CN107727447A - 一种可以任意深度分层取水的装置及其取水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可以任意深度分层取水的装置及其取水方法，该装置包括取水辅助装置和取水装置；取水辅助装置包括固定在地面的辅助支架和设置在该辅助支架上的转轴，转轴上缠绕有带刻度的拉绳，转轴上还设有用于卷绕带刻度的拉绳的转盘摇杆；取水装置通过带刻度的拉绳与取水辅助装置连接，取水装置包括一个由贮水器壁构成的圆筒结构的贮水器，该贮水器内部设有边缘带橡胶封闭的活塞，活塞通过连接杆连接一个铅重物；在所述贮水器壁上部侧面设有圆形进水口。本发明的装置具有结构简单，便于操作的优点。适应在多种复杂条件下可取任意深度的纯净水样。
Description
技术领域
本发明主要涉及可以在钻孔内或者江河湖泊水体中任意深度分层取水的方法和装置，属于水利工程、水文水资源、水环境保护等技术领域，尤其属于水质取样与检测的技术领域。
背景技术
在水文地质生产、科研、水质取样与检测工作中，经常需要取水样，要采集地表水体表面的水样和地下浅层水样是十分简单容易的事，但要采集地下水面或地表水体表面以下特定深度上的水样就十分困难，因为在采集器投放到特定深度前很容易混入非特定深度上的水，实际采集到的是包含不同深度上水的混合水样。在取水样的过程中主要存在如下的几个问题：第一是在取水装置下放的过程中，存在尚未到达取水深度取水装置就已经开始进水，导致所取到的水样是不同深度的水体的混合体，无法代表特定深度的水样的特点；第二是无法确定到达特定深度后，开始取水；第三是取水完成后取水装置在向上提升的过程中，已经打开的进水口无法有效的与外界隔绝，这个过程中由于取水器的贮水筒没有设置防溢水的装置或者防溢水装置的口不能完全闭合，贮水筒中已经取到的水样在取水器提升的过程中很容易从贮水筒进水口中溢出，同时外界不同深度的水会进入贮水筒导致与取得的水样混合，不同深度的水样基本特性不同，因此贮水筒中的水与不同深度的水体混合后水质发生变化，因此无法准确代表特定深度的水质情况，对水体研究工作的准确性带来很大的影响，使水体研究结果不够准确。
在现有技术中，FFS-A型地下水定深取样器和弹簧压卡式取水器。FFS-A型地下水定深取样器是由中国地质调查研究院研制的，它由采集器、气囊和地面冲气和抽水设备组成。2个气囊分别位于采集器的上端和下端，使用时将采集器和2个气囊同步放入预定深度，然后通过地面的冲气设备对气囊进行冲气，使气囊鼓起来与钻孔壁紧密接触，防止钻孔内气囊上、下方水的混入，在完全隔离上、下方水后在用地面抽水设备进行抽水，从而达到采集某深度上水样的目的，所采集到的水样就一个，无方向性。这种取样器操作复杂困难，效率很低，可靠性差，且只能在钻孔中使用。
弹簧压卡式取水器是2006年前设计出来的，它由内径较小的上筒体和内径较大的下筒体联合组成，下筒体又由倒锥面、密封通孔、钢球以及可在筒体内上下移动的压杆组成。压杆还由上直杆和下直杆通过螺帽、螺栓宽松联接。上筒体中设有提把型活动卡条、卡槽、空腔等。该取样器结构较复杂，性能不稳定，能取的深度有限，一般不能超过50m的深度。
为取到特定深度的水样，现有的一些取水方法及装置虽然能够在一定的程度上解决上述问题，但这些的取水装置部件较多、结构较为复杂、体积和重量均较大、操作显得繁琐，因此降低了设备的可靠性和操作性，影响取样的深度。因此，现有的取水方法及装置还是不够理想，难以满足目前要求越来越精确的水质检测科研工作的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以在任意深度分层取水的装置，在水文地质生产、科研、水质取样与检测工作中，可以在任意深度上取水样。同时该装置简单、易操作、具有可操作性。
本发明的技术方案如下：
首先，本发明的一种可以任意深度分层取水的装置，包括取水辅助装置和取水装置；所述取水辅助装置包括固定在地面的辅助支架和设置在该辅助支架上的转轴，转轴上缠绕有带刻度的拉绳，转轴上还设有用于卷绕所述带刻度的拉绳的转盘摇杆；所述取水装置通过带刻度的拉绳与所述取水辅助装置连接，所述取水装置包括一个由贮水器壁构成的圆筒结构的贮水器，该贮水器内部设有边缘带橡胶封闭的活塞，所述活塞通过连接杆连接一个铅重物；在所述贮水器壁上部侧面设有圆形进水口。
进一步的，所述贮水器顶部封闭并连接带刻度的拉绳，该贮水器底部敞开并在敞口处设有活塞卡口。
进一步的，在贮水器壁外侧面位于所述圆形进水口下方的位置设有一个发条控制装置，该发条控制装置配备有一根受其控制的锚钉，该锚钉在所述发条控制装置的控制下能够进入贮水器内部的贮水腔中，并将所述活塞在该位置固定住使其不会在重力作用下向下滑动。
进一步的，所述圆形进水口径1-2cm，在贮水器上部相对位置共设有两个。
一种采用上述可以任意深度分层取水的装置的取水方法包括如下步骤：首先确定取水的深度，估计取水装置探头下放至指定深度的时间，在发条控制装置内上足够的发条；利用取水辅助装置的转盘摇杆将取水装置下放，利用带刻度的拉绳下放至指定深度；发条控制装置在取水装置到达指定深度后，控制锚钉向外移动；活塞开始处于取水装置的顶部，在铅重物的控制下向下移动，活塞与取水装置的贮水器壁封闭良好；取水装置的贮水腔内的压强降低，水从圆形进水口进入贮水腔；活塞被活塞卡口挡住；一段时间后，贮水腔内的水贮满；利用取水辅助装置将取水装置提升至孔口。
本发明具有以下有益效果：本发明的装置具有结构简单，便于操作的优点。适应在多种复杂条件下可取任意深度的纯净水样。
附图说明
图1是本发明的取水辅助装置结构示意图；
图2是本发明的取水装置的结构示意图。
附图标记说明：1-转盘摇杆，2-带刻度的拉绳，3-转轴，4-辅助支架，5-贮水器壁，6-圆形进水口，7-活塞卡口，8-活塞，9-连接杆，10-铅重物，11-锚钉，12-发条控制装置，13-贮水腔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的任何限制。
请先看图1，图1中，取水辅助装置包括可以转动转盘摇杆1，使取水探头到达任意深度或者从任意深度提升至水平面，转动转盘摇杆1较直接提升省力。带刻度的拉绳2缠绕转轴3上，便于携带，另外一端与取水装置(见图2)连接。辅助支架4用于支撑转轴3。
看图2，圆形进水口6位于取水装置的贮水器壁5上端，圆形进水口6口径1-2cm,相对共两个。活塞卡口7向装置内部延伸约2cm，当边缘带橡胶封闭的活塞8在铅重物10的牵引下，向下滑动时卡住边缘带橡胶封闭的活塞8。
活塞8与铅重物10的连接杆9用于连接边缘带橡胶封闭的活塞8与铅重物10。受控制的锚钉11在发条控制装置12的控制下可以退出取水装置，让边缘带橡胶封闭的活塞8自由向下滑动。
本发明的技术原理是这样的：实施时预计取水装置下放到指定深度的时间，在发条控制装置12上足够时间的机械能，当发条控制装置12到达指定时间后控制受控制的锚钉11从贮水腔13中退出，让连接边缘带橡胶封闭的活塞8自由下滑。当边缘带橡胶封闭的活塞8在铅重物10的作用下，自由下滑后，由于贮水装置13内的压力较小，指定深度的水则通过圆形进水口6进入贮水腔13内。
本发明的实施步骤如下：
首先确定取水的深度，估计取水装置下放至指定深度的时间，在发条控制装置12内上足够的发条；利用图1所示取水辅助装置，利用转盘摇杆1将取水装置下放，利用带刻度的拉绳2下放至指定深度；发条控制装置12在探头到达指定深度后，控制受控制的锚钉11向外移动；边缘带橡胶封闭的活塞8开始处于取水装置的顶部，在铅重物10的控制下向下移动，边缘带橡胶封闭的活塞8与取水装置的贮水器壁5封闭良好；贮水腔13内的压强降低，水从圆形进水口6进入贮水腔13；边缘带橡胶封闭的活塞8被活塞卡口7挡住；一段时间后，贮水腔13内的水贮满；利用图1所示的取水辅助装置将图2所示的取水装置提升至孔口，完成一次取水。
以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种可以任意深度分层取水的装置，其特征在于：包括取水辅助装置和取水装置；所述取水辅助装置包括固定在地面的辅助支架(4)和设置在该辅助支架(4)上的转轴(3)，转轴(3)上缠绕有带刻度的拉绳(2)，转轴(3)上还设有用于卷绕所述带刻度的拉绳(2)的转盘摇杆(1)；所述取水装置通过带刻度的拉绳(2)与所述取水辅助装置连接，所述取水装置包括一个由贮水器壁(5)构成的圆筒结构的贮水器，该贮水器内部设有边缘带橡胶封闭的活塞(8)，所述活塞(8)通过连接杆(9)连接一个铅重物(10)；在所述贮水器壁(5)上部侧面设有圆形进水口(6)。
2.根据权利要求1所述的可以任意深度分层取水的装置，其特征在于：所述贮水器顶部封闭并连接带刻度的拉绳(2)，该贮水器底部敞开并在敞口处设有活塞卡口(7)。
3.根据权利要求1所述的可以任意深度分层取水的装置，其特征在于：在贮水器壁(5)外侧面位于所述圆形进水口(6)下方的位置设有一个发条控制装置(12)，该发条控制装置(12)配备有一根受其控制的锚钉(11)，该锚钉(11)在所述发条控制装置(12)的控制下能够进入贮水器内部的贮水腔(13)中，并将所述活塞(8)在该位置固定住使其不会在重力作用下向下滑动。
4.根据权利要求1所述的可以任意深度分层取水的装置，其特征在于：所述圆形进水口(6)口径1-2cm，在贮水器上部相对位置共设有两个。
5.一种采用权利要求1-4中任意一项所述的可以任意深度分层取水的装置的取水方法，其特征在于该方法包括如下步骤：首先确定取水的深度，估计取水装置探头下放至指定深度的时间，在发条控制装置(12)内上足够的发条；利用取水辅助装置的转盘摇杆(1)将取水装置下放，利用带刻度的拉绳(2)下放至指定深度；发条控制装置(12)在取水装置到达指定深度后，控制锚钉(11)向外移动；活塞(8)开始处于取水装置的顶部，在铅重物(10)的控制下向下移动，活塞(8)与取水装置的贮水器壁(5)封闭良好；取水装置的贮水腔(13)内的压强降低，水从圆形进水口(6)进入贮水腔(13)；活塞(8)被活塞卡口(7)挡住；一段时间后，贮水腔(13)内的水贮满；利用取水辅助装置将取水装置提升至孔口。
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