申请日2018.12.24
公开(公告)日2019.04.05
IPC分类号G01N1/12
摘要
本发明提供一种污泥取样器及污泥原位取样方法，该取样器具有彼此螺纹连接的多级取样筒，在顶端的取样筒上设置有顶板，取样钻头具有若干圆弧铲，圆弧铲铰接于底端的取样，各圆弧铲内侧的均连接有拉索，拉索穿过对应的拉索孔道连接到顶板上的拉索固定装置，各拉索拉紧后，若干圆弧铲闭合封堵取样筒的底端。同时，针对室内和现场不同的取样特点，使用上述取样器执行污泥原位取样方法。本发明具有取样方便、操作简单等优点，取样过程对污泥扰动小，可原位完成不同深度的污泥取样。
权利要求书
1.一种污泥取样器，包括取样筒和取样钻头，其特征在于：
所述取样筒具有若干级筒节，相邻筒节之间可拆卸地连接，各筒节在环壁上沿长度方向预留有两个第一穿孔，在取样筒的顶端设置顶板，所述顶板上具有两个第二穿孔，所述第二穿孔与各筒节内的第一穿孔对齐，相互连通形成两个贯通的拉索孔道;
所述取样钻头包括两个圆弧铲，所述圆弧铲一端铰接与取样筒的底端，各圆弧铲内侧设置拉索固定点，所述拉索固定点连接拉索的一端，各拉索的另一端穿过拉索孔道并与顶板上的拉索固定装置连接;当拉索拉紧时，两个圆弧铲闭合并封堵取样筒的底端。
2.根据权利要求1所述的污泥取样器，其特征在于：所述筒节之间的可拆卸连接是螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的污泥取样器，其特征在于：所述顶板上设有传动装置，所述传动装置包括若干传动杆、传动圆板和传动把手;所述传动杆的一端对称固定在所述顶板上，所述传动杆的另一端与传动圆板固定连接，所述传动圆板的圆心位置设置有传动把手，所述顶板的中部还设置有穿孔。
4.根据权利要求3所述的污泥取样器，其特征在于：所述传动杆设置有三根，三根传动杆位于正三角形的三个顶点上;所述传动杆两端与顶板和传动圆板均采用螺纹连接，所述传动把手与传动圆板之间采用螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的污泥取样器，其特征在于：所述拉索固定装置为手摇式拉线固定器，所述手摇式拉线固定器与顶板之间采用螺纹连接，所述手摇式拉线固定器的个数为两个。
6.根据权利要求5所述的污泥取样器，其特征在于：所述圆弧铲是180°平分的两个圆弧铲，在圆弧铲的边缘设置有橡胶密封条。
7.根据权利要求6所述的污泥取样器，其特征在于：所述取样筒是不锈钢非对称二开式圆筒，所述不锈钢非对称二开式圆筒是将圆形筒壁切分为第一半筒和第二半筒，所述第一半筒与第二半筒的截面积不同。
8.根据权利要求7所述的污泥取样器，其特征在于：在取样筒每级筒节的中部箍设有夹环，每级筒节的长度取0.5m~1m。
9.一种使用权利要求1-8之任一所述的污泥取样器的污泥取样方法，其特征在于，用于室内取样包括如下步骤：
根据取样深度的需要，提供一定数量的取样筒;
底端的筒节作为一级取样筒，其底端铰接两个180°平分圆弧铲，提供二根拉索，并将各拉索的第一端与对应的圆弧铲内侧中部连接，所述各拉索的第二端穿过一级取样筒上对应设置的第一穿孔，并在一级取样筒的中部安装夹环;
提供二级取样筒，将二级取样筒的中部安装夹环，然后将其下端与一级取样筒螺纹连接，并确保所述二级取样筒的第一穿孔与一级取样筒的第一穿孔位置一一对应，将各所述拉索的第二端继续对应穿过所述二级取样筒的第一穿孔;
多次重复步骤(3)直至组装完全部的取样筒;
在最后一级取样筒的顶部螺纹连接顶板，并确保顶板上的第二穿孔与最后一级取样筒的第一穿孔的位置一一对应，将各所述拉索的第二端穿过顶板上对应设置的第二穿孔;
再将二个手摇式拉线固定器与所述顶板螺纹连接，并将二根拉索的第二端固定在对应的手摇式拉线固定器上;
在所述顶板上依次螺纹连接传动杆、传动圆板、传动把手;
手摇二个手摇式拉线固定器使二根拉索处于松弛状态，所述取样钻头在重力作用下，自然下垂;
手持所述传动把手，将污泥取样器缓慢插入污泥中，并使最后一级取样筒的顶面与污泥的表面平齐;手摇二个手摇式拉线固定器使二根拉索处于拉紧状态;
手提传动把手取出污泥取样器，并水平放置，依次拆卸传动把手、传动圆板、传动杆、二个手摇式拉线固定器、取样钻头、二根拉索、顶板，接着分级拆卸，打开取样筒中部夹环，再打开取样筒，取出污泥土样，做好深度记录。
10.一种使用权利要求1-8之任一所述的污泥取样器的污泥取样方法，其特征在于，用于现场取样包括如下步骤：
根据取样深度的需要，提供一定数量的取样筒;
在一级取样筒的底端铰接二个180°平分圆弧铲，提供二根拉索，并将各拉索的第一端与对应的圆弧铲内侧中部连接，所述各拉索的第二端穿过一级取样筒上对应设置的第一穿孔并保证拉索处于松弛状态，并在一级取样筒的中部安装夹环;
利用夹具夹持一级取样筒的上端，将一级取样筒缓慢插入污泥中，通过夹具固定一级取样筒的位置;
提供二级取样筒，将各所述拉索的第二端继续对应穿过所述二级取样筒的第一穿孔，将二级取样筒的中部安装夹环，然后将其下端与一级取样筒螺纹连接，螺纹紧固后所述二级取样筒的第一穿孔与一级取样筒的第一穿孔位置一一对应;
继续利用夹具夹持二级取样筒的上端，将二级取样筒缓慢插入污泥中，通过夹具固定二级取样筒的位置;
多次重复步骤(4)-(5)直至组装完成并插入全部的取样筒;
在最后一级取样筒的顶部螺纹连接顶板，并确保顶板上的第二穿孔与最后一级取样筒的第一穿孔的位置一一对应，将各所述拉索的第二端穿过顶板上对应设置的第二穿孔;
再将二个手摇式拉线固定器与所述顶板螺纹连接，并将二根拉索的第二端固定在对应的手摇式拉线固定器上;
在所述顶板上依次螺纹连接传动杆、传动圆板、传动把手;手摇二个手摇式拉线固定器使二根拉索处于拉紧状态;
通过吊机提吊传动把手取出污泥取样器，并水平放置，依次拆卸传动把手、传动圆板、传动杆、二个手摇式拉线固定器、取样钻头、二根拉索、顶板，接着分级拆卸，打开取样筒中部夹环，再打开取样筒，取出污泥土样，做好深度记录。
说明书
一种污泥取样器及污泥原位取样方法
技术领域
本发明涉及土工试验取样领域，尤其涉及一种污泥取样器及污泥原位取样方法。
背景技术
污水处理界长期以来受传统“重水轻泥”思想的影响，导致污泥安全、有效、卫生的处理处置问题一直未得到很好的解决。大量的污泥直接在填埋场中的低洼凹地进行倾倒，极易形成具有一定隐患风险的污泥库。污泥因为含水率高(含水率一般不小于400%)、含有污染物、物理力学性质差、产生甲烷气、产生喷涌等易引发安全问题和环境问题。然而，对污泥库的处置需要综合考虑多种因素，首要问题就是进行原位不同深度的污泥取样。但既有的污泥取样器对污泥扰动大，不同深度需要多次取样，存在取样效果差、取样不便等技术问题。
经检索，中国专利文献 CN101592565A公开了一种用于获取稀软泥样的压入式滑片取样器及取样方法，为了让所取得的泥样能够在取样器中保持其原位的物理化学特征，采用三面方筒、滑动软片、横隔片插槽挡板和横隔片四个部分组成取样器，在取样过程中需要多次调整滑动软片和横隔，对较大埋深的污泥取样就显得极不方便。
综上，研发一种对不同深度污泥原位取样的取样器，就成为亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的首要目的，是提供一种取样方便、操作简单，对污泥扰动小的污泥取样器。本发明的进一步技术目的，是开发相应的污泥原位取样方法。
为达到上述首要的发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种污泥取样器，包括取样筒、取样钻头，所述取样筒在环壁上沿长度方向均匀预留有二个第一穿孔，所述取样筒设置有多级，所述多级取样筒之间彼此密封螺纹连接，在最上部的取样筒的上端设置有顶板，所述顶板上设置有二个第二穿孔，各级取样筒内部的第一穿孔以及顶板上的各第二穿孔对应相互连通形成二个拉索孔道;所述取样钻头包括二个圆弧铲，所述圆弧铲的连接端与最底部的取样筒的底端铰接，各所述圆弧铲内侧的中部设置有拉索固定点，所述拉索固定点均连接拉索的一端，各所述拉索的另一端穿过对应的拉索孔道并与所述顶板上的拉索固定装置连接，各所述拉索拉紧后，所述二个圆弧铲闭合封堵所述取样筒的底端。
优选的，在所述顶板上还设置有传动装置，所述传动装置包括多个传动杆、传动圆板和传动把手;所述多个传动杆的一端对称固定在所述顶板上，所述多个传动杆的另一端与传动圆板固定连接，所述传动圆板的圆心位置设置有传动把手，所述顶板的中部还设置有穿孔。
优选的，所述传动杆设置有三根，呈三角梅花桩形布置，所述传动杆与顶板和传动圆板均采用螺纹连接，所述传动把手与所述传动圆板之间也采用螺纹连接。
优选的，所述固定装置为手摇式拉线固定器，所述手摇式拉线固定器与所述顶板之间采用螺纹连接，所述手摇式拉线固定器的个数为二个。
优选的，所述圆弧铲为二个180°平分圆弧铲，所述圆弧铲的边缘设置有橡胶密封条。
优选的，所述取样筒采用不锈钢非对称二开式圆筒，每级所述取样筒的中部均设置有夹环，所述夹环夹设在所述取样筒的外壁，所述取样筒的长度为0.5m或1m。
为达到进一步的发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种污泥原位取样方法，用于室内取样或现场取样，当用于室内取样时，包括如下步骤：
(1)根据取样深度的需要，提供一定数量的取样筒;
(2)在一级取样筒的底端铰接二个180°平分圆弧铲，提供二根拉索，并将各拉索的第一端与对应的圆弧铲内侧中部的拉索固定点连接，所述各拉索的第二端穿过一级取样筒上对应设置的第一穿孔，并在一级取样筒的中部安装夹环;
(3)提供二级取样筒，将二级取样筒的中部安装夹环，然后将其下端与一级取样筒螺纹连接，并确保所述二级取样筒的第一穿孔与一级取样筒的第一穿孔位置一一对应，将各所述拉索的第二端继续对应穿过所述二级取样筒的第一穿孔;
(4)多次重复步骤(3)直至组装完全部的取样筒;
(5)在最后一级取样筒的顶部螺纹连接顶板，并确保顶板上的第二穿孔与最后一级取样筒的第一穿孔的位置一一对应，将各所述拉索的第二端穿过顶板上对应设置的第二穿孔;
(6)再将二个手摇式拉线固定器与所述顶板螺纹连接，并将二根拉索的第二端固定在对应的手摇式拉线固定器上;
(7)在所述顶板上依次螺纹连接传动杆、传动圆板、传动把手;
(8)手摇二个手摇式拉线固定器使二根拉索处于松弛状态，所述取样钻头在重力作用下，自然下垂;
(9)手持所述传动把手，将污泥取样器缓慢插入污泥中，并使最后一级取样筒的顶面与污泥的表面平齐;手摇二个手摇式拉线固定器使二根拉索处于拉紧状态;
(10)手提传动把手取出污泥取样器，并水平放置，依次拆卸传动把手、传动圆板、传动杆、二个手摇式拉线固定器、取样钻头、二根拉索、顶板，接着分级拆卸，打开取样筒中部夹环，再打开取样筒，取出污泥土样，做好深度记录。
当用于现场取样时，包括如下步骤：
(1)根据取样深度的需要，提供一定数量的取样筒;
(2)在一级取样筒的底端铰接二个180°平分圆弧铲，提供二根拉索，并将各拉索的第一端与对应的圆弧铲内侧中部的拉索固定点连接，所述各拉索的第二端穿过一级取样筒上对应设置的第一穿孔并保证拉索处于松弛状态，并在一级取样筒的中部安装夹环;
(3)利用夹具夹持一级取样筒的上端，将一级取样筒缓慢插入污泥中，通过夹具固定一级取样筒的位置;
(4)提供二级取样筒，将各所述拉索的第二端继续对应穿过所述二级取样筒的第一穿孔，将二级取样筒的中部安装夹环，然后将其下端与一级取样筒螺纹连接，螺纹紧固后所述二级取样筒的第一穿孔与一级取样筒的第一穿孔位置一一对应;
(5)继续利用夹具夹持二级取样筒的上端，将二级取样筒缓慢插入污泥中，通过夹具固定二级取样筒的位置;
(6)多次重复步骤(4)-(5)直至组装完成并插入全部的取样筒;
(7)在最后一级取样筒的顶部螺纹连接顶板，并确保顶板上的第二穿孔与最后一级取样筒的第一穿孔的位置一一对应，将各所述拉索的第二端穿过顶板上对应设置的第二穿孔;
(8)再将二个手摇式拉线固定器与所述顶板螺纹连接，并将二根拉索的第二端固定在对应的手摇式拉线固定器上;
(9)在所述顶板上依次螺纹连接传动杆、传动圆板、传动把手;手摇二个手摇式拉线固定器使二根拉索处于拉紧状态;
(10)通过吊机提吊传动把手取出污泥取样器，并水平放置，依次拆卸传动把手、传动圆板、传动杆、二个手摇式拉线固定器、取样钻头、二根拉索、顶板，接着分级拆卸，打开取样筒中部夹环，再打开取样筒，取出污泥土样，做好深度记录。
本发明相比现有技术，具备以下突出的实质性特点和显著的进步：
(1)本发明通过多级取样筒插入污泥中，可以对不同深度的污泥进行取样，且直插式可以减少对污泥的扰动，实现了原位取样。
(2)本发明巧妙的采用了圆弧铲，一端与最底部取样筒的底端铰接，这样可以保证在重力作用下，取样钻头自然下垂，不会影响污泥进入取样筒内;同时，通过拉索简单提拉即可封堵取样筒的底部，取样方便、操作简单。
(3)本发明全部构件之间均采用了螺纹连接的方式，方便拆装，便于携带，便于野外作业，此外，还满足了深厚污泥不同深度的一次性取样。通过螺纹连接的方式将便携式污泥取样器一级一级的边安装边取样，最后分级拆卸取样，有效保证了便携式污泥取样器的整体性和取样质量。
(4)本发明针对室内取样和现场取样的特点，分别提出了不同的取样方法，室内先安装后取样，现场边安装边取样，适用性强。
(5)本发明设置有传动装置，传动装置使得取样时受力更均匀，防止污泥取样器在插入时倾斜，保证了土样深度的准确性。