[发明专利]卡式沉积物采样器

说明书

技术领域

本发明涉及进行水环境研究时的水底沉积物采样工具，特别是一种卡式沉积物采样器，属机械领域。

背景技术

水底沉积物是研究气候和环境变化规律的重要样品，包含有大量的环境和气候的信息，如何从水下把沉积物完整地采集上来，进行物理、化学和生物等方面的分析，就需要水—土界面、沉积物的层与层之间不产生扰动是十分重要的。为了能测出沉积物年代的序列，需要采集到百年以上的沉积物，一般水中沉积物的沉积速率为每年几个毫米，必须采集到50cm以上的沉积物，因此采集沉积物是越深越好。沉积物的采集一般都是在野外，甚至在船上使用的，还要求携带和操作方便。

现有的采样器有蚌式(也称抓斗式)和柱状两类。蚌式采样器会破坏水体表层沉积物和层序结构，而柱状采样器(ZL00234831.4)，采样头上的通孔面积由于结构的原因，不可能和采样管的面积相等，因此仍会产生水—土界面的扰动；在浅水中使用的采样器的接杆、采样管都是靠螺纹连接的，在采样过程中不能用力与螺纹相反方向转动，否则螺纹容易松动，甚至脱落，至少会使采样管顶端不密封且使用螺纹连接仍然不够方便和快速，并且其设计只能在浅水中使用，不能在深水中使用。还有的柱状采样器(ZL01245551.2，)采样头依靠阀门中的浮子阀门和采样杆中的溢水孔将采样管中的水溢出，通孔面积更小于采样管的面积，更会产生水—土界面的扰动。其次，采样管是通过径向的橡皮圈密封和固定的，在水中采样管装满了沉积物后，采样管很重，很容易滑脱；其重锤是一固定的重锤，在深水中只能依靠其本身的重力下压，不能采到较深的沉积物。

发明内容

本发明目的是解决现有技术的不足，提供一种卡式沉积物采样器，它在浅水和深水中都可以使用，不产生层序结构的变化和水—土界面的变化，携带和在野外操作上十分方便而快捷，而且能采集到较深的沉积物。

为了达到上述目标，本发明采用以下技术方案：卡式沉积物采样器，含接杆、采样头、采样管及重锤，采样管与采样头联接，采样头与接杆联接，采样头上设有溢水孔，重锤设置在采样头上，其特征是采样管与采样头之间采用采样头上设置弹簧连接的斜面卡块与与采样管外径的台阶面配合活动联接，采样管内径与采样头溢水孔直径相同，溢水孔上方设有径向限位、上下自由浮动的阀盖，重锤设置在采样头上方，滑动套接在采样头的固定顶杆上，多根接杆之间以及最下端之接杆与顶杆之间采用互相活动勾接，勾接处设有径向定位套。

根据上述方案设计的一种结构及联接关系是：采样管外径上端固定套接一接头，接头的外径为阶梯形，上大下小，在小径上设有滑动配合、顶端为斜面的推环，推环下端由活动设置在接头小径卡环槽内的卡环限位；采样头为上下两件配合联接而成，其上件为正置的瓶盖形且盖壁内径为阶梯形，上小下大，小径大于采样管接头的大径，盖面中心设有与采样管内径相同的溢水孔，盖内面设有密封垫圈，采样头下件为倒置的瓶盖形，其盖壁内径与上件的盖壁外径螺纹联接，下件盖面中心亦设有圆孔，其孔径大于推环外径；在采样头下件盖内面与相对的上件台阶面之间的环腔内，设有至少两根对称布置的弹簧，弹簧一端固接在上件盖壁内径的大径周面上，弹簧的另一端固接卡块，卡块上、下面分别与上件台阶面及下件盖内面滑动配合，卡块的另一面设置为与推环顶端平行的斜面，两斜面之间有间距，在采样头上件的台阶面与接头外径的台阶面齐平位置，采样管及其接头顶端抵压在采样头上件的密封垫圈上；采样头上件的上表面固定有至少两根对称布置的立柱，立柱另一端与上盖的底面活动固定，上盖中心设有螺纹通孔与一根下端设有外螺纹的空心顶杆联接，设置一根由空心顶杆下端伸入并与之滑动配合的滑杆，滑杆下端固接直径大于溢水孔的阀盖，阀盖底面设有密封圈；顶杆上端活动联接多根与顶杆等直径的接杆，每根接杆之间以及接杆与顶杆之间采用活动勾接，勾接处设有滑套，滑套两端设有定位销，每根接杆上均设有径向通孔供手压柄插入，顶杆上端设有绳索孔；上盖的上方设置有中心孔的重锤，滑动套接在顶杆上，重锤上设有绳索提环。

所说弹簧及卡块为三个，沿圆周等分布置；立柱为四根，正方形布置。

所说滑套两端的定位销，上端为弹性定位销，下端为固定定位销，分别设置在两根勾接的接杆上，套管的长度与上一根接杆的弹簧销到下一根接杆的固定销的距离匹配。

重锤与上盖之间设有缓冲垫片，避免重锤直接击打上盖造成损伤。