一种新型水系沉积物副样二次取样装置及副样取样方法

1.本发明涉及勘查地球化学技术领域，特别涉及一种新型水系沉积物副样二次取样装置及副样取样方法。


背景技术：

2.勘查地球化学（化探）的主要任务是通过大规模系统采集水系沉积物和土壤等样品，通过高精度化学成分和矿物成分分析，揭示地球表层元素及矿物的分布规律，从而为矿产资源勘查、环境保护及地球科学研究提供基础资料。自上世纪80年代以来，中国实施了多个以水系沉积物为主要采样介质的地球化学填图大科学计划，如全国区域化探扫面计划和中国地球化学基准计划。由于样品具有时效性和系统性，样品一旦丢失很难再次获取，因此样品除进行分析测试，还妥善保存了副样并长期存储，形成了拥有海量样品的样品库以供后人研究使用。近年来随着新的分析仪器不断涌现，对副样二次取样的需求越来越旺盛；长期存储在样品瓶中的水系沉积物副样具有垂向分布不均一的特质；其原因有两点：第一，水系沉积物样品天然粒度差异大，矿物种类繁多密度各不不同，因此水系沉积物副样中的矿物颗粒在粒径和密度上高度分化；在长期重力作用下，特别是受到颠簸时，矿物和元素极易发生垂向差异性分布。
3.第二，存储副样的样品瓶一般并不装满，在样品与瓶盖之间存在相当体量的空气；随温度变化，样品上部空气气压与样品底部矿物颗粒粒间气压存在气压差，根据深穿透地球化学理论，此种情况下可产生元素的垂向迁移，造成元素垂向差异性分布；针对水系沉积物样品的副样取样，传统方式是将样品全部倾倒出，运用四分法混匀切分样品，以保证样品的代表性；但取样效率低下，且容易造成二次污染以及不必要的样品损耗。因此传统方法难以进行大规模的二次取样，无法满足日益旺盛的副样二次研究的需求。


技术实现要素：

4.本发明是针对水系沉积物样品副样，因其具有元素垂向差异性分布的特质；所以对其取样时，既要保证样品的代表性，又要提高取样效率、减少损耗所提出一种新型水系沉积物副样二次取样装置及副样取样方法来解决上述问题。
5.本发明方案之一是这样实现的，一种新型水系沉积物副样二次取样装置，包括：取样筒，取样筒的左右两侧的筒壁为内设有空腔的双层空心壁，取样筒的左侧筒壁的空腔为开盖腔，取样筒的右侧筒壁的空腔为关盖腔，所述开盖腔和关盖腔的顶端开设有通孔；在开盖腔的内部底端安装有换向转轴，在换向转轴右下方的取样筒内层侧壁上设有板孔；在开盖腔的底部内装有与取样筒的宽度相匹配且能将取样筒底部封堵的柔性支撑滑板，所述柔性支撑滑板绕经换向转轴，并从板孔伸入至取样筒内；与换向转轴水平位置相对应取样筒右侧内层筒壁前后两端分别开设有前线孔和后线孔，前线孔处的关盖腔内部前端固定安装
有前水平换向轮，在后线孔处的关盖腔内部后端固定安装有后水平换向轮，在前水平换向轮与后水平换向轮之间的关盖腔中部位置固定安装有一组用于垂直换向的对轮轮组，对轮轮组包括前对轮和后对轮，前对轮与后对轮之间呈前后平行放置，且在前对轮与后对轮之间留有过线间隙；所述柔性支撑滑板的左端悬挂有开盖拉绳，开盖拉绳上端穿过通孔置于开盖腔外；所述柔性支撑滑板的右侧固定有前后对称的前关盖过渡拉绳和后关盖过渡拉绳，前关盖过渡拉绳另一端依次经前线孔、前水平换向轮、和前对轮置于关盖腔内，后关盖过渡拉绳的另一端依次经后线孔、后水平换向轮、和后对轮置于关盖腔内，所述前关盖过渡拉绳与后关盖过渡拉绳的上端连接有关盖线绳，关盖线绳的上端穿过通孔置于关盖腔外。
6.作为本发明方案之一的技术优化方案，柔性支撑滑板包括至少两组平行分布的柔性支撑单元，每组柔性支撑单元包括刚性支撑片和柔性连接片，柔性连接片包覆于刚性支撑片的外侧；相邻柔性支撑单元的柔性连接片之间通过尼龙缝线连接。
7.作为本发明方案之一的技术优化方案，在板孔内的上下两端分别设置有密封条，所述柔性支撑滑板从上下密封条之间形成的空隙伸入至取样筒内。
8.作为本发明方案之一的技术优化方案，在前线孔和后线孔内分别设置有密封环，在密封环上设有穿线孔；后关盖过渡拉绳密封穿过后线孔的密封环穿线孔，前关盖过渡拉绳密封穿过前线孔的密封环穿线孔。
9.作为本发明方案之一的技术优化方案，开盖拉绳和关盖拉绳的顶端均固定连接有拉环，两个拉环的直径均大于两个通孔的内径。
10.作为本发明方案之一的技术优化方案，在开盖腔的外部左侧和关盖腔的外部右侧分别固定有挂杆。
11.本发明方案之二是这样实现的，一种使用新型水系沉积物副样二次取样装置的副样取样方法，步骤如下：步骤一，拉紧开盖拉绳，将取样筒插入水系沉积物中；步骤二，释放开盖拉绳，向上拉动关盖拉绳，直到关盖拉绳无法拉动；步骤三，拉紧关盖拉绳，上提取样筒，完成取样操作。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该种新型水系沉积物副样二次取样装置及副样取样方法，使用时，将取样筒垂直插入水系沉积物副样中，取样筒下端口开放，垂向阻力小，随着装置下探，水系沉积物样品进入取样筒的内部，拉动关盖线绳带动前关盖过渡拉绳和后关盖过渡拉绳，前关盖过渡拉绳依经前对轮、前水平换向轮及前线孔沿着取样筒前端内壁牵拉柔性支撑滑板前端，后关盖过渡拉绳依经后对轮、后水平换向轮及后线孔沿着取样筒后端内壁牵拉柔性支撑滑板后端，进而拉动柔性支撑滑板向右逐步进入取样筒内部底端并形成封闭空间，此时取样筒充满水系沉积物样品，再将取样筒上提，便可完成取样操作；整个过程对样品扰动小、无污染、操作快捷方便，对于样品的影响极低；同时前关盖过渡拉绳及后关盖过渡拉绳分别贴合取样筒前后内侧壁，在将本装置下探的过程中，有效避免了拉绳对获取样品的干扰，实现在垂向上进行完全取样，从而获取具有代表性的样品；通过该取样装置，取样效率高，可用于进行大规模的二次取样，来满足日益旺盛的副样二次研究的需求。
附图说明
13.图1为本发明整体立体结构图；图2为本发明正剖结构示意图；图3为附图2中a-a向剖视结构示意图；图4为本发明开盖动作与关盖动作的机构示意图；图5为本发明滑动盖板剖视示意图；图6为本发明在取样工作状态下的示意图。
14.图中，取样筒1，开盖腔2，关盖腔3，通孔4，换向转轴5，密封环6，柔性支撑滑板7，后关盖过渡拉绳8，密封条9，关盖线绳10，前水平换向轮11，后水平换向轮12，前对轮13，后对轮14，过线间隙15，开盖拉绳16，前关盖过渡拉绳17，拉环18，挂杆19，关盖拉绳10，刚性支撑片7-1，柔性连接片7-2。
具体实施方式
15.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
16.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
17.请参阅图1-6，一种新型水系沉积物副样二次取样装置，包括：取样筒1，取样筒1的左右两侧的筒壁为内设有空腔的双层空心壁，取样筒1的左侧筒壁的空腔为开盖腔2，取样筒1的右侧筒壁的空腔为关盖腔3，所述开盖腔2和关盖腔3的顶端开设有通孔4；在开盖腔2的内部底端安装有换向转轴5，在换向转轴右下方的取样筒1内层侧壁上设有板孔；在开盖腔2的底部内装有与取样筒1的宽度相匹配且能将取样筒1底部封堵的柔性支撑滑板7，所述柔性支撑滑板7绕经换向转轴5，并从板孔伸入至取样筒1内；与换向转轴5水平位置相对应取样筒1右侧内层筒壁前后两端分别开设有前线孔和后线孔，前线孔处的关盖腔3内部前端固定安装有前水平换向轮11，在后线孔处的关盖腔3内部后端固定安装有后水平换向轮12，在前水平换向轮11与后水平换向轮12之间的关盖腔3中部位置固定安装有一组用于垂直换向的对轮轮组，对轮轮组包括前对轮13和后对轮14，前对轮13与后对轮14之间呈前后平行放置，且在前对轮13与后对轮14之间留有过线间隙15；所述柔性支撑滑板7的左端悬挂有开盖拉绳16，开盖拉绳16上端穿过通孔4置于开盖腔2外；所述柔性支撑滑板7的右侧固定有前后对称的前关盖过渡拉绳17和后关盖过渡拉绳8，前关盖过渡拉绳17另一端依次经前线孔、前水平换向轮11、和前对轮13置于关盖腔3内，后关盖过渡拉绳8的另一端依次经后线孔、后水平换向轮12、和后对轮14置于关盖腔3内，所述前关盖过渡拉绳17与后关盖过渡拉绳8的上端连接有关盖线绳10，关盖线绳10的上端穿过通孔4置于关盖腔3外。
18.本实施例中：常备状态下，拉动开盖拉绳16，柔性支撑滑板7绕过换向转轴5，拉至
开盖腔2内备用；使用时，将取样筒1垂直插入水系沉积物副样中，取样筒1下端口开放，垂向阻力小，随着装置下探，水系沉积物样品进入取样筒1的内部，拉动关盖线绳10带动前关盖过渡拉绳17和后关盖过渡拉绳8，前关盖过渡拉绳17依经前对轮13、前水平换向轮11及前线孔沿着取样筒1前端内壁牵拉柔性支撑滑板7前端，后关盖过渡拉绳8依经后对轮14、后水平换向轮12及后线孔沿着取样筒1后端内壁牵拉柔性支撑滑板7后端，进而拉动柔性支撑滑板7向右逐步进入取样筒1内部底端并形成封闭空间，此时取样筒1充满水系沉积物样品，再将取样筒1上提，便可完成取样操作；整个过程对样品扰动小、无污染、操作快捷方便，对于样品的影响极低；同时前关盖过渡拉绳17及后关盖过渡拉绳8分别贴合取样筒1前后内侧壁，在将本装置下探的过程中，有效避免了拉绳对获取样品的干扰，实现在垂向上进行完全取样，从而获取具有代表性的样品；通过该取样装置，取样效率高，可用于进行大规模的二次取样，来满足日益旺盛的副样二次研究的需求。
19.作为本发明的一种技术优化方案，柔性支撑滑板7包括至少两组平行分布的柔性支撑单元，每组柔性支撑单元包括刚性支撑片7-1和柔性连接片7-2，柔性连接片7-2包覆于刚性支撑片7-1的外侧；相邻柔性支撑单元的柔性连接片之间通过尼龙缝线连接。
20.通过多组的柔性支撑单元的设置，使柔性支撑滑板7具备柔性，使其能够具有弯转的自由度，可绕经换向转轴5换向移动；同时又具备刚性的支撑特性，在取样筒1内能够将样品支撑，使取样筒1变成取样的容器，进而实现将取样筒1内盛放的样品取出。
21.作为本发明的一种技术优化方案，在板孔内的上下两端分别设置有密封条9，所述柔性支撑滑板7从上下密封条9之间形成的空隙伸入至取样筒1内。
22.作为本发明的一种技术优化方案，在前线孔和后线孔内分别设置有密封环6，在密封环6上设有穿线孔；后关盖过渡拉绳8密封穿过后线孔的密封环6穿线孔，前关盖过渡拉绳17密封穿过前线孔的密封环6穿线孔。
23.密封条9和密封环6均起到端口密封的作用，避免水系沉积物从两个孔进入开盖腔2和关盖腔3的内部。
24.作为本发明的一种技术优化方案，开盖拉绳16和关盖拉绳10的顶端均固定连接有拉环18，两个拉环18的直径均大于两个通孔的内径。
25.本实施例中：通过两个拉环18的设置，便于工作人员拉动开盖拉绳16和关盖拉绳10，控制开盖和关盖。
26.作为本发明的一种技术优化方案，在开盖腔2的外部左侧和关盖腔3的外部右侧分别固定有挂杆19。挂杆19用于缠绕锁定开盖拉绳16和关盖拉绳10，进而实现对柔性支撑滑板7位置的控制；这样可以大大提高使用的可靠性和便利性；同时解放双手，使用更方便。
27.请参阅图1-6，一种使用新型水系沉积物副样二次取样装置的副样取样方法，包括：步骤一，拉紧开盖拉绳16，将取样筒1插入水系沉积物中；步骤二，释放开盖拉绳16，向上拉动关盖线绳10，直到关盖线绳10无法拉动；步骤三，拉紧关盖线绳10，上提取样筒1，完成取样操作。
28.以上仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。