一種淺水區(qū)水下深層柱狀沉積物采集裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種淺水區(qū)水下深層柱狀沉積物采集裝置，包括支架、底盤，支架包括上下兩部分，支架下部分垂直設(shè)置在底盤上；底盤上還設(shè)置提升鎖扣、一號卷揚機、二號卷揚機及配電箱；所述底盤上及支架頂端設(shè)置定滑輪，一號卷揚機的鋼索繞過底盤上的定滑輪與支架頂端的定滑輪固定；支架上部與下部間設(shè)置傾斜角度調(diào)節(jié)裝置；支架的背面設(shè)置滑軌，滑軌上設(shè)置鉆探驅(qū)動電機，所述鉆探驅(qū)動電機由二號卷揚機驅(qū)動可沿滑軌上下移動；鉆探驅(qū)動電機的電機軸與鉆探管連接；鉆探管的外側(cè)螺旋設(shè)置葉輪；鉆探管的內(nèi)部設(shè)置取樣管；本實用新型優(yōu)點：深層柱狀沉積物的原位采集可以用于科學(xué)研究及工程應(yīng)用；在應(yīng)用過程中便于運輸和固定；制造成本低廉。
【專利說明】
一種淺水區(qū)水下深層柱狀沉積物采集裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及環(huán)境科學(xué)或環(huán)境工程領(lǐng)域沉積物采樣裝置，具體地說是一種用于淺水區(qū)深層柱狀沉積物采集的采樣裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]沉積物是水環(huán)境組成的重要部分，而沉積物中內(nèi)源污染物質(zhì)的釋放則是構(gòu)成水體水質(zhì)惡化的主要源頭之一。因此，開展污染水體水質(zhì)修復(fù)需同時或優(yōu)先認識沉積物的污染狀況。對于底泥/沉積物的采集，目前主要采用抓斗式采樣器和柱狀重力采樣器，其中抓斗式采樣器主要是采集表層沉積物，柱狀重力采樣器主要用于采集深層沉積物。然而，由于沉積物通常處于水面以下且重力采樣器負重有限，因此采集到的柱狀沉積物深度往往非常有限(通常為40厘米左右)，而且操作繁雜。有人試圖通過外力錘擊實現(xiàn)沉積物柱樣的采集，但隨之出現(xiàn)的問題是若錘擊過深(I米左右)，則沉積物采樣管無法拔出，或者拔出時會將沉積物沉積層破壞。特別是對重污染區(qū)深層柱狀沉積物的采集，目前尚沒有專門的裝備，對于研究區(qū)域污染歷史的調(diào)查研究工作很難開展，而且對于清淤等市政工作的開展也很難實現(xiàn)精確定量。因此，開發(fā)一種河流、湖泊及近岸海域等淺水區(qū)深層沉積物采集的采樣裝備對水污染防治具有非常重要的現(xiàn)實意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種用于淺水區(qū)深層沉積物采集的采樣裝備。該工程裝備操作便捷、主要用于河流、湖泊及近岸海域等淺水區(qū)水下深層柱狀沉積物的采集，尤其適用于污染河道、湖泊、近岸海域等區(qū)域開展重污染沉積物污染歷史調(diào)查與治理清淤時(污染層深度)沉積物樣品的采集。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]—種淺水區(qū)水下深層柱狀沉積物采集裝置，包括支架、底盤，支架包括上下兩部分，支架下部分垂直設(shè)置在底盤上;底盤上還設(shè)置提升鎖扣、一號卷揚機、二號卷揚機及配電箱;所述底盤上及支架頂端設(shè)置定滑輪，一號卷揚機的鋼索繞過底盤上的定滑輪與支架頂端的定滑輪固定;支架上部與下部間設(shè)置傾斜角度調(diào)節(jié)裝置;支架上部分還與拉伸鋼架軸接;拉伸鋼架的下端通過插銷固定在底盤上，拉伸鋼架用于保證支架上下兩部分成一條直線;支架的背面設(shè)置滑軌，滑軌上設(shè)置鉆探驅(qū)動電機，所述鉆探驅(qū)動電機由二號卷揚機驅(qū)動可沿滑軌上下移動;鉆探驅(qū)動電機的電機軸與鉆探管連接;鉆探管的外側(cè)螺旋設(shè)置葉輪；鉆探管為中空管，鉆探管的內(nèi)部設(shè)置取樣管;取樣管的下端通過密封接頭及密封墊將取樣管固定在鉆探管內(nèi)部;取樣管的上部設(shè)置通孔，通孔處設(shè)置密封蓋。
[0006]所述傾斜角度調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置在支架下部分的軸孔，轉(zhuǎn)軸穿過軸孔將支架上部分和支架下部分連接起來;支架下部分設(shè)置插銷架，支架上部分設(shè)置弧面，支架上部分還設(shè)置插孔，插銷穿過支架上部分和插銷架的插孔將支架上部分與支架下部分的傾斜角度固定。
[0007]所述密封蓋包括固定在鉆探驅(qū)動電機座下部的固定座，固定座下部設(shè)置密封電機，密封電機驅(qū)動密封軸轉(zhuǎn)動，密封軸上設(shè)置螺紋，取樣管的通孔側(cè)壁也設(shè)置螺紋;密封軸上設(shè)置密封環(huán)，所述密封環(huán)與取樣管通孔處的凹槽對應(yīng);所述固定座的下端還設(shè)置定位桿，定位桿的端部為圓錐型，所述圓錐型部位與取樣管上設(shè)置的圓錐型凹槽對應(yīng)。
[0008]所述支架為伸縮式，
[0009]本實用新型具有如下優(yōu)點及有益效果:
[0010]1.深層柱狀沉積物的原位采集。本實用新型裝備可用于湖泊、水庫、河流、河口及近海等淺水區(qū)域深層柱狀沉積物的原位采集，采集沉積物深度及采集區(qū)域或站位均可嚴格控制，從而可實現(xiàn)沉積物污染層厚度的精準識別。
[0011]2.本實用新型所述裝備可以用于科學(xué)研究及工程應(yīng)用。采用本實用新型所述裝備，可以實現(xiàn)沉積層的原位采集，從而能夠準確認識研究區(qū)域沉積物的污染歷史；同時在清淤疏浚等等工程作業(yè)中，采用本實用新型所述裝備可以實現(xiàn)對清淤深度的有效判定，從而可指導(dǎo)工程操作。
[0012]3.本實用新型所述裝備在應(yīng)用過程中便于運輸和固定。本實用新型所述裝備采用模塊化設(shè)計，便于搬運組合，可以隨時托移，從而有效保障了工程操作的便捷性。
[0013]4.本實用新型所述裝備制造成本低廉。本實用新型所述裝備主要采用鋼結(jié)構(gòu)焊接，采用卷揚機、發(fā)電機、電動機等容易獲取成熟產(chǎn)品進行組合拼裝，制作成本低廉，易于推廣應(yīng)用。
【附圖說明】

[0014]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0015]圖2為底座部分的立體示意圖；
[0016]圖3為密封接頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為密封蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為重力密封蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6為傾斜角度調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖具體說明本實用新型，如圖1-圖5所示，包括支架1、底盤5，支架I包括支架上部分101和支架下部分102，支架下部分102垂直設(shè)置在底盤5上;底盤5上還設(shè)置提升鎖扣4、一號卷揚機8、二號卷揚機9及配電箱7;所述底盤5上及支架頂端設(shè)置定滑輪10，一號卷揚機8的鋼索繞過底盤上的定滑輪與支架頂端的定滑輪固定，用于驅(qū)動支架上部分101繞角度調(diào)節(jié)裝置3旋轉(zhuǎn);支架上部與下部間設(shè)置傾斜角度調(diào)節(jié)裝置3;支架上部分101還與拉伸鋼架6軸接;拉伸鋼架6的下端通過插銷固定在底盤5上，拉伸鋼架6用于保證支架上下兩部分成一條直線;支架的背面設(shè)置滑軌2，滑軌2上設(shè)置鉆探驅(qū)動電機11，所述鉆探驅(qū)動電機11由二號卷揚機9驅(qū)動可沿滑軌2上下移動;鉆探驅(qū)動電機11的電機軸與鉆探管13連接;鉆探管13的外側(cè)螺旋設(shè)置葉輪12;鉆探管12為中空管，鉆探管12的內(nèi)部設(shè)置取樣管15;取樣管15的下端通過密封接頭17及密封墊16將取樣管15固定在鉆探管12內(nèi)部;密封接頭17設(shè)置內(nèi)螺紋，鉆探管12的外側(cè)設(shè)置外螺紋，密封接頭與鉆探管螺紋連接成一體；
[0021]取樣管15的上部設(shè)置通孔151，通孔處151設(shè)置密封蓋19。
[0022]所述密封蓋19包括固定在鉆探驅(qū)動電機座下部的固定座，固定座下部設(shè)置密封電機23，密封電機23驅(qū)動密封軸24轉(zhuǎn)動，密封軸24上設(shè)置螺紋，取樣管的通孔151側(cè)壁也設(shè)置螺紋;密封軸上設(shè)置密封環(huán)18，所述密封環(huán)18與取樣管通孔處的凹槽22對應(yīng);所述固定座的下端還設(shè)置定位桿20，定位桿20的端部為圓錐型，所述圓錐型部位與取樣管上設(shè)置的圓錐型凹槽21對應(yīng)。
[0023]設(shè)置通孔及密封蓋的目的是在取樣完畢后通過密封蓋將通孔封閉，樣品在取樣管內(nèi)，由于受到外部壓力，不會自取樣管中滑落。
[0024]設(shè)置定位桿20及圓錐型凹槽21的目的一是為了將取樣管與密封蓋準確定位，二是為在密封蓋旋轉(zhuǎn)時，避免取樣管一同旋轉(zhuǎn)，以保證密封蓋能嚴密地將通孔封閉。
[0025]為了方便地安裝和取下取樣管，本實用新型設(shè)置了傾斜角度調(diào)節(jié)裝置3，并且設(shè)置了角度鎖定裝置，具體結(jié)構(gòu)為:
[0026]所述傾斜角度調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置在支架下部分102的軸孔，轉(zhuǎn)軸25穿過軸孔將支架上部分101和支架下部分102連接起來;支架下部分設(shè)置插銷架26，支架上部設(shè)置弧面，支架上部分還設(shè)置插孔27，插銷穿過支架上部分和插銷架的插孔將支架上部分與支架下部分的傾斜角度固定。
[0027]所述支架I還可以為伸縮式，以適應(yīng)不同深度水域的要求。
[0028]所述密封蓋還可以為重力密封蓋，其結(jié)構(gòu)如圖5所示，通孔151帶有一定斜度，密封蓋19的下端設(shè)置圓錐臺型密封圈25，在取樣時由于內(nèi)部壓力較大，密封蓋向上抬起，當取樣完畢，在重力作用下，密封蓋向下蓋上通孔。
[0029]所述提升鎖扣4共有4個，主要用于懸掛采樣裝置時拴結(jié)繩索，從而保障采樣裝置能夠在起重機械作業(yè)時懸空并隨處水平移動。所述承載底盤5采用不銹鋼板無縫焊接，主要為減小裝置本身重力壓強，從而保障采樣作業(yè)時不會下陷，其邊緣設(shè)置擋板用以防止淤泥進入。所述拉伸鋼架6主要為保障采樣裝置的穩(wěn)定性及作業(yè)鉆管13的垂直性。所述配電箱7及遙控接收器包括外置交流電源輸入接口、兩臺卷揚機和驅(qū)動電機的電源輸出配置，同時設(shè)有無線接收器，從而便于采樣時能工通過人工手持式遙控器進行相關(guān)操作。
[0030]實施例一:重污染河道深層柱狀沉積物的原位采集
[0031 ]重污染河道沉積物是造成水體污染的重要來源之一，而且污染沉積物對底棲生物的毒性影響尤為顯著，部分污染河道已經(jīng)沒有任何生物生長跡象，甚至包括高等植物，因此急需對污染沉積物進行治理或修復(fù)，而治理與修復(fù)的前提是準確認識沉積物的污染特征及污染層的沉積深度。為此，研究小組以煙臺逛蕩河污染沉積物為研究對象，采用本實用新型裝置對該河道沉積物進行了深層原位采集，從而充分認識沉積物污染程度，以實現(xiàn)沉積物的治理與修復(fù)。具體操作如下:
[0032]第一步，將深層柱狀沉積物采集的采樣裝備(見附圖1和附圖2)各組件相互連接，通過配電箱7及遙控接收器連接外置電源(電壓為220/380V，市售發(fā)電機)，打開螺紋不銹鋼密封接頭17，將PVC或其他材質(zhì)采樣管裝入中空鉆探管13中內(nèi)部，旋緊螺紋不銹鋼密封接頭17。采用鋼絲繩分別拴結(jié)提升鎖扣4的各個鎖扣，并將所有絲繩末端集結(jié)后連接到履帶式升降機的懸掛掛鉤之上，并保證懸掛時承載底盤5基本處于水平狀態(tài)；
[0033]第二步，用履帶式升降機將采樣裝備移到河道中央重污染區(qū)域預(yù)定采樣區(qū)域，通過一號卷揚機8和傾斜鏈接3將負載支架I上半部分(傾斜狀態(tài))調(diào)整為垂直狀態(tài)，通過遙控裝置操作二號卷揚機8和滑軌2將鉆探驅(qū)動電機11向下運移至螺紋不銹鋼密封接頭14到達沉積物表面為止。開啟鉆探驅(qū)動電機11，使得鉆探旋轉(zhuǎn)葉輪12向下垂直鉆探。達到預(yù)定采樣深度后，通過遙控裝置操作鉆探驅(qū)動電機11將鉆探旋轉(zhuǎn)葉輪12進行反轉(zhuǎn)，將安裝采樣管的中空鉆探管提出水面；
[0034]第三步，采用履帶式升降機將整個采樣裝置移到河堤之上，通過一號卷揚機8和傾斜角度調(diào)節(jié)裝置3將負載支架I上半部分(垂直狀態(tài))調(diào)整為傾斜狀態(tài)，手動打開螺紋不銹鋼密封接頭17，將內(nèi)置采樣管取出，更換新采樣管后再次旋緊螺紋不銹鋼密封接頭17進行下次米樣；
[0035]第四步，將第三步換下的盛裝沉積物的采樣管，依次按照預(yù)定深度要求進行分層切割、編號，然后將相關(guān)樣品存入現(xiàn)場冰箱帶回實驗室進行沉積物相關(guān)指標的分析；
[0036]第五步，完成樣品投放后，切斷配電箱7及遙控接收器外置電源，拆卸部分組件，清洗相關(guān)設(shè)備并運回實驗室封存。
【主權(quán)項】
1.一種淺水區(qū)水下深層柱狀沉積物采集裝置，其特征在于:包括支架、底盤，支架包括上下兩部分，支架下部分垂直設(shè)置在底盤上;底盤上還設(shè)置提升鎖扣、一號卷揚機、二號卷揚機及配電箱;所述底盤上及支架頂端設(shè)置定滑輪，一號卷揚機的鋼索繞過底盤上的定滑輪與支架頂端的定滑輪固定;支架上部與下部間設(shè)置傾斜角度調(diào)節(jié)裝置;支架上部分還與拉伸鋼架軸接;拉伸鋼架的下端通過插銷固定在底盤上，拉伸鋼架用于保證支架上下兩部分成一條直線;支架的背面設(shè)置滑軌，滑軌上設(shè)置鉆探驅(qū)動電機，所述鉆探驅(qū)動電機由二號卷揚機驅(qū)動可沿滑軌上下移動;鉆探驅(qū)動電機的電機軸與鉆探管連接;鉆探管的外側(cè)螺旋設(shè)置葉輪;鉆探管為中空管，鉆探管的內(nèi)部設(shè)置取樣管;取樣管的下端通過密封接頭及密封墊將取樣管固定在鉆探管內(nèi)部;取樣管的上部設(shè)置通孔，通孔處設(shè)置密封蓋。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淺水區(qū)水下深層柱狀沉積物采集裝置，其特征在于:所述傾斜角度調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置在支架下部分的軸孔，轉(zhuǎn)軸穿過軸孔將支架上部分和支架下部分連接起來;支架下部分設(shè)置插銷架，支架上部分設(shè)置弧面，支架上部分還設(shè)置插孔，插銷穿過支架上部分和插銷架的插孔將支架上部分與支架下部分的傾斜角度固定。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淺水區(qū)水下深層柱狀沉積物采集裝置，其特征在于:所述密封蓋包括固定在鉆探驅(qū)動電機座下部的固定座，固定座下部設(shè)置密封電機，密封電機驅(qū)動密封軸轉(zhuǎn)動，密封軸上設(shè)置螺紋，取樣管的通孔側(cè)壁也設(shè)置螺紋;密封軸上設(shè)置密封環(huán)，所述密封環(huán)與取樣管通孔處的凹槽對應(yīng);所述固定座的下端還設(shè)置定位桿，定位桿的端部為圓錐型，所述圓錐型部位與取樣管上設(shè)置的圓錐型凹槽對應(yīng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淺水區(qū)水下深層柱狀沉積物采集裝置，其特征在于:所述支架為伸縮式。
【文檔編號】G01N1/08GK205719627SQ201620657042
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】盛彥清, 孫韶玲, 鄭猛, 趙國強
【申請人】中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所