便携式原状淤泥取样器的制作方法

本发明属于河湖水下淤泥取样技术领域，特别是涉及一种便携式原状淤泥取样器。

背景技术：

自湖长制提出以来，河湖生态的健康发展被国人关注。河湖於积已经严重影响到了河床底高程的变化，影响航道及其他水利枢纽的安全运行，同时影响到水体质量、水生生物的生存。

河湖清淤工程已经成为河湖治理必不可少的重要环节，随着工程的推进，河湖中大量的淤泥将被清出，淤泥何去何从成为急需解决的问题，为了能够对淤泥进行合理化的处理，在淤泥进行清出前，需要对淤泥的组成部分，形态等物化性质进行分析研究，以便为后期淤泥“归宿”方案的制定提供参考依据。对淤泥试样的研究，要求取样过程既要减少对试样本身的干扰，也要做到取样的方便、简捷、造价低廉。鉴于市面上的淤泥采样器机械设备结构复杂、灵活性低、配套设施造价高、操作复杂且在取样的过程中对原状的干扰较大，无法满足学术研究取样的需求。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种便携式原状淤泥取样器，可有效解决现有取样器采样复杂、对原状干扰大、难于维护保养和造价高的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是，一种便携式原状淤泥取样器，包括旋转插销、螺纹套筒、舱室固定筒、把手、止动辅助环、止动手柄、线桶旋转固定轴、预留线桶旋转固定轴槽、止动手柄固定端、卷线桶、旋转开关轴定位片、旋转开关轴、隔板、弹簧、连接杆、桶状阶梯阀、止水塞、活塞钉、滚轮、绳索固定杆、边壁隔离体、隔离体、卡杆、外置轨道滑槽、内置轨道槽、插销孔、环刀托板、卡槽杆、轴承、舱门室、链式舱门、取样舱、弹性轨道、穿线孔、系线环、钢绳索、卡槽、系列环刀取样器、排水孔、开关转槽和旋转撑杆；

所述取样舱对面两侧设置舱门室，所述舱门室与取样舱焊接为一体；所述舱门室的前后两侧沿程设置弹性轨道；所述舱门室的左侧上端设置穿线孔，所述链式舱门的两端分别为链式舱门左端和链式舱门右端，所述链式舱门左端设有系线环，所述链式舱门左端由钢绳索通过系线环与左侧卷线桶连接，所述链式舱门右端由钢绳索通过连接杆和绳索固定杆与卷线桶连接；所述旋转撑杆与链式舱门连接；所述把手上设置有线桶旋转固定轴，所述止动手柄与把手在止动手柄固定端处铰接，所述止动辅助环与把手铰接；所述线桶旋转固定轴上设置有插销孔，所述旋转插销插入插销孔中，所述舱室固定筒与螺纹套筒通过螺纹连接；所述旋转开关轴底端距离舱室顶端的一段距离焊接有隔板，所述旋转开关轴底端焊接有螺母坐垫，所述螺母坐垫的孔径小于活塞钉顶端隔板的孔径；所述舱室固定筒下端做切割处理成桶状阶梯阀；所述活塞钉的顶端与连接杆焊接，所述连接杆与止水塞顶端焊接，所述活塞钉的末端与取样舱顶端焊接。

进一步地，所述的取样舱为长方体柱体结构。

进一步地，所述的弹性轨道由弹性垫和凹槽轨道组成，所述的弹性垫与凹槽轨道通过活塞钉外露端焊接，所述的凹槽轨道由梯形柱体和长方体焊接而成，所述的弹性轨道的两凹槽轨道之间的距离由起始端到结束端沿程逐渐减小。

进一步地，所述系列环刀取样器由环刀放置在环刀槽内组成，环刀口的边缘做螺纹处理。

进一步地，所述的链式舱门由凹形舱门板与凸起舱门板通过预留侧槽连接而成，所述的链式舱门的表面铺设有防水橡胶垫层。

进一步地，所述旋转撑杆由直角扭矩弹簧和直角三棱柱组成，所述直角三棱柱与直角扭矩弹簧在直角三棱柱的直角顶点处铰接，所述直角扭矩弹簧的一端与链式舱门连接，另一端与直角三棱柱的短直角边连接。

进一步地，所述的止动手柄的凹侧与卷线桶的外表面做粗糙处理。

进一步地，还包括螺纹套筒、外延舱室固定筒和外延杆，所述的舱室固定筒通过螺纹套筒与外延舱室固定筒连接，所述的旋转开关轴通过螺纹套筒与外延杆连接。

进一步地，所述的外置轨道滑槽与系列环刀取样器的滑轮连接。

进一步地，所述的旋转插销、螺纹套筒、舱室固定筒、把手、止动辅助环、止动手柄、线桶旋转固定轴、预留线桶旋转固定轴槽、止动手柄固定端、卷线桶、旋转开关轴定位片、旋转开关轴、隔板、弹簧、连接杆、桶状阶梯阀、活塞钉、滚轮、绳索固定杆、边壁隔离体、隔离体、卡杆、外置轨道滑槽、内置轨道槽、插销孔、环刀托板、卡槽杆、轴承、舱门室、链式舱门、取样舱、弹性轨道、穿线孔、系线环、钢绳索、卡槽、系列环刀取样器、排水孔、开关转槽和旋转撑杆均为不锈钢材质；止水塞上端为不锈钢材质，止水塞下端为橡胶材质，所述的止水塞上端和止水塞下端胶结。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：本发明为水下原状淤泥取样器，其取样的整个过程舱门的开闭均在水下完成，同时该发明采用了排水控制系统、链式舱门、舱门室的有效结合，能够很好的保证试样的原状性。此外，本发明结合弹性垫轨道、滑轮等能够做到操作便捷、省力，其制作、使用、后期的维护简单、造价低，动力设备既可以手动也可以连接电动机设备，使得操作更加简便，技术极易推广。通过采用本发明的取样器，可很好的弥补其他普通取样器问题，在复杂的水下环境中可以通过排水控制系统、外延辅助配件、开关转槽、边壁开关制系统、取样器的弹性轨道、取样器的旋转撑杆的相关配合来保证所取的试样保持原状，同时可以结合配套的系列环刀取样器，进行后续的相关实验操作，进而减少不必要的工序，降低成本。其具有采样简便、对原状干扰小、易于维修保养、造价低等特点，适用于河湖水下淤泥的采样。在复杂的水下环境中取样时，能够做到舱门板的开闭均在水下进行，减少了取样过程及周围水环境对淤泥原状的干扰，而且该发明能够做到取指定深度的淤泥。本发明较其他复杂的机械设备结构简单、造价低、便于操作，技术易于推广且能保证取样的原状，适合于做学术研究的取样。

附图说明

图1为本发明便携式原状淤泥取样器示意图。

图2为本发明便携式原状淤泥取样器弹性垫及局部示意图。

图3为本发明便携式原状淤泥取样器弹性轨道及局部示意图。

图4为本发明便携式原状淤泥取样链式舱门组装图及局部示意图。

图5为本发明便携式原状淤泥取样器旋转撑杆及局部示意图。

图6为本发明便携式原状淤泥取样器链式舱门及局部示意图。

图7为本发明便携式原状淤泥取样器系列环刀取样器布置三视图及局部示意图。

图8为本发明便携式原状淤泥取样器止动控制系统及局部示意图。

图9为本发明便携式原状淤泥取样器开关转槽及局部示意图。

图10为本发明便携式原状淤泥取样器边壁开关控制系统及局部示意图。

图11为本发明便携式原状淤泥取样器外延辅助配件示意图。

图12为本发明便携式原状淤泥取样器排水控制系统及局部示意图。

图13为本发明便携式原状淤泥取样器取样时下潜至试样区取样示意图。

图14为本发明便携式原状淤泥取样器取样结束示意图。

图15为本发明便携式原状淤泥取样器倒出试样示意图。

图中：1、旋转插销，2、螺纹套筒，3、舱室固定筒，4、把手，5、止动辅助环，6、止动手柄，7、线桶旋转固定轴，8、预留线桶旋转固定轴槽，9、止动手柄固定端，10、卷线桶，11、旋转开关轴定位片，12、旋转开关轴，13、隔板，14、弹簧，15、连接杆，16、桶状阶梯阀，17、止水塞，18、活塞钉，19、滚轮，20、绳索固定杆，21、直角三棱柱，22、边壁隔离体，23、隔离体，24、卡杆，25、防水橡胶垫层，26、外置轨道滑槽，27、内置轨道槽，28、插销孔，29、滑轮，30、环刀槽，31、滑板槽，32、环刀托板，33、直角扭矩弹簧，34、凹形仓门板，35、凸起仓门板，36、卡槽杆，37、轴承，38、舱门室，39、链式舱门，40、取样舱，41、弹性轨道，42、弹性垫，43、活塞钉，44、弹性桶，45、凹槽轨道，46、穿线孔，47、系线环，48、钢绳索，49、卡槽，50、系列环刀取样器，51、外延舱室固定筒，52、螺纹套筒，53、外延杆，54、排水孔，55、开关转槽，56、旋转撑杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种便携式原状淤泥取样器，包括旋转插销1、螺纹套筒2、舱室固定筒3、把手4、止动辅助环5、止动手柄6、线桶旋转固定轴7、预留线桶旋转固定轴槽8、止动手柄固定端9、卷线桶10、旋转开关轴定位片11、旋转开关轴12、隔板13、弹簧14、连接杆15、桶状阶梯阀16、止水塞17、活塞钉18、滚轮19、绳索固定杆20、直角三棱柱21、边壁隔离体22、隔离体23、卡杆24、防水橡胶垫层25、外置轨道滑槽26、内置轨道槽27、插销孔28、滑轮29、环刀槽30、滑板槽31、环刀托板32、直角扭矩弹簧33、凹形仓门板34、凸起仓门板35、卡槽杆36、轴承37、舱门室38、链式舱门39、取样舱40、弹性轨道41、弹性垫42、活塞钉43、弹性桶44、凹槽轨道45、穿线孔46、系线环47、钢绳索48、卡槽49、系列环刀取样器50、外延舱室固定筒51、螺纹套筒52、外延杆53、排水孔54、开关转槽55和旋转撑杆56；所述取样舱40为有一定壁厚的长方体柱体结构，为了尽可能地减少取样过程本身对原状的干扰，所述取样舱40对面两侧设置舱门室38，所述舱门室38与取样舱40焊接为一体；所述舱门室38的前后两侧沿程设置弹性轨道41，所述弹性轨道41的具体布置如图2、3所示，所述弹性轨道41由弹性垫42和凹槽轨道45组成，且弹性垫42与凹槽轨道45通过活塞钉43外露端焊接，所述凹槽轨道45由梯形柱体和长方体焊接而成；所述弹性轨道41的两凹槽轨道45之间的距离由起始端到结束端沿程逐渐减小，保证取样结束时，所述链式舱门39在关闭时试样不外流，外部无关物质不流入；所述舱门室38的左侧上端设置穿线孔46，所述链式舱门39的两端分别为链式舱门左端390和链式舱门右端391；所述链式舱门左端390设有系线环47，所述链式舱门左端390由钢绳索48通过系线环47与左侧卷线桶10连接，所述链式舱门右端391由钢绳索48通过连接杆15和绳索固定杆20与卷线桶10连接；如图4所示，所述链式舱门39由凹形舱门板34与凸起舱门板35通过预留侧槽连接，凹凸互补的连接方式使得链式舱门39工作时开关自如，为了保证取样舱40内的试样既不外流也不被舱室外的物质污染，在链式舱门39的表面铺设一定厚度的防水橡胶垫层25，且自始至终止水垫做沿程加厚处理；如图5所示，所述旋转撑杆56是由直角扭矩弹簧33和直角三棱柱21组成，在直角三棱柱21的直角顶点将直角三棱柱21与直角扭矩弹簧33铰接，所述直角扭矩弹簧33的一端与链式舱门39连接，另一端与直角三棱柱21的短直角边连接；然后将连接铰与链式舱门39上的凹形舱门板34或凸起舱门板35焊接，如图6所示，保证直角扭矩弹簧33能够自由转动且牢固；如图7所示，所述系列环刀取样器50是将不同规格的环刀放置在环刀槽30内，为了使环刀能顺利取出，环刀口的边缘做螺纹处理；如图8所示，所述把手4上设置有线桶旋转固定轴7，所述线桶旋转固定轴7能够在预留线桶旋转固定轴槽8内做上下运动，便于止动手柄6上提时将卷线桶10固定，所述止动手柄6与把手4在手柄固定端9处铰接，所述止动手柄6的凹侧与卷线桶10的外表面做粗糙处理，便于止动手柄6上提时将卷线桶10固定；所述止动辅助环5与把手4铰接，所述止动手柄6上提固定卷线桶10时，所述止动辅助环5用于辅助固定止动手柄6；线桶旋转固定轴7上预留有插销孔28，插入旋转插销1并转动，进而带动卷线桶10将钢绳索48卷起，进而将链式舱门39提起，取样舱40的舱门关闭，取样结束；将取样器取出后，将取样器沿外置轨道滑槽26与系列环刀取样器50的滑轮29连接；按压并旋转插销孔28进而带动隔离体23边向前移动，边旋转，使得隔离体23到达边壁隔离体22前方，此时，所述槽杆36由卡槽49深口端转至卡槽49浅口端，如图9和图10所示，此时旋转线桶旋转固定轴7上预留的插销孔28，进而带动卷线桶10将钢绳索48卷起，进而将链式舱门左端390提起。所述取样舱40被打开，将取样器沿着外置轨道滑槽26缓慢滑动，同时链式舱门右端391将各个环刀面刮平，此次采样结束。如图11所示，为了延长取样器的工作深度，所述舱室固定筒3外边缘做螺纹处理，通过螺纹套筒52与外延舱室固定筒51连接，同样旋转开关轴12外边缘做螺纹处理，通过螺纹套筒52与外延杆53连接，以延长取样器的工作深度。为了使得取样过程更加方便操作，卷线桶10处可以放置小型电动机，以缩短取样结束时链式舱门39的关闭时间，以降低取样过程对试样原状的干扰；同时取样器入舱口的四周做斜切角处理。

所述旋转插销1、螺纹套筒2、舱室固定筒3、把手4、止动辅助环5、止动手柄6、线桶旋转固定轴7、预留线桶旋转固定轴槽8、止动手柄固定端9、卷线桶10、旋转开关轴定位片11、旋转开关轴12、隔板13、弹簧14、连接杆15、桶状阶梯阀16、活塞钉18、滚轮19、绳索固定杆20、直角三棱柱21、边壁隔离体22、隔离体23、卡杆24、外置轨道滑槽26、内置轨道槽27、插销孔28、滑轮29、环刀槽30、滑板槽31、环刀托板32、直角扭矩弹簧33、凹形仓门板34、凸起仓门板35、阶梯卡槽杆36、轴承37、舱门室38、链式舱门39、取样舱40、弹性轨道41、弹性垫42、活塞钉43、弹性桶44、凹槽轨道45、系线环47、钢绳索48、卡槽49、系列环刀取样器50、外延舱室固定筒51、螺纹套筒52、外延杆53、开关转槽55均为不锈钢材质，止水塞17下端、防水橡胶垫层25为橡胶材质。

由于取样的过程是在水下完成取样，取样的整个过程中，要做到舱室内水的及时排出，止水塞17的工作均在水下或水下的指定深度完成。整套排水控制系统连接方式如图12所示，由旋转插销1插入插销孔28中，所述舱室固定筒3外边缘做螺纹处理与螺纹套筒2通过螺纹连接；所述旋转开关轴12底端距离舱室顶端的一段距离焊接有隔板13，所述旋转开关轴12底端焊接有螺母坐垫，所述螺母坐垫的孔径较活塞钉18顶端隔板13的孔径偏小；所述舱室固定筒3下端做切割处理成桶状阶梯阀16；所述活塞钉18的顶端与连接杆15焊接，所述连接杆15与止水塞17顶端焊接，所述活塞钉18的末端与取样舱40顶端焊接，整个排水控制开关装置连接完毕。当取样器下潜取样时或到达指定的深度时，手持把手4、下按并旋转旋转插销1进而带动止动旋转开关轴12转动，进而连接杆15与止水塞17下降并转动，所述连接杆15由近端卡槽旋转至远端卡槽，所述止水塞17从排水孔54中旋出，试样进入取样器，水体从排水孔54中排出；当取样器下潜到指定深度后，进行取样；当取样结束时，下按并反向旋转旋转插销1，所述止水塞17旋入排水孔54，取出取样器即可。

取样器取样时下潜至试样区取样示意图如图13所示。此时，所述链式舱门39全部在左舱门室38中，所述直角三棱柱21与左舱门室38的外边壁垂直。取样结束时，如图14所示，转动线桶旋转固定轴7，进而带动卷线桶10转动，所述链式舱门39由左舱门室经过取样器的取样口进入右舱门室38，所述卷线桶10继续转动，所述直角三棱柱21与隔离体23相互作用，所述直角三棱柱21转动，当越过隔离体23时，在直角扭矩弹簧33的回旋作用下，所述直角三棱柱21搭在隔离体23上，所述链式舱门39处于预计拉紧状态，上提止动手柄6，卷线桶10停止转动，用止动辅助环5将止动手柄6固定。取样结束，将取样器取出即可。

如图15所示，取样器取样结束后，将取样器滑入系列环刀取样器50，所述取样舱40被打开，转动左侧线桶旋转固定轴7，进而带动左侧卷线桶10转动，所述链式舱门39由右舱门室经过取样器的取样口进入左舱门室38，所述卷线桶10继续转动，所述直角三棱柱21与左侧舱门室38的外边壁相互作用，所述链式舱门39停止上移，上提左侧止动手柄6卷，左侧线桶10停止转动，用左侧止动辅助环5将左侧止动手柄6固定。将取样器缓慢滑动，试样被放入系列环刀取样器50。整个取样、倒出试样过程结束。

其中，以上所述仅为本发明的一种实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。