进入凹部分，所以把凹部分设置于外侧底部)，而中层的第二转筒3的外侧底部开设有凹入的十字槽7，通过与第三转筒4内侧底部凸起的十字扣9进行卡扣连接，以实现第二转筒3与第三转筒4的完美结合。所述第一转筒2、第二转筒3及第三转筒4上安装有不同孔径的筛网，所述第一转筒2、第二转筒3及第三转筒4的直径依次为30cm、40cm及50cm，筛网孔径依次为5mm、2mm及0.5mm(由于不得通过0.5mm孔径筛网的底栖动物称为大型底栖动物，故设置最外层转筒的筛网孔径为0.5mm)，这样较大的石砾、水草等大尺寸无机物被拦截在所述第一转筒2；2～5mm尺寸大小的沉积物被拦截在所述第二转筒3；0.5～2mm尺寸大小的沉积物被拦截在所述第三转筒4，便于分类分拣，提高效率。

具体实施时，所述旋转底盘6上还可以设有密闭盖(未示出)，以防止沉积物泥水进入旋转底盘6，对与旋转底盘6连接的传动机构产生破坏。

具体实施时，如图2、图4所示，所述第三齿轮83的中间设有传动杆831，所述传动杆831的顶端设有十字扣9，所述旋转底盘6与第三转筒4之间为可拆卸连接，具体可设计为所述传动杆831穿过旋转底盘6、密闭盖后通过其顶端的十字扣9与第三转筒4外侧底部的十字槽7相连，以达到稳固连接并为转筒旋转提供动力的目的。

具体实施时，所述主体1可以设计为中空的柱状体，其直径为60cm，高为70cm；所述主体1可以选择透明的pvc材质，该材质可以观察到筛选过程；另在距其顶部10cm处标有最高水位提示线，装入河湖沉积物后，注水不得超过此线，避免旋转过程中样品溢出。

具体实施时，如1所示，所述主体1的顶部设有盖体，二者通过螺纹连接可以拧紧，防止脱落；所述盖体上分别开设有30cm、40cm、50cm直径的同心圆凹槽，与所述第一转筒2、第二转筒3及第三转筒4分别对应，各转筒的筒口处可以插入凹槽；且所述同心圆凹槽的宽度设计为大于各转筒的壁厚，例如所述同心圆凹槽的宽度设计为3cm，各转筒的壁厚设计为0.5cm，这样在旋转分离装置旋转中，既不妨碍转筒转动，又可以防止分离好的样品混合。

具体实施时，所述齿轮组8、把手5、旋转底盘6、十字扣9的材质均为不锈钢，不易腐蚀，且耐磨。

上述用于大型无脊椎底栖动物生物监测的旋转分离装置在具体使用时，打开上端的盖体，将采样器中的样品直接倒入盖体1，通过手拉外侧把手5，带动旋转底盘6的转动，主体1内的样品进入快速分离，可将第一转筒2、第二转筒3及第三转筒4依次取出，在第二转筒3及第三转筒4内可获取底栖动物，然后可将该底栖动物快速装入装有75％(v/v)乙醇溶液瓶内。经多次现场验证，可将大型无脊椎底栖动物现场分拣工作控制在半小时之内完成，加大提高了工作效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。