一种可获取多管沉积物样品的重力取样器的制作方法

1.本实用新型涉及取样器技术领域，具体为一种可获取多管沉积物样品的重力取样器。


背景技术：

2.水体中的颗粒物通过沉积作用沉降到海洋、湖泊、河流底部，形成沉积物。因其记录环境、气候信息，及本身具有的物理化学性质和赋存生物，沉积物是地质、环境、生物、化学及工程等研究领域的重要研究载体。用于采集沉积物样品的设备称为沉积物取样器，根据取样深度可划分为表层沉积物取样器(用于采集水底表层的沉积物样品)、柱状和钻孔沉积物取样器(用于采集水底以下一定深度的沉积物样品)等。
3.重力柱状取样器(简称“重力取样器”)是常见的柱状沉积物采样设备，它依靠自身重力将取样管砸入水底一定深度，以获取长深度的柱状沉积物样品。它可以保证沉积物样品的自然层次不被打乱，连续获取各层次的沉积信息、生物记录的垂直分布状况，是研究长时间尺度的气候环境演化、生物分布特征，以及沉积物物理力学性质垂向差异等必不可缺的调查采样手段。
4.目前，现有重力取样器包括配重、取样管、刀口等几个部分，其工作原理是依靠配重重量将沉积物由刀口压入取样管，配重重量越大，沉积物压入深度越长。现有重力取样器存在取样量少、适用类型单一、操作复杂等缺点，其效率低的弊端在大水深的深海沉积物采样中尤为突显，时间成本、人力成本、金钱成本的控制尤需重视。鉴于此，本技术提出了一种可获取多管沉积物样品的重力取样器。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种可获取多管沉积物样品的重力取样器，具备采样量大、密封性好、采样效率高等优点，解决了背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种可获取多管沉积物样品的重力取样器，包括主管，所述主管靠近其中部的外表面套有多个配重铅块，所述配重铅块上方与下方的所述主管上均套有配重挡板，所述配重挡板外侧的所述主管上安装有配重固定环；所述主管的上部安装有提帽，所述主管靠近其下部的表面安装有多个且相互错开的辅助固定环，每个所述辅助固定环上均安装有辅管。
7.优选的，所述主管与所述辅管均由管体、刀口、透水板、挡水板、内衬管、扇形瓣组成，所述刀口螺纹安装在所述管体的下端，所述透水板固定连接在所述管体的上端，所述挡水板贯穿并活动连接在所述透水板的中部，所述内衬管套接在所述管体的内部，所述扇形瓣安装在所述刀口的内部。
8.优选的，所述扇形瓣包括两个瓣体，两个所述瓣体之间通过合页连接在一起，所述合页固定连接在所述刀口的内部。
9.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
10.1、本重力取样器，通过在主管周围安装可拆卸式辅管，在取样过程当中，主管、辅管均可采集沉积物样品，实现一次采样可获取多管沉积物样品，能大大提高采样量；
11.2、本重力取样器，通过在取样管顶端设置为可活动的挡水板，可防止沉积物冒顶，并可对样品密封；
12.3、通过在刀口内设置合页式扇形瓣，提高样品的密封性，尤其对易流动的低粘性沉积物样品，如深海生物软泥等，具有较高的取样成功率。
13.4、综上，可以提高柱状沉积物采样效率，提高沉积物取样成功率和采样量，具有较高的实用价值。
附图说明
14.图1为本实用新型取样器的立体图；
15.图2为本实用新型取样器的前视图；
16.图3为本实用新型主管或辅管的剖视图；
17.图4为本实用新型扇形瓣的立体图。
18.图中：1、主管；2、配重铅块；3、配重挡板；4、配重固定环；5、提帽；6、辅助固定环；7、辅管；8、管体；9、刀口；10、透水板；11、挡水板；12、内衬管；13、扇形瓣；14、瓣体；15、合页。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.请参阅图1至图4，本实用新型提供一种技术方案：一种可获取多管沉积物样品的重力取样器，包括主管1，主管1为主要采样用的管子，主管1靠近其中部的外表面套有多个配重铅块2，配重铅块2为铅制，具有比重大、可塑易加工等特点，每个配重铅块2均呈中空圆饼形，依次套在主管1上，增加本重力取样器的重量，以便提取深层的样品。
21.配重铅块2上方与下方的主管1上均套有配重挡板3，配重挡板3呈中空圆环形，它通常有两个，位于下方的配重挡板3用于向上承托起所有配重铅块2的重量，位于上方的配重挡板3用于向下抵住所有配重铅块2，配重挡板3外侧的主管1上安装有配重固定环4，配重固定环4与主管1的安装方式有多种，比如可以是由两个半圆环组成，两个半圆环之间螺栓连接在一起，比如可以是螺纹套，在主管1表面开设螺纹，螺纹套与主管1上的螺纹连接上，比如可以是套环，在套环上螺纹连接上螺丝，套在指定位置后，螺丝旋进抵住主管1，这些结构都可以使得配重固定环4限定在主管1上任意位置不动摇。
22.主管1的上部安装有提帽5，提帽5与主管1的安装方式可以是焊接、卡接、螺纹连接、螺丝连接等等，这些安装方式是公知技术，本技术中不再一一列举，它的作用是与主管1固定住，并且由于提帽5上具有一个环带，用于连接地质绞车的钢缆，在绞车的作用下，实现本重力取样器的下放和上提。
23.主管1靠近其下部的表面安装有多个且相互错开的辅助固定环6，每个辅助固定环6上均安装有辅管7，辅助固定环6与主管1、辅助固定环6与辅管7的安装方式可以参考上文
列举的配重固定环4与主管1的安装方式；通过在主管1周围安装可拆卸式辅管7，在取样过程当中，主管1、辅管7均可采集沉积物样品，实现一次采样可获取多管沉积物样品，能大大提高采样量。
24.主管1与辅管7均由管体8、刀口9、透水板10、挡水板11、内衬管12、扇形瓣13组成，刀口9螺纹安装在管体8的下端，刀口9呈圆环形，它的下端具有一圈刃口，在配重铅块2的重量作用下，便于下切沉积物；透水板10固定连接在管体8的上端，透水板10是一个板然后在板上开网孔制作成的，在本重力取样器下移时，样品分别进入到主管1与辅管7中，水从透水板10中透出，遗留样品在管里。
25.主管1与辅管7规格为φ133mm直径
×
10mm厚；主管1长度为3000mm，也可根据取样深度需要选取不同管长；辅管7长度1000mm，可根据需要选取不同管长，但其长度应小于主管1，便于平衡和止荡。
26.挡水板11贯穿并活动连接在透水板10的中部，挡水板11设置为活动式，可在管顶部短距离滑动，本重力取样器下移过程中，水流自取样管底部流入，挡水板11在水流顶托下打开，水流排出，并减少沉积物冒顶的几率，取样器上提过程中，挡水板11由于自身重力和水流阻力的作用下，紧贴于取样管上，将取样管顶部密封；内衬管12套接在管体8的内部，用于临时储存样品。
27.扇形瓣13安装在刀口9的内部，扇形瓣13包括两个瓣体14，两个瓣体14均为半圆形，展开后能封闭刀口9的内截面；两个瓣体14之间通过合页15连接在一起，两个瓣体14能通过合页15，向管内方向打开，也可向管外方向闭合；合页15固定连接在刀口9的内部，固定连接的方式可以是焊接，比如可以在合页15两侧焊接上杆，杆两端焊接在刀口9上，又或者是其它方式；合页15的材料是防腐材料，比如不锈钢；取样器下降过程中，扇形瓣13在水流顶托下打开，沉积物进入内衬管12内，取样完毕后，取样器上提，扇形瓣13在沉积物重力下压，瓣体14关闭，实现对取样管底部的密封，尤其对易流动的低粘性沉积物样品，如深海生物软泥等，具有较高的取样成功率。
28.提帽5、主管1、辅管7、辅助固定环6、挡水板11、刀口9等材质均为316l不锈钢，具有强度高、经久耐用、抗腐蚀等优点，瓣体14采用pe材质，具有质量轻便、坚固耐用、易加工等特点。
29.工作原理：该可获取多管沉积物样品的重力取样器使用时，地质钢缆通过提帽5牵引重力取样器下放，依靠配重铅块2、主管1、辅管7等提供的重力，扎入水底沉积物内，刀口9内的扇形瓣13受沉积物反向推力影响，瓣体14向上打开，沉积物进入主管1内，同时管内水流将顶部挡水板11上托并流出，随着取样器进一步下陷，辅管7内也进入沉积物，接着取样器停止下陷，取样结束，随后地质钢缆将取样器上提，挡水板11受自身重力和水流阻力影响紧贴取样管，实现顶部密封；刀口9内的扇形瓣13受沉积物重力下压而闭合，实现底部密封，防止样品漏走。
30.本重力取样器，可以提高柱状沉积物采样效率，提高沉积物取样成功率和采样量，具有较高的实用价值，在国家海洋局北海海洋工程勘察研究院承担的某深海调查航次中，采用本设计的重力取样器在近6000m水深的深海进行地质取样效果显著：一次下放可获取多个沉积物柱状样，大大提高了作业效率；对生物软泥样品密封性良好，获取了宝贵的柱状沉积物样品，具有较高的科研价值。
31.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。