CN112414767A - 一种用于污染场地地下水环境调查的采样系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于污染场地地下水环境调查的采样系统，包括取样套管，取样套管包括内管和外管，外管沿内管的轴向套接于内管，内管与地下水接触的一端开有若干的进水孔，外管与地下水接触的一端开有若干的通孔，内管和外管之间安装有驱动内管和外管相对转动的驱动件，内管内安装有一端开口的取样筒，取样筒连接有升降组件。通孔与取样筒错位，以使得取样套管未到达预设取样位置时，水不易从通孔进入到取样筒内，提高了取样的精度。水从通孔和进水孔的连通处进入到内管内，然后流进取样筒内，当取样筒内的水达到预设高度时，升降组件带动取样筒往地面方向运动，以便用户可以直接从取样套管的端部取出取样筒，提高了用户操作的便利性。

Description

一种用于污染场地地下水环境调查的采样系统

技术领域

本申请涉及环境监测的领域，尤其是涉及一种用于污染场地地下水环境调查的采样系统。

背景技术

污染场地是因有毒害污染物造成其再开发、拓展、再利用的复杂程度越来越高的土地。纵观我国城市污染场地，其主要类型有持续性有机物污染场地、电子废弃物污染场地，重金属污染场地以及易有机物染污为主的化工、石油、焦化污染场地这四种。从某中意义上讲，在多年经营下，污染场地会给附近地下水和土壤产生巨大的影响。因此需要对地下水和土壤进行检测，掌握地下水和土壤的污染状况，以有针对性的对被污染的土壤以及水体进行修复。一般，在对地下水进行取样时，会在预设位置处施工取样孔，然后再通过泵抽取的方式或者是通过取样筒直接放入到取样位置处进行取样。

针对上述中的相关技术，将泵放入到取样孔内的过程中，因为泵本身存在一定的重量，以使得在将泵放入到水体内的时，无法准确把握取样位置，以使得取样较为麻烦；采用将取样筒直接放入到取样孔内的方式，因为水会对筒产生一定的浮力，以使得水无法顺利的进入到取样筒内，发明人认为存在取样不方便的问题。

发明内容

为了解决对地下水取样的麻烦，本申请提供一种用于污染场地地下水环境调查的采样系统。

本申请提供一种用于污染场地地下水环境调查的采样系统采用如下的技术方案：

一种用于污染场地地下水环境调查的采样系统，包括取样套管，所述取样套管包括内管和外管，所述外管沿内管的轴向套接于所述内管，所述内管与地下水接触的一端开有若干的进水孔，所述外管与地下水接触的一端开有若干的通孔，所述内管和所述外管之间安装有驱动所述内管和外管相对转动的驱动件，当所述内管与所述外管相对转动时，所述进水孔与所述通孔正对，所述内管内安装有一端开口的取样筒，所述取样筒开口端的水平高度低于所述进水孔的水平高度，所述取样筒连接有当所述取样筒内的水到达预设高度时带动取样筒往地面运动的升降组件。

通过采用上述技术方案，在取样时，先将取样套管先放入预先开挖的取样孔内，取样套管的另一端伸出取样孔外，使得外管进入到取样孔内的一端位于地下水层，此时通孔与取样筒错位，以使得取样套管未到达预设取样位置时，水不易从通孔进入到取样筒内，提高了取样的精度。驱动驱动件，以使得内管相对外管转动，以使得通孔与进水孔连通，水从通孔和进水孔的连通处进入到内管内，然后流进取样筒内，当取样筒内的水达到预设高度时，升降组件带动取样筒往地面方向运动，以便用户可以直接从取样套管的端部取出取样筒，提高了用户操作的便利性。

优选的，所述升降组件包括氦气球，所述氦气球与所述取样筒之间通过连接绳连接，所述氦气球的浮力大于所述取样筒装满预设高度水后的重力，所述内管上设有将所述取样筒与所述内管锁紧的锁紧件，当所述取样筒内的水到达预设高度时，内管与取样筒解锁。

通过采用上述技术方案，在水进入取样筒的过程中，锁紧件将内筒和内管锁紧，以使得水可以稳定的流进到取样筒内，在取样筒内的水达到预设高度后，解锁件将取样筒与内管解锁，因氦气球的浮力大于取样筒装满水后的重量，以使得取样筒在氦气球的带动下往外管露出在地面的一端运动，用户便可以站在外管一旁，以将取样筒从管内取出，操作简单方便。通过设置氦气球带动取样筒运动的方式，无需借助其他的升降装置，节约了人力物力，进而节约了成本。同时，通过锁紧件和氦气球的配合，在地下不可视的情况下，也可以较为准确的控制进入到取样筒内的取样水量，提高了操作的便利性。

优选的，所述锁紧件包括锁紧杆，所述取样筒开口端沿取样筒的厚度方向开有放置孔，所述放置孔内设置有转轴，所述转轴的中心轴与所述内管的中心轴垂直，锁紧杆安装在放置孔内且套接于所述转轴，所述锁紧杆与所述转轴转动连接，内管的管壁上凹陷有供锁紧杆插入的插孔，所述锁紧杆的一端插接于所述插孔，所述插孔沿内管轴线的长度大于锁紧杆伸入插孔部分的长度，所述锁紧杆上连接有限制当所述取样筒内未装满水时，锁紧杆与插孔靠近内管顶端的孔壁抵紧的牵动件。

通过采用上述技术方案，锁紧杆一开始插接于插孔，在牵动件的作用下，锁紧杆卡紧在插孔内，取样筒在竖直方向上的运动被限制，取样筒静置放置在内管内；然后随着取样筒内的水不断升高直至到达预设高度时，氦气球带动取样筒运动，取样筒克服锁紧杆取样筒的限制往靠近地面方向运动，取样筒在运动时，带动锁紧杆摆动，因为插孔沿内管轴线的长度大于锁紧杆伸入插孔部分的长度，锁紧杆脱离插接孔，取样筒与内管解锁，以便取样筒被取出。通过取样筒和内管自动解锁的方式，无需人为操作，提高了解锁的便利性。

优选的，牵动件包括浮球，浮球放置在取样筒内，所述浮球通过拉绳与锁紧杆远离插孔的一端固定连接，所述浮球的重量大于锁紧杆的重量。

通过采用上述技术方案，当取样筒内没有水时，通过浮球的重力作用，使得锁紧杆的一端抵紧在插孔孔壁处，取样筒与内管锁紧；随着取样筒内的水位逐渐升高，浮球随着水位升高对锁紧杆施加的重力作用慢慢减小，当浮球失去对锁紧杆的作用力，取样筒与内管解锁，取样筒在氦气球的带动下运动，往地面方向运动，方便用户将取样筒从管内取出。

优选的，所述驱动件包括驱动电机，所述内管靠近地面一端的外周沿取样筒的周向凸设有若干的齿牙，驱动电机的转轴上固定有与齿牙啮合传动配合的齿轮。

通过采用上述技术方案，启动驱动电机，以使得驱动电机在转动时驱动齿轮转动，因齿轮与设置在取样筒上的齿牙啮合，齿轮在转动时，驱动内管转动，进而使得通孔与进水孔正对，以便地下水层的水从通孔和进水孔处进入到取样筒内。无需再手动进行转动，提高了操作的便利性。

优选的，所述锁紧杆从与转轴连接处到靠近插口端的长度小于锁紧杆从与转轴连接处到靠近浮球端的长度。

通过采用上述技术方案，设置锁紧杆从与转轴连接处到靠近插口端的长度小于锁紧杆从与转轴连接处到靠近浮球端的长度，以使得锁紧杆靠近插孔一端的力臂比锁紧杆靠近浮球一端的力臂长，以使得浮球可以较轻松拉动锁紧杆以使得锁紧杆与插孔的孔壁抵接，而在浮球的作用下，则需要较大的拉力才能拉动锁紧杆转动，因此，以使得在取样筒进水的过程中，取样筒不易在氦气球的作用下，出现朝地面运动的情况。

优选的，所述插孔沿着内管的长度方向朝外管方向凹陷成弧形设置。

通过采用上述技术方案，通过将插孔凹陷成弧形，以便锁紧杆沿着插孔的弧度转动，锁紧杆不易出现卡顿。

优选的，所述氦气球与所述内管之间留有间隙。

通过采用上述技术方案，氦气球与内管之间留有间隙，以使得氦气球在运动过程中，不易与内管产生摩擦，有利于延长氦气球的使用寿命。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通孔与取样筒错位，以使得取样套管未到达预设取样位置时，水不易从通孔进入到取样筒内，提高了取样的精度。驱动驱动件，以使得内管相对外管转动，以使得通孔与进水孔连通，水从通孔和进水孔的连通处进入到内管内，然后流进取样筒内，当取样筒内的水达到预设高度时，升降组件带动取样筒往地面方向运动，以便用户可以直接从取样套管的端部取出取样筒，提高了用户操作的便利性；

2.锁紧杆一开始插接于插孔，在牵动件的作用下，锁紧杆卡紧在插孔内，取样筒在竖直方向上的运动被限制，取样筒静置放置在内管内；然后随着取样筒内的水不断升高直至到达预设高度时，氦气球带动取样筒运动，取样筒克服锁紧杆取样筒的限制往靠近地面方向运动，取样筒在运动时，带动锁紧杆摆动，因为插孔沿内管轴线的长度大于锁紧杆伸入插孔部分的长度，锁紧杆脱离插接孔，取样筒与内管解锁，以便取样筒被取出；

3.启动驱动电机，以使得驱动电机在转动时驱动齿轮转动，因齿轮与设置在取样筒上的齿牙啮合，齿轮在转动时，驱动内管转动，进而使得通孔与进水孔正对，以便地下水层的水从通孔和进水孔处进入到取样筒内。无需再手动进行转动，提高了操作的便利性。

附图说明

图1是本申请一实施例取样套管取样时的整体结构示意图；

图2是本申请一实施例外管的内部结构示意图；

图3是本申请一实施例内管的内部结构示意图；

图4是本申请一实施例取样筒的内部结构示意图。

附图标记说明：1、取样套管；11、外管；12、内管；2、通孔；3、进水孔；4、升降组件；41、氦气球；42、连接绳；43、牵动件；431、拉绳；432、浮球；5、取样筒；6、驱动件；61、驱动电机；62、齿牙；7、锁紧件；71、锁紧杆；72、转轴；73、插孔；74、放置孔；8、凸檐；9、挡边。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于污染场地地下水环境调查的采样系统。参照图1和图2，用于污染场地地下水环境调查的采样系统包括取样套管1，取样套管1包括内管12和外管11，外管11沿着内管12的轴向套接于内管12，外管11伸入地下的一端开有若干通孔2，内管12上开有若干的通孔，内管12上连接有驱动内管12和外管11相对转动的驱动件6，当内管12相对外管11转动时，通孔2与通孔正对且连通。

参见图2，在本实施例中，驱动件6包括驱动电机61，内管12远离设置进水孔3的端部外周凸设有若干的齿牙62，若干的齿牙62绕内管12的周向均匀设置以形成齿牙62带，驱动电机61的转轴72同轴固定有齿轮（图中未示出），齿轮与齿牙62啮合传动。在其他实施方式中，还可以通过把电机固定在外管11内壁上，将齿牙62设置在内管12内壁上，以实现传动。

参见图2，驱动电机61嵌在外管11的管壁处，驱动电机61靠近外管11设有通孔2的一端设置，驱动电机61的转轴72与内管12的中心轴平行，外管11的管壁凹陷有放置齿轮的槽，齿轮部分突出外管11的管壁设置，内管12的外壁与外管11的内壁贴合。驱动电机61的电线沿着外管11的内壁也嵌在外管11的管壁上。

参见图2，通孔2靠近外管11的端部设置，若干通孔2绕外管11的周向均匀间隔设置。进水孔3靠近内管12的端部设置，若干进水孔3绕内管12的周向均匀间隔设置。

参见图2，在本实施例中，内管12的长度等于四分之一外管11的长度，在其他实施中，还可以是三分之一、五分之一、二分之一等等。外管11设有通孔2的端部内壁向内凸设有首尾闭合的凸檐8，内管12的端部与凸檐8的端部抵接，以使得内管12不易从外管11内沿轴向掉出。外管11可以由多段管道通过螺纹连接的方式连接而成，方便安装内管12。

参见图3和图4，内管12内安装有一端开口的取样筒5，取样筒5开口端的高度低于进水孔3的水平高度，从进水孔3进入的水从取样筒5的开口端流入取样筒5内，内管12与外管11抵接的端部的内壁向内凸设有首尾闭合的挡边9，取样筒5未开口的一端与挡边9的端面抵接，以使得取样筒5放置在内管12内。

参见图3和图4，取样筒5连接有当取样筒5内的水到达预设高度时带动取样筒5往地面运动的升降组件4。

参见图3，升降组件4包括氦气球41，氦气球41通过连接绳42与取样筒5的开口端固定连接，氦气球41的浮力大于取样筒5内装满预设高度水后的重力。在其他实施方式中，升降组件4还可以包括氢气球。

参见图3，氦气球41的外壁与内管12之间留有间距，氦气球41小部分位于内管12内，大部分留在内管12外。

参见图3，在本实施例中，连接绳42有四根，四根连接绳42绕着取样筒5的周向均匀间隔分布。在其他实施方式中，连接绳42还可以是一根、三根、五根等。

参见图4，内管12上设有将取样筒5与内管12锁紧的锁紧件7，当取样筒5内的水到达预设高度时，内管12与取样筒5解锁。

参见图4，锁紧件7包括锁紧杆71，取样筒5的开口端沿取样筒5的径向开有放置孔74，锁紧杆71放置在放置孔74内。放置孔74内固定连接有转轴72，转轴72沿着垂直取样筒5中心轴的方向放置，转轴72穿过锁紧杆71，锁紧杆71与转轴72沿垂直取样筒5轴线方向与转轴72转动连接，锁紧杆71的两端分别伸出放置架孔，内管12的内壁凹陷有插孔73，锁紧杆71的一端插接于插孔73，锁紧杆71插入插孔73的一端的长度小于插孔73沿取样筒5轴线方向的长度。锁紧杆71上连接有限制当取样筒5内未装满水时，锁紧杆71与插孔73靠近内管12顶端的孔壁抵紧的牵动件43。

参见图4，牵动件43包括浮球432，浮球432通过拉绳431与锁紧杆71位于取样筒5内的一端固定连接，浮球432悬挂在取样筒5内，浮球432的重量大于锁紧杆71的重量。在浮球432的作用下，锁紧杆71位于插孔73内的一端与插孔73上端孔壁抵紧，进而使得取样筒5与内管12锁紧。当取样筒5内的水位不断增高时，浮球432随着水上浮，浮球432对锁紧杆71的作用力慢慢减弱，锁紧杆71在氦气球41的作用下，脱离插孔73，取样筒5与内管12解锁。

参见图4，锁紧杆71与转轴72的连接处到锁紧杆71伸进插孔73的端部之间的长度小于，锁紧杆71与转轴72连接处到锁紧杆71位于取样筒5端部之间的长度。以便在浮球432拉紧锁紧杆71时，氦气球41不易拉动锁紧杆71。

参见图4，插孔73沿着内管12的长度方向朝外管11方向凹陷成弧形设置，以便锁紧杆71转动。

参见图4，在本实施例中，锁紧件7设置有两组，沿取样筒5的中心轴呈对称分布在取样筒5内。在其他实施方式中，锁紧件7还可以是一组、三组、四组等。

本申请实施例一种用于污染场地地下水环境调查的采样系统的实施原理为：

在取样前，先将取样筒5装到内管12内，取样筒5通过锁紧杆71与内管12锁定，以使得在取样筒5进水的过程中，取样筒5不易出现上浮的情况。然后再将内筒沿轴向安装到外管11内。

取样时，将外管11连同内管12放入到预先开挖好的取样孔内（还可以是留置井或者是放置了取样管的取样孔），外管11设有通孔2的一端位于地下水层内，启动驱动电机61，以使得驱动电机61通过齿轮带动内管12转动，进而使得通孔2与进水孔3正对，以使得地下水可以从通孔2和进水孔3流入到取样筒5内，以实现取样的目的。而且，通过该种取样方式，水通过自然流动的方式进入到取样筒5内，其他位置的水不易发生扰动，提高了取样的精准度。

通过驱动电机61驱动内管12转动的方式，以使得管道下放的过程中，杂质不易进入到管内，降低了杂质对取样水的影响。

随着取样筒5内的水位不断的上升，浮球432随着水上浮，浮球432对锁紧杆71的拉力逐渐减小，锁紧杆71在氦气球41的拉动下摆动，当取样筒5的水到达预设高度（如离的放置孔742cm位置处，以使得水在晃动时，不易溢出）时，锁紧杆71呈完全倾斜设置，锁紧杆71与插孔73的孔壁不再接触，取样筒5与内管12解锁，进而使得取样筒5在氦气球41的带动下往地面方向运动，以便用户站在地面便可以取出取样筒5，进而取出取样筒5内的水，操作简单方便。

通过氦气球41、锁紧杆71以及浮球432之间相互的配合，以在取样筒5内的水达到预设取样量的时候，便可以自动停止取水，实现定量取水的目的，同时，也可以节省取水时的人力和物力。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于污染场地地下水环境调查的采样系统，其特征在于：包括取样套管(1)，所述取样套管(1)包括内管(12)和外管(11)，所述外管(11)沿内管(12)的轴向套接于所述内管(12)，所述内管(12)与地下水接触的一端开有若干的进水孔(3)，所述外管(11)与地下水接触的一端开有若干的通孔(2)，所述内管(12)和所述外管(11)之间安装有驱动所述内管(12)和外管(11)相对转动的驱动件(6)，当所述内管(12)与所述外管(11)相对转动时，所述进水孔(3)与所述通孔(2)正对，所述内管(12)内安装有一端开口的取样筒(5)，所述取样筒(5)开口端的水平高度低于所述进水孔(3)的水平高度，所述取样筒(5)连接有当所述取样筒(5)内的水到达预设高度时带动取样筒(5)往地面运动的升降组件(4)。

2.根据权利要求1所述的一种用于污染场地地下水环境调查的采样系统，其特征在于：所述升降组件(4)包括氦气球(41)，所述氦气球(41)与所述取样筒(5)之间通过连接绳(42)连接，所述氦气球(41)的浮力大于所述取样筒(5)装满预设高度水后的重力，所述内管(12)上设有将所述取样筒(5)与所述内管(12)锁紧的锁紧件(7)，当所述取样筒(5)内的水到达预设高度时，内管(12)与取样筒(5)解锁。

3.根据权利要求2所述的一种用于污染场地地下水环境调查的采样系统，其特征在于：所述锁紧件(7)包括锁紧杆(71)，所述取样筒(5)开口端沿取样筒(5)的厚度方向开有放置孔(74)，所述放置孔(74)内设置有转轴(72)，所述转轴(72)的中心轴与所述内管(12)的中心轴垂直，锁紧杆(71)安装在放置孔(74)内且套接于所述转轴(72)，所述锁紧杆(71)与所述转轴(72)转动连接，内管(12)的管壁上凹陷有供锁紧杆(71)插入的插孔(73)，所述锁紧杆(71)的一端插接于所述插孔(73)，所述插孔(73)沿内管(12)轴线的长度大于锁紧杆(71)伸入插孔(73)部分的长度，所述锁紧杆(71)上连接有限制当所述取样筒(5)内未装满水时，锁紧杆(71)与插孔(73)靠近内管(12)顶端的孔壁抵紧的牵动件(43)。

4.根据权利要求3所述的一种用于污染场地地下水环境调查的采样系统，其特征在于：牵动件(43)包括浮球(432)，浮球(432)放置在取样筒(5)内，所述浮球(432)通过拉绳(431)与锁紧杆(71)远离插孔(73)的一端固定连接，所述浮球(432)的重量大于锁紧杆(71)的重量。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种用于污染场地地下水环境调查的采样系统，其特征在于：所述驱动件(6)包括驱动电机(61)，所述内管(12)靠近地面一端的外周沿取样筒(5)的周向凸设有若干的齿牙(62)，驱动电机(61)的转轴(72)上固定有与齿牙(62)啮合传动配合的齿轮。

6.根据权利要求3所述的一种用于污染场地地下水环境调查的采样系统，其特征在于：所述锁紧杆(71)从与转轴(72)连接处到靠近插口端的长度小于锁紧杆(71)从与转轴(72)连接处到靠近浮球(432)端的长度。

7.根据权利要求3所述的一种用于污染场地地下水环境调查的采样系统，其特征在于：所述插孔(73)沿着内管(12)的长度方向朝外管(11)方向凹陷成弧形设置。

8.根据权利要求2所述的一种用于污染场地地下水环境调查的采样系统，其特征在于：所述氦气球(41)与所述内管(12)之间留有间隙。

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