CN109813572A - 一种深水取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深水取样装置，其涉及地下水取样领域，旨在解决传统的贝勒管无法取深层水样的问题，其技术方案要点是一种深水取样装置，包括用于储存样品水的管体，所述管体外侧壁设置有供样品水进入管体的进水孔，所述管体外侧壁设置有控制进水孔开合的密封装置；所述管体上设置有使其沉入水体内的配重装置，所述管体上设置有拉动管体的提拉装置，本发明达到了取出地下深层水样的作用。

Description

一种深水取样装置

技术领域

本发明涉及地下水检测的技术领域，尤其是涉及一种深水取样装置。

背景技术

地下水，是贮存于包气带以下地层空隙，包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。地下水是水资源的重要组成部分，然而近年来，在多种污染源作用下，我国浅层地下水污染严重且污染速度快。地下水污染主要指人类活动引起地下水化学成分、物理性质和生物学特性发生改变而使质量下降的现象。由于地表以下地层复杂，地下水流动极其缓慢，因此，地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。地下水一旦受到污染，即使彻底消除其污染源，也得十几年，甚至几十年才能使水质复原。

现有授权公开号CN207336126U的中国专利，公开了一中改进的贝勒管，其主要用于测量井、钻孔及水位管中的水位，特别适合于环境检测、环境调查及水电工程中地下水位的观测或土石坝体的坝体浸润线的人工巡检。该贝勒管包括主体、吊绳、止回球，所述的贝勒管主体是由一个或一个以上的空心管体依次连接所组成，所述的吊绳通过吊绳连接件连接在空心管体内，所述的空心管体下端的内部设置有与止回球相匹配的阀座，所述的阀座上开设有通孔，所述的止回球活动连接在阀座上的通孔处，所述的吊绳连接件上还设置有顶出杆。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：现有的贝勒管包括管体，管体顶端密封，管体底端开设进水口，管体内的进水口处设置止回球，贝勒管进入水体中开始时，止回球就会被水体顶起贝勒管内就开始进入水，导致贝勒管无法取到地下深层水体的水样，此问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种深水取样装置，其具有取出地下深层水样品的作用。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种深水取样装置，包括用于储存样品水的管体，所述管体两端呈闭合设置，所述管体外侧壁设置有供样品水进入管体的进水孔，所述管体外侧壁设置有控制进水孔开合的密封装置；

所述管体上可拆设置有使管体沉入水体内的配重装置，所述管体上可拆设置有在水体中拉动管体的提拉装置。

通过采用上述技术方案，需要取出地下深层水的水样时，操作人员需要先在管体底壁悬挂配重装置，然后通过提拉装置将管体缓慢放入到地下待检测的水体中，待管体沉入到指定的水层中后，操作人员将密封装置打开，此时该水层中的样品水会通过进水孔进入到管体中，然后再控制密封装置将进水孔堵住，最后再将管体从水体中提出，从而起到在地下深层的水体中取出样品水的作用。

进一步地，所述管体包括限位部，所述限位部管径小于管体管径，所述限位部的一端设置有锥形的塞板，所述进水孔开设在塞板上；所述密封装置包括滑动设置在限位部上的密封环板，所述密封环板靠近塞板的端面设置有密封在进水孔上的封板，所述封板内侧壁设置有密封垫；所述密封环板远离封板的端面设置有抵触弹簧，所述抵触弹簧套设在限位部外侧壁，所述密封环板外侧壁设置有带动密封环板在限位部上下滑动的提拉绳。

通过采用上述技术方案，管体在水中需要启动密封装置时，操作人员只要提拉提拉绳，提拉绳带动密封环板在限位部向上移动，此时封板离开塞板，塞板上的进水孔呈打开状态，当管体内的水灌满后，操作人员只要放开提拉绳，抵触弹簧会带动密封环板向塞板方向移动，此时封板会贴合在塞板上并堵住进水孔，同时密封垫会将塞板和封板之间的间隙堵住，从而起到在深层的水下操作进水孔开合的作用。

进一步地，所述进水孔围绕塞板中心轴均部有多个，所述管体外侧壁接壤塞板的位置设置有缓冲环板，所述缓冲环板围绕封板设置。

通过采用上述技术方案，进水孔开设多个相比较单个的进水孔而言，多个进水孔的管体，管体的进水速度会快速增加，从而提高管体收集样品水的效率，缓冲环板能够将封板包裹在内，则管体下落的过程中，水不能直接冲击封板，从而起到提高封板和塞板之间密封性的作用。

进一步地，所述密封垫对应进水孔的位置设置有塞入进水孔内的密封凸起，所述进水孔向管体内呈倒角设置，所述管体外侧壁接壤限位部的位置设置有防止密封环板转动限转块。

通过采用上述技术方案，封板贴合在塞板上时，密封凸起会塞入到进水孔内，而且进水孔向管体内呈倒角设置，此时密封凸起塞入进水孔后，密封凸起与进水孔的密封面积会被增加，从而起到进一步提高进水孔密封性的作用，限转块能够防止密封环板围绕限位部发生转动，进而起到防止密封凸起与出水孔错位的作用。

进一步地，所述配重装置包括设置在管体底端的配重块，所述配重块呈锥形设置，所述配重块锥形侧壁围绕配重块中心轴均布有若干透水孔。

通过采用上述技术方案，配重块固定在管体的底部能够提高管体的重量，配重块的重力能够克服管体在水体中向上的浮力，从而起到将管体沉入水中的作用，配重块的锥形外表能够减少配重块下沉过程中的浮力，还有配重块上的透水孔也能进一步的减少配重块下沉过程中受到的浮力，进而起到减少配重块下沉过程中自身受到浮力的作用。

进一步地，所述配重块上设置有连接筒，所述连接筒内侧壁远离配重块的一端设置有卡块，所述管体靠近配重块的端面设置有扣合卡块的卡板，所述卡板上设置有放置卡块的放置槽。

通过采用上述技术方案，而且管体每次取完样品水后，为了防止下一次取样被污染，管体都是一次性使用的，因此配重块用卡块和卡板的配合方式固定在一起，管体使用一次后需要回收处理时，可以将配重块拆下留作下一次使用，从而起到多次利用配重块的作用。

进一步地，所述提拉装置包括设置在管体顶壁的提拉管，所述提拉管靠近管体的一端设置有固定在管体顶部的登山扣，所述管体外侧壁靠近管体的一端设置有供提拉绳穿出的穿插孔，所述提拉绳从穿插孔处沿提拉管长度方向穿设。

通过采用上述技术方案，管体下沉到深水层后，总需要将管体位置控制住，但是管体下沉到深水层后，控制密封环板的提拉绳会和控制管体的绳索发生打结，为了解决这个问题，将控制管体的绳索换成提拉管，然后将提拉绳穿入到管体内，此时提拉绳和提拉管在能正常工作的情况下，还不会产生打结的风险，而且每次准备的提拉管长度很长，不能为了控制提拉绳，每次都从提拉管的一端控制提拉绳，因此在提拉管的侧壁开设若干供操作人员控制提拉绳的提拉孔，从而起到方便在提拉管内操作提拉绳的作用，进而起到方便在深层水体中控制管体进水和密封的作用。

进一步地，所述提拉管沿其长度方向均布有若干提拉孔，所述提拉绳对应提拉孔设置有若干持握结，所述提拉管外侧壁靠近管体的一端设置有限位绳，所述限位绳的另一端固定在提拉绳上，所述限位绳长度小于相邻提拉孔之间的距离。

通过采用上述技术方案，持握结对应提拉孔设置，为了不让提拉绳的操作，使持握结与提拉孔错位太多，操作人员在管体侧壁设置了限位绳，限位绳能够限制提拉绳的操作空间，从而起到防止持握结和提拉孔错位太多的作用。

进一步地，所述管体外侧壁设置有使提拉绳沿管体外侧壁滑动的导向卡箍，所述导向卡箍沿管体长度方向均布。

通过采用上述技术方案，导向卡箍能够防止卡箍和管体自身发生缠绕，进而起到进一步保护提拉绳的作用。

进一步地，所述管体外侧壁靠近配重块的一端设置有连通管体的柔性的取水管，所述管体外侧壁设置有密封取水管的弹性夹，所述弹性夹包括铰接在管体侧壁的弹性片，所述弹性片远离其铰接处一端设置有固定钩，所述管体外侧壁设置有卡带，所述卡带沿其长度方向均有若干供固定钩卡住的卡槽。

通过采用上述技术方案，取水管跟随管体沉入水体之前，操作人员可以将取水管夹到管体外侧壁和弹性片之间，使的取水管呈一个密封的状体沉入水体中，待取满样品水的管体被拉上来后，操作人员只要将弹性片内的取水管取出即可放出管体内的样品水，从而起到方便取出管体内的样品水的作用。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、采用了密封环板、限位部、抵触弹簧和密封垫，从而产生密封管体上的进水孔的效果；

2、采用了配重块、连接筒、卡块、卡板和放置槽，从而产生将管体沉入水体内的效果；

3、采用了提拉管和登山扣，从而产生从水体内将管体提拉出来的效果。

附图说明

图1为本发明中的整体结构示意图；

图2为本发明中密封装置处的爆炸结构示意图；

图3为本发明中提拉装置处的结构示意图；

图4为图3中A部的放大结构示意图；

图5为本发明中配重装置处的爆炸结构示意图；

图6为图本发明中管体弹性夹处的剖面结示意图；

图7为图6中B部的放大结构示意图。

图中，1、管体；11、让位槽；12、塞板；13、限位部；14、进水孔；2、取水管；21、弹性夹；22、弹性片；23、固定钩；24、卡带；25、卡槽；3、配重装置；31、配重块；32、透水孔；4、放置槽；41、卡块；42、连接筒；44、卡板；5、提拉装置；51、提拉管；52、穿插孔；53、提拉孔；54、登山扣；55、限位绳；56、导向卡箍；6、密封装置；61、提拉绳；611、持握结；62、密封环板；63、封板；64、抵触弹簧；65、密封垫；66、密封凸起；67、限转块；68、滑动槽；69、缓冲环板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种深水取样装置，包括管体1，管体1为透明的亚克力管材，管体1的内径为四厘米，管体1的两端呈密封设置，管体1的中部位置设置进水孔14，进水孔14处设置有堵住进水孔14的密封装置6，密封装置6上连接有控制其开合的提拉绳61，管体1外侧壁沿其长度方向均布导向卡箍56，提拉绳61穿设在导向卡箍65内，提拉绳61选用强度较高的尼龙绳，管体1的顶端可拆设置有提拉管体1的提拉装置5，提拉装置5包括控制住管体1位置的提拉管51，提拉管51选用内径大于等于六毫米的尼龙管，提拉绳61沿提拉管51长度方向穿设在提拉管51内，提拉管51内径越大，越方便操作人员在提拉管51内抽拉提拉绳61，但是管径越大提拉管51缠绕后的空间占有体积也越大，因此实际使用过程中，选用适中的尼龙管即可，管体1底壁可拆设置有将管体1沉入到水体内的配重装置3。

参照图2，管体1靠近底壁的位置设置限位部13，限位部13的管径小于管体1的管径，限位部13靠近管体1的一端设置塞板12，塞板12呈锥形设置，塞板12围绕其中心轴均布多个进水孔14，限位部13上滑动设置密封环板62，密封环板62远离封板63的端面设置抵触弹簧64，抵触弹簧64套设在限位部13上，抵触弹簧64远离密封环板62的一面抵触在管体1上，密封环板62正常状态下被抵触弹簧64抵触在塞板12上，密封环板62靠近塞板12的端面设置封板63，封板63内侧壁与塞板12的倾斜度和曲率一致，且封板63贴合塞板12的一面设置有橡胶材质的密封垫65，密封垫65正对进水孔14的位置设置密封凸起66，管体1接壤限位部13的位置设置条形的限转块67，密封环板62内侧壁设置有供限转块67上下滑动的滑动槽68，密封环板62截面沿直径方向的两端连接提拉绳61，然后提拉绳61穿设在提拉管51中；管体1在制造时，可以将管体1沿其长度方向分割为两端，从抵触弹簧64抵触管体1的端面将整个管体1分成两个部分，先将两个部分的管体1分别注塑成型，然后将密封环板62和抵触弹簧64依次套设在限位部13上，最后再将两个部分的管体1通过密封防水胶粘合在一起，即可将整个管体制造成型。

参照图2，管体1沉入水体内之前，抵触弹簧64带动封板63压实在塞板12上，密封垫65在封板63的作用下被抵触在塞板12的表面，并将进水孔14堵住，由于塞板12呈锥形设置因此只要密封垫65和塞板12之间存在间隙，弹簧就会带动封板63下移，而且锥形的受力面和平面相比，在单个施力点的作用下，锥形面能够更加均匀的将塞板12压实，当密封板63压实在塞板12上时，密封凸起66会塞入进水孔14中；当管体1在目标深度的水体中时，操作人员拉动提拉绳61能够将密封环板62向管体1顶壁方向移动，此时进水孔14打开，水体中水样会进入管体1中，根据进水孔14的进水速度大致估算管体1取满水的时间，等管体1内的水在估算的作用下灌满后放开提拉绳61，然后抵触弹簧64再次将密封垫65压实在塞板12上，然后将装有目标样品水的管体1提出水体即可；管体1在下沉和提拉的过程中均要匀速操作，管体1下沉的过程中水体对封板63和塞板12之间的间隙处会产生掀动力，从而降低封板63的密封性，为了解决这个问题，在管体1接壤塞板12的位置设置一圈缓冲环板69，缓冲环板69会将封板63包裹在内，此时水体就不能直接掀动封板63，必选越过缓冲环板69才能流入到塞板12处，从而起到进一步提高封板63和塞板12处的密封性的作用。

参照图3和图4，提拉管51侧壁靠近管体1的一端设置穿插孔52，提拉绳61沿穿插孔52穿入提拉管51，提拉管51靠近管体1的一端设置登山扣54，登山扣54固定在管体1上，为了方便取样人员在水体内控制管体1的深度，可以在提拉管51外侧壁上印上刻度，刻度沿管体1长度方向设置，提拉管51侧壁沿其长度方向开设提拉孔53，提拉孔53每隔二十厘米设置一个，提拉绳61对应提拉孔53的位置设置持握结611，提拉管51外侧壁靠近登山扣54的一端设置限位绳55，限位绳55的另一端固定在提拉绳61上，限位绳55长度小于相邻提拉孔53之间的距离，管体1到达目标的水体深度后，操作人员只要从提拉孔53内将握住持握结611，即可操作提拉绳61，为了防止操作人员过度拉动提拉绳61，通过限位绳55的长度控制提拉绳61的拉动范围。

参照图5，配重装置3包括设置在管体1底壁的配重块31，配重块31靠近连接管体1的端面设置连接筒42，连接筒42内侧壁靠近管体1的一面设置有卡块41；管体1底壁设置卡板44，卡板44上开设有供卡块41穿过的让位槽11，卡板44远离配重块的一面设置有限制卡块41移动的放置槽4；配重块31呈锥形设置，配重块31上开设有四个透水孔32，在配重块31下沉的过程中，水能从透水孔32中渗出，从而起到减少配重块31受到的浮力的作用；管体1在沉入到水体内之前，先将卡块41穿过让位槽11然后转动配重块将卡块41对准放置槽4，并将卡块41卡入放置槽4内，从而起到将配重块连接在管体上的作用。

参照图6，管体1外侧壁靠近配重块31的一端设置有橡胶材质的取水管2，取水管2连通管体1，管体1外侧壁靠近配重块31的一端设置有夹住取水管2的弹性夹21，管体1下沉时将取水管2夹在弹性夹21内，需要从管体1内取出样品水时只要将取水管2从弹性夹21中取出即可，从而起到方便将管体1内的样品水取出的作用。

参照图6和图7，弹性夹21包括一端铰接在管体1上的弹性片22，弹性片22远离铰接处的一端设置有固定钩23，管体1外侧壁对应固定钩23的位置设置卡带24，卡带24沿其长度方向设置有供固定钩23扣住的卡槽25，当取水管2需要封闭时，操作人员要将取水管2压在弹性片22和管体1外侧壁之间，将取水管2压实在管体1上即可，并将固定钩23扣入对应的卡槽25内即可。

本实施例的实施原理为：管体1的直径为四厘米，高为一米，通过“f浮=ρ液gv排”算出管体1受到的浮力在六到八牛顿之间，配重块31设置为铅块，重量为二千克，重力为二十牛顿远远大于管体1受到的浮力，当管体1上拉伸时，管体1体内的水加配重块31的重力叠加在一起，但是尼龙管的承受极限是二百牛顿，所以不会出现提拉管51被拉断的现象，还有抵触弹簧64的弹力要小于二十牛顿，这样在水体内操作提拉绳61时不会带动管体1上移。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种深水取样装置，特征在于：包括用于储存样品水的管体(1)，所述管体(1)两端呈闭合设置，所述管体(1)外侧壁设置有供样品水进入管体(1)的进水孔(14)，所述管体(1)外侧壁设置有控制进水孔(14)开合的密封装置(6)；

所述管体(1)上可拆设置有使管体(1)沉入水体内的配重装置(3)，所述管体(1)上可拆设置有在水体中拉动管体(1)的提拉装置(5)。

2.根据权利要求1所述的深水取样装置，其特征在于：所述管体(1)包括限位部(13)，所述限位部(13)管径小于管体(1)管径，所述限位部(13)的一端设置有锥形的塞板(12)，所述进水孔(14)开设在塞板(12)上；所述密封装置(6)包括滑动设置在限位部(13)上的密封环板(62)，所述密封环板(62)靠近塞板(12)的端面设置有密封在进水孔(14)上的封板(63)，所述封板(63)内侧壁设置有密封垫(65)；所述密封环板(62)远离封板(63)的端面设置有抵触弹簧(64)，所述抵触弹簧(64)套设在限位部(13)外侧壁，所述密封环板(62)外侧壁设置有带动密封环板(62)在限位部(13)上下滑动的提拉绳(61)。

3.根据权利要求2所述的深水取样装置，其特征在于：所述进水孔(14)围绕塞板(12)中心轴均部有多个，所述管体(1)外侧壁接壤塞板(12)的位置设置有缓冲环板(69)，所述缓冲环板(69)围绕封板(63)设置。

4.根据权利要求3所述的深水取样装置，其特征在于：所述密封垫(65)对应进水孔(14)的位置设置有塞入进水孔(14)内的密封凸起(66)，所述进水孔(14)向管体(1)内呈倒角设置，所述管体(1)外侧壁接壤限位部(13)的位置设置有防止密封环板(62)转动限转块(67)。

5.根据权利要求1所述的深水取样装置，其特征在于：所述配重装置(3)包括设置在管体(1)底端的配重块(31)，所述配重块(31)呈锥形设置，所述配重块(31)锥形侧壁围绕配重块(31)中心轴均布有若干透水孔(32)。

6.根据权利要求5所述的深水取样装置，其特征在于：所述配重块(31)上设置有连接筒(42)，所述连接筒(42)内侧壁远离配重块(31)的一端设置有卡块(41)，所述管体靠近配重块的端面设置有扣合卡块的卡板(44)，所述卡板(44)上设置有放置卡块(41)的放置槽(4)。

7.根据权利要求1所述的深水取样装置，其特征在于：所述提拉装置(5)包括设置在管体(1)顶壁的提拉管(51)，所述提拉管(51)靠近管体(1)的一端设置有固定在管体(1)顶部的登山扣(54)，所述管体(1)外侧壁靠近管体(1)的一端设置有供提拉绳(61)穿出的穿插孔(52)，所述提拉绳(61)从穿插孔(52)处沿提拉管(51)长度方向穿设。

8.根据权利要求7所述的深水取样装置，其特征在于：所述提拉管(51)沿其长度方向均布有若干提拉孔(53)，所述提拉绳(61)对应提拉孔(53)设置有若干持握结(611)，所述提拉管(51)外侧壁靠近管体(1)的一端设置有限位绳(55)，所述限位绳(55)的另一端固定在提拉绳上，所述限位绳(55)长度小于相邻提拉孔(53)之间的距离。

9.根据权利要求8所述的深水取样装置，其特征在于：所述管体(1)外侧壁设置有使提拉绳(61)沿管体(1)外侧壁滑动的导向卡箍(56)，所述导向卡箍(56)沿管体(1)长度方向均布。

10.根据权利要求9所述的深水取样装置，其特征在于：所述管体(1)外侧壁靠近配重块(31)的一端设置有连通管体(1)的柔性的取水管(2)，所述管体(1)外侧壁设置有密封取水管(2)的弹性夹(21)，所述弹性夹(21)包括铰接在管体(1)侧壁的弹性片(22)，所述弹性片(22)远离其铰接处一端设置有固定钩(23)，所述管体(1)外侧壁设置有卡带(24)，所述卡带(24)沿其长度方向均有若干供固定钩(23)卡住的卡槽(25)。