砂料采样装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及河道采砂管理技术领域，特别是涉及一种砂料采样装置及其使用方法。

背景技术

河道砂料在开采和疏浚前自然沉积于河道内，批准的开采量和疏浚量以体积计量，开采和疏浚后在运输、上岸至堆场则以重量计量为主，需要通过砂料密度进行换算。目前对河道采砂和疏浚砂上岸的监管计量以现场监管、现场计量为主。对运砂船上岸砂料计量涉及砂料密度测定、体积和重量的换算。运砂船砂料受水流冲洗、泥沙沉降和运移等影响，砂料密度与之前的河床相比可能发生变化，因此在河道勘察阶段的砂料密度不能直接用于监管计量。此外建筑行业关于砂料密度测定的方法，由于行业目标和用途不同，砂料密度更多的反映砂料在实验室规定处理过程下的密度，体现砂料样品性能，如表观密度、松散堆积密度，紧密堆积密度等，该密度砂料颗粒排列的紧密程度，与河道砂料吹填至运砂船的紧密程度完全不同，密度测定结果不能够拿来直接应用与河道采砂和疏浚砂上岸的计量和监管。

目前关于河道砂料上岸过程中的密度测定没有统一采样工具和方法，不同区域河道砂料上岸监管方法和密度测定等也不统一，甚至不够科学严谨。监管过程中施工单位换算采用的砂料密度差异也较大，这就给河道砂料运输上岸监管造成困扰，可能存在河道内实际采运和疏浚量大于登记量的情况，也给超量采砂、盗采砂提供了机会。本发明提供一种砂料采样装置及采样方法，可实现砂石采运及疏浚砂上岸利用的精准计量，促进现场监管单位的规范化管理。

发明内容

本发明的目的是提供一种砂料采样装置及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现对采运的砂料进行精准化采样，提高对采运的砂料的精准计量，促进规范化监管。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种砂料采样装置，包括固定架和至少一个采砂框，所述固定架用于能够拆卸地固定在运砂船上，且所述固定架的一端能够向运砂船的砂舱内底部延伸，各所述采砂框能够拆卸地固定在位于运砂船的砂舱内的所述固定架上，所述采砂框包括砂框架和多个封闭板，所述砂框架能够拆卸地固定在所述固定架上，所述砂框架具有第一空腔和与所述第一空腔连通的上开口及至少一个侧开口，所述上开口及各所述侧开口处分别能够拆卸地固定封闭有一个所述封闭板。

优选的，所述砂框架上还设置有与所述第一空腔连通的下开口，所述下开口处能够拆卸地固定封闭有一个所述封闭板。

优选的，所述采砂框具有所述上开口及各所述侧开口的面上均设置有一组相对的滑槽，所述封闭板的两侧分别能够滑动插入固定在一个所述滑槽内并封闭所述上开口或各所述侧开口。

优选的，所述采砂框具有所述上开口及各所述侧开口的面上均对称固定设置有至少一个固定块，所述固定块靠近所述采砂框的一侧与所述采砂框对应的外侧面之间具有间隙，所述间隙和所述封闭板的厚度相同。

优选的，所述封闭板包括插入件和限位件，所述限位件的一端与所述插入件的一端固定连接，所述插入件的两侧能够分别滑动插入固定在一个所述滑槽内并封闭所述上开口或各所述侧开口，且所述限位件能够抵接在所述滑槽的一端并限制所述插入件在所述滑槽内沿远离所述限位件的方向滑动。

优选的，所述固定架包括悬挂臂和框架固定板，所述悬挂臂的一端设置有用于卡接在运砂船的砂舱顶部侧壁的卡槽，且所述悬挂臂的另一端与所述框架固定板的一端能够拆卸地连接，所述框架固定板的另一端向运砂船的砂舱内底部延伸，所述框架固定板上设置有多个第一安装孔组，各所述第一安装孔组沿竖直方向间隔排布，所述采砂框上设置有第二安装孔组，各所述第二安装孔组通过连接件与一个所述第一安装孔组固定连接。

优选的，还包括延伸板，所述延伸板的一端与所述框架固定板远离所述悬挂臂的一端能够拆卸地固定连接，所述延伸板上沿竖直方向也设置有多个所述第一安装孔组。

优选的，所述悬挂臂的两端能够相对伸缩。

优选的，所述悬挂臂远离所述卡槽的一端设置有通孔，所述框架固定板的一端固定设置有凸块，所述凸块尺寸大于所述通孔的尺寸，且所述框架固定板远离所述凸块的一端能够穿过所述通孔。

本发明还提供一种以上任一项所述的砂料采样装置的使用方法，包括以下步骤：

S1，将固定架的一端固定在运砂船的砂舱侧壁上，并将固定架的另一端置于运砂船的砂舱内；

S2，将各砂框架分别固定在固定架的不同高度上；

S3，运砂船开展吹填装砂施工，直至砂舱装满且完成沥水工作；

S4，从上往下依次对每个砂框架进行开挖取出，在对砂框架进行开挖时，待砂框架顶部露出后，采用封闭板将砂框架的上开口以及砂框架的侧开口等进行封闭以确保第一空腔的封闭，保证砂料保存在第一空腔内，并将封闭好的采砂框从固定架上取下。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的砂料采样装置，通过将各采砂框利用固定架放置在运砂船的砂舱内，当将采运的砂料填入至砂舱后，砂料会填满砂框架的第一空腔内，待运砂船完成沥水后，人工进行开挖，从上往下逐层将砂框架挖出，随着开挖的同时，将封堵用的封闭板封堵在砂框架上的各个开口上，例如上开口以及各侧开口，使砂框架内的砂料保存在第一空腔内，完成对砂舱内的砂料的取样，从而再将所取样品进行密度测定，辅助实现对采运的砂料的精准计量，促进规范化监管；且在不同高度设置采砂框能够在不同深度的砂料进行采样，完成对不同深度情况下的砂料的更精细化密度测定，综合得出更精准的砂料采运量。

进一步的，下开口的设置能够使采运的砂料在填入砂框架时，保证其中的水分充分向下流走排出，且保证砂料在装填掩埋时能更充分的填入砂框架中，以保证所在深度的砂框架中的砂料的密实度与同等深度的砂舱内其他砂料的密实度更贴近，保证取样的精准度。

进一步的，采用一组相对的滑槽，并在滑槽内插入固定封闭板实现封闭板对上开口或各侧开口的封闭，其结构简单，方便人工打开或封闭操作。

进一步的，采用对称设置的固定块与采砂框外侧面之间形成的间隙形成滑槽，其结构简单，方便加工制作。

进一步的，限位件的设置方便限定插入件插入滑槽的程度，既能够作为插入件插入到位的提示作用，也能够方便限制插入件在侧开口封闭时，避免插入件插入过度导致插入件的上端无法对侧开口进行有效封闭，且限位件还能够方便人工操作，以便将封闭板从滑槽内抽出。

进一步的，固定架采用悬挂臂和框架固定板组成，悬挂臂能够方便连接框架固定板与砂舱侧壁之间的连接，且框架固定板能够向砂舱内底部延伸，方便将采砂框至于指定深度，而悬挂臂能够方便控制采砂框相对于砂舱侧壁的距离，从而使采砂框的放置位置更灵活。

进一步的，延伸板的设置能够满足采砂框更深的放置位置，且延伸板与框架固定板采用能够拆卸地方式连接，能够减少其整体的长度占用空间，方便存放及运输。

进一步的，悬挂臂采用两端能够伸缩的伸缩结构，其方便对采砂框距离砂舱侧壁之间距离的调整更方便。

进一步的，悬挂臂采用设置通孔，且框架固定板设置凸块，框架固定板通过一端的凸块使框架固定板穿设在通孔后能够与悬挂臂实现相对位置的固定，其方便连接与拆卸，提高工作效率。

本发明还提供一种基于以上砂料采样装置的使用方法，在先将固定架以及各个砂框架完成位置放置后，通过吹填装砂施工，完成采运砂料的装填，待其沥水完成后，对各个砂框架逐层依次挖开取出，同时利用封闭板封闭好每个砂框架，以保证砂框架内的砂料能够更完整的取出，且先对上开口进行封闭，其能够避免砂框架周边砂料掉落至第一空腔内，以确保更精准化的采样，辅助提高对采运的砂料的精准计量，促进规范化监管。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的砂料采样装置的整体结构示意图；

图2为本发明提供的砂料采样装置中砂框架的结构示意图；

图3为本发明提供的砂料采样装置中封闭板的结构示意图；

图4为本发明提供的砂料采样装置中悬挂臂的结构示意图；

图5为本发明提供的砂料采样装置中框架固定板及延伸板的结构示意图；

图6为本发明提供的砂料采样装置安装在运砂船的砂舱的结构示意图。

图中：100-砂料采样装置；10-悬挂臂；11-卡槽；12-通孔；20-框架固定板；21-第一安装孔组；30-采砂框；31-砂框架；32-封闭板；321-插入件；322-限位件；33-上开口；34-侧开口；35-下开口；36-滑槽；37-固定块；38-凸块；39-第二安装孔组；40-延伸板；50-砂舱。

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。

本发明的目的是提供一种砂料采样装置及其使用方法，以解决现有技术存在的问题，实现对采运的砂料进行精准化采样，提高对采运的砂料的精准计量，促进规范化监管。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

本实施例提供一种砂料采样装置100，如图1～图6所示，包括固定架和至少一个采砂框30，固定架用于能够拆卸地固定在运砂船上，且固定架的一端能够向运砂船的砂舱50内底部延伸，各采砂框30能够拆卸地固定在位于运砂船的砂舱50内的固定架上，采砂框30包括砂框架31和多个封闭板32，砂框架31能够拆卸地固定在固定架上，砂框架31具有第一空腔和与第一空腔连通的上开口33及至少一个侧开口34，上开口33及各侧开口34处分别能够拆卸地固定封闭有一个封闭板32。通过将各采砂框30利用固定架放置在运砂船的砂舱50内，当将采运的砂料填入至砂舱50后，砂料会填满砂框架31的第一空腔内，待运砂船完成沥水后，人工进行开挖，从上往下逐层将砂框架31挖出，随着开挖的同时，将封堵用的封闭板32封堵在砂框架31上的各个开口上，例如上开口33以及各侧开口34，使砂框架31内的砂料保存在第一空腔内，完成对砂舱50内的砂料的取样，从而再将所取样品进行密度测定，辅助实现对采运的砂料的精准计量，促进规范化监管；且在不同高度设置采砂框30能够在不同深度的砂料进行采样，完成对不同深度情况下的砂料的更精细化密度测定，综合得出更精准的砂料采运量，采砂框30所采砂料样品是从运砂船的砂舱50内直接采样，更精准可靠。

具体的，砂料的来源除了专门开采而来以外，还包括疏浚而来，即既适用于河道采砂，也适用于河道疏浚砂。

具体的，基于在运砂船的砂舱50内沿竖直方向，底部的砂料的密实程度会和上方的砂料的密实程度有区别，因此，可以根据实际情况而在竖直方向上安装多个采砂框30进行砂料的采样。

本实施例的可选方案中，较为优选的，如图2所示，砂框架31上还设置有与第一空腔连通的下开口35，下开口35处能够拆卸地固定封闭有一个封闭板32。下开口35的设置能够使采运的砂料在填入砂框架31时，保证其中的水分充分向下流走排出，且保证砂料在装填掩埋时能更充分的填入砂框架31中，以保证所在深度的砂框架31中的砂料的密实度与同等深度的砂舱50内其他砂料的密实度更贴近，保证取样的精准度。

具体的，设置上开口33、下开口35以及各侧开口34，以便砂料在吹填至砂舱50时，位于砂舱50内的砂料中的水流和泥沙等的运移和沉淀。

本实施例的可选方案中，较为优选的，如图2所示，采砂框30具有上开口33及各侧开口34的面上均设置有一组相对的滑槽36，封闭板32的两侧分别能够滑动插入固定在一个滑槽36内并封闭上开口33或各侧开口34。采用一组相对的滑槽36，并在滑槽36内插入固定封闭板32实现封闭板32对上开口33或各侧开口34的封闭，其结构简单，方便人工打开或封闭操作。

具体的，砂框架31可以选用六面体方型框，例如正方体形的框架，也可以选用其他规则形状的框架，采用规则形状的框架是为了方便直接获取精准体积的砂料样品。

具体的，砂框架31为六面体方型框时，其具有上顶面、下底面和四个侧面，上顶面上开设有与第一空腔连通的上开口33，下底面上开设有与第一空腔连通的下开口35，四个侧面中的三个侧面上分别开设有一个侧开口34，另一个侧面封闭有安装板，且安装板的上端向上延伸超出上顶面，安装板超出上顶面的部分上开设有第二安装孔组39，第二安装孔组39可以是至少一个穿孔或螺纹孔。

本实施例的可选方案中，较为优选的，如图2所示，采砂框30具有上开口33及各侧开口34的面上均对称固定设置有至少一个固定块37，固定块37靠近采砂框30的一侧与采砂框30对应的外侧面之间具有间隙，间隙和封闭板32的厚度相同。采用对称设置的固定块37与采砂框30外侧面之间形成的间隙形成滑槽36，其结构简单，方便加工制作。

具体的，优选在砂框架31每个面上设置两组相对的固定块37，两组相对的固定块37一前一后设置，两组相对的固定块37中相同一侧的两个固定块37形成一个滑槽36，而两组相对的固定块37中另一侧的两个固定块37形成与其相对的另一个滑槽36，两组固定块37之间平行且具有间距，以便既能满足形成滑槽36，又能减轻一定的重量。

本实施例的可选方案中，较为优选的，如图3所示，封闭板32包括插入件321和限位件322，限位件322的一端与插入件321的一端固定连接，插入件321的两侧能够分别滑动插入固定在一个滑槽36内并封闭上开口33或各侧开口34，且限位件322能够抵接在滑槽36的一端并限制插入件321在滑槽36内沿远离限位件322的方向滑动。限位件322的设置方便限定插入件321插入滑槽36的程度，既能够作为插入件321插入到位的提示作用，也能够方便限制插入件321在侧开口34封闭时，避免插入件321插入过度导致插入件321的上端无法对侧开口34进行有效封闭，且限位件322还能够方便人工操作，以便将封闭板32从滑槽36内抽出。

具体的，限位件322和插入件321为一体成型。

具体的，限位件322的宽度大于插入件321的宽度，每个面上两个相对的滑槽36之间的最大宽度小于限位件322的宽度且不小于插入件321的宽度。

具体的，封闭板32呈“凸”字型，且封闭板32插入固定在滑槽36后其封闭板32不凸出采砂框30所在面周围的四个面边缘，以便其他面上的封闭板32的插入与拆下。

具体的，封闭板32在插入滑槽36封闭侧开口34时，封闭板32具有限位件322的一端在上方，由下端具有插入件321的一端由上往下插入采砂框30每个面上相对的两个滑槽36。

具体的，上开口33、各侧开口34及下开口35所在面上的滑槽36的结构相同。

本实施例的可选方案中，较为优选的，如图1、图4及图5所示，固定架包括悬挂臂10和框架固定板20，悬挂臂10的一端设置有用于卡接在运砂船的砂舱50顶部侧壁的卡槽11，且悬挂臂10的另一端与框架固定板20的一端能够拆卸地连接，框架固定板20的另一端向运砂船的砂舱50内底部延伸，框架固定板20上设置有多个第一安装孔组21，各第一安装孔组21沿竖直方向间隔排布，采砂框30上设置有第二安装孔组39，各第二安装孔组39通过连接件与一个第一安装孔组21固定连接。固定架采用悬挂臂10和框架固定板20组成，悬挂臂10能够方便连接框架固定板20与砂舱50侧壁之间的连接，且框架固定板20能够向砂舱50内底部延伸，方便将采砂框30至于指定深度，而悬挂臂10能够方便控制采砂框30相对于砂舱50侧壁的距离，从而使采砂框30的放置位置更灵活。

具体的，卡槽11为倒U型槽，在使用时，直接将其插在砂舱50侧壁顶部，方便其卡接固定，也方便其拆卸。

本实施例的可选方案中，较为优选的，如图1及图5所示，砂料采样装置100还包括延伸板40，延伸板40的一端与框架固定板20远离悬挂臂10的一端能够拆卸地固定连接，延伸板40上沿竖直方向也设置有多个第一安装孔组21。延伸板40的设置能够满足采砂框30更深的放置位置，且延伸板40与框架固定板20采用能够拆卸地方式连接，能够减少其整体的长度占用空间，方便存放及运输。

具体的，延伸板40与框架固定板20之间的连接结构可以是任意一种现有连接结构，例如如图5所示，框架固定板20远离悬挂臂10的一端设置有凸板，延伸板40的一端设置有插槽，凸板能够插入在插槽内，且凸板和插槽对应位置上均设置有穿孔，通过螺栓及螺母等连接件穿设在穿孔内实现框架固定板20与延伸板40之间的固定连接。

具体的，第一安装孔组21包括多个孔组，个孔组沿竖直方向间隔排布，以便砂框架31在竖直方向上的位置微调。

本实施例的可选方案中，较为优选的，悬挂臂10的两端能够相对伸缩。悬挂臂10采用两端能够伸缩的伸缩结构，其方便对采砂框30距离砂舱50侧壁之间距离的调整更方便。

具体的，悬挂臂10的两端能够实现相对伸缩的结构为现有结构，例如类似于雨伞伸缩杆的结构，通过人工手动伸缩，既能够实现伸缩，又能够实现伸缩后长度的锁止；也可以是采用液压缸的伸缩结构，由操作者利用液压油或其他介质实现其伸缩。

本实施例的可选方案中，较为优选的，如图1、图4及图5所示，悬挂臂10远离卡槽11的一端设置有通孔12，框架固定板20的一端固定设置有凸块38，凸块38尺寸大于通孔12的尺寸，且框架固定板20远离凸块38的一端能够穿过通孔12。悬挂臂10采用设置通孔12，且框架固定板20设置凸块38，框架固定板20通过一端的凸块38使框架固定板20穿设在通孔12后能够与悬挂臂10实现相对位置的固定，其方便连接与拆卸，提高工作效率。

实施例二

本实施例提供一种实施例一的砂料采样装置100的使用方法，包括以下步骤：

S1，将固定架的一端固定在运砂船的砂舱50侧壁上，并将固定架的另一端置于运砂船的砂舱50内；

具体的，在S1之前要保证运砂船的砂舱50内空置无砂料；

S2，将各砂框架31分别固定在固定架的不同高度上，具体的，可以根据不同运砂船的砂舱50深度以及采样所需位置及数量等因素自行选择安装砂框架31的数量以及砂框架31在砂舱50内的不同位置；

S3，运砂船开展吹填装砂施工，直至砂舱50装满且完成沥水工作；

S4，从上往下依次对每个砂框架31进行开挖取出，在对砂框架31进行开挖时，待砂框架31顶部露出后，采用封闭板32将砂框架31的上开口33以及砂框架31的侧开口34等进行封闭以确保第一空腔的封闭，保证砂料保存在第一空腔内，并将封闭好的采砂框30从固定架上取下。

具体的，在S4中开挖时，需要保证开挖坑穴底部的平整性，可以采用铁锹先进行开挖，直至快要挖至砂框架31时，再用小型挖铲层层剥离至砂框架31顶部露出，并采用封闭板32先将上开口33进行封闭，以保证砂框架31的第一空腔内的砂料不受上部其他砂料进入而被人为干扰；并将各侧开口34用封闭板32依次进行封闭，待挖至砂框架31下底面时，采用封闭板32将下开口35进行封闭。

具体的，待将所有封闭好的采砂框30取下后，将其送至实验室。需注意的是在将其运输至实验室的途中需要避免震动扰动造成封闭板32的松动和采砂框30内部的砂料的泄漏。

在先将固定架以及各个砂框架31完成位置放置后，通过吹填装砂施工，完成采运砂料的装填，待其沥水完成后，对各个砂框架31逐层依次挖开取出，同时利用封闭板32封闭好每个砂框架31，以保证砂框架31内的砂料能够更完整的取出，且先对上开口33进行封闭，其能够避免砂框架31周边砂料掉落至第一空腔内，以确保更精准化的采样，辅助提高对采运的砂料的精准计量，促进规范化监管。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。