一种水底淤泥取样连动定位装置的制作方法

本发明涉及一种取样装置，具体是一种水底淤泥取样连动定位装置，用在对湖泊或水库等浅层水域的环境变化研究和环境污染检测中进行取样。

背景技术：

目前，获得湖泊、水库等水域浅层淤泥质沉积物的取样器有抓斗式、箱式、重力式、活塞式和冰冻式等取样工具。目前市场上采用抓斗式和箱式取样器所取得的样品容易受到扰动的问题，通常不适合作为环境变化研究的对象。重力式、活塞式和冰冻式等取样工具在取样时受水流的影响、工作不平稳、密封效果不好、样品在提升过程中容易掉落、取样装置不能在淤泥层上固定等缺陷。现有取样装置不能很好地满足湖泊及水库等水域获取淤泥质原状沉积物对取样装置的要求，因此很有必要需要一种结构简单、实用高效、组装和操作十分简单快捷，取样成功率高，使所取得的样品，含界面水，原状结构保持完好、无扰动、质量高的一种水底取样连动定位装置。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种能够调节不同支脚高度，封口摆动连杆通过复位弹簧让挡板自动打开、关闭的水底淤泥取样连动定位装置。

为解决上述技术问题本发明采用如下技术方案：一种水底淤泥取样连动定位装置，包括自动封口连动机构、活塞机构、活动支脚机构和机架，所述自动封口连动机构、活动支脚机构安装在机架上，具体结构和连接关系为：

所述自动封口连动机构由第一传动杆、第二传动杆、第一连接板、活塞筒第二定位板、复位弹簧、挡板、第一定位螺母、第二定位螺母、第三定位螺母以及 第四定位螺母组成，第一传动杆和第二传动杆的两端都有外螺纹，第一传动杆和第二传动杆从上至下先后穿过连接板、活塞筒第二定位板、挡板，在第一传动杆的两端分别用第一定位螺母和第二位螺母固定；在第二传动杆的两端分别用第三定位螺母和第四定位螺母固定，复位弹簧串在第一传动杆和第二传动杆上，卡在挡板和活塞筒第二定位板之间，把活塞杆往上拉，第一复位弹簧和第二复位弹簧压缩，第二限位圈和第一连接板接触，固定在活塞杆上的第二限位圈向第一连接板传递动力，使自动封口连动机构向上移动进而实现挡板的闭合。

所述活塞机构由活塞杆手柄、活塞杆、活塞筒、活塞定位套、球形转向块、球形转向块固定盖、密封胶圈、第一限位圈以及第二限位圈组成，活塞杆手柄通过内螺纹与活塞杆一端的外螺纹紧固，密封胶圈套在活塞定位套上环形密封胶圈定位槽上，球形转向块焊接在活塞杆底端；球形转向块固定盖套在活塞杆上，通过内螺纹与活塞定位套连接安置球形转向块，活塞杆安装在活塞筒里，活塞盖通过螺纹连接固定在活塞筒底端，第一限位圈固定在活塞杆上而且和球形转向块固定盖接触，第二限位圈固定在活塞杆上并且和第一限位圈接触。

所述活动支脚机构包括定位环、活动支脚以及活动支脚定位螺母，所述活动支脚通过活动支脚定位螺母固定在定位环上，所述定位环固定在活塞筒外壁上。

所述机架包括活塞筒第一定位板、定位储存罐以及活塞杆定位板，所述定位储存罐底部焊接在活塞筒第一定位板上，定位储存罐上部与活塞杆定位板焊接在一起。

所述球形转向块固定盖中部设有一个供活塞杆伸入且可使活塞杆自由转动的圆形开口，所述圆形开口与活塞定位套的上表面之间形成一个供球形转向块安置 的球形槽。

所述活塞定位套下部圆柱侧面开有7毫米深的环形密封胶圈定位槽。

所述球形转向块固定盖中间开有直径为10毫米的圆形气孔。

所述活动支脚机构的定位环固定在活塞筒外壁上，四个活动支脚根据淤泥层的地貌自由调节每个支脚的长度。

所述定位储存罐体积为0.015立方米，底部开有一个直径2厘米的孔。减轻在取样完成后把装置提上水面时的重力，定位储存罐可以根据取样时所在的环境，用石头来配重，与目前重力式深水取样器用铁块来配重方便很多，减少运输过程时的重量。

所述活塞筒顶部有一个直径与第二限位圈相同的圆孔，活塞杆上的第一限位圈的直径比第二限位圈大5mm，第二限位圈的直径比活塞杆的直径大5mm，第一连接板中间的圆孔与活塞杆直径相同，第二限位圈接触到第一连接板时会卡住第一连接板并带动整个自动封口连动机构向上升从而实现挡板的闭合；第二限位圈的长度和活塞筒底端与挡板之间的距离相同。当第一限位圈接触到活塞筒顶部的圆孔并被卡住时，挡板正好完全闭合。

所述复位弹簧在取样时处于原长状态进而使挡板处于张开状态，方便取样。

本发明可调节定位环的位置以及在定位环上四个活动支脚不同的高度，封口摆动连杆通过复位弹簧让挡板自动打开、关闭，和在取样时根据需要自行配重，保证取样时工作稳定不受水流的影响，从而使取得的样品质量高无扰动。

与现有技术相比，本发明有如下突出优点：

1、巧妙设置了活塞杆，第一限位圈固定在活塞杆上而且和球形转向块固定盖接触，第二限位圈固定在活塞杆上并且和第一限位圈接触，第一限位圈的直径比 第二限位圈大5mm，第二限位圈的直径比活塞杆的直径大5mm，活塞筒顶端的圆孔与第二限位圈直径相同，第一连接板中间的孔与活塞杆直径相同，第二限位圈的长度和活塞筒底端与挡板之间的距离相同。把活塞杆向上拉，当第二限位圈接触第一连接定位板时，第二限位圈卡住第一连接定位板并推动第一连接定位板，使自动封口连动机构向上移动进而实现挡板的闭合，当第一限位圈接触到活塞筒顶部的圆孔并被卡住时，挡板正好完全闭合。操作方便，省力高效。

2、采用球形转动块与活塞定位套设计的活塞机构，使取样时拉动活塞杆时更加省力，活塞筒气密性更加好

3、采用定位环和四个活动支脚，能够快速调节每个支脚的高度，面对水底淤泥层地貌的凹凸不平或是较大的坡度，可以调节位环的位置，最重要的是可以根据需要分别调节每个支脚的高度，从而使装置能够稳定的工作，不受淤泥层地貌不平影响，也不受水流的影响，从而使取得的样品质量高，在对湖泊或水库等浅层水域的环境变化研究和环境污染检测中起重要作用。

4、采用拉动活塞杆，通过活塞杆带动自动封口连动机构上升，进而使挡板盖住气孔，取样完毕；取样时，在第一传动杆和第二传动杆上的复位弹簧自动回复原长，使挡板打开，进而取样，通过拉动活塞杆可以简单快捷地取到质量高的样品，方便快捷。

附图说明

图1是本发明所述的水底淤泥取样连动定位装置的结构示意图。

图2是本发明所述的水底淤泥取样连动定位装置的活塞杆底端部分结构示意图。

图3是本发明所述的水底淤泥取样连动定位装置的活塞定位套示意图。

图4是本发明所述的水底淤泥取样连动定位装置的球形转向块固定盖示意图。

图5是本发明所述的水底淤泥取样连动定位装置的活动支脚机构示意图。

图6是本发明所述的水底淤泥取样连动定位装置的自动封口连动机构的结构示意图。

图中标记为：活塞杆手柄1、活塞杆2、活塞杆定位板3、储存定位罐4、第一螺母5、第一传动杆6、活动支脚定位螺母7、活塞筒第一定位板8、活动支脚9、第二螺母10、挡板11、第三螺母12、活塞盖13、定位环14、活塞筒15、第二传动杆16、活塞筒第二定位板17、第一连接板18、第三螺母19、活塞定位套20、球形转向块固定盖21、球形转向块22、密封胶圈23、第一限位圈24、第二限位圈25、第四螺母26。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1至图6所示，本发明所述的一种水底淤泥取样连动定位装置，包括自动封口连动机构、活动支脚机构、活塞机构以及机架。具体结构和连接关系为：

所述自动封口连动机构由第一传动杆6、第二传动杆16、第一连接板18、活塞筒第一定位板8、复位弹簧26、挡板11、第一定位螺母5、第二定位螺母10、第三定位螺母12以及第四定位螺母19组成。第一传动杆6和第二传动杆16的两端都有外螺纹，第一传动杆6和第二传动杆16从上至下先后穿过第一连接板18、活塞筒第一定位板8、挡板11，在第一传动杆6的两端分别用第一定位螺母5和第二位螺母10固定；在第二传动杆16的两端分别用第三定位螺母12和第四定位螺母19固定，复位弹簧26串在第一传动杆和第二传动杆上，卡在挡板11 和活塞筒第一定位板8之间。把活塞杆2往上拉，复位弹簧压缩，第二限位圈25和第一连接板18接触，固定在活塞杆2上的第二限位圈25向第一连接板18传递动力，使自动封口连动机构向上移动进而实现挡板11的闭合。

所述活塞机构由活塞杆手柄1、活塞杆2、活塞筒15、活塞定位套20、球形转向块22、球形转向块固定盖21、密封胶圈23、第一限位圈24以及第二限位圈25组成；所述活塞杆手柄1通过内螺纹与活塞杆2一端的外螺纹紧固，密封胶圈23套在活塞定位套20上环形密封胶圈23定位槽上，球形转向块22焊接在活塞杆2底端；球形转向块固定盖21套在活塞杆2上，通过内螺纹与活塞定位套20连接安置球形转向块22；活塞杆2安装在活塞筒15里，活塞盖13通过螺纹连接固定在活塞筒15底端，第一限位圈24固定在活塞杆2上而且和球形转向块固定盖21接触，第二限位圈25固定在活塞杆2上并且和第一限位圈24接触，第一限位圈24的直径比第二限位圈25大5mm，第二限位圈25的直径比活塞杆2的直径大5mm，活塞筒15顶端的圆孔与第二限位圈25直径相同，第一连接板18中间的孔与活塞杆2直径相同，第二限位圈25的长度和活塞筒15底端与挡板11之间的距离相同。，第二限位圈25接触到第一连接板18时会卡住第一连接板18并带动整个自动封口连动机构向上升，当第一限位圈24接触到活塞筒15顶部的圆孔并被卡住时，挡板11正好完全闭合。取样时，拉动活塞杆2，样品通过气孔进入活塞筒15里。把活塞杆2向上拉，第二限位圈25接触第一连接板18时，第二限位圈25卡住第一连接板18并推动第一连接板18，使自动封口连动机构向上移动进而实现挡板11的闭合，当第一限位圈24接触到活塞筒15顶部的圆孔并被卡住时，挡板11正好盖住气孔。

所述活动支脚机构包括定位环14，活动支脚9和活动支脚定位螺母7，所述活 动支脚9通过活动支脚定位螺母7固定在定位环14上；所述定位环14固定在活塞筒15外壁上；四个活动支脚9可以根据淤泥层的地貌自由调节每个支脚的长度，使在取样的时候工作平稳无扰动，不受水流影响。

所述储存定位罐4底部焊接在活塞筒第二定位板17上，定位储存罐4上部与活塞杆定位板3焊接连接在一起；所述储存定位罐4底设有一个直径20毫米的孔，设置该孔能够减轻在取样完成后把装置提上水面时的重力；所述的储存定位罐4可以根据取样时所在的环境，用石头来配重。

所述机架包括活塞杆定位板3、储存定位罐4和活塞筒第二定位板18；机架底部有四个活动定位支脚9支撑着整体机架；活塞筒15通过活塞筒固定螺母固定在活塞筒第二定位板17上。

工作原理

水底淤泥取样连动定位装置采用定位环14和四个活动支脚9定位机架平稳工作，采用储存定位罐4根据需要进行配重。

第一，取样时，拉动活塞杆2，活塞杆2上升，样品通过气孔进入活塞筒15里。把活塞杆2向上拉，第二限位圈25接触第一连接板18时，第二限位圈25卡住第一连接板18并推动第一连接板18，使自动封口连动机构向上移动进而实现挡板11的闭合，当第一限位圈24接触到活塞筒15顶部的圆孔并被卡住时，挡板11正好盖住气孔。

第二，定位环14固定在活塞筒15外壁上；四个活动支脚9通过活动支脚定位螺母7固定在定位环14上。分别调节每一个活动支脚7的高度，调节范围在0到400mm，使整个机架在工作时处于平稳状态，不受淤泥层地貌不平影响，也不受水流的影响，从而使取得的样品质量高，在对湖泊或水库等浅层水域的环境变化研究和环境污染检测中起重要作用。

第三，储存定位罐4根据水流大小和取样时水的深度自行配重，如果水流急需要更大的重量，就可以在储存定位罐4里放适量的石头，如果是在水不深的或是水流很小的情况下可以不放石头，让其充满水就可以了，从而使整个机架更加灵巧，取样更加方便快捷。

取样方法步骤

选取需要采样水底淤泥的区域，先在储存定位罐4里放入适量重量的石头，使水底淤泥取样连动定位装置沉入水底，落在该区域中，等水底淤泥取样连动定位装置平稳后，向上拉动活塞杆手柄1使水底的淤泥进入活塞筒15中，活塞杆2 上升，经自动封口连动机构作用带动挡板11挡住活塞筒15底部的气孔，最终通过提升活塞杆手柄1将水底淤泥取样连动定位装置提出水面，完成水底淤泥取样工作。