CN115326481B

CN115326481B - 一种海洋工程中采砂水污染防治用可调式取样装置

Info

Publication number: CN115326481B
Application number: CN202211245263.XA
Authority: CN
Inventors: 邱磊
Original assignee: NANTONG CHANGQINGSHA SHIPYARD CO Ltd
Current assignee: NANTONG CHANGQINGSHA SHIPYARD CO Ltd
Priority date: 2022-10-12
Filing date: 2022-10-12
Publication date: 2023-06-23
Anticipated expiration: 2042-10-12
Also published as: CN115326481A

Abstract

本发明公开了一种海洋工程中采砂水污染防治用可调式取样装置，包括第一气缸，所述第一气缸内设有增加浮力腔，所述增加浮力腔内密封滑动连接有滑筒，所述滑筒远离第一气缸的一端上固定连接有安装板，所述安装板的一侧壁上固定连接有安装环，所述安装环内固定连接有取样筒，所述取样筒内设有取样槽，所述取样筒靠近安装板的一端上设有取样孔。本发明利用水压与水深呈正比的数学关系，根据待取样深度，通过扭转旋钮调节调节板的位置，预设预定压力腔的压力值，使得本发明能够在下潜到取样深度后，自动快速开始进行取样工作，取样完成后立马开始上浮，因此取样精度高，而且使用起来非常的简单方便，不需要进行其他多余的额外操作。

Description

一种海洋工程中采砂水污染防治用可调式取样装置

技术领域

本发明涉及水污染防治采样技术领域，尤其涉及一种海洋工程中采砂水污染防治用可调式取样装置。

背景技术

海洋工程是指以开发、利用、保护、恢复海洋资源为目的，并且工程主***于海岸线向海一侧的新建、改建、扩建工程。在海洋中进行水底采砂作业的过程中，当采砂量过多时，会影响到海洋深层水环境的生物生态，进而导致水污染现象的产生，为了更好的了解和保护海洋环境以防治水污染现象，需要经常对海水进行深层取样来了解不同深度水域的水质情况。

现有的海洋工程用取样装置在使用时，通常是利用装置自身重力来下潜，然后借助牵拉绳索来控制取样深度，由于海水是流动的，且海水各处流速不同，因此牵拉绳索并不是呈竖直状态的，因此无法根据牵拉绳索伸出的长度来判断和控制取样深度，使得取样深度误差很大，只能适用于一些浅层取样工作，而无法适用于深层取样工作，而且在取样完成之后，还需要重新将整个装置拉上来，操作繁琐，使用起来非常的不方便。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：现有的定量海洋工程用取样装置在使用时，通常是利用装置自身重力来下潜，然后借助牵拉绳索来控制取样深度，由于海水是流动的，且海水各处流速不同，因此牵拉绳索并不是呈竖直状态的，因此无法根据牵拉绳索伸出的长度来判断和控制取样深度，使得取样深度误差很大，只能适用于一些浅层取样工作，而无法适用于深层取样工作，而且在取样完成之后，还需要重新将整个装置拉上来，操作繁琐，使用起来非常的不方便。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种海洋工程中采砂水污染防治用可调式取样装置，包括第一气缸，所述第一气缸内设有增加浮力腔，所述增加浮力腔内密封滑动连接有滑筒，所述滑筒远离第一气缸的一端上固定连接有安装板，所述安装板的一侧壁上固定连接有安装环，所述安装环内固定连接有取样筒，所述取样筒内设有取样槽，所述取样筒靠近安装板的一端上设有取样孔，所述第一气缸靠近取样筒的一侧壁上固定连接有支撑块，所述支撑块靠近取样筒的一侧壁上固定连接有支撑杆，所述支撑杆位于取样槽内的一端上固定连接有活塞，所述活塞密封滑动连接在取样槽内，所述第一气缸的一端上固定连接有连通管，所述连通管远离第一气缸的一端上固定连接有第二气缸。所述第二气缸内固定连接有隔板，所述第二气缸内分别设有预定压力腔和蓄压腔，所述连通管将增加浮力腔与蓄压腔连通，所述连通管上设有开关装置，所述第一气缸的一侧壁上设有压力平衡装置，所述预定压力腔内设有压力调整装置。

优选的，所述开关装置包括安装块，所述安装块设置在连通管上，所述安装块内设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有挡板，所述挡板上固定连接有贯穿安装块的导柱。

优选的，所述压力平衡装置包括第三气缸，所述第三气缸固定连接在第一气缸远离取样筒的一侧壁上，所述第三气缸内设有压力平衡腔，所述压力平衡腔内密封滑动连接有活动板，所述第二气缸和第三气缸之间固定连接有连接管，所述连接管将预定压力腔与压力平衡腔连通，所述连接管上设有通孔，所述导柱密封滑动连接在两个通孔内。

优选的，所述连接管内密封滑动连接有密封柱，所述密封柱上设有空槽，所述导柱密封滑动连接在空槽内。

优选的，所述压力调整装置包括调节板，所述调节板密封滑动连接在预定压力腔内，所述第二气缸上固定连接有与预定压力腔连通的安装管，所述安装管内螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆和调节板转动连接。

优选的，所述螺纹杆远离调节板的一端上固定连接有旋钮，所述旋钮的外侧壁上设有防滑螺纹。

优选的，所述导柱上固定连接有浮球，所述浮球选用轻质材料制成。

本发明的有益效果是：

1、利用水压与水深呈正比的数学关系，根据待取样深度，通过扭转旋钮调节调节板的位置，预设预定压力腔的压力值，使得本发明能够在下潜到取样深度后，密封柱两端压强相同，空槽对密封柱的摩擦阻力减小为零，浮球带动挡板、导柱、浮球克服重力及滑槽对挡板的摩擦阻力作用沿滑槽上移，使得挡板不再堵住连通管，蓄压腔内高压空气通过连通管进入增加浮力腔内，使得滑筒克服水压作用伸出增加浮力腔，利用蓄压腔内蓄积的高压空气，带动滑筒快速移动，滑筒再通过安装环带动取样筒移动，从而借助活塞、取样筒、取样孔和取样槽快速完成对该处水深的海水取样工作。

2、取样过程中，随着滑筒的伸出，装置整体体积增大，重力不变，浮力提升，增加的浮力使得装置整体浮力大于重力，因此在取样完成后，装置可以在浮力作用下自动上浮，因为海水取样是在装置达到预定目标水深后快速自动进行的，且取样完成后立马开始上浮，因此取样精度高，而且使用起来非常的简单方便，不需要进行其他多余的额外操作。

3、由于本发明能够自动上浮到海面上，且在上浮过程中，随着水压的减小，活动板沿压力平衡腔向外侧移动，装置整体所受浮力越来越大，上浮速度越来越快，从而能够快速浮到水面上，不需要借助绳索一点点拉上去，因此能够节省大量时间，从而显著的提升海洋工程深层取样工作，为了便于找到上浮后的该装置，既可以在本装置上安装定位装置，也可以在本装置上安装绳索。

附图说明

图1为本发明提出的一种海洋工程中采砂水污染防治用可调式取样装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种海洋工程中采砂水污染防治用可调式取样装置的结构示意图；

图3为本发明提出的一种海洋工程中采砂水污染防治用可调式取样装置的左视图；

图4为图3中的A-A剖面图；

图5为本发明提出的一种海洋工程中采砂水污染防治用可调式取样装置的正视图；

图6为图5中的B-B剖面图。

图中：1第一气缸、2增加浮力腔、3滑筒、4安装板、5安装环、6取样筒、7取样槽、8取样孔、9支撑块、10支撑杆、11活塞、12连通管、13第二气缸、14隔板、15预定压力腔、16蓄压腔、17安装块、18滑槽、19挡板、20导柱、21浮球、22第三气缸、23压力平衡腔、24活动板、25连接管、26调节板、27安装管、28螺纹杆、29密封柱。

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。

参照图1-6，一种海洋工程中采砂水污染防治用可调式取样装置，包括第一气缸1，第一气缸1内设有增加浮力腔2，增加浮力腔2内密封滑动连接有滑筒3，滑筒3远离第一气缸1的一端上固定连接有安装板4，安装板4的一侧壁上固定连接有安装环5，安装环5内固定连接有取样筒6，取样筒6内设有取样槽7，取样筒6靠近安装板4的一端上设有取样孔8，第一气缸1靠近取样筒6的一侧壁上固定连接有支撑块9，支撑块9靠近取样筒6的一侧壁上固定连接有支撑杆10。

支撑杆10位于取样槽7内的一端上固定连接有活塞11，活塞11密封滑动连接在取样槽7内，第一气缸1的一端上固定连接有连通管12，连通管12远离第一气缸1的一端上固定连接有第二气缸13。第二气缸13内固定连接有隔板14，第二气缸13内分别设有预定压力腔15和蓄压腔16，连通管12将增加浮力腔2与蓄压腔16连通，第二气缸13上设有与蓄压腔16连通的充气阀，连通管12上设有开关装置，开关装置包括安装块17，安装块17设置在连通管12上。

安装块17内设有滑槽18，滑槽18内滑动连接有挡板19，挡板19上固定连接有贯穿安装块17的导柱20，导柱20上固定连接有浮球21，第一气缸1的一侧壁上设有压力平衡装置，压力平衡装置包括第三气缸22，第三气缸22固定连接在第一气缸1远离取样筒6的一侧壁上，第三气缸22内设有压力平衡腔23，压力平衡腔23内密封滑动连接有活动板24，第二气缸13和第三气缸22之间固定连接有连接管25，连接管25将预定压力腔15与压力平衡腔23连通。

连接管25上设有通孔，导柱20密封滑动连接在两个通孔内，连接管25内密封滑动连接有密封柱29，密封柱29上设有空槽，导柱20密封滑动连接在空槽内，预定压力腔15内设有压力调整装置，压力调整装置包括调节板26，调节板26密封滑动连接在预定压力腔15内，第二气缸13上固定连接有与预定压力腔15连通的安装管27，安装管27内螺纹连接有螺纹杆28，螺纹杆28和调节板26转动连接，螺纹杆28远离调节板26的一端上固定连接有旋钮，旋钮的外侧壁上设有防滑螺纹。

本发明在使用时，在进行取样之前，先按压浮球21，使得挡板19沿滑槽18下移，直至挡板19将连通管12完全堵住，在挡板19两侧气压压强差的作用下，挡板19与滑槽18的内侧壁之间具有摩擦阻力作用，由于密封柱29两端的空气气压也存在压强差，即压力平衡腔23和预定压力腔15之间存在压强差，因此密封柱29上空槽的内侧壁与导柱20之间也有摩擦阻力作用，浮球21完全浸入水中之后，浮球21所受浮力小于挡板19重力、导柱20重力、浮球21重力、空槽对导柱20的摩擦阻力及滑槽18对挡板19的摩擦阻力的合力，且浮球21所受浮力大于挡板重力、导柱重力、浮球重力、滑槽18对挡板19的摩擦阻力的合力，装置在完成取样前，整体重心偏下，确保浮球21所受浮力对导柱20的作用方向是向上的；

入水后，装置整体所受浮力小于重力，开始下潜，随着入水深度的提升，受外界水压作用，活动板24沿压力平衡腔23的内侧壁移动，挤压第三气缸22内空气，使得压力平衡腔23内气压升高到与外界水压保持一致，由于水压与水深呈正比，因此可以通过设定好预定压力腔15内气压压力作用，来控制取样深度，随着压力平衡腔23内气压的提升，密封柱29两端压差越来越小，使得空槽对导柱20的摩擦阻力逐渐减小，直至到达预定取样深度，密封柱29两端压强相同，空槽对密封柱20的摩擦阻力减小为零；

此时在浮球21的浮力作用下，浮球21带动挡板19、导柱20、浮球21克服重力及滑槽18对挡板19的摩擦阻力作用沿滑槽18上移，使得挡板19不再堵住连通管12，蓄压腔16内高压空气通过连通管12进入增加浮力腔2内，使得滑筒3克服水压作用伸出增加浮力腔2，利用蓄压腔16内蓄积的高压空气，带动滑筒3快速移动，滑筒3再通过安装环5带动取样筒6移动，从而借助活塞11、取样筒6、取样孔8和取样槽7快速完成对该处水深的海水取样工作；

取样过程中，随着滑筒3的伸出，装置整体体积增大，重力不变，浮力提升，增加的浮力使得装置整体浮力大于重力，因此在取样完成后，装置可以在浮力作用下自动上浮，由于本发明能够自动上浮到海面上，且在上浮过程中，随着水压的减小，活动板沿压力平衡腔向外侧移动，装置整体所受浮力越来越大，上浮速度越来越快，从而能够快速浮到水面上，不需要借助绳索一点点拉上去，因此能够节省大量时间，从而显著的提升海洋工程深层取样工作，为了便于找到上浮后的该装置，既可以在本装置上安装定位装置，也可以在本装置上安装绳索；

由于对取样水深的控制是通过设定预定压力腔15内气压来实现的，而预定压力腔15内气压可以借助调节板26来进行调节，仅需拧转旋钮，带动螺纹杆28转动，调节调节板26在预定压力腔15内位置即可，因此能够简单方便的控制调节取样深度，从而能够高度适应海洋工程海水取样工作，而且因为海水取样是在装置达到预定目标水深后快速自动进行的，且取样完成后立马开始上浮，因此取样精度高，而且使用起来非常的简单方便，不需要进行其他多余的额外操作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种海洋工程中采砂水污染防治用可调式取样装置，包括第一气缸（1），其特征在于，所述第一气缸（1）内设有增加浮力腔（2），所述增加浮力腔（2）内密封滑动连接有滑筒（3），所述滑筒（3）远离第一气缸（1）的一端上固定连接有安装板（4），所述安装板（4）的一侧壁上固定连接有安装环（5），所述安装环（5）内固定连接有取样筒（6），所述取样筒（6）内设有取样槽（7），所述取样筒（6）靠近安装板（4）的一端上设有取样孔（8），所述第一气缸（1）靠近取样筒（6）的一侧壁上固定连接有支撑块（9），所述支撑块（9）靠近取样筒（6）的一侧壁上固定连接有支撑杆（10），所述支撑杆（10）位于取样槽（7）内的一端上固定连接有活塞（11），所述活塞（11）密封滑动连接在取样槽（7）内，所述第一气缸（1）的一端上固定连接有连通管（12），所述连通管（12）远离第一气缸（1）的一端上固定连接有第二气缸（13），所述第二气缸（13）内固定连接有隔板（14），所述第二气缸（13）内分别设有预定压力腔（15）和蓄压腔（16），所述连通管（12）将增加浮力腔（2）与蓄压腔（16）连通，所述连通管（12）上设有开关装置，所述第一气缸（1）的一侧壁上设有压力平衡装置，所述预定压力腔（15）内设有压力调整装置；

所述开关装置包括安装块（17），所述安装块（17）设置在连通管（12）上，所述安装块（17）内设有滑槽（18），所述滑槽（18）内滑动连接有挡板（19），所述挡板（19）上固定连接有贯穿安装块（17）的导柱（20），所述导柱（20）上固定连接有浮球（21），所述浮球（21）选用轻质材料制成；

所述压力平衡装置包括第三气缸（22），所述第三气缸（22）固定连接在第一气缸（1）远离取样筒（6）的一侧壁上，所述第三气缸（22）内设有压力平衡腔（23），所述压力平衡腔（23）内密封滑动连接有活动板（24），所述第二气缸（13）和第三气缸（22）之间固定连接有连接管（25），所述连接管（25）将预定压力腔（15）与压力平衡腔（23）连通，所述连接管（25）上设有通孔，所述导柱（20）密封滑动连接在两个通孔内；

所述压力调整装置包括调节板（26），所述调节板（26）密封滑动连接在预定压力腔（15）内，所述第二气缸（13）上固定连接有与预定压力腔（15）连通的安装管（27），所述安装管（27）内螺纹连接有螺纹杆（28），所述螺纹杆（28）和调节板（26）转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种海洋工程中采砂水污染防治用可调式取样装置，其特征在于，所述连接管（25）内密封滑动连接有密封柱（29），所述密封柱（29）上设有空槽，所述导柱（20）密封滑动连接在空槽内。

3.根据权利要求1所述的一种海洋工程中采砂水污染防治用可调式取样装置，其特征在于，所述螺纹杆（28）远离调节板（26）的一端上固定连接有旋钮，所述旋钮的外侧壁上设有防滑螺纹。