CN110146340A - 一种深水井地下水连续取样系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深水井地下水连续取样系统,包括控制系统、供气系统与抽水系统，所述控制系统由控制器、单向阀I、单向阀II以及与控制器电性相连的电磁阀I、电磁阀II、传感器I、传感器II构成，所述供气系统的下端设有气囊，且在气囊的上端设有气囊进气头，所述气囊进气头内螺接有法兰管I，所述法兰管I的上端螺接有连接头I，且在连接头I的上端螺接有输气管，所述输气管的另一端分别固定连通有进气管、排气管，且在进气管的端部固定连通有气泵，所述抽水系统的上端设有泵壳，且在泵壳的上端螺接有泵盖；本系统操作简单、轻便灵活、基本上做到了对水质的无扰动，提高水样品的质量，减少了工作人员的工作强度。

Description

一种深水井地下水连续取样系统

技术领域

本发明涉及重力压差液体采取技术领域，具体为一种深水井地下水连续取样系统。

背景技术

随着社会和国家对环境污染的关注，地下水水质监测的深度和广度得到了很大的扩展，地下水质监测是一种监视与测定地下水中有害物质的种类及其浓度，掌握地下水水质状况及污染的变化趋势的工作。地下水监测布点可根据当地水文地质条件、地下水开发利用状况、工业污染源分布等因素综合考虑而定。地下水水质监测能提供地下水水质状况的准确信息，也能够为下述目的提供重要信息：一、供水水源保护的早期预警系统；二、监测污染物浓度的上升趋势；三、评价污染治理措施的效果；四、验证污染风险评价结果；五、校正污染物运移的数值模型；六、示踪地下水流，因此对地下水环境的管控有着非常重要的意义。

但是采样设备并没有完全跟上步伐。现在市场上深井地下水主要还是采用深水水泵抽水和吊桶式采水的方式。这些采样设备庞大、笨重，而且对原水质扰动非常大，采集的样品并不能满足质量要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深水井地下水连续取样系统，以解决上述背景技术中提出现有的采样设备庞大、笨重，而且对原水质扰动非常大，采集的样品并不能满足质量要求的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种深水井地下水连续取样系统,包括控制系统、供气系统与抽水系统，所述控制系统由控制器、单向阀I、单向阀II以及与控制器电性相连的电磁阀I、电磁阀II、传感器I、传感器II构成，所述供气系统的下端设有气囊，且在气囊的上端设有气囊进气头，所述气囊进气头内螺接有法兰管I，所述法兰管I的上端螺接有连接头I，且在连接头I的上端螺接有输气管，所述输气管的另一端分别固定连通有进气管、排气管，且在进气管的端部固定连通有气泵，所述抽水系统的上端设有泵壳，且在泵壳的上端螺接有泵盖，所述泵盖的上端固定连接有与法兰管I的下端相穿配的进气头，所述气囊位于泵壳的中间，所述泵壳的下端固定连通有进水头，所述进水头的下端螺接有连接头II，所述连接头II的下端螺接有进水管，所述进水管的侧面固定连通有排水管。

优选的，所述电磁阀I固定安装在进气管的端部，所述电磁阀II固定安装在排气管的端部，所述传感器I固定安装在输气管的端部。

优选的，所述单向阀I固定安装在进水管的上端，所述单向阀II固定安装在排水管的左端，所述传感器II固定安装在排水管的另一端。

优选的，所述泵壳为圆柱形管状结构，所述泵盖为与泵壳相螺接的圆柱形壳体结构，所述气囊为与泵壳的内壁相随型的圆柱形腔体结构。

优选的，所述泵壳与泵盖均为半球型壳体结构，且在泵壳与泵盖的螺接面处环向嵌配有密封条，所述气囊为与泵壳、泵盖的内壁相随型的球形腔体结构。

优选的，所述法兰管I的中间为圆管结构，且在圆管的外侧固定套接有法拉盘，所述进气头的上端同为法兰盘结构，且两法兰通过螺栓固定连接，且在两法兰中间垫设有密封垫。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本系统操作简单、轻便灵活、基本上做到了对水质的无扰动，提高水样品的质量，减少了工作人员的工作强度。

附图说明

图1为本发明结构实施例一的轴侧视图；

图2为本发明结构实施例一的半剖轴侧视图；

图3为本图2中A处局部结构放大视图；

图4为本发明结构实施例二的轴侧视图；

图5为本发明结构实施例二的半剖轴侧视图；

图6为图5中B处局部结构放大视图；

图7为图5中C处局部结构放大视图；

图8为本发明控制系统中的各元件电性连接示意图。

图中：1、控制系统；2、供气系统；3、抽水系统；101、控制器；102、电磁阀I；103、电磁阀II；104、单向阀I；105、单向阀II；106、传感器I；107、传感器II；201、进气管；202、排气管；203、输气管；204、连接头I；205、法兰管I；206、气囊；207、气囊进气头；208、气泵；209、密封垫；301、进水管；302、排水管；303、连接头II；305、泵壳；306、泵盖；307、进气头；308、进水头；309、密封条。

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。

实施例一：

请参阅图1、图2、图3与图8，当深水井的井管直径较小时，本发明提供一种技术方案：

一种深水井地下水连续取样系统,包括控制系统1、供气系统2与抽水系统3，控制系统1由控制器101、单向阀I 104、单向阀II 105以及与控制器101电性相连的电磁阀I 102、电磁阀II 103、传感器I 106、传感器II 107构成，此处控制器101可选为LT-150型工控电脑，此处电磁阀I 102、电磁阀II 103均可选为2W160-15型两位两通电磁阀，此处传感器I 106与传感器II 107均可选为DN15型涡轮流量计，供气系统2的下端设有气囊206，此处气囊206由橡胶材料制成，因此具有较大的伸缩性能，当向气囊206内充气时，气囊206会向外膨胀变大，当无外力作用时，气囊206由于自身的弹性恢复力而将气体排出而收缩变小，且在气囊206的上端设有气囊进气头207，气囊进气头207内螺接有法兰管I 205，法兰管I 205的上端螺接有连接头I 204，且在连接头I 204的上端螺接有输气管203，输气管203的另一端分别固定连通有进气管201、排气管202，且在进气管201的端部固定连通有气泵208，此处气泵208可选为BSD-8801型气泵，通过气泵208向进气管201内充气，抽水系统3的上端设有泵壳305，且在泵壳305的上端螺接有泵盖306，泵盖306的上端固定连接有与法兰管I 205的下端相穿配的进气头307，气囊206位于泵壳305的中间，泵壳305的下端固定连通有进水头308，进水头308的下端螺接有连接头II 303，连接头II 303的下端螺接有进水管301，进水管301的侧面固定连通有排水管302，排水管302与抽样取水容器相连通，当气囊206在泵壳305内因放气而变小时，泵壳305与气囊206之间的空间变大、压强减小，进水管301外部的水经由进水管301被压入到泵壳305内，当当气囊206在泵壳305内因充气而变大时，泵壳305与气囊206之间的空间变小、压强增大，进而将泵壳305的水经由排水管302收集到抽样取水容器内，进而完成了抽样取水。

在图1中：电磁阀I 102固定安装在进气管201的端部，电磁阀II 103固定安装在排气管202的端部、传感器I 106固定安装在输气管203的端部，当充气时，控制器101控制电磁阀I 102打开并同时控制电磁阀II 103关闭，当传感器I 106检测到一定量的气体输入到气囊206内并向控制器101反馈时，控制器101控制排气，当排气时，控制器101控制电磁阀I102关闭并同时控制电磁阀II 103打开。

在图1中：单向阀I 104固定安装在进水管301的上端，单向阀II 105固定安装在排水管302的左端，传感器II 107固定安装在排水管302的另一端，当供气系统2反复进行排气时，抽水系统3进行抽水，当供气系统2反复进行进气时，控抽水系统3进行排水，其中单向阀I 104与单向阀II 105保证水流在进水管301与排水管302内的流动方向不变，当传感器II107检测到一定量的水从排水管302排出并向控制器101反馈时，控制器101控制电磁阀I102与电磁阀II 103闭合，并且控制气泵208关停，整个系统停止取水。

在图2中：泵壳305为圆柱形管状结构，泵盖306为与泵壳305相螺接的圆柱形壳体结构，气囊206为与泵壳305的内壁相随型的圆柱形腔体结构，保证气囊206在泵壳305内膨胀或回缩时，泵壳305内各处的压力能平稳的增减。

在图3中：法兰管I 205的中间为圆管结构，通过圆管将法兰管I 205上下两端的连接头I 204与气囊206连通，且在圆管的外侧固定套接有法拉盘，进气头307的上端同为法兰盘结构，且两法兰通过螺栓固定连接，且在两法兰中间垫设有密封垫209，通过密封垫209使法兰管I 205与进气头307之间形成有效的密封，保证整个泵壳305与泵盖306内腔体的密封性。

实施例二：

当深水井的井管直径较大时，如图4、图5、图6与图7所示，泵壳305与泵盖306均为半球型壳体结构，且在泵壳305与泵盖306的螺接面处环向嵌配有密封条309，通过密封条309使泵壳305与泵盖306之间形成一个良好的封闭空间，气囊206为与泵壳305、泵盖306的内壁相随型的球形腔体结构，这种结构增大了水井内的取水半径。

工作原理：如图1-图8所示，电磁阀I 102、电磁阀II 103、 传感器I 106、传感器II107与气泵208均与控制器101电性连接，启动气泵208从进气管201向供气系统2内供气，通过控制器101控制电磁阀I 102打开并同时控制电磁阀II 103关闭，当传感器I 106反馈到控制器101的信号显示通过传感器I 106的气流达到设定值时，此时经输气管203充入到气囊206的气流量达到设定量，通过控制器101控制电磁阀I 102关闭并同时控制电磁阀II103打开，气囊206通过排气管202向外排处气体，此时气囊206与泵壳305之间的空间变大，压力降低，因此泵壳305内与进水管301外形成压差，水从进水管301内压入到泵壳305内，在供气系统2排气的过程中，当传感器I 106反馈到控制器101的信号显示通过传感器I 106的气流达到设定值时，此时经气囊206排出的气流量达到设定量，通过控制器101控制电磁阀I102打开并同时控制电磁阀II 103关闭，气泵208从进气管201处通过输气管203向气囊206内供气，在此过程中气囊206向外膨胀，气囊206与泵壳305之间的空间变小，压力变大，因此泵壳305内与排水管302外形成压差，水从泵壳305内压入到排水管302内并排出到排水管302外的抽样取水容器内，当传感器II 107反馈到控制器101的信号显示通过传感器II 107的水流达到设定值时，此时抽样取水容器内的抽样水容积达到设定量，此时控制器101控制电磁阀I 102与电磁阀II 103同时关闭，并且将气泵208关停，整个系统停止取水，整个过程循环进行，在取水过程中，系统各部件与水体之间无不发生剧烈震动，因此不会影响水体的状态，进而能够较好的完成取连续水抽样取水。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种深水井地下水连续取样系统,包括控制系统（1）、供气系统（2）与抽水系统（3），其特征在于：所述控制系统（1）由控制器（101）、单向阀I（104）、单向阀II（105）以及与控制器（101）电性相连的电磁阀I（102）、电磁阀II（103）、传感器I（106）、传感器II（107）构成，所述供气系统（2）的下端设有气囊（206），且在气囊（206）的上端设有气囊进气头（207），所述气囊进气头（207）内螺接有法兰管I（205），所述法兰管I（205）的上端螺接有连接头I（204），且在连接头I（204）的上端螺接有输气管（203），所述输气管（203）的另一端分别固定连通有进气管（201）、排气管（202），且在进气管（201）的端部固定连通有气泵（208），所述抽水系统（3）的上端设有泵壳（305），且在泵壳（305）的上端螺接有泵盖（306），所述泵盖（306）的上端固定连接有与法兰管I（205）的下端相穿配的进气头（307），所述气囊（206）位于泵壳（305）的中间，所述泵壳（305）的下端固定连通有进水头（308），所述进水头（308）的下端螺接有连接头II（303），所述连接头II（303）的下端螺接有进水管（301），所述进水管（301）的侧面固定连通有排水管（302）。

2.根据权利要求1所述的一种深水井地下水连续取样系统，其特征在于：所述电磁阀I（102）固定安装在进气管（201）的端部，所述电磁阀II（103）固定安装在排气管（202）的端部，所述传感器I（106）固定安装在输气管（203）的端部。

3.根据权利要求1所述的一种深水井地下水连续取样系统，其特征在于：所述单向阀I（104）固定安装在进水管（301）的上端，所述单向阀II（105）固定安装在排水管（302）的左端，所述传感器II（107）固定安装在排水管（302）的另一端。

4.根据权利要求1所述的一种深水井地下水连续取样系统，其特征在于：所述泵壳（305）为圆柱形管状结构，所述泵盖（306）为与泵壳（305）相螺接的圆柱形壳体结构，所述气囊（206）为与泵壳（305）的内壁相随型的圆柱形腔体结构。

5.根据权利要求1所述的一种深水井地下水连续取样系统，其特征在于：所述泵壳（305）与泵盖（306）均为半球型壳体结构，且在泵壳（305）与泵盖（306）的螺接面处环向嵌配有密封条（309），所述气囊（206）为与泵壳（305）、泵盖（306）的内壁相随型的球形腔体结构。

6.根据权利要求1所述的一种深水井地下水连续取样系统，其特征在于：所述法兰管I（205）的中间为圆管结构，且在圆管的外侧固定套接有法拉盘，所述进气头（307）的上端同为法兰盘结构，且两法兰通过螺栓固定连接，且在两法兰中间垫设有密封垫（209）。