一种淤泥柱状采样器的制作方法

本申请涉及水污染治理技术领域，特别涉及一种淤泥柱状采样器。

背景技术：

近年来随着城镇化的发展，水污染越来越严重，在水污染治理过程中需要对淤泥进行取样，根据淤泥样本对淤泥性状、污染物含量进行分析以便确定合理具体的治理措施。

目前，现有技术公开了一种深水底泥采样装置，该装置只能对上表层的淤泥进行取样，并且会破坏淤泥的分层结构，不能对淤泥进行分层取样。此外，其他的已公开的采样装置，大都采用单向开的挡板防止淤泥不向外滑落，但是仍然存在扰动淤泥和淤泥样本渗漏的问题。

有鉴于此，设计一种既能够对淤泥进行分层采样又能够防止淤泥样本渗漏的采样器具有重要的实用价值。

技术实现要素：

针对上述问题，本申请实施例公开了一种淤泥柱状采样器，包括：储样管、切削管以及连接在所述储样管和所述切削管之间控制所述储样管和所述切削管之间通断的气密连接件；

所述气密连接件包括：

可周向伸缩的内封闭管，所述内封闭管连接于所述储样管和所述切削管之间；

外封闭管，所述外封闭管固定在所述内封闭管的外侧，且所述外封闭管外接有通气管。

在本申请一个示意性的实施方案中，所述内封闭管的一端与所述储样管固定连接，所述内封闭管的另一端与所述切削管固定连接，淤泥经由所述切削管和所述内封闭管进入所述储样管；

所述外封闭管的一端与所述储样管固定连接，所述外封闭管的另一端与所述切削管固定连接，所述内封闭管的外壁与所述外封闭管的内壁包围形成一腔体，所述腔体与所述通气管相连通；

在通过所述通气管输入气体至所述腔体内的气压大于第一阈值的情况下，所述内封闭管收缩，以隔断所述储样管与所述切削管，所述储样管内的淤泥与所述切削管内的淤泥相隔断；

在通过所述通气管输出气体至所述腔体内的气压小于第二阈值的情况下，所述内封闭管恢复至初始状态，所述储样管中的淤泥经由所述切削管流出。

在本申请一个示意性的实施方案中，所述采样器包括：连接杆；

所述储样管与所述切削管通过所述连接杆固定连接。

在本申请一个示意性的实施方案中，所述切削管的外径沿远离所述储样管的方向递减，所述切削管远离所述储样管的一端设置有侧切口。

在本申请一个示意性的实施方案中，所述连接杆的横截面的形状为扇环形，且所述连接杆和所述储样管同轴设置。

在本申请一个示意性的实施方案中，所述储样管、所述连接杆和所述切削管为一体加工成型。

在本申请一个示意性的实施方案中，所述内封闭管的一端与所述储样管套接固定；所述内封闭管的另一端与所述切削管套接固定。

在本申请一个示意性的实施方案中，所述外封闭管包括：彼此贴合密封的第一卡块和第二卡块；

所述第一卡块与所述储样管和所述切削管通过螺栓固定；

所述第二卡块与所述储样管和所述切削管通过螺栓固定；

所述第一卡块与所述第二卡块固定连接，且所述第一卡块的内壁、所述第二卡块的内壁与所述内封闭管的外壁共同包围形成所述腔体。

本申请实施例提供的淤泥柱状采样器，不仅可实现对淤泥的采样，还可以通过通气管输入的气体的压力控制内封闭管的周向伸缩，从而控制所述储样管与所述切削管之间的导通与隔断，防止取样过程中淤泥样本发生渗漏。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的一种淤泥柱状采样器的整体结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的一种淤泥柱状采样器的整体结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的一种淤泥柱状采样器的整体结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的一种淤泥柱状采样器切削管的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的一种淤泥柱状采样器切削管的侧视图；

图6为本申请一实施例提供的一种淤泥柱状采样器外封闭管的结构示意图；

图7为本申请一实施例提供的一种淤泥柱状采样器第一卡块的剖面图；

图8为本申请一实施例提供的一种淤泥柱状采样器的使用方法流程图。

附图标记

1——储样管，2——连接杆；

3——切削管，4——内封闭管；

5——外封闭管，6——通气管；

7——抗压进气管，8——阀门；

9——侧切口，10——槽口。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式进行描述。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相对部分之间的位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

本申请实施例公开了一种淤泥柱状采样器，包括：储样管1、切削管3以及连接在所述储样管1和所述切削管3之间控制所述储样管1和所述切削管3之间通断的气密连接件。

本实施例中，切削管3的作用为在使用时插入淤泥中，以使淤泥进入储样管1；储样管1的作用是存储进入管内的淤泥，实现采样。

优选地，储样管1、气密连接件和切削管3沿储样管1的轴向布置，以使采样时淤泥可以更容易地进入储样管1。

可选地，参见图1，气密连接件包括：

可周向伸缩的内封闭管4，所述内封闭管4连接于所述储样管1和所述切削管3之间；

外封闭管5，所述外封闭管5固定在所述内封闭管4的外侧，且所述外封闭管5外接有通气管6。

本实施例中，内封闭管4和外封闭管5均为弹性管，例如橡胶材质制成的弹性管，以实现周向的伸缩。

具体地，所述内封闭管4的一端与所述储样管1固定连接，所述内封闭管4的另一端与所述切削管3固定连接，淤泥经由所述切削管3和所述内封闭管4进入所述储样管1；

所述外封闭管5的一端与所述储样管1固定连接，所述外封闭管5的另一端与所述切削管3固定连接，所述内封闭管4的外壁与所述外封闭管5的内壁包围形成一腔体；

所述外封闭管5设置有通气管6，所述腔体与所述通气管6相连通；

在通过所述通气管6输入气体至所述腔体内的气压大于第一阈值的情况下，所述内封闭管4收缩，以隔断所述储样管1与所述切削管3，所述储样管1内的淤泥与所述切削管3内的淤泥相隔断；

在通过所述通气管6输出气体至所述腔体内的气压小于第二阈值的情况下，所述内封闭管4恢复至初始状态，所述储样管1中的淤泥经由所述切削管3流出。

本申请实施例提供了一种淤泥柱状采样器，不仅可实现对淤泥的采样，还可以通过通气管输入的气体的压力控制内封闭管的周向伸缩，从而控制所述储样管与所述切削管之间的导通与隔断，防止取样过程中淤泥样本发生渗漏。

可选地，为了支撑储样管1与切削管3的连接，所述采样器还包括：连接杆2，储样管1与切削管3通过连接杆2固定连接。

可选地，所述储样管1、所述连接杆2和所述切削管3为一体加工成型，从而加工方便。

可选地，所述连接杆2的横截面的形状为扇环形，且所述连接杆2和所述储样管1同轴设置。

例如，所述连接杆2的横截面的形状可以为1/4扇环形。例如，所述采样器可以由一根长度为1m的DN20无缝钢管加工而成，从上至下依次为所述储样管1、连接杆2和切削管3，所述钢管的管壁上粘贴由塑料皮尺，用以记录取样深度，将钢管的一端作为起点，向上至2cm为切削管3的长度，加工成如图4所示的形状，在所述切削管3的上端沿横向刨去钢管的3/4管壁，剩余钢管的1/4管壁为连接杆2，所述连接杆2的长度可以在4-6cm左右，所述连接杆2的上端作为储样管1，所述储样管1的长度可以根据实际需要进行选择，在此不做限定。

本申请实施例提供的采样器，所述连接杆2加工为扇环形，在所述内封闭管4收缩时，所述内封闭管4与所述连接杆2相贴合以隔断所述储样管1和所述切削管3内的淤泥，防止淤泥样本的渗漏。

可选地，所述切削管3的外径沿远离所述储样管1的方向递减，所述切削管3远离所述储样管1的一端设置有侧切口9。侧切口9还开设有槽口10。

其中，槽口10的数量可以根据实际需求设置，例如设置为两个槽口。

如图4和图5所示，所述切削管3的在纵向上的横截面可以为梯形，所述切削管3靠近所述储样管1的一端的外径大于另一端的外径，能够减少采样时采样器插入到采样地的淤泥中受到的阻力，提高淤泥采样的效率。所述侧切口9为在所述切削管3远离所述储样管1的一端设置的与水平方向倾斜的切口。所述侧切口9的倾斜角度根据实际需要进行加工。侧切口9的设置，可以减少采样时采样器插入到采样地的淤泥中受到的阻力，同时也可以避免采样完毕后由于负压导致管内淤泥无法流出。

可选地，内封闭管4的一端与储样管1套接固定，内封闭管4的另一端与切削管3套接固定。

在本实施例中，所述内封闭管4可以为弹性乳胶管，所述弹性乳胶管的长度可以大于所述连接杆2的长度，所述弹性乳胶管套接固定于所述连接杆2的外侧，例如，所述弹性乳胶管的开口侧壁的边缘可以直接粘接固定。本申请实施例提供的采样器，将所述内封闭管4的两端分别固定于所述切削管3和所述储样管1的外侧，能够保证在输入气体时，所述内封闭管4与所述储样管1和所述切削管3之间不会发生漏气，保证在腔体内的压力达到第一阈值时能够保持恒定，完成取样。

另外，内封闭管4与储样管1和切削管3连接的部位可以采用凸起或凹槽配合连接的方式，即储样管1和切削管3分别设置有凸起或凹槽，与内封闭管4设置的凹槽或凸起配合连接，以增强气密性和连接强度，同时方便拆卸。

可选地，所述外封闭管5的一端与所述储样管1通过套接方式连接并使用螺栓固定，且通过橡胶垫圈密封；

所述外封闭管5的另一端与所述切削管3通过套接方式固定并使用螺栓固定，且通过橡胶垫圈密封。

在本申请实施例中，所述内封闭管4、外封闭管5与所述储样管1、所述切削管3使用套接的方式固定连接，简化了安装程序，同时提高了采样器的密封性。

在本申请实施例中，所述外封闭管5的材料可以选择铁，所述外封闭管5的长度可以略大于所述内封闭管4的长度，保证所述外封闭管5的内壁与所述内封闭管4的外壁包围形成一腔体，所述外封闭管5与所述储样管1和所述切削管3之间使用螺栓固定并使用橡胶垫圈密封，防止在向所述腔体内输入气体的过程中发生漏气，提高密封效果。

可选地，所述外封闭管5包括：彼此贴合密封的第一卡块和第二卡块；

所述第一卡块与所述储样管1和所述切削管3通过螺栓固定；

所述第二卡块与所述储样管1和所述切削管3通过螺栓固定；

所述第一卡块与所述第二卡块固定连接，且所述第一卡块的内壁、所述第二卡块的内壁与所述内封闭管4的外壁共同包围形成所述腔体。

所述外封闭管5的结构示意图如图6所示，所述外封闭管5可以由互相对称设置的第一卡块与第二卡块组成，所述第一卡块、第二卡块的上端的内壁与所述采样器的储样管1相适配，所述第一卡块、第二卡块的下端的内壁与所述采样器的切削管3相适配，所述通气管6可以设置于任一卡块上。所述第一卡块与所述第二卡块使用螺栓固定，在固定连接处使用橡胶垫圈密封，保证采样器的密封性。

如下以所述第一卡块为例，所述通气管6设置于所述第一卡块上，所述第一卡块的剖面图如图7所示，第一卡块的两端可以加工为半圆形，并与所述储样管1和所述切削管3相适配，所述第一卡块的中间可以加工为弧形，使其内壁与内封闭管4的外壁包围形成一腔体，气压装置输出的气体通过所述通气管6进入到所述腔体内。

本申请实施例提供的采样器，所述外封闭管5与第一卡块和第二卡块固定连接组成，便于安装，操作简捷。

本申请实施例提供了一种淤泥柱状采样器，一方面能够通过控制储样管1的长度进而控制取样深度，实现分层采样，另一方面通过控制腔体内气压的大小，控制内封闭管4的收缩与复位，进而控制所述储样管1与所述切削管3之间的导通与隔断，防止取样过程中淤泥样本发生渗漏。

参见图2，本申请实施例提供的采样器还包括：抗压进气管7；

所述通气管6通过所述抗压进气管7与气压装置连接，以使所述气压装置通过所述通气管6向所述腔体内输入气体。

所述抗压进气管7的长度可以根据实际情况进行选择，在此不做限定，例如，所述抗压进气管7的长度略大于所述储样管1、连接杆2长度之和的1.5倍。所述抗压进气管7的直径与所述通气管6相适配，保证在加压过程中不会出现气体泄漏的情况。

本申请实施例提供的采样器，气压装置通过所述抗压进气管7向所述腔体内输入气体，可以根据需要控制腔体内压力的大小，保证所述内封闭管4能够隔断所述储样管1与所述切削管3。

参见图3，本申请实施例提供的采样器的所述抗压进气管7设置有阀门8，在隔断所述储样管1与所述切削管3的情况下，关闭所述阀门8，以控制所述腔体内的压力恒定。

在本实施例中，当腔体内的压力达到第一阈值，所述内封闭管4收缩，所述储样管1与所述切削管3隔断的情况下，通过所述阀门8控制所述腔体内的压力恒定，在上提采样器时，能够保证所述储样管1内的淤泥样本不会发生渗漏，保证采样的稳定性。

图8为一种淤泥柱状采样器的使用方法流程图，用于上述采样器，包括：步骤a1至a4。

a1、将所述采样器插入取样地的淤泥中，使淤泥经由所述切削管3和所述内封闭管4进入所述储样管1；

a2、通过所述通气管6向所述腔体内输入气体，在所述腔体内的气压大于第一阈值的情况下，所述内封闭管4收缩，以隔断所述储样管1与所述切削管3，所述储样管1内的淤泥与所述切削管3内的淤泥相隔断；

a3、上提所述采样器，使所述采样器与所述取样地相分离；

a4、通过所述通气管6输出气体，在所述腔体内的气压小于第二阈值的情况下，所述内封闭管4恢复至初始状态，所述储样管1中的淤泥经由所述切削管3流出。

根据如上所述步骤a1至a4，在本申请一实施例中，所述使用方法具体操作过程如下：

选取采样地点，并将所述腔体内的气体放空，使所述内封闭管4处于初始状态，将所述采样器竖直插入到所述采样地点并调整采样器直至到达预定的采样深度，将所述采样器固定后通过所述通气管6向所述腔体内输入气体，当所述腔体内的压力足以克服采样管中淤泥和上覆水的重量时，所述内封闭管4收缩，在通过所述通气管6输入气体至所述腔体内的气压大于第一阈值的情况下，所述内封闭管4收缩隔断所述储样管1与所述切削管3，将所述储样管1内的淤泥与所述切削管3内的淤泥相隔断，上提所述采样器，使所述采样器与所述取样地相分离。放样时，保持所述采样器竖直，通过所述通气管6输出气体，在所述腔体内的气压小于第二阈值的情况下，所述内封闭管4恢复至初始状态，所述储样管1中的淤泥经由所述切削管3流出，完成采样。

本申请实施例提供的采样方法，用于上述采样器，操作过程简单，步骤少，提高了取样效率和准确性。

在本申请另一实施例中，选取取样地的水深30cm，水体以下淤泥深度为0-20cm，使用采样器将0-10cm深度的淤泥和11-20cm深度的淤泥分离，其中，所述采样器的外壁上设置有刻度尺用于确定采样器的采样深度，具体操作过程如下：通过所述通气管6放空所述腔体内的气体，使所述内封闭管4处于初始状态，将所述采样器竖直插入到采样地的淤泥中至水面到50cm刻度线，通过所述通气管6向所述腔体内输入气体至所述腔体内的气压大于第一阈值，所述储样管1与所述切削管3相隔断，所述储样管1内的淤泥与所述切削管3内的淤泥相隔断。保证所述腔体内的气压不变，上提所述采样器，使所述采样器与所述取样地相分离，所述采样器的切削管3对准采样瓶，在通过所述通气管6输出气体至所述腔体内的气压小于第二阈值的情况下，所述内封闭管4恢复至初始状态，所述储样管1中的淤泥经由所述切削管3流出，完成采样。

本申请实施例提供的一种淤泥柱状采样器的使用方法，一方面能够通过控制插入取样地中储样管1的长度进而控制取样深度，实现分层采样，另一方面通过调整腔体内的气压，控制所述内封闭管4的收缩与复位，进而控制所述储样管1与所述切削管3的导通与隔断，提高淤泥采样的稳定性，方法简单可靠，适用范围广。

上面结合附图对本申请优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请构思的前提下做出各种变化。