用于水环境监测的潜水型水底取样系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于水环境监测的潜水型水底取样系统，包括潜水器，潜水器下方通过连接件固定连接有水底沉积物取样装置，水底沉积物取样装置的下端为尖锥状的刺头；潜水器下降过程中，能带动水底沉积物取样装置下端的刺头向下插入水底的沉积物柔软层中，当刺头的下降运动受到来自水底硬土层表面的阻力时，自动触发水底沉积物取样装置做取样动作；能适应深水取样。水取样。水取样。

【技术实现步骤摘要】
用于水环境监测的潜水型水底取样系统


[0001]本专利技术属于水底取样领域。

技术介绍

[0002]湿地、淡水湖泊等水体的水底一般都会附着一层水底沉积物柔软层，通过对湿地、淡水湖泊等水体的水底沉积物的物、化、生特性分析可以作为所在位置的水环境评价的重要参考，还可以查明过去特定时间内的污染物的种类、污染程度、污染源位置等信息；
[0003]对于浅水区域，采样人员可以采样长的采样装置直接从水面向下插入水底即可得到样本；但在深水区域，则需要潜水器来完成，而且还要考虑到采集到的水底沉积物随潜水装置上浮返回的过程中样本被湖水稀释的问题，本方案提供的是针对深水区的水底沉积物的潜水式取样装置。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种用于水环境监测的潜水型水底取样系统，能适应深水自动取样。
[0005]技术方案：为实现上述目的，本专利技术的用于水环境监测的潜水型水底取样系统，包括潜水器，潜水器下方通过连接件固定连接有水底沉积物取样装置，水底沉积物取样装置的下端为尖锥状的刺头；
[0006]潜水器下降过程中，能带动水底沉积物取样装置下端的刺头向下插入水底的沉积物柔软层中，当刺头的下降运动受到来自水底硬土层表面的阻力时，自动触发水底沉积物取样装置做取样动作。
[0007]进一步的，水底沉积物取样装置包括中心柱，中心柱内为真空柱腔，中心柱上下端壁分别为上端壁和下端壁，下端壁的下侧同轴心一体化连接有纵截面轮廓为凸向轴线一侧的内凹环壁；内凹环壁的下端一体化同轴心设置有底盘，刺头同轴心于底盘下侧；刺头上端与底盘之间形成运动空隙；
[0008]内凹环壁外同轴心设置有腰部呈向外鼓胀状的柔性环壁，柔性环壁为不透水的柔性布带结构，柔性环壁的上下端轮廓与内凹环壁上下端轮廓固定密封连接；柔性环壁与内凹环壁之间形成预装液体环腔，内凹环壁围合范围内为预装液体过渡腔，内凹环壁上镂空有若干镂空孔，使预装液体环腔与预装液体过渡腔相互连通；预装液体环腔和预装液体过渡腔内均填充满有预装水。
[0009]进一步的，上端壁、下端壁和底盘的轴心处分别同轴心设置有第一滑杆穿过孔、第二滑杆穿过孔和第三滑杆穿过孔；
[0010]第一滑杆穿过孔和第二滑杆穿过孔内分别设置有第一O型密封圈和第二O型密封圈，第三滑杆穿过孔中至少设置有两圈间距设置的第三O型密封圈；
[0011]刺头的上端同轴心固定连接有滑杆，滑杆同轴心穿过第一滑杆穿过孔、第二滑杆穿过孔和第三滑杆穿过孔，且滑杆外壁与第一O型密封圈、第二O型密封圈和第三O型密封圈
滑动密封配合。
[0012]进一步的，滑杆内沿长度方向设置有一段传压通道，传压通道的上端的上侧孔连通真空柱腔，传压通道的下端的下侧孔密封于两个第三O型密封圈之间；滑杆的向上位移能使下侧孔向上位移至脱离两个第三O型密封圈之间，并连通预装液体过渡腔。
[0013]进一步的，滑杆上端同轴心固定连接有抽气嘴，抽气嘴下端限位接触上端壁上表面；真空柱腔内设置有固定在滑杆上的弹簧挡盘，弹簧挡盘与上端壁之间设置有预压弹簧，预压弹簧对弹簧挡盘形成弹性顶压力。
[0014]进一步的，中心柱外同轴心活动套设有上粗下细的锥环状配重体，锥环状配重体的内壁为圆柱内壁；下端壁的外圈设置有第四O型密封圈，底盘的外圈设置有第五O型密封圈；底盘外圈的第五O型密封圈的下侧设置有外径大于圆柱内壁的限位外缘，锥环状配重体的圆柱内壁下端与第四O型密封圈滑动配合；腰部呈向外鼓胀状的柔性环壁的上部外表面限位接触锥环状配重体上端，从而阻止锥环状配重体向下运动。
[0015]进一步的，当滑杆的向上位移，使下侧孔向上位移至脱离两个第三O型密封圈之间，并连通预装液体过渡腔时，预装液体过渡腔与真空柱腔通过传压通道相互连通，从而使相互连通的预装液体环腔和预装液体过渡腔内的压强降低到与真空柱腔内的压强一致；原来腰部呈向外鼓胀状的柔性环壁在外部环境压力作用下朝靠近自身轴线的方向收缩，并最终贴附在内凹环壁的外凹面，从而使预装液体环腔内的预装液体全部通过各镂空孔压入预装液体过渡腔内，预装液体过渡腔内的液体通过传压通道压入真空柱腔内；
[0016]失去柔性环壁支撑的锥环状配重体在重力作用下向下位移，直至锥环状配重体下端限位接触限位外缘，从而使锥环状配重体的圆柱内壁与已经贴附在内凹环壁的外凹面的柔性环壁之间形成环状样本仓。
[0017]进一步的，抽气嘴内设置有导通方向朝上的单向阀，滑杆的上段内部设置有沿长度方向的抽气通道，外部环境通过抽气嘴内的单向阀连通抽气通道上端；抽气通道下端通过侧口连通真空柱腔。
[0018]有益效果：本专利技术的结构简单，能适应深水取样，当刺头的下降运动受到来自水底硬土层表面的阻力时，自动触发水底沉积物取样装置做取样动作；本装置在取样结束时，锥环状配重体的圆柱内壁与已经贴附在内凹环壁的外凹面的柔性环壁之间形成密闭的环状样本仓；环状样本仓填充着糊状的水底沉积物样本，有效避免采集到的水底沉积物随潜水装置上浮返回的过程中样本被湖水稀释的问题。
附图说明
[0019]附图1为本方案的整体结构示意图；
[0020]附图2为水底沉积物取样装置结构示意图；
[0021]附图3为水底沉积物取样装置的剖视图；
[0022]附图4为附图3的标记17处的放大示意图；
[0023]附图5为附图3的标记14处的放大示意图；
[0024]附图6为附图3的标记11处的放大示意图；
[0025]附图7为原来腰部呈向外鼓胀状的柔性环壁在水底沉积物柔软层的环境压力作用下迅速朝靠近自身轴线的方向收缩，并最终贴附在内凹环壁的外凹面时的示意图，在此图
中，锥环状配重体还未相对下降；
[0026]附图8为在附图7的基础上，锥环状配重体在重力作用下向下位移，直至锥环状配重体下端限位接触限位外缘时的示意图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。
[0028]如附图1至8所示的用于水环境监测的潜水型水底取样系统，如图1，包括潜水器26，潜水器26下方通过连接件1固定连接有水底沉积物取样装置27；如图2，水底沉积物取样装置27的下端为尖锥状的刺头9；水体的水底包括水底沉积物表面28和水底硬土层表面29，水底沉积物表面28与水底硬土层表面29之间为沉积物柔软层30；潜水器26带着水底沉积物取样装置27在水下行驶到预定采样位置；然后潜水器26做快速下潜动作，进而使下方的水底沉积物取样装置27在水中跟着做向下的运动；潜水器26下降过程中，能带动水底沉积物取样装置27下端的刺头9向下插入沉积物柔软层30中，当刺头9的下降运动受到来自水底硬土层表面29的阻力时，自动触发水底沉积物取样装置27做取样动作。
[0029]如图3、4、5、6，水底沉积物取样装置27的具体结构如下：
[0030]水底沉积物取样装置27包括中心柱2，中心柱2内为真空柱腔15，中心柱2上下端壁分别为上端壁31和下端壁3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于水环境监测的潜水型水底取样系统，其特征在于：包括潜水器(26)，所述潜水器(26)下方通过连接件(1)固定连接有水底沉积物取样装置(27)，所述水底沉积物取样装置(27)的下端为尖锥状的刺头(9)；潜水器(26)下降过程中，能带动所述水底沉积物取样装置(27)下端的刺头(9)向下插入水底的沉积物柔软层(30)中，当刺头(9)的下降运动受到来自水底硬土层表面(29)的阻力时，自动触发所述水底沉积物取样装置(27)做取样动作。2.根据权利要求1所述的用于水环境监测的潜水型水底取样系统，其特征在于：水底沉积物取样装置(27)包括中心柱(2)，中心柱(2)内为真空柱腔(15)，中心柱(2)上下端壁分别为上端壁(31)和下端壁(32)，下端壁(32)的下侧同轴心一体化连接有纵截面轮廓为凸向轴线一侧的内凹环壁(5)；内凹环壁(5)的下端一体化同轴心设置有底盘(8)，刺头(9)同轴心于底盘(8)下侧；刺头(9)上端与底盘(8)之间形成运动空隙(10)；内凹环壁(5)外同轴心设置有腰部呈向外鼓胀状的柔性环壁(6)，柔性环壁(6)为不透水的柔性布带结构，柔性环壁(6)的上下端轮廓与内凹环壁(5)上下端轮廓固定密封连接；柔性环壁(6)与内凹环壁(5)之间形成预装液体环腔(7)，内凹环壁(5)围合范围内为预装液体过渡腔(12)，内凹环壁(5)上镂空有若干镂空孔(13)，使预装液体环腔(7)与预装液体过渡腔(12)相互连通；预装液体环腔(7)和预装液体过渡腔(12)内均填充满有预装水。3.根据权利要求2所述的用于水环境监测的潜水型水底取样系统，其特征在于：所述上端壁(31)、下端壁(32)和底盘(8)的轴心处分别同轴心设置有第一滑杆穿过孔(35)、第二滑杆穿过孔(39)和第三滑杆穿过孔(21)；第一滑杆穿过孔(35)和第二滑杆穿过孔(39)内分别设置有第一O型密封圈(36)和第二O型密封圈(40)，所述第三滑杆穿过孔(21)中至少设置有两圈间距设置的第三O型密封圈(18)；所述刺头(9)的上端同轴心固定连接有滑杆(4)，所述滑杆(4)同轴心穿过第一滑杆穿过孔(35)、第二滑杆穿过孔(39)和第三滑杆穿过孔(21)，且滑杆(4)外壁与第一O型密封圈(36)、第二O型密封圈(40)和第三O型密封圈(18)滑动密封配合。4.根据权利要求3所述的用于水环境监测的潜水型水底取样系统，其特征在于：所述滑杆(4)内沿长度方向设置有一段传压通道(23)，所述传压通道(23)的上端的上侧孔(23.1)连通真空柱腔(15)，所述传压通道(23)的下端的下侧孔(23.2)密封于两个第三O型密封圈(18)之间；所述滑杆(4)的向上位移能使所述下侧孔(23.2)向上位移至脱离两...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成年，童海峰，崔恒义，杜海涛，程冠琦，赵晓峰，
申请(专利权)人：无锡商业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：