一种管道原状沉积物取样器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种管道原状沉积物取样器，包括取样管、气压柱组件和支撑组件；所述气压柱组件与气源相连接，推动气压柱向上运动，触碰到管道上壁之后迫使取样管向下插入沉积物进行取样。所述支撑组件包括支撑套管、逆时针缠绕在所述支撑套管上且电流大小可调节的电线丝，所述气压柱组件穿套于所述支撑套管内。该取样器可以深入管道内部进行原状取泥活动，而不对管道内的泥产生较大的扰动。能够最大程度的保证沉积物的原状取样，不破坏沉积物内部层状结构，可完整的保留沉积物的层状结构，实现原状取样。

A kind of pipeline undisturbed sediment sampler

【技术实现步骤摘要】
一种管道原状沉积物取样器
本技术涉及水环境修复
，特别是涉及一种管道原状沉积物取样器及其使用方法。
技术介绍
近年来，城市内涝频繁发生，除了极端天气的外部原因之外，也与雨水管道淤积造成管道容积及过流能力下降有关，而城市雨水管道沉积物的存在是导致管道淤积、输水能力下降的主要原因。遇到暴雨天气时，雨水管道沉积物又会被径流冲刷而进入水体，形成冲击性污染负荷，沉积物中赋存的污染物会重新释放入水体，对河道生态系统产生威胁。此外，雨水管网沉积物在微生物作用下，产生的H2S等有毒有害气体会腐蚀管道以及威胁相关从业人员的安全。因此，开展雨水管道沉积物的研究对提升雨水管道系统自身功能以及削减沉积物污染等方面具有重要意义。相关研究将管道沉积物构成分为三部分：近底层固体(Nearbedsolid)、有机层(Organiclayer)和生物膜(Biofilm)。管道沉积物三个部分之间的理化特性(颗粒粒径、含水率、污染物赋存量等)以及抗水力冲刷特性等各方面具有较大差异。而关于管道沉积物的报道还不全面，且大部分来源于国外学者，国内对管道沉积物的研究报道较少。国内雨水管道系统中，除检查井中设有一定维修空间外，其余管道部分基本没有预留空间，这使得国内研究者采集管道沉积物变得十分困难。而采集管道沉积物的样品是研究管道沉积物的理化性质、生物多样性以及污染负荷等方面的必备环节，因此，提出一种雨水管道沉积物的原状采样方法是十分必要且具有重要意义的。目前，关于雨水管道沉积物的采样方法较少，较多的方法是应用于河道、湖泊或海洋沉积物的采样方法。然而相比于河湖海沉积物，雨水管道沉积物所在环境以及沉积物自身性质(厚度、密度、构成)等方面有着很大差异，这使得上述技术或技术专利难以实现对管道沉积物的原状保真取样。而管道沉积物样品的原状保真对于研究管道沉积物具有十分重要意义，因此，公开一种雨水管道沉积物原状取样器及其取样方法是十分必要的。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术中不能解决雨水管道沉积物原状取样以及无法深入管道内部取样的难题，而提供一种管道原状沉积物取样器，该取样器可以深入管道内部进行原状取泥活动，而不对管道内的泥产生较大的扰动。本技术的另一个目的是，提供一种管道原状沉积物取样器的使用方法，该方法操作简单，无需人工进入管道内部就可以将管道内的泥原状取出。为实现本技术的目的所采用的技术方案是：一种管道原状沉积物取样器，包括取样管、气压柱组件和支撑组件；所述气压柱组件包括顶端开口的气压柱外筒、位于所述气压柱外筒内的气压柱、固定连接在所述气压柱顶部且位于所述气压柱外筒上方的防滑脱横杆和固定连接在所述气压柱底端且边缘与所述气压柱外筒内壁密封连接的橡皮碗，所述气压柱外筒下端侧壁上设置有与气源相连接的进气口；所述取样管两端开口，其中底端开口为进样口，顶端开口为出样口，所述出样口上设有可拆卸连接的取样盖，所述取样盖的顶端可拆卸的连接在所述气压柱外筒底部；所述支撑组件包括支撑套管、逆时针缠绕在所述支撑套管上的电线丝和固定连接在所述支撑套管侧壁且与所述支撑套管相垂直的把手，所述气压柱外筒穿套于所述支撑套管内，且所述电线丝通过外接电路供电时，对金属材质的气压柱外筒形成向上的电磁力，所述电线丝外侧设有绝缘包裹层(陶瓷，绝缘橡胶等)。在上述技术方案中，所述取样盖通过第一连接组件固定在所述气压柱外筒的底部，所述第一连接组件包括固定在所述气压柱外筒底部的连接柱和形成在所述取样盖上供所述连接柱插入的取样管凹槽。在上述技术方案中，所述取样管与所述取样盖的连接方式为过盈连接或螺纹连接。在上述技术方案中，所述把手通过第二连接组件固定在所述支撑套管侧壁上，所述第二连接组件包括固定连接在所述支撑套管侧壁上的螺纹短管和位于所述把手端部的与所述螺纹短管配合连接的内螺纹凹槽。在上述技术方案中，所述把手为伸缩杆。在上述技术方案中，所述支撑套管的内径大于所述气压柱外筒的外径，小于所述取样管的外径，小于所述防滑脱横杆的长度。在上述技术方案中，所述取样管内壁均匀分布有倒钩。在上述技术方案中，所述进气口与气泵通过耐压管连接，所述耐压管靠近所述气泵的一端设置有放气阀。在上述技术方案中，所述把手上设置有锁扣。一种基于上述管道原状沉积物取样器的使用方法，包括以下步骤：步骤1：安装好所述管道原状沉积物取样器，将电线丝通电，并将所述管道沉积物原状取样器送至管道内预定采样点；步骤2：到达预定采样点后，打开气源推动气压柱向上，当防滑脱横杆接触到管道顶部后，取样管向下插入到沉积物内，沉积物通过所述进样口进入到所述取样管内；步骤3：关闭所述气源，释放所述气压柱外筒内的气体，气压柱在重力作用下下降，将取样管从沉积物层中拔出；步骤4：将所述管道原状沉积物取样器从所述管道内取出，将所述取样管从气压柱外筒取下，打开所述取样盖，通过所述出样口倒出沉积物；或者步骤2中，当取样管端部进入沉积物层之后，关闭电线丝的电源，使取样管顺利插入沉积物进行取样，步骤3中再重新接通电线丝的电源，给取样管一个向上的力，以便于将其从沉积物中拔出。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1.可根据所需取样管道沉积物厚度、管道直径和所需沉积物量选择不同规格的取样管，选择灵活多样；2.可深入管道内部取样，不局限于管道口附近。适用于距离维修空间较远的、不易进入取样的管道位置的取样活动。3.直通式柱状取样器能够最大程度的保证沉积物的原状取样，不破坏沉积物内部层状结构，可完整的保留沉积物的层状结构，实现原状取样。附图说明图1所示为取样管的结构示意图。图2所示为气压柱组件的结构示意图。图3所示为支撑组件的结构示意图。图4所示为取样器组装结构示意图。图5所示为取样器工作示意图。图中：1-取样管，2-取样盖，3-气压柱外筒，4-气压柱，5-橡皮碗，6-进气口，7-气泵，8-连接柱，9-取样管凹槽，10-防滑脱横杆，11-支撑套管，12-电线丝，13-把手，14-螺纹短管，15-内螺纹凹槽，16-放气阀，17-锁扣，18-倒钩。具体实施方式以下结合具体实施例对本技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。实施例1一种管道原状沉积物取样器，如图4所示，包括取样管1、气压柱组件和支撑组件；所述气压柱组件，如图2所示，包括顶端开口的气压柱外筒3、位于所述气压柱外筒3内的气压柱4、固定连接在所述气压柱4顶部且位于所述气压柱外筒3上方的防滑脱横杆10和固定连接在所述气压柱4底端且边缘与所述气压柱外筒3内壁密封连接的橡皮碗5，所述气压柱外筒3下端侧壁上设置有与气源相连接的进气口6；使用时，气源通过进气口6向气压外筒3的下半部分充气，由于橡皮碗5的边缘与气压外筒3密封连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管道原状沉积物取样器，其特征在于，包括取样管(1)、气压柱组件和支撑组件；/n所述气压柱组件包括顶端开口的气压柱外筒(3)、位于所述气压柱外筒(3)内的气压柱(4)、固定连接在所述气压柱(4)顶部且位于所述气压柱外筒(3)外部的防滑脱横杆(10)和固定连接在所述气压柱(4)底端且边缘与所述气压柱外筒(3)内壁密封连接的橡皮碗(5)，所述气压柱外筒(3)下端侧壁上设置有与气源相连接的进气口(6)；/n所述取样管(1)两端开口，其中底端开口为进样口，顶端开口为出样口，所述出样口上设有可拆卸连接的取样盖(2)，所述取样盖(2)的顶端可拆卸的连接在所述气压柱外筒(3)底部；/n所述支撑组件包括支撑套管(11)、逆时针缠绕在所述支撑套管(11)上的电线丝(12)和固定连接在所述支撑套管(11)侧壁且与所述支撑套管(11)相垂直的把手(13)，所述气压柱外筒(3)穿套于所述支撑套管(11)内，且所述电线丝(12)通过外接电路供电时，对金属材质的气压柱外筒(3)形成向上的电磁力，所述电线丝(12)外侧设有绝缘包裹层。/n

【技术特征摘要】
1.一种管道原状沉积物取样器，其特征在于，包括取样管(1)、气压柱组件和支撑组件；
所述气压柱组件包括顶端开口的气压柱外筒(3)、位于所述气压柱外筒(3)内的气压柱(4)、固定连接在所述气压柱(4)顶部且位于所述气压柱外筒(3)外部的防滑脱横杆(10)和固定连接在所述气压柱(4)底端且边缘与所述气压柱外筒(3)内壁密封连接的橡皮碗(5)，所述气压柱外筒(3)下端侧壁上设置有与气源相连接的进气口(6)；
所述取样管(1)两端开口，其中底端开口为进样口，顶端开口为出样口，所述出样口上设有可拆卸连接的取样盖(2)，所述取样盖(2)的顶端可拆卸的连接在所述气压柱外筒(3)底部；
所述支撑组件包括支撑套管(11)、逆时针缠绕在所述支撑套管(11)上的电线丝(12)和固定连接在所述支撑套管(11)侧壁且与所述支撑套管(11)相垂直的把手(13)，所述气压柱外筒(3)穿套于所述支撑套管(11)内，且所述电线丝(12)通过外接电路供电时，对金属材质的气压柱外筒(3)形成向上的电磁力，所述电线丝(12)外侧设有绝缘包裹层。


2.如权利要求1所述的管道原状沉积物取样器，其特征在于，所述取样盖(2)通过第一连接组件固定在所述气压柱外筒(3)的底部，所述第一连接组件包括固定在所述气压柱外筒(3)底部的连接柱(8)和形成在所述取样盖(2)上供所述连接柱(8)插入的取样管凹槽(9)。


3.如权利要求2所述的管道原状沉积物取样器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学武，单明皓，李檬，孙井梅，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津;12