一种水文水资源用河流底泥取样工具及取样方法

摘要

本发明涉及水文水资源技术领域，且公开了一种水文水资源用河流底泥取样工具及取样方法，该水文水资源用河流底泥取样工具，包括取样筒，取样筒内开设有取样槽用于河流底泥取样，取样筒内设置有滤砂机构、滤水机构和密封机构；滤砂机构用于对样品进行滤砂，滤水机构用于对样品进行滤水，密封机构用于控制取样槽启闭；滤砂机构包括安装槽和滤网；该水文水资源用河流底泥取样工具及取样方法，在通过取样筒对河流底泥进行取样时，首先通过滤网对河床上超过一定粒径的砂石杂质进行过滤，取样完成后通过若干个密封板对取样筒进行密封，再通过若干个滤孔对样品进行滤水，可以避免样品被污染，提高样品检测的准确性。

说明书

技术领域

本发明涉及水文水资源技术领域，具体为一种水文水资源用河流底泥取样工具及取样方法。

背景技术

水文与水资源工程是水利工程的重要领域之一。随着社会的发展，水资源的自然资源基础作用已越来越明显，而水资源开发利用和管理中存在着许多问题，诸如水资源短缺对策、水资源持续利用、水资源合理配置、水灾害防治以及水污染治理、水生态环境功能恢复及保护等目前已成为亟待研究和解决的问题。而水文与水资源正是通过水文、水资源及水环境等方面研究水资源开发利用和管理的工程。

具体的，水文水资源涉及地下水资源的评价、水资源开发利用、水资源保护与管理、水资源问题防治等方面，以及进行水利工程前期和修筑完成之后的工作。在涉及到水文水资源工程在河流场所的施工时，需要对河流进行多方面地质勘测。其中河流底泥即是勘测的重要目标之一，通过对河流底泥进行取样检测，可以对河流的地质情况进行分析。

中国发明专利CN200910026017公开了一种河流底泥取样器，包括固定抓斗、活动抓斗、活动杆、延长杆和手柄，固定抓斗的连接杆通过延长杆和操作手柄连接，活动抓斗通过铰链固定在固定抓斗的连接杆上；活动抓斗的抓斗部分通过拉簧连接固定在固定抓斗的连接杆上；活动杆通过拉绳连接，绕过动滑轮，然后固定在手柄上。

然而，现有的水文水资源用河流底泥取样工具功能较为单一，在取样时不能进行滤砂和滤水，取样上来的样品内含有河床上的砂石杂质以及大量水分，对样品检测不利，并且取样筒不能自动密封以避免取出河面的过程中河水对样品成分造成的污染。

有鉴于此，本发明提出一种水文水资源用河流底泥取样工具及取样方法以解决现有技术中存在的上述技术问题。

发明内容

本发明提供了一种水文水资源用河流底泥取样工具及取样方法，具备在取样过程中能够自动进行滤砂和滤水以提高样品检测的准确性，以及控制取样筒自动密封避免污染的有益效果，解决了上述背景技术中所提到的现有的水文水资源用河流底泥取样工具功能较为单一，在取样时不能进行滤砂和滤水，取样上来的样品内含有河床上的砂石杂质以及大量水分，对样品检测不利，并且取样筒不能自动密封以避免取出河面的过程中河水对样品成分造成的污染的问题。

本发明提供如下技术方案：一种水文水资源用河流底泥取样工具，包括取样筒，所述取样筒内开设有取样槽用于河流底泥取样，所述取样筒内设置有滤砂机构、滤水机构和密封机构；

所述滤砂机构用于对样品进行滤砂，所述滤水机构用于对样品进行滤水，所述密封机构用于控制所述取样槽启闭；

所述滤砂机构包括安装槽和滤网，所述安装槽开设于所述取样槽内，所述滤网滑动设置于所述安装槽内；

所述滤水机构包括密封筒和若干个滤孔，若干个所述滤孔均开设于所述取样槽内，所述密封筒滑动设置于所述取样筒内；

所述密封机构包括连接杆和密封板，所述连接杆设置于所述取样筒内，所述密封板设置于所述连接杆上。

作为本发明所述水文水资源用河流底泥取样工具的一种可选方案，其中：所述密封机构还包括连接筒、丝杆和螺母；

所述连接筒设置于所述取样筒内，且所述连接筒与所述连接杆连接，所述丝杆转动设置于所述取样筒内，所述螺母设置于所述连接筒上，且所述螺母螺纹连接于所述丝杆上。

作为本发明所述水文水资源用河流底泥取样工具的一种可选方案，其中：所述密封机构还包括转槽、转块、转筒和连接块；

所述转槽开设于所述连接筒上，所述转块设置于所述连接杆上，且所述转块转动设置于所述转槽内，所述转筒转动设置于所述取样筒内，所述连接块设置于所述连接杆上，且所述连接块滑动设置于所述转筒内。

作为本发明所述水文水资源用河流底泥取样工具的一种可选方案，其中：所述密封机构设置有若干个，若干个所述连接杆均转动设置于所述密封筒上。

作为本发明所述水文水资源用河流底泥取样工具的一种可选方案，其中：所述取样筒内设置有驱动机构，所述驱动机构包括电机、转杆、第一齿轮和若干个第二齿轮；

所述电机设置于所述取样筒内，所述转杆设置于所述电机上，所述第一齿轮设置于所述转杆上，若干个所述第二齿轮分别设置于若干个丝杆上，且若干个所述第二齿轮均与所述第一齿轮啮合。

作为本发明所述水文水资源用河流底泥取样工具的一种可选方案，其中：所述驱动机构还包括第三齿轮和若干个第四齿轮；

所述第三齿轮设置于所述转杆上，若干个所述第四齿轮分别设置于若干个转筒上，且若干个所述第四齿轮均与所述第三齿轮啮合。

作为本发明所述水文水资源用河流底泥取样工具的一种可选方案，其中：所述滤砂机构还包括密封盖，所述密封盖通过铰轴活动铰接于所述安装槽内。

作为本发明所述水文水资源用河流底泥取样工具的一种可选方案，其中：所述取样筒内还设置有缓冲机构，所述缓冲机构包括第二滑槽、两个第一滑槽、两个卡块、和两个复位弹簧；

两个所述第一滑槽对称开设于所述安装槽内，两个所述卡块分别滑动设置于两个所述第一滑槽内，所述第二滑槽开设于所述滤网上，且所述第二滑槽与两个所述卡块均相适配，两个所述复位弹簧分别设置于两个所述第一滑槽内，两个所述复位弹簧的一端分别与两个所述第一滑槽连接，两个所述复位弹簧的另一端分别与两个所述卡块连接。

作为本发明所述水文水资源用河流底泥取样工具的一种可选方案，其中：所述缓冲机构设置有两个，且两个所述缓冲机构对称设置于所述安装槽内。

本发明还提供如下技术方案：一种水文水资源用河流底泥取样工具的取样方法，包括如下步骤：

S1、首先将密封盖打开将滤网推入安装槽内完成滤网的安装；

S2、然后将取样筒接触到河底取样点，然后通过电机正向运转带动若干个连接杆和若干个密封板向外侧转动打开取样槽下端开口，然后向下推动取样筒使得河流底泥先经过滤网滤砂然后进入取样槽内；

S3、取样完成后，通过电机反向运转带动若干个密封板反向转动将取样槽封闭，然后停止电机反向运转将取样筒取出河面；

S4、取样筒取出河面后，通过电机再次反向运转使得密封筒和若干个密封板上升，通过若干个密封板对样品挤压使得样品内的水分通过若干个滤孔流出完成滤水；

S5、滤水完成后，通过电机正向运转带动若干个密封板先下降再转动打开取样槽，然后转动密封盖打开安装槽后将滤网取出，即可取出样品。

本发明具备以下有益效果：

1、该水文水资源用河流底泥取样工具及取样方法，与传统的河流底泥取样工具相比，本装置在取样筒内还设置有滤砂机构和滤水机构，在对河流底泥进行取样时，首先打开若干个密封板对河流底泥进行取样，并通过滤网对河床上超过一定粒径的砂石杂质进行过滤，取样完成后通过若干个密封板对取样筒进行密封，再通过位移密封筒和若干个密封板对样品进行挤压，使得样品中的水分通过若干个滤孔滤去，达到了滤砂和滤水的目的。并且还可以避免样品在取出河面的过程中被上层河水污染，提高了样品检测的准确性。

2、该水文水资源用河流底泥取样工具及取样方法，通过电机的运转，可以使得若干个密封板先同步转动闭合封闭住取样槽下端的开口，然后再向上移动对样品进行挤压，辅助滤水。

3、该水文水资源用河流底泥取样工具及取样方法，沿着取样筒内上下滑动的密封筒会随着若干个连接杆一起上下移动，起到配合若干个密封板对取样筒进行密封的作用，可以避免样品被河水污染。

4、该水文水资源用河流底泥取样工具及取样方法，滤网并非固定安装在安装槽内，而是通过滤网上下两侧的第二滑槽以及安装槽内设置的卡块卡接固定的，并通过若干个复位弹簧提供缓冲力，滤网本身又可旋转，从而使得取样筒在下压取样时，通过缓冲减少滤网被河床上的砾石挤压造成的破损，而通过滤网的自旋转可以避免滤网上的缝隙处被砾石等杂质卡住。

附图说明

图1为本发明的整体爆炸结构示意图。

图2为本发明的局部爆炸结构示意图。

图3为本发明的整体结构示意图。

图4为本发明的内部结构示意图。

图5为图4中A处的局部放大图。

图6为图4中B处的局部放大图。

图中：1、取样筒；101、取样槽；2、滤砂机构；201、安装槽；202、滤网；203、密封盖；3、滤水机构；301、滤孔；302、密封筒；4、密封机构；401、连接杆；402、密封板；403、连接筒；404、丝杆；405、螺母；406、转槽；407、转块；408、转筒；409、连接块；5、驱动机构；501、电机；502、转杆；503、第一齿轮；504、第二齿轮；505、第三齿轮；506、第四齿轮；6、缓冲机构；601、第一滑槽；602、卡块；603、第二滑槽；604、复位弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

为使得取样筒1能够在取样的过程中，自动滤砂、滤水以及密封，提出实施例1；

请参阅图1-图6，包括取样筒1，取样筒1内开设有取样槽101用于河流底泥取样，取样筒1内设置有滤砂机构2、滤水机构3和密封机构4；

滤砂机构2用于对样品进行滤砂，滤水机构3用于对样品进行滤水，密封机构4用于控制取样槽101启闭；

滤砂机构2包括安装槽201和滤网202，安装槽201开设于取样槽101内，滤网202滑动设置于安装槽201内；

滤水机构3包括密封筒302和若干个滤孔301，若干个滤孔301均开设于取样槽101内，密封筒302滑动设置于取样筒1内；

密封机构4包括连接杆401和密封板402，连接杆401设置于取样筒1内，密封板402设置于连接杆401上。

其中，将取样筒1的底端接触到河床取样点时，通过连接杆401带动密封板402转动可以将取样槽101下端的开口打开，然后继续向下推动取样筒1即可使得河流底泥进入取样槽101内，并且在进入前经过滤网202过滤可以滤去河床上的砂石杂质。

在取样的过程中，密封筒302封堵住多个滤孔301，此时河水不会进入取样槽101内，再配合密封板402可以起到避免河水污染样品的作用。取样筒1离开河面后，再通过密封板402和密封筒302上升，多个滤孔301被打开，而密封板402则起到挤压样品辅助使其内部水分从多个滤孔301挤出的作用。

实施例2

为实现密封板402能够转动和上下移动，提出实施例2；

本实施例是在实施例1的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图1-图6，密封机构4还包括连接筒403、丝杆404和螺母405；

连接筒403设置于取样筒1内，且连接筒403与连接杆401连接，丝杆404转动设置于取样筒1内，螺母405设置于连接筒403上，且螺母405螺纹连接于丝杆404上；

密封机构4还包括转槽406、转块407、转筒408和连接块409；

转槽406开设于连接筒403上，转块407设置于连接杆401上，且转块407转动设置于转槽406内，转筒408转动设置于取样筒1内，连接块409设置于连接杆401上，且连接块409滑动设置于转筒408内；

密封机构4设置有若干个，若干个连接杆401均转动设置于密封筒302上；

取样筒1内设置有驱动机构5，驱动机构5包括电机501、转杆502、第一齿轮503和若干个第二齿轮504；

电机501设置于取样筒1内，转杆502设置于电机501上，第一齿轮503设置于转杆502上，若干个第二齿轮504分别设置于若干个丝杆404上，且若干个第二齿轮504均与第一齿轮503啮合；

取样筒1内设置有驱动机构5，驱动机构5包括第三齿轮505和若干个第四齿轮506；

第三齿轮505设置于转杆502上，若干个第四齿轮506分别设置于若干个转筒408上，且若干个第四齿轮506均与第三齿轮505啮合。

其中，第一齿轮503和第三齿轮505均为不完全齿轮，且两者的齿为错落设置。

通过电机501运转，会带动转杆502、第一齿轮503和第三齿轮505转动，首先第三齿轮505会带动四个第四齿轮506、四个转筒408、四个连接块409、四个连接杆401和四个密封板402转动，四个密封板402转动会闭合封闭住取样槽101。

此时第一齿轮503暂未与四个第二齿轮504啮合，直到四个密封板402闭合后，第三齿轮505与四个第四齿轮506脱离啮合，而第一齿轮503与四个第二齿轮504啮合，进而带动四个第二齿轮504和四个丝杆404转动，使得四个螺母405、四个连接筒403、四个连接块409、四个连接杆401和四个密封板402上升。

同时四个连接杆401是分别转动安装在密封筒302表面的四个开孔处的，也会带动密封筒302上升。

实施例3

为实现滤网202的固定安装，提出实施例3；

本实施例是在实施例1的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图1-图5，滤砂机构2还包括密封盖203，密封盖203通过铰轴活动铰接于安装槽201内；

取样筒1内还设置有缓冲机构6，缓冲机构6包括第二滑槽603、两个第一滑槽601、两个卡块602、和两个复位弹簧604；

两个第一滑槽601对称开设于安装槽201内，两个卡块602分别滑动设置于两个第一滑槽601内，第二滑槽603开设于滤网202上，且第二滑槽603与两个卡块602均相适配，两个复位弹簧604分别设置于两个第一滑槽601内，两个复位弹簧604的一端分别与两个第一滑槽601连接，两个复位弹簧604的另一端分别与两个卡块602连接；

缓冲机构6设置有两个，且两个缓冲机构6对称设置于安装槽201内。

其中，卡块602为半球形，第二滑槽603为环形。通过拉开密封盖203，将滤网202向安装槽201内推入，使得四个卡块602向上下方向被挤压再向内侧弹出对准两个第二滑槽603卡接入其中，可以相对的固定住滤网202。

在取出滤网202时，则通过拉力会将四个卡块602向上下推动使其从两个第二滑槽603内脱离。

通过四个复位弹簧提供缓冲力，可以减少滤网被河床上的砾石挤压造成的破损。滤网本身又可旋转，从而使得取样筒在下压取样时，通过滤网的自旋转可以避免滤网上的缝隙处被砾石等杂质卡住。

实施例4

本发明还提供使用本装置进行取样的一种取样方法；

具体的，请参阅图1-图6，包括如下步骤：

S1、首先将密封盖203打开将滤网202推入安装槽201内完成滤网202的安装；

S2、然后将取样筒1接触到河底取样点，然后通过电机501正向运转带动若干个连接杆401和若干个密封板402向外侧转动打开取样槽101下端开口，然后向下推动取样筒1使得河流底泥先经过滤网202滤砂然后进入取样槽101内；

S3、取样完成后，通过电机501反向运转带动若干个密封板402反向转动将取样槽101封闭，然后停止电机501反向运转将取样筒1取出河面；

S4、取样筒1取出河面后，通过电机501再次反向运转使得密封筒302和若干个密封板402上升，通过若干个密封板402对样品挤压使得样品内的水分通过若干个滤孔301流出完成滤水；

S5、滤水完成后，通过电机501正向运转带动若干个密封板402先下降再转动打开取样槽101，然后转动密封盖203打开安装槽201后将滤网202取出，即可取出样品。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。