CN105253448A - 采集含挥发性物质、氧敏感性物质水样的采样瓶专用瓶盖 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采集含挥发性物质、氧敏感性物质水样的采样瓶专用瓶盖，其结构包括有：用于扣盖在采样瓶瓶口上以提高盛装水样液面高度并在封盖时使采样瓶装水量不减的内盖；用于扣盖在所述内盖外围和天窗部以对采样瓶实现无多余空间式封盖的外盖；以及封接在所述外盖顶部T形直通孔槽处便于穿刺抽取瓶内水样的柱塞机构。本发明通过内盖在采样瓶瓶口的预先扣合，使采样瓶所采集水样的液面提高，再通过外盖的扣合，使外盖上的内封盖扣盖到穹顶天窗内，排出水样以外的全部多余空间，使采样瓶及盖体内充满水样，满足了含挥发性物质、氧敏感性物质水样采集的技术规范要求，使采样一次成功，节约了工作时间，降低了采样成本，提高了工作效率。

Description

采集含挥发性物质、氧敏感性物质水样的采样瓶专用瓶盖

技术领域

本发明涉及一种水质研究用的采样容器的配件，具体地说是一种采集含挥发性物质、氧敏感性物质水样的采样瓶专用瓶盖。

背景技术

目前，在水质研究过程中，用于采集含挥发性物质、氧敏感性物质水样的采样瓶通常为玻璃瓶，其形状一般都是细口瓶，对应使用的瓶盖主要有平底螺纹盖（类似矿泉水瓶盖）和平底嵌入盖（如磨砂口玻璃塞）两类。而这两类瓶盖与瓶口处的水面接触面都是平面。当水样装满采样瓶后，由于表面张力的作用，在瓶口处的液面是略高于瓶口并呈微凸起状的弧形面。在用平底螺纹瓶盖盖紧采样瓶瓶口的过程中，瓶口处的凸弧面水体在与瓶盖内顶面的接触瞬间，瓶口凸弧面内的水体会受到挤压流出采样瓶外，如果稍微用力过大或旋紧采样瓶盖的速度稍快，采样瓶内的水体由于惯性作用，除瓶口顶面凸弧面部分的水体被挤出外，还有瓶口内的少量（微量）水体被带出采样瓶，这样就会在采样瓶的瓶口处留出一定的无水空间，当采样瓶盖完全盖紧在采样瓶的瓶口上之后，在采样瓶内留出的无水空间就会被空气填充，使得采样瓶内留有空气。这种采样过程因不能满足含挥发性物质、氧敏感性物质水样采集的技术规范要求而导致采样失败。

另一方面，在实地采样现场，很难使采样瓶垂直放置；当水样装满采样瓶，在采样瓶口顶面形成的凸弧面的水体本身会受到地球引力的作用；当采样瓶倾斜度稍大时，凸弧面水体自然会流出采样瓶，在采样瓶口处留出空间而被空气填充，封盖后采样瓶内留有空气；当采样瓶微倾斜时，凸弧面水体表面各质点所受重力沿半球面切线方向的分力在不大于球面水体的表面张力的情况下，凸弧面水体虽然能够保持平衡，但凸弧面水体的重心会向采样瓶的倾斜方向偏移，瓶口处的凸弧面水体在与采样瓶瓶盖内顶面接触的瞬间，凸弧面水体因受到挤压而更容易流出瓶口外，在瓶口处留出被空气填充的空间，当用瓶盖盖紧瓶口后，采样瓶内就会留有少量空气，同样不能满足含挥发性物质、氧敏感性物质水样，导致采样失败。

平底嵌入式采样瓶盖虽然能满足填满采样瓶的相关技术要求，但不利于运输。特别是磨砂口玻璃瓶塞，不适合采集呈碱性的含挥发性物质、氧敏感性物质水样采集的技术规范要求。

发明内容

本发明的目的就是提供一种采集含挥发性物质、氧敏感性物质水样的采样瓶专用瓶盖，以解决现有采样瓶瓶盖在使用过程中容易将瓶口处的水体有少量挤出而形成空气填充从而导致采样失败的问题。

本发明是这样实现的：一种采集含挥发性物质、氧敏感性物质水样的采样瓶专用瓶盖，包括有：

用于扣盖在采样瓶瓶口上以提高盛装水样液面高度并在封盖时使采样瓶装水量不减的内盖；

用于扣盖在所述内盖外围和天窗部以对采样瓶实现无多余空间式封盖的外盖；以及

封接在所述外盖顶部T形直通孔槽处便于穿刺抽取瓶内水样的柱塞机构。

所述内盖是由瓶体连接部与液面提升部一体连接组成。

所述瓶体连接部为直筒圆环体，其内壁有连接瓶口用的内螺纹，其外壁有连接外盖用的外螺纹，在所述瓶体连接部的下沿设有一圈环绕外壁的横向外凸沿。

所述液面提升部为顶部中心开有天窗的穹顶，穹顶外壁的下部与所述瓶体连接部的外壁平滑过渡，穹顶内壁在与所述瓶体连接部内壁的结合处有一个阶梯变径处，使所述瓶体连接部的底面内缘形成一个圆环形内平沿，以形成对采样瓶瓶口上沿的遮挡，圆环形内平沿的内圈直径与采样瓶瓶口的内径相同，所述天窗的形状为上大下小的圆台形开口，圆台形开口的侧沿锥度为45°，所述天窗的轴心线与穹顶轴心线相重合，在穹顶上邻接所述天窗的部分构成一个环绕天窗上口的平顶圈环面；

所述外盖是由扣合遮盖部与扣合连接部一体连接组成。

所述扣合连接部为环形体，在其内壁制有与所述内盖上的所述瓶体连接部的外螺纹规格相同的内螺纹，在其外壁上制有两个作为旋拧支点的凸缘，两个凸缘沿扣合连接部的圆周对称设置。

所述扣合遮盖部位于所述扣合连接部的上部，其外表面的下部与所述扣合连接部的外表面平滑过渡，其内表面是与所述内盖的所述液面提升部的外形相合的球面形，在所述扣合遮盖部内表面的顶部中心制有一个向下探出以封堵内盖天窗的内封盖，所述内封盖的底面为向下方探出的凸弧面，所述内封盖的侧沿为与所述液面提升部的天窗侧壁的外形相合的圆锥面，当所述外盖在所述内盖上扣紧到位后，所述内封盖占满天窗的全部开口空间；在所述扣合遮盖部的环绕所述内封盖的根部位置上开有一圈水平环槽，该水平环槽的中心直径与所述内盖穹顶上的平顶圈环面的中心直径相同；在所述水平环槽中固定有O形密封圈，所述水平环槽的内径等于所述O形密封圈的线径，所述水平环槽的深度等于所述O形密封圈的线径的3/5；在所述扣合遮盖部的顶部中心开有一个贯通扣合遮盖部本体和内封盖本体的竖直T形直通孔槽，所述T形直通孔槽的轴心线与所述扣合遮盖部的轴心线相重合；所述T形直通孔槽的上段为直筒圆管段，在其中的接近上端口处制有一段连接柱塞机构用的内螺纹；所述T形直通孔槽的下段有一个台阶变径处，使所述T形直通孔槽的下段成为孔径小于上段孔径的细径圆孔，所述细径圆孔的高度不超过所述T形直通孔槽整体高度的1/6。

所述柱塞机构包括：用于连接在所述外盖的所述T形直通孔槽中的固定管，封盖在所述T形直通孔槽下段细径圆孔上的T形垫塞，以及用于封堵固定管上口的保护帽。

所述固定管为圆筒形直管，其高度大于所述T形直通孔槽上段直筒圆管的高度，在所述固定管内壁的上部制有一段连接保护帽用的内螺纹，所述固定管的外侧为光滑外壁，固定管的外径略小于所述T形直通孔槽上段直筒圆管的内径，在所述固定管外壁的上段制有一段用于连接T形直通孔槽用的外凸的外螺纹，在该外螺纹段的上部至固定管的顶部制有一段转动固定管用的花纹，所述固定管通过外螺纹与所述T形直通孔槽相接，以将所述T形垫塞压制固定在所述T形直通孔槽内。

所述T形垫塞为由帽状体和柱状体上下组合而成的铆钉状塞体，所述T形垫塞的上部帽状体的直径略小于所述T形直通孔槽上段直筒圆管的内径，所述T形垫塞的下部柱状体的直径等于所述T形直通孔槽下部细径圆孔的直径，所述T形垫塞的下部柱状体的高度等于所述T形直通孔槽下部细径圆孔的高度，所述T形垫塞的下部柱状体的底面为凸弧面，当所述T形垫塞被压制固定在所述T形直通孔槽中的时候，所述T形垫塞的下部柱状体的底面凸弧面与所述内封盖的底面凸弧面合为一个弧面。

所述保护帽呈圆柱状，在所述保护帽外壁的上段制有一段用于连接固定管用的外螺纹，在该外螺纹段的上部至保护帽的顶部制有一段转动保护帽用的花纹，所述保护帽螺纹连接在所述固定管中，以保护固定管的内孔不受污染。

在所述内盖的圆环形内平沿上设置有垫圈，所述垫圈的内径与采样瓶瓶口的内径相同，所述垫圈的外径略大于采样瓶瓶口的外径。

所述保护帽上的外螺纹的螺纹段与所述固定管内壁的内螺纹的螺纹段的高度相同，所述保护帽旋紧于所述固定管的顶部，所述保护帽上的花纹段在保护帽旋紧于固定管上时露在所述固定管的顶面外部，以方便旋拧保护帽。

本发明采样瓶专用瓶盖通过内盖在采样瓶瓶口的预先扣合，可使采样瓶所采集水样的体积增加，使盛接水样的液面到达内盖的穹顶天窗内，然后，再通过外盖的扣合，使外盖上的内封盖缓慢扣盖到内盖的穹顶天窗内，并最终密封扣合。其优点是不论采样现场是否平整，也不要求采样瓶放置绝对垂直，在采样瓶装满水样后，既使在天窗内留有一些无水样的多余空间，只要留出的这个空间体积小于外盖上的内封盖所凸出的体积，就能在内封盖的充填式扣合时，排出水样以外的全部多余空间，使采样瓶及盖体内充满水样，且不留多余空间，由此满足了含挥发性物质、氧敏感性物质水样采集的技术规范要求，使采样一次成功；而且操作人员不需做专门的操作训练，节约了工作时间，降低了采样成本，提高了工作效率。

本发明瓶盖可与现有的采样瓶配套使用，节约了使用单位定做、购买采样瓶的成本和费用。

附图说明

图1是本发明瓶盖在采样瓶上扣合时的结构示意图。

图2是瓶盖的顶面结构示意图。

图中：1、瓶体连接部，2、液面提升部，3、外凸沿，4、扣合连接部，5、扣合遮盖部，6、内封盖，7、O形密封圈，8、垫塞，9、固定管，10、保护帽，11、凸缘，12、垫圈，13、采样瓶。

具体实施方式

如图1所示，本发明采样瓶专用瓶盖包括内盖、外盖和柱塞机构三部分；内盖是扣盖在采样瓶13的瓶口上，以提高盛装水样的液面高度并在封盖时使采样瓶原有的装水量不减；外盖是扣盖在内盖的外围，并对内盖的穹顶天窗进行封堵，以对采样瓶13实现无多余空间式的封盖；柱塞机构封接在外盖顶部的T形直通孔槽处，便于在打开后从中穿刺抽取瓶内的水样。

所述内盖是由瓶体连接部1与液面提升部2一体连接组成。瓶体连接部1为直筒圆环体，制有环绕内壁的内螺纹和环绕外壁的外螺纹，内螺纹用于连接采样瓶13的瓶口，外螺纹用于连接外盖。在瓶体连接部1的下沿设有环绕外壁的一圈横向外凸沿3，以便于握持旋拧外盖。液面提升部2为开有天窗的穹顶结构，穹顶外壁的下部与瓶体连接部1的外壁平滑过渡，穹顶内壁在与瓶体连接部1内壁的结合处有一个阶梯变径处，使瓶体连接部1的底面内缘形成一个圆环形内平沿，以形成对瓶口上沿的遮挡。圆环形内平沿的内圈直径与采样瓶13瓶口的内径相同，使注入采样瓶的水样液面在瓶口内的逐步上行过程中，可以平缓地通过瓶口与内盖的交接处，而不会有扰动产生，防止水样中含挥发性物质的溢出。液面提升部2的穹顶上的天窗位于穹顶顶部中心，其轴心线与内盖的轴心线重合，天窗的形状为上大下小的圆台形开口，圆台形开口的侧沿锥度为45°，即侧沿与水平面的夹角为45°。在穹顶上邻接天窗上口边沿的部分构成一个环绕天窗上口的平顶圈环面。

在内盖的圆环形内平沿上设置有垫圈12，垫圈12的内径与采样瓶13瓶口的内径相同，垫圈12的外径略大于采样瓶13瓶口的外径。这样就可使垫圈在内盖中的内平沿上有一定的卡接力，从而防止垫圈从内盖中掉落。内盖通过瓶体连接部1螺纹连接在采样瓶13的瓶口处，瓶口上沿顶紧在内盖的内平沿上。

所述外盖是由扣合遮盖部5与扣合连接部4一体连接组成。扣合连接部4为环形体，其内壁制有环绕的与内盖上的瓶体连接部的外螺纹规格相同的内螺纹，以便于内盖螺纹连接。在扣合连接部4的外侧制有两个作为旋拧支点的凸缘11（图2），两个凸缘11沿圆周对称设置。扣合遮盖部5位于扣合连接部4的上部，其内表面是与内盖的液面提升部2的外形相合的球面形，在扣合遮盖部5内表面的顶部中心制有向下探出以封堵内盖天窗的内封盖6。内封盖6的底面为向下方探出的凸弧面，内封盖6的侧沿为与液面提升部2的天窗侧壁的外形相合且锥度为45°的圆锥面。当外盖在内盖上扣紧到位后，所述内封盖占满天窗的全部开口空间。

图1中，在内封盖6的凸沿根部开有一圈环绕内封盖的水平环槽，该水平环槽的中心直径与所述内盖穹顶上的平顶圈环面的中心直径相同，以形成与密封圈的有效封接。在水平环槽中固定有O形密封圈7。水平环槽的内径等于O形密封圈的线径，水平环槽的深度等于O形密封圈的线径的3/5。

在外盖的扣合遮盖部5的顶部中心开有一个贯通扣合遮盖部本体和内封盖本体的直立的T形直通孔槽。T形直通孔槽的轴心线与扣合遮盖部的轴心线相重合；T形直通孔槽的上段为直筒圆管段，在其中的接近上端口处制有一段连接柱塞机构用的内螺纹；T形直通孔槽的下段有一个台阶变径处，使T形直通孔槽的下段成为孔径小于上段孔径的细径圆孔，细径圆孔的高度不超过T形直通孔槽整体高度的1/6。

如图1所示，所述柱塞机构包括固定管9、T形垫塞8和保护帽10。固定管8为圆筒形直管，其高度大于T形直通孔槽上段直筒圆管的高度，在固定管内壁的上部制有一段连接保护帽用的内螺纹，固定管的外侧为光滑外壁，固定管的外径略小于T形直通孔槽上段直筒圆管的内径，使固定管6的下段可在其中自由滑动。在固定管外壁的上段制有一段用于连接T形直通孔槽用的外凸的外螺纹，在该外螺纹段的上部至固定管的顶部制有一段转动固定管用的花纹，固定管9通过外螺纹与T形直通孔槽相接，以将T形垫塞8压制固定在T形直通孔槽内。

T形垫塞8为由帽状体和柱状体上下组合而成的铆钉状塞体，T形垫塞8的上部帽状体的直径略小于T形直通孔槽上段直筒圆管的内径，T形垫塞8的下部柱状体的直径等于T形直通孔槽下部细径圆孔的直径，T形垫塞的下部柱状体的高度等于T形直通孔槽下部细径圆孔的高度，T形垫塞的下部柱状体的底面为凸弧面，当T形垫塞被压制固定在T形直通孔槽中的时候，T形垫塞8的下部柱状体的底面凸弧面与内封盖6的底面凸弧面合为一个完整的弧面。

保护帽10呈圆柱状，在保护帽外壁的上段制有一段用于连接固定管用的外螺纹，在该外螺纹段的上部至保护帽的顶部制有一段转动保护帽用的花纹，保护帽10螺纹连接在固定管9中，以保护固定管的内孔不受污染。

保护帽10上的外螺纹的螺纹段与固定管9内壁的内螺纹的螺纹段的高度相同，这样就可使保护帽10旋紧于固定管9的顶部，保护帽10上的花纹段在保护帽10旋紧于固定管9上时露在固定管9的顶面外部，以方便旋拧保护帽10。

内盖、外盖、固定管9、保护帽10都是采用聚四氟乙烯材料制作而成。T形垫塞8、垫圈12和O形密封圈7等都是采用有机硅胶制作而成。

本发明专用瓶盖的操作方式是：

1、将内置垫圈12的内盖旋紧于采样瓶13的瓶口处；

2、将T形垫塞8放入外盖顶部的T形直通孔槽中，固定管9拧紧于T形直通孔槽内，固定T形垫塞8；然后，把保护帽10拧紧于固定管9的上端；

3、按照含挥发性物质、氧敏感性物质水样采集的技术规范要求，把采样器的出水端管伸入采样瓶内，出水端管的头部距离瓶底保持一定距离，注入水样，到瓶内的液面上升至接近瓶口处，缓慢平稳地提升出水端管，当出水端管的管口部到达瓶口处时，水样填满采样瓶13和内盖；

4、移开取样器的出水端管，将已经安装好O形密封圈7的外盖平稳拿起，缓慢置于内盖上，均匀用力，旋紧外盖，在瓶口及内盖的天窗内均无多余的无水空间产生，满足了含挥发性物质、氧敏感性物质水样采集的技术规范要求，使采样一次成功。

Claims (3)

1.一种采集含挥发性物质、氧敏感性物质水样的采样瓶专用瓶盖，其特征是，包括有：

用于扣盖在采样瓶瓶口上以提高盛装水样液面高度并在封盖时使采样瓶装水量不减的内盖；

用于扣盖在所述内盖外围和天窗部以对采样瓶实现无多余空间式封盖的外盖；以及

封接在所述外盖顶部T形直通孔槽处便于穿刺抽取瓶内水样的柱塞机构；

所述内盖是由瓶体连接部与液面提升部一体连接组成；

所述瓶体连接部为直筒圆环体，其内壁有连接瓶口用的内螺纹，其外壁有连接外盖用的外螺纹，在所述瓶体连接部的下沿设有一圈环绕外壁的横向外凸沿；

所述液面提升部为顶部中心开有天窗的穹顶，穹顶外壁的下部与所述瓶体连接部的外壁平滑过渡，穹顶内壁在与所述瓶体连接部内壁的结合处有一个阶梯变径处，使所述瓶体连接部的底面内缘形成一个圆环形内平沿，以形成对采样瓶瓶口上沿的遮挡；圆环形内平沿的内圈直径与采样瓶瓶口的内径相同，所述天窗的形状为上大下小的圆台形开口，圆台形开口的侧沿锥度为45°，所述天窗的轴心线与穹顶轴心线相重合，在穹顶上邻接所述天窗的部分构成一个环绕天窗上口的平顶圈环面；

所述外盖是由扣合遮盖部与扣合连接部一体连接组成；

所述扣合连接部为环形体，在其内壁制有与所述内盖上的所述瓶体连接部的外螺纹规格相同的内螺纹，在其外壁上制有两个作为旋拧支点的凸缘，两个凸缘沿扣合连接部的圆周对称设置；

所述扣合遮盖部位于所述扣合连接部的上部，其外表面的下部与所述扣合连接部的外表面平滑过渡，其内表面是与所述内盖的所述液面提升部的外形相合的球面形，在所述扣合遮盖部内表面的顶部中心制有一个向下探出以封堵内盖天窗的内封盖，所述内封盖的底面为向下方探出的凸弧面，所述内封盖的侧沿为与所述液面提升部的天窗侧壁的外形相合的圆锥面，当所述外盖在所述内盖上扣紧到位后，所述内封盖占满天窗的全部开口空间；在所述扣合遮盖部的环绕所述内封盖的根部位置上开有一圈水平环槽，该水平环槽的中心直径与所述内盖穹顶上的平顶圈环面的中心直径相同；在所述水平环槽中固定有O形密封圈，所述水平环槽的内径等于所述O形密封圈的线径，所述水平环槽的深度等于所述O形密封圈的线径的3/5；在所述扣合遮盖部的顶部中心开有一个贯通扣合遮盖部本体和内封盖本体的竖直T形直通孔槽，所述T形直通孔槽的轴心线与所述扣合遮盖部的轴心线相重合；所述T形直通孔槽的上段为直筒圆管段，在其中的接近上端口处制有一段连接柱塞机构用的内螺纹；所述T形直通孔槽的下段有一个台阶变径处，使所述T形直通孔槽的下段成为孔径小于上段孔径的细径圆孔，所述细径圆孔的高度不超过所述T形直通孔槽整体高度的1/6；

所述柱塞机构包括：用于连接在所述外盖的所述T形直通孔槽中的固定管，封盖在所述T形直通孔槽下段细径圆孔上的T形垫塞，以及用于封堵固定管上口的保护帽；

所述固定管为圆筒形直管，其高度大于所述T形直通孔槽上段直筒圆管的高度，在所述固定管内壁的上部制有一段连接保护帽用的内螺纹，所述固定管的外侧为光滑外壁，固定管的外径略小于所述T形直通孔槽上段直筒圆管的内径，在所述固定管外壁的上段制有一段用于连接T形直通孔槽用的外凸的外螺纹，在该外螺纹段的上部至固定管的顶部制有一段转动固定管用的花纹，所述固定管通过外螺纹与所述T形直通孔槽相接，以将所述T形垫塞压制固定在所述T形直通孔槽内；

所述T形垫塞为由帽状体和柱状体上下组合而成的铆钉状塞体，所述T形垫塞的上部帽状体的直径略小于所述T形直通孔槽上段直筒圆管的内径，所述T形垫塞的下部柱状体的直径等于所述T形直通孔槽下部细径圆孔的直径，所述T形垫塞的下部柱状体的高度等于所述T形直通孔槽下部细径圆孔的高度，所述T形垫塞的下部柱状体的底面为凸弧面，当所述T形垫塞被压制固定在所述T形直通孔槽中的时候，所述T形垫塞的下部柱状体的底面凸弧面与所述内封盖的底面凸弧面合为一个弧面；

所述保护帽呈圆柱状，在所述保护帽外壁的上段制有一段用于连接固定管用的外螺纹，在该外螺纹段的上部至保护帽的顶部制有一段转动保护帽用的花纹，所述保护帽螺纹连接在所述固定管中，以保护固定管的内孔不受污染。

2.根据权利要求1所述的采集含挥发性物质、氧敏感性物质水样的采样瓶专用瓶盖，其特征是，在所述内盖的圆环形内平沿上设置有垫圈，所述垫圈的内径与采样瓶瓶口的内径相同，所述垫圈的外径略大于采样瓶瓶口的外径。

3.根据权利要求1所述的采集含挥发性物质、氧敏感性物质水样的采样瓶专用瓶盖，其特征是，所述保护帽上的外螺纹的螺纹段与所述固定管内壁的内螺纹的螺纹段的高度相同，所述保护帽旋紧于所述固定管的顶部，所述保护帽上的花纹段在保护帽旋紧于固定管上时露在所述固定管的顶面外部，以方便旋拧保护帽。