专利名称：一种浅水淤泥分层取样装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种浅水淤泥分层取样装置，尤其适用于水深小于70cm淤泥生境的底栖动物分层取样。
背景技术：
静止或流速缓慢的自然水体底部沉积有细颗粒沙泥和有机质，为底栖动物营造了淤泥生境，水体遭受污染以后淤泥生境也被污染。由于不同的底栖动物对污染的耐受能力不同，所以生活在不同污染程度淤泥层中的底栖动物种群和数量也有所不同。分层采集自然水体底部包含有底栖动物的淤泥样品，确定底栖动物种群特征，对于评价当地的水环境以和水质的污染程度、污染进程都具有重要意义，是生物学水质评价的方法之一，这一方法刚刚兴起并越来越受到社会的关注。常用的淤泥采样装置主要有彼得逊采泥器和柱状采泥器。彼得逊采泥器的采样过程对底泥扰动大，只能采取底泥表层20cm左右的混合态样品，无法分层采取底栖动物样品。现有的柱状采泥器包括重力采样器、重力活塞采样器和振动活塞采样器等，这些取样器或者是体型大而笨重不便使用，或者是取样管内径较小不能满足底栖动物的取样要求。
发明内容为解决上述问题，本实用新型提供了一种浅水淤泥分层取样装置。一种浅水淤泥分层取样装置，其特征在于包括钻样器和推样器；所述钻样器包括取样管、取样管顶盘、取样管盖盘、排气装置和T型转动杆；所述取样管是横断面为圆形的直管，下端管壁具有钻齿，上端管口安装所述取样管顶盘，所述取样管顶盘的盘面与所述取样管的管壁垂直，外直径大于所述取样管外径，中心具有圆形贯通孔，边缘具有多个连接孔，所述贯通孔的孔径与所述取样管外径一致，所述取样管顶端插在所述贯通孔内并与所述取样管顶盘的顶面在一个平面上，所述取样管顶盘与所述取样管之间为无缝固定连接；所述T型转动杆包括横杆和纵杆，所述纵杆上端与所述横杆的中部垂直固定连接，下端与所述取样管盖盘的中心位置垂直固定连接；所述取样管盖盘边缘具有与所述取样管顶盘一一对应的连接孔，盘面之上安装有所述排气装置；所述取样管顶盘与所述取样管盖盘之间通过连接孔和连接件可拆装无缝连接；所述推样器包括推样杆和推样板，所述推样杆与所述推样板中心位置垂直固定连接，所述推样板为圆形，直径小于或等于所述取样管内径。所述排气装置包括排气管和排气管顶部的密封阀，所述排气管贯穿所述取样管盖盘与所述取样管连通，底部与所述取样管盖盘之间为无缝固定连接。所述排气装置可优选为为沉球式密封阀排气管，包括排气管和沉球，还包括排气管罩；所述排气管垂直所述取样管盖盘的盘面，顶部管壁内侧具有与所述沉球球面形状对应的斜面；所述沉球为比重较大的固体球，例如金属球、玻璃球或橡胶球，直径大于所述排气管内径小于所述排气管罩的 横断面内经，放置在所述排气管顶部；所述排气管罩横断面的内壁与所述排气管外壁之间的距离小于所述沉球直径，所述排气管罩的高度大于所述排气管的高度与所述沉球直径之和的长度，所述排气管罩的顶壁和/或外壁具有排气孔，所述排气孔的宽度小于所述沉球的直径。所述排气装置可优选为盖阀式排气管，包括排气管和盖阀，所述盖阀采用具有弹性的软质材料制作，包括盖身和盖帽，所述盖身横断面与所述排气管的内断面形状一致，直径等于或大于所述排气管内径，所述盖帽外径等于或大于排气管外径。所述纵杆可分为上、下两段即上纵杆和下纵杆，所述上纵杆顶部与所述横杆的中部垂直固定连接，底部与上连接盘中心垂直固定连接；所述下纵杆顶部与下连接盘中心垂直固定连接，底部与所述取样管盖盘中心位置垂直固定连接；所述上连接盘与所述下连接盘之间为可拆装固定连接；所述上纵杆与所述下纵杆通过上、下连接盘连接以后杆身在同一条直线上。所述上纵杆长度为10 — 30cm,所述下纵杆长度为10 — 50cm。所述取样管为金属管，长度为50 — 150cm,管外径为5 — 20cm,管壁厚1.5 — 4mm。所述横杆长度为100 — 200cm,所述纵杆长度为10 — 50cm ;所述推样杆长度大于
所述取样管长度。所述横杆、纵杆和推样杆是横断面为圆形的空心金属管和/或实心金属杆，所述金属杆的外径为I — 4cm,管壁厚为I — 3mm。本发明的技术效果本实用新型一种浅水淤泥分层取样装置，采用带有钻齿的取样管，利用人力转动向下推压T型转动杆将取 样管钻入水下淤泥层，取样管内淤泥样品的原始分层结构保持不变；取样管顶端为密封结构并具有排气管，在取样管钻入淤泥层的过程中排气管打开，管中的空气从排气管排出；取样管钻入淤泥层以后，管内被淤泥充满，提起取样管以前将排气管封闭，这时取样管内因没有空气进入而具有亚真空环境，淤泥样品在大气压力的作用下不会向下滑落并被顺利提出水面，将装有淤泥样品的取样管平放在地面，利用推样板将取样管内的淤泥样品逐步推出，测量每个取样层的埋藏深度并将推移质样品分层装入样带，顺利完成浅水淤泥的分层取样。整个取样过程不会对取样点淤泥层的沉积结构造成破坏，取样断面可满足底栖动物的取样要求。本实用新型取样装置的重量较轻且结构简单，依靠人力既可完成取样工作，具有很好的实用性。利用T型转动杆横杆的力矩可大大提高人力的作用力，依靠人力就完成取样工作。取样管底端的钻齿对淤泥层具有很好切割作用且对取样管内的淤泥样品扰动较小，在取样管向下钻进的过程中，管内淤泥样品的沉积层序保持着原有状态，底栖动物所在的层位不变。取样管与取样管顶盘之间、取样管顶盘与取样管盖盘之间以及取样管盖盘与排气管之间均为无缝连接，只要将排气管封闭，取样管顶部就为密封结构。在取样管钻入淤泥层的过程中，取样管内空气从打开的排气管排出，提起取样管时将排气管封闭，管内因不会有空气进入而具有亚真空环境，管内的淤泥样品在大气压力的作用下不会从取样管下口滑出，从而实现将淤泥样品从水下取出的技术效果。取样管顶盘与取样管盖盘之间为可拆装连接，很容易将取样管盖盘打开。手握推样杆将推样板从取样管上口推入，管内的淤泥样品从取样管下口推出，测量每个取样层至淤泥层顶面的距离确定其埋藏深度，并将推移质样品分层装入样带，实现定量采取不同深度淤泥层底栖动物样品的技术效果。本实用新型进一步的方案介绍了一种沉球式密封阀排气管的结构，包括排气管和沉球，还包括排气管罩。所述沉球为比重较大的金属球、玻璃球或橡胶球，可依靠自身的重力将排气管口封闭，在取样管钻入淤泥层的过程中，管内空气在人力的推压下向上托起沉球并从沉球与排气管之间的缝隙中排出，随后又自然落回到排气管顶部将管口密封起来。在提起取样管的过程中，所述沉球与所述排气管顶端始终保持密闭接触，取样管外的空气无法进入到管内，从而为取样管营造了亚真空环境，淤泥样品不会从取样管下口滑出。所述排气管罩将所述沉球的活动范围限制在所述排气管顶端之上，有利于沉球依靠自身重量随时将排气管口进行封闭。所述排气管罩具有排气孔，可以保证取样管内的气体顺畅排出。本实用新型进一步的方案介绍了一种盖阀式排气管的结构，包括排气管和盖阀，所述盖阀为具有弹性的软质材料，例如橡胶制品，将盖身塞入排气管可将排气管密封起来，盖帽直径等于或大于所述排气管外径，可避免盖阀全部进入排气管而难以将排气管打开的现象发生。本实用新型进一步的方案介绍了一种将纵杆分为上、下两段的T型转动杆，可减少占用空间，有利于携带和运输。上纵杆和下纵杆之间利用连接盘之间的可拆装固定连接方式既方便拆装又可满足钻取样品的要求。本实用新型进一步的方案优选地提供了所述取样管材料和规格，有利于使用者根据取样要求制作和 使用本实用新型的取样装置。本实用新型进一步的方案优选地提供了所述横杆、纵杆和推样杆材料和规格，使用者可根据取样的水深条件、底质条件选择使用并完成取样工作。
图1实施例1钻样器结构示意图；图2实施例1沉球式密封阀排气管结构示意图；图3实施例2盖阀式排气管结构示意图；图4推样器结构示意图；图5实施例2T型转动杆纵杆分为两段的钻样器结构示意图。附图标记如下:1_横杆；2_纵杆；3_上纵杆；4_上连接盘；5_下连接盘；6_下纵杆；7_排气管；8_取样管盖盘；9_取样管顶盘；10_取样管；11_钻齿；12_取样管上口 ；13-取样管下口 ；14_连接孔；15-排气管罩；16-沉球；17-排气管口 ；18_排气孔；19-盖身；20-盖帽；21-推样杆；22-推样板。
具体实施方式
以下结合附图对具体实施方式
进行详细说明。实施例1浅水淤泥分层取样装置实施例1采用不锈钢材料制作，包括钻样器和推样器，所述钻样器如图1所示，包括取样管10、取样管顶盘9、取样管盖盘8、排气装置和T型转动杆；所述推样器如图4所示，包括推样杆21和推样板22。所述T型转动杆为外径32mm，壁厚2mm的不锈钢直管，具有足够的强度；纵杆2下端与取样管盖盘8的中心垂直固定连接，上端与横杆I的中部垂直固定连接；纵杆2的长度为30cm,适合普通身高的人进行操作,横杆I的长度为140cm,依靠人力旋转时产生的力矩可将取样管10钻入淤泥层；所述取样管10是横断面为圆形的不锈钢直管，长度为60cm，外径为10cm，管壁厚度为2mm，可满足底栖动物取样量的技术要求并具有钻进淤泥的强度；取样管下口 13的管壁具有钻齿U，有利于将取样管10钻入淤泥层。取样管顶盘9与取样管盖盘8之间利用螺栓进行连接，可将T型转动杆的旋转力传递到取样管10并带动取样管10钻入淤泥层。因为取样管上口 12与取样管顶盘9之间、取样管盖盘8与排气管7之间均为无缝固定连接，取样管顶盘9与取样管盖盘8之间安装密封垫，也为无缝连接，所以当取样管顶盘9与取样管盖盘8连接以后，取样管10上端具有密闭结构，只保留排气管7 —个气流通道。取样管盖盘8顶面安装的排气装置如图2所示，为沉球式密封阀排气管。包括排气管7和沉球16，还包括排气管罩15 ;在取样管10钻入淤泥层时，取样管10内部逐渐被淤泥样品填充，管内顶部的空气在人的推压力作用下将沉球16托起，并从沉球16与排气管口17之间的缝隙和排气管罩15上的排气孔18排出；由于排气管7垂直于取样管盖盘8的盘面，在取样过程中排气管7与取样管10平行并垂直于水平面，取样管停止钻入淤泥层时推压力即消失，沉球16在排气管罩15的约束下，依靠自身重力回落到排气管口 17 ;由于的排气管口 17的管壁内侧具有与所述沉球16球面相对应的球形凹面,所以沉球16落放到排气管口 17时就将排气管口 17封闭起来，在将取样管10竖直提出水面的过程中，排气管口 17始终保持着密封状态，从而在取样管内营造了亚真空环境，在大气压的作用下，淤泥样品不会从取样管下口 13滑出。取样管10连同管内的淤泥样品提出水面放置平整的地面之上，利用图4所示推样器，手持推样杆21将推样板22从取样管上口 12推入，淤泥样品从取样管下口 13推出，利用卷尺测量每个取样层距离淤泥层顶面的距离，确定取样层的埋藏深度，并将淤泥样品分层装入样带，顺利完成取样 工作。实施例2本实施例为了减少钻样器的占用空间，更便于携带和运输，如图5所示，将T型转动杆的纵杆分为两段，即上纵杆3和下纵杆6，所述上纵杆3上端与所述横杆I的中部垂直固定连接，下端与上连接盘4的中心垂直固定连接；所述下纵杆6的上端与所述下连接盘5的中心位置垂直固定连接，下端与所述取样管盖盘8的中心位置垂直固定连接；所述上连接盘4与下连接盘5之间利用连接孔14和螺栓可拆装固定连接。上纵杆3和下纵杆6连接以后具有与纵杆2相同的技术效果。本实施例的取样管盖盘8顶面安装的排气装置采用如图3所示的盖阀式排气管，所述盖阀采用橡皮材料制作，包括盖身19和盖帽20。在取样管10钻入淤泥层的过程中将盖阀打开，取样管10内的空气从排气管口 17排出；在将取样管10提起以前，将盖阀的盖身19塞入排气管口 17将其封闭起来，由于有盖帽20的拦挡，盖阀不会全部进入到排气管内，所以很方便再次将盖阀打开。利用盖阀将排气管口 17进行封闭，可以取得与沉球式密封阀排气管相同的技术效果。其它结构同实施例1。
权利要求1.一种浅水淤泥分层取样装置，其特征在于包括钻样器和推样器；所述钻样器包括取样管、取样管顶盘、取样管盖盘、排气装置和T型转动杆；所述取样管是横断面为圆形的直管，下端管壁具有钻齿，上端管口安装所述取样管顶盘，所述取样管顶盘的盘面与所述取样管的管壁垂直，外直径大于所述取样管外径，中心具有圆形贯通孔，边缘具有多个连接孔，所述贯通孔的孔径与所述取样管外径一致，所述取样管顶端插在所述贯通孔内并与所述取样管顶盘的顶面在一个平面上，所述取样管顶盘与所述取样管之间为无缝固定连接；所述T型转动杆包括横杆和纵杆，所述纵杆上端与所述横杆的中部垂直固定连接，下端与所述取样管盖盘的中心位置垂直固定连接；所述取样管盖盘边缘具有与所述取样管顶盘一一对应的连接孔，盘面之上安装有所述排气装置；所述取样管顶盘与所述取样管盖盘之间通过连接孔和连接件可拆装无缝连接；所述推样器包括推样杆和推样板，所述推样杆与所述推样板中心位置垂直固定连接，所述推样板为圆形，直径小于或等于所述取样管内径。
2.根据权利要求1所述的浅水淤泥分层取样装置，其特征在于所述排气装置包括排气管和排气管顶部的密封阀，所述排气管贯穿所述取样管盖盘与所述取样管连通，底部与所述取样管盖盘之间为无缝固定连接。
3.根据权利要求2所述浅水淤泥分层取样装置，其特征在于，所述排气装置为沉球式密封阀排气管，包括排气管和沉球，还包括排气管罩；所述排气管垂直所述取样管盖盘的盘面，顶部管壁内侧具有与所述沉球球面形状对应的斜面；所述沉球为金属球、玻璃球或橡胶球，直径大于所述排气管内径小于所述排气管罩的横断面内径，放置在所述排气管顶部；所述排气管罩横断面的内壁与所述排气管外壁之间的距离小于所述沉球直径，所述排气管罩的高度大于所述排气管的高度与所述沉球直径之和的长度，所述排气管罩的顶壁和/或外壁具有排气孔，所述排气孔的宽度小于所述沉球的直径。
4.根据权利 要求2所述浅水淤泥分层取样装置，其特征在于，所述排气装置为盖阀式排气管，包括排气管和盖阀，所述盖阀采用具有弹性的软质材料制作，包括盖身和盖帽，所述盖身横断面与所述排气管的内断面形状一致，直径等于或大于所述排气管内径，所述盖帽外径等于或大于排气管外径。
5.根据权利要求1所述浅水淤泥分层取样装置，其特征在于，所述纵杆分为上、下两段即上纵杆和下纵杆，所述上纵杆顶部与所述横杆的中部垂直固定连接，底部与上连接盘中心垂直固定连接；所述下纵杆顶部与下连接盘中心垂直固定连接，底部与所述取样管盖盘中心位置垂直固定连接；所述上连接盘与所述下连接盘之间为可拆装固定连接；所述上纵杆与所述下纵杆通过上、下连接盘连接以后杆身在同一条直线上。
6.根据权利要求5所述浅水淤泥分层取样装置，其特征在于，所述上纵杆长度为10-30cm,所述下纵杆长度为10 — 50cm。
7.根据权利要求1所述浅水淤泥分层取样装置，其特征在于，所述取样管为金属管，长度为50 — 150cm,管外径为5 — 20cm,管壁厚1.5 — 4mm。
8.根据权利要求1所述浅水淤泥分层取样装置，其特征在于，所述横杆长度为100-200cm,所述纵杆长度为10 — 50cm ;所述推样杆长度大于所述取样管长度。
9.根据权利要求1所述浅水淤泥分层取样装置，其特征在于，所述横杆、纵杆和推样杆是横断面为圆形的空心金属管和/或实心金属杆，所述金属杆的外径为I 一 4cm，管壁厚为I — 3mm η
专利摘要一种浅水淤泥分层取样装置，包括钻样器和推样器，所述钻样器采用带有钻齿的取样管，所述钻样器包括取样管、取样管顶盘、取样管盖盘、排气装置和T型转动杆；所述取样管是横断面为圆形的直管，下端管壁具有钻齿，上端管口安装所述取样管顶盘，所述取样管顶盘的盘面与所述取样管的管壁垂直，外直径大于所述取样管外径，中心具有圆形贯通孔，边缘具有多个连接孔。取样过程不会对取样点淤泥层的沉积结构造成破坏，取样断面可满足底栖动物的取样要求。本实用新型取样装置的重量较轻且结构简单，依靠人力既可完成取样工作，具有很好的实用性。
文档编号G01N1/10GK203116998SQ20132011579
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月14日 优先权日2013年3月14日
发明者王兆印, 赵娜, 王旭昭, 潘保柱, 徐梦珍 申请人:清华大学