[发明专利]一种自动封闭旋转稳定式深层沉积物采样器

说明书

技术领域

本发明属于污水污泥处理技术领域，具体涉及一种水底沉积物的采集装置。

背景技术

沉积物是水体的一个重要组成部分，对海洋、湖泊沉积物的分析，对研究水体形成过程，大气历史条件，分析水体矿物质以及有机质含量，尤其是引起水华爆发的营养盐和具有生物毒性的重金属等，具有重要的意义。当今，水体富营养化已经是世界面临的重要的环境问题，当外源性营养盐的输入得到有效控制后，沉积物中营养盐的释放就成为了水体中营养盐的主要来源，这就需要对沉积物的性质，沉积物—水界面的迁移转化规律进行研究，故使用一个可以采集包括有上覆水的完整柱状沉积物样品的沉积物采样器是十分必要的。

现有的沉积物采样器存在以下几种缺点，使之难以满足科学研究的要求：

（1）没有封闭装置

柱状沉积物采样器，尤其是深水沉积物采样器，较难解决采集沉积物后采样管封闭的问题。采用封闭不全或者不封闭的装置，可能导致样品流失或样品破坏。

（2）样品干扰大

部分沉积物采样器在采样过程中破坏了沉积物样品的原有形态，例如抓斗式沉积物采样器，采集到的沉积物已经松散垮塌，且无法得到清晰的沉积物—水界面。

（3）采样深度小

为保证沉积物采样器采样后能封闭采样管，部分采样器采用了手动装置，但是这种设计要求由控制杆连接采样器，一般控制杆长度有限，便限制了该种采样器只能采集到浅层沉积物，无法满足深层湖泊或者海洋沉积物的采集要求。

（4）采样效率低

部分沉积物采样器的设计中只有一套样品保存装置，这样只能得到一个样品或者现场处理后进行下一次采样，难以满足所需样品数量较多时的采样需求。

发明内容

本发明旨在满足沉积物研究中对样品的要求，提出了一种自动封闭旋转稳定式深层沉积物采样器，使之可以在有效采集样品后自动封闭，且得到具有上覆水的未被破坏形态的沉积物样品。

本发明的技术方案如下：

    一种自动封闭旋转稳定式深层沉积物采样器，其包括采样器主体、自动封底装置和采样管 ；其具体结构如下：

所述采样器主体包括座体、绳索连接杆、自动封闭挂钩、支撑杆 和采样管封口阀；所述座体为筒状，由一段大圆筒和一段小圆筒构成，大圆筒段为安装采样管 的接头，其筒壁上设有偏心出水孔，小圆筒段内装有绳索连接杆，绳索连接杆的上端有绳索连接孔，靠下端斜向上设置自动封闭挂钩，自动封闭挂钩从座体小圆筒段中部设置的斜孔中穿出；在大圆筒段上平行于采样管 安装至少两根支撑杆，支撑杆的顶端超过或与采样管的底部管口，在支撑杆 顶端设有开孔；所述采样管封口阀设置座体内，其导向杆部位于小圆筒段内，阀板部位于大圆筒段内，其直径大于小圆筒段内径和采样管管口直径，可以在重力作用下封住管口。

所述自动封底装置包括橡胶带、胶球和绳索，橡胶带两端与绳索的两端连接，胶球连接在绳索的中段；所述绳索挂在自动封闭挂钩上，两端分别穿过两支撑杆的开孔，橡胶带穿过绳索连接杆上的绳索连接孔。

    进一步，还可以在采样管封口阀的阀板部的端面设置有与采样管管口配合的封口橡胶垫。在所述支撑杆上安装采样管固定螺丝，径向顶住采样管。还可以在所述支撑杆上套增重钢环。

本沉积物采样器的工作过程是：

（1）将采样管安装在采样器本体中并固定，设置自动封底装置，将采样器竖直放入水面下后，释放绕线器，采样器在重力作用下快速下沉，下沉过程中水流通过采样管并由上端的偏心孔射出，使采样器产生旋转，由于物体具有旋转稳定性，可保证采样器的下沉方向，防止采样器插入沉积物时产生偏斜而破坏沉积物样品。

（2）采样器插入沉积物后，绳子拉力消失，绳索连接杆1由于重力的作用沿小圆筒下落，触动封闭装置，自动封闭挂钩2缩进筒内，挂在自动封闭挂钩2上的绳索9被脱掉，胶球在橡胶带的拉力下封住采样管的下端，同时采样管封口阀在重力作用下封住采样管上端，此时再将采样器缓慢拉出水面。卸掉胶球后使用橡胶塞将采样管下端封闭，之后将采样管取出，使用橡胶塞将采样管上端封闭，即可得到一个完整的沉积物样品。

（3）将装有样品的采样管放入采样管支架，在采样器上安装另一个采样管，并设置好自动封闭装置即可下一次操作。

本发明的优点如下

（1）自动封闭功能

该沉积物采样器在到达沉积物层后自动释放封闭装置，保证了样品在采集过程中不受影响和破坏，并且该采样器仅需要一根绳子即可完成自动封闭功能，操作简单。

（2）采集到的样品形状完整，干扰小