冲击式深水床沙采样器的设计.pdf

械设计与制造
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Machinery Design Manufacture
2011年6月
文章编号:1001-3997(2011)06-0012-0
冲击式深水床沙采样器的设计
汤积仁雷玉勇聂光伟袁卓林孙书蕾孙患娟
(西华大学机械工程与自动化学院,成都610039)
Impact type bed material sampler for deep water
TANG Ji-ren, LE Yu-yong, NIE Cuang-wei, YUAN Zhuo-lin, SUN Shu-lei, SUN Hui-juan
School of Mechanical Engineering Automation, Xihua University, Chengdu 610039,China
【摘要】床沙是在特定的水流泥沙条件下所形成的河床物质。床沙測验工作需要使用专门的床
沙采样器对河床床沙进行采样,在不破坏天然河床的情况下采集到具有代表深度的泥沙样品,且样品
在采样器上提过程中不丢失。对于深水库区河床泥沙进行采样是目前床沙测验中的一个难题。设计了3
一种利用火药爆炸驱动的新型深水床沙采样器,从天然河床上采集泥沙样本。研究结果表明,该新型深
水床沙采样器迸用水深可不受限制,采样深度可调,亦能保证样品的完整性、原状性,较好地解决了深
水床沙采集问题,具有良好的推广应用价值
关键:床沙采样器;床移质采样器;河床;泥沙;采样器
I Abstract] Bed material is a materid formed at rier bed wder special ow md sediment A sperial- i
i ized bed material sampler should be used Lo collect the sediment samples in representatin depth without s
damaging the structure of natural riverbed. A nd the samples should not be Lost when the sampler is lifted out
2 of water tha is a dificult problern in testing the bed material at present. n this case a new type bed maerial
deep to r, hich results show that the neac sampler could work in dee uater wthout limit in depth amd a
f the depth is adiustable. Thus the integrity and original state of samples is ensured, nhich soltes the problem
s of sedment sampling in deep water andd is valuable for popularizing and applying
中图分类号:TH16,TV149文献标识码:A
引言
运动的相颗粒)河床末沙(特定的水流泥沙条件下形成的河床泥
体沙少是停留在河床末面和床面以下一定深度的純沙,是在特沙)构成。其中,床沙长期停留在河木床面和床面以下定深度,
定的水流泥沙条件下所形成的河床物质。为了解河床泥沙的特性、是造成沙积的主要因素。对床沙进行采样,与技术上已较成
来源数量及时空变化等、必须开展泥沙测验⊥工作,系统地複集泥熟的暴移质和推移质采样不同、要使用专门的末沙采样器
沙资科,为流域的开发和民经济建设提供可靠的依据。泥沙淤积
国内目前使用的河床床沙采样器有挖斗式采样器,币力式采
河道,使河床年抬高,容易造成河流的泛濫;水库的泌积、降低了平器等。挖斗式采样器由挖斗限定挖斗位置的卡爪和铅鱼壳体等
程的防洪、灌溉、发电能力:泥沙还打剧水力机械和水工建筑物的构成。采样时,通过一套联动装置,首先使根位卡爪松开,然后收纹
磨损、缩短工程寿命、增加[程建没和维修费用等。我困长江二峡工.起重素,通过统在挖斗轴上的钢丝纯带动挖斗旋转,挖取泥沙。
程建成苦水后流速骤業减,会使大量況沙发生淤积,同时危及到水カ各种重力式采样器、由于其白身的缺陷(利用仪自身放配屯重量
机械和大坝的寿命与安全。因此,研充泥沙浰蝓题对控制泥沙淤把采样管压人河本),亦经常取不到样品,采样深度无法精确控
积、保护水利设施安全和控制水土流失等都具有重大现实意义
制。一些改进型重与式采样器亦结构复杂、個造使用費用昂贵
河流泥沙测验,就是对河流泥沙进行测验分析。首先需要使及未能从根本上解决采样深度控制问题,均未能得到广泛应厂
用门的床沙采样器対河末末沙进行采样。床沙采样器应能取待河3新型采样器结构及工作原理
床表层一定深度范围内的沙样,仪器向上提起时里面的沙样不得流
钊对日前床沙采样器现有技术的缺点,设计了一种新型深
失。对于深水库区河床泷沙进行采样是一个非常棘于的问题,特别水床沙采样器,其总体结构,如图1所示。其中,采样体是整个采
是要求在不破坏河床泥沙淤积层次结构的情况下,对一定深度的可样器的核心部件,其结构如图2所示。采样时,将采样器放到河床
床泥沙进行原样采集非常困难。研究深水床沙采样问题
上,抗动击发维,击发子弹,利用子弹瞬间爆炸力推动湉蹇运
2床沙采样器技术动态
动,把采样管打入河床泥沙中,在不破坏河床泥沙完整性和原状
河流中的泥沙由悬移质(悬浮于水中以与水流基本相同的性的情况下,将河床泥沙采集到采样管内。采样完成后,將采样器
速度运动的细穊粒)推移质(河床上以滚动、滑动或跳跃的方式提出水而,卸下采样管,取H样品,送实验室测验。
米稿日期:2010-08-26基金项目:西华大学四川省钥造与白动化重点实验室研究基金资助