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专利号: 2017106615766
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种新型水样‑底泥联合采样器,其特征是, 包括连接管,连接管上端面上固定有取样控制手柄,下端与取水样管上端活动连接,取水样管下端与过渡管上端连接,过渡管下端与取泥样管上端连接;

取水样管中通过横向设置的若干挡板分成多个独立的密闭隔间,每个密闭隔间的一侧的上下端分别设置有与密闭隔间内部相通的进水孔和出水孔,每个密闭隔间内与进水孔相对应区域均设置有气囊,气囊通过充气管与外部气源连通;

取泥样管上端侧面上设置有出水孔,底部活动连接有截断装置;

过渡管的上下端面上且位于取水样管和取泥样管的外部的位置上分别开设有若干与过渡管内部相通的排水孔;

连接管、取水样管中贯穿有密封操作杆,密封操作杆上端穿过取样控制手柄与处于连接管上部的密封控制手柄固定连接,中部穿过取水样管中的挡板,下端通过密封操作片与位于过渡管中的密封活塞活动连接;且当密封控制手柄向下移动到最低位时,密封操作杆推动密封活塞恰好能够将取泥样管上端密封;

所述取水样管和取泥样管均采用透明的有机玻璃材质,外表面上均设置有刻度,取水样管和取泥样管外表面均设置有加强片;

所述取泥样管是由两段C型管嵌套组成的圆筒,其底部内侧面设置有相对的两个钢丝凹槽。

2.如权利要求1所述的新型水样‑底泥联合采样器,其特征是,所述取样控制手柄上部横向设置有与密封控制手柄外形一致的手柄凹槽,当按下密封控制手柄时,密封控制手柄卡入取样控制手柄的手柄凹槽中组合成一个完整的圆柱状手柄;取样控制手柄中间位置设置有一纵向的供密封操作杆穿过的手柄通孔。

3.如权利要求1所述的新型水样‑底泥联合采样器,其特征是,所述连接管直径与取水样管直径相同,上部与取样控制手柄焊接,下部侧面上设置有受力凸头,并通过内螺纹与取水样管螺纹连接。

4.如权利要求1所述的新型水样‑底泥联合采样器,其特征是,所述过渡管两端通过螺纹分别与取水样管和取泥样管,过渡管直径大于取水样管和取泥样管的直径,过渡管内底部有过渡隔板,过渡隔板中心位置设置有与密封活塞相匹配的中心通孔。

5.如权利要求4所述的新型水样‑底泥联合采样器,其特征是,所述密封操作杆为中空结构,充气管穿过中空结构与气囊相连;密封操作杆底部焊接有密封操作片,密封操作片为梯形,上宽下窄,密封活塞上部设置有与密封操作片相匹配的操作片凹槽,密封操作片插入操作片凹槽中与密封活塞连接;

密封操作杆穿过挡板的通孔中设置有橡胶带,使挡板与密封操作杆紧密接触,阻止水和空气跨挡板运动;

所述密封活塞呈上下两级台阶状,上部直径大于下部直径,密封活塞半部分与过渡板中心通孔相匹配,能对取泥样管顶端密封。

6.如权利要求1所述的新型水样‑底泥联合采样器,其特征是,所述截断装置为不锈钢材质,包括截断钢丝、卡簧和插入端;所述插入端呈筒状,为泥样的纵向截断装置,插入端内直径与取泥样管的外直径相同,插入端上部有内、外螺丝,通过内螺纹与取泥样管底部外螺纹相连,插入端的下部外表面为锥面;

卡簧是外槽式卡簧,其卡在插入端上半部分的内部,且能上下移动;

截断钢丝为泥样的横向截断装置,长度与取泥样管的内径相同,截断钢丝的两端分别设置有一个圆珠,两个圆珠分别固定在取泥样管底部内侧面的相对的两个钢丝凹槽中。

7.如权利要求6所述的新型水样‑底泥联合采样器,其特征是,所述插入端外部通过螺纹连接有一密封底座,采样完毕后,能够对采泥样管底端密封。

8.利用新型水样‑底泥联合采样器的采用方法,其特征是,包括如下步骤:

1)准备工作:

首先确定采样目的;

其次,确定采样深度或采样层位;

然后运用测量工具确定不同水体环境的水深;

最后,根据水深确定取水样管和密封操作杆的段数,除密封底座外,将取样器各部件依次组装完毕,单独采集水样时,不需要安装过渡管及位于其以下的部件;

同时采集水样和泥样时,打开过渡管上下部的排水孔,气囊充气,封堵取水样管和取泥样管的进水孔和出水孔;

单独采集泥样时,打开过渡管上下部的排水孔,封堵取泥样管的出水孔,不需要封堵取水样管的进水孔和出水孔;

单独采集水样时,气囊充气,封堵取水样管的进水孔和出水孔;

2)进行采样:

同时采集水样和泥样时,手握取样控制手柄,保持与水面的垂直状态,采样器进入水体,多余的空气和水通过中心通孔进入过渡管,然后再通过排水孔排出;

取水样时,根据受力凸头距水面的距离和取水样管上的刻度判断是否达到目的深度,当到达目标水深时,保持采样器静止,对气囊放气,这时进水孔打开,水样进入取水样管,取水样完毕后再对气囊充气,封闭进水孔;

取底泥样品时,当依靠取样装置自身重力和对取样控制手柄施力仍不能到达目的深度时,可通过受力凸头施加更大的力,卡簧受底泥摩擦影响上移,若底泥样品有从取泥样管脱落的趋势,则会带动卡簧下移收缩,进而卡住底部底泥,阻止底泥掉落,插入端锥面与截断钢丝减小了对泥样的扰动,到达目标深度后,转动取样控制手柄180°以上,截断钢丝将底泥截断,下压密封控制手柄,密封活塞封堵住中心通孔,取样控制手柄和密封控制手柄合成一个手柄, 再用绳或胶带固定手柄,即完成对取泥样管顶端的密封工作,这样既保证密封效果,又方便操作;泥样采取完成后,取样器在水中上提的这段时间内取泥样管底部没有进行密封,但是由于取泥样管顶部密封活塞产生的气密性,以及卡簧能防止底泥样品脱落,都保证了在水中上提取样器时底泥不会掉落,在取泥样管底部快离开水体之前时,用密封底座螺接插入端对取泥样管底部进行密封;取样器离开水体后,过渡管内多余的水通过下部的排水孔流出;

单独采集泥样时,过程与同时采集水样和泥样时取泥样的操作相同;取样器离开水体后,过渡管内多余的水通过下部的排水孔流出;而取水样管的进水孔和出水孔没有进行封堵,水自由进出取水样管,取泥样时,水进入取水样管,取泥样完毕,取样器上提离开水体后,水再流出取水样管;

单独采集水样时,过程与同时采集水样和泥样时取水样的操作相同;

通过透明取样管壁观察取样情况,若采样结果不理想,则重复进行采样;

3)取出样品:

同时采集水样和泥样时,保持取样器的垂直状态,对气囊放气,再拧开取水样管出水孔的螺丝,即可获取目标深度水样;再卸下取水样管和密封操作杆,拔掉密封活塞,打开取泥样管上部出水孔,放掉取泥样管内底泥样品上部的水,卸下密封底座,打开嵌套的取泥样管,即可根据目标深度取泥样;

单独采集泥样时,过程与同时采集水样和泥样时获取泥样的操作相同;

单独采集水样时,过程与同时采集水样和泥样时获取水样的操作相同;

若不拆卸密封底座和密封活塞,则取泥样管可保持良好的密封状态,卸下取水样管和密封操作杆后,取泥样管作为存样管,可将所取泥样直接送实验室进行下一步操作,以取得最精确的分析结果;

4)后续工作:

将装置清洗干净,再依次安装好进行下一次取样工作。