CN112665915B - 一种自动调整采样深度的地下水采样设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动调整采样深度的地下水采样设备，涉及到地下水采样技术领域，包括安装板，安装板的下表面的周侧固定连接有多个呈环形阵列分布的安装架，安装架的下端通过锚杆与地面固定连接，安装板的中部贯穿连接有螺纹套筒，螺纹套筒与安装板固定连接，螺纹套筒的内腔通过螺纹贯穿连接有螺纹杆，螺纹杆的下端固定连接有采样筒，采样筒的下端固定连接有钻头。本发明通过在采样筒的外侧固定套接有环形板，环形板的外侧壁的两侧均开设有弧形滑槽，弧形滑槽的内腔设置有两个弧形挡水板，两个弧形挡水板之间通过连接杆连接，因此采样筒转动能够调节弧形挡水板所在位置，进而控制取水孔的打开和关闭，从而便于对地下水进行采样。

Description

一种自动调整采样深度的地下水采样设备

技术领域

本发明涉及地下水采样技术领域，特别涉及一种自动调整采样深度的地下水采样设备。

背景技术

随着社会经济的快速发展，工业得到了快速发展，地下水是我国重要的水资源，特别是针对我国沿海城市、内陆城市以及北方大中城市，然而，随着工农业生产生活需水量的急剧增长，污水排放量逐年增加，使得我国地下水贫乏和污染形势愈加严峻，合理开发、提高利用效率和优化地下水质量对于我国生态经济的绿色可持续发展将变得尤为重要，通过对地下水进行定期抽取检测可有效保证地区水资源品质。

但目前，现有的地下水采样设备，在使用过程中，不便于自动调整采样的深度，所采取到的水质难以符合检测所需，其次，采样筒在钻孔内竖直移动时，钻孔内的水容易进入到采样筒内，从而导致采样筒所采取的水质不纯，容易对检测造成影响。因此，发明一种自动调整采样深度的地下水采样设备来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动调整采样深度的地下水采样设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动调整采样深度的地下水采样设备，包括安装板，所述安装板的下表面的周侧固定连接有多个呈环形阵列分布的安装架，所述安装架的下端通过锚杆与地面固定连接，所述安装板的中部贯穿连接有螺纹套筒，所述螺纹套筒与安装板固定连接，所述螺纹套筒的内腔通过螺纹贯穿连接有螺纹杆，所述螺纹杆的下端固定连接有采样筒，所述采样筒的下端固定连接有钻头，所述采样筒中部开设有储水腔，所述储水腔内侧壁的两侧上端均贯穿开设有取水孔，所述采样筒的外侧壁的上端固定套接有环形板，所述环形板覆盖在取水孔的开口端外侧，所述环形板的两侧外壁均开设有弧形滑槽，所述弧形滑槽的内腔与取水孔的内腔连通，所述弧形滑槽的一侧内壁开设有避让槽，所述弧形滑槽的内腔设置有两个均与弧形滑槽相适配的弧形挡水板，两个所述弧形挡水板之间设置有连接杆，所述连接杆的两端分别与两个弧形挡水板固定连接，所述弧形挡水板远离采样筒的一侧面粘接连接有橡胶垫。

优选的，所述弧形挡水板的宽度大于取水孔的开口端的内径，所述连接杆的长度与取水孔的开口端的内径相同，所述橡胶垫的一端贯穿避让槽并延伸至采样筒的外侧。

优选的，所述取水孔的内腔设置有过滤网，所述过滤网的周侧壁与取水孔的内侧壁固定连接，所述螺纹套筒的下端面贴合连接有活动环。

优选的，所述活动环的外侧壁固定套接有环形齿，所述环形齿的一侧啮合连接有主动齿轮，所述安装板的上表面的一侧固定连接有驱动电机，所述驱动电机的转轴的下端贯穿安装板并与主动齿轮固定插接。

优选的，所述活动环套接在螺纹杆的外侧，所述螺纹杆的外侧壁开设有多个呈环形阵列分布的凹槽，所述凹槽的内腔设置有与凹槽相适配的条形固定板，所述条形固定板与活动环的内壁固定连接。

优选的，所述螺纹杆的外侧壁竖直开设有放置槽，所述放置槽的一侧内壁固定连接有刻度尺，所述放置槽的开口端设置有挡泥板，所述挡泥板的两侧分别与放置槽的两侧内壁固定连接。

优选的，所述活动环的上表面环形开设有限位滑槽，所述限位滑槽的内腔设置有与限位滑槽相适配的限位滑块，所述限位滑块的上端与螺纹套筒的下端面固定连接。

优选的，所述限位滑块的下表面开设有多个呈环形阵列分布的圆孔，所述圆孔的内腔设置有与圆孔相适配的滚珠，所述螺纹套筒的上端面的周侧开设有环形刻度表。

一种自动调整采样深度的地下水采样设备的工作流程，包括以下步骤：

步骤一：首先使用锚杆将安装架安装在地面上，以此对本装置进行固定，接着启动驱动电机，驱动电机正转带动主动齿轮转动，主动齿轮转动时通过与环形齿之间的啮合传动进而带动活动环转动，活动环转动时通过条形固定板带动螺纹杆发生转动，由于螺纹杆与螺纹套筒之间通过螺纹插接，因此螺纹杆转动时能够带动采样筒和钻头竖直向下移动，进而对采样筒所在的位置进行调整；

步骤二：并且螺纹杆在转动的过程中，采样筒与螺纹杆同步转动，由于弧形挡水板一侧面的橡胶垫与钻孔的内壁贴合连接，因此钻孔内壁与橡胶垫之间产生的摩擦力能够带动弧形挡水板在弧形滑槽的内腔滑动，直至一个弧形挡水板位于弧形滑槽的一端内腔，此时另一个弧形挡水板恰好位于弧形滑槽的内腔中部，即另一个弧形挡水板将取水孔的开口端覆盖，从而能够避免在钻孔的过程中，孔内的水经取水孔进入到储水腔的内腔；

步骤三：当采样筒调整至合适位置后，微微反转驱动电机并带动采样筒反转，此时橡胶垫与钻孔内壁之间产生的摩擦力能够对弧形挡水板进行定位，因此弧形挡水板会在弧形滑槽的内腔与采样筒发生相对滑动，如图所示，采样筒会逆时针微微转动，使得弧形挡水板与取水孔的内腔错开，因此取水孔的内腔能够经弧形滑槽和避让槽与钻孔的内腔连通，此时地下水即可经取水孔进入到储水腔的内腔储存，最后驱动电机继续反转，即可将采样筒从钻孔中抽出。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过在采样筒的外侧固定套接有环形板，环形板的外侧壁的两侧均开设有弧形滑槽，弧形滑槽的内腔设置有两个弧形挡水板，两个弧形挡水板之间通过连接杆连接，弧形挡水板的一侧面粘接连接有橡胶垫，弧形挡水板能够在弧形滑槽的内腔与采样筒发生相对滑动，橡胶垫与钻孔的内壁挤压贴合，因此采样筒转动能够调节弧形挡水板所在位置，进而控制取水孔的打开和关闭，从而便于对地下水进行采样，同时避免了在钻孔时地下水进入储水腔内腔而影响采样的水质；

2、本发明通过在采样筒的上端面固定连接有螺纹杆，螺纹杆与螺纹套筒之间通过螺纹活动插接，螺纹套筒的下端面设置有活动环，活动环套在螺纹杆的外侧，活动环的外侧固定套接有环形齿，环形齿与主动齿轮啮合连接，因此驱动电机工作能够通过主动齿轮与环形齿之间的啮合传动进而带动活动环转动，从而带动螺纹杆转动，螺纹杆转动即可带动采样筒和钻头在竖直方向滑动，因此本装置能够便于自动调整地下水的采样深度；

3、本发明通过在螺纹杆的外侧壁竖直开设有放置槽，放置槽的内腔设置有刻度尺，放置槽的开口端设置有挡泥板，螺纹套筒的上端面开设有环形刻度表，刻度尺的设置能够对采样筒所在的深度位置进行观测，挡泥板能够避免刻度尺被泥水污染，环形刻度表的设置能够对采样筒反转的角度进行观测，以便于将弧形挡水板与取水孔完全错开，从而便于地下水顺利经取水孔进入储水腔的内腔。

附图说明

图1为本发明整体结构剖面示意图。

图2为本发明采样筒结构剖面示意图。

图3为本发明采样筒结构俯剖示意图。

图4为本发明活动环结构俯剖示意图。

图5为本发明螺纹套筒结构俯视示意图。

图6为本发明图1中A处结构放大示意图。

图中：1、安装板；2、安装架；3、锚杆；4、螺纹套筒；41、环形刻度表；5、螺纹杆；6、采样筒；7、钻头；8、储水腔；9、取水孔；10、环形板；11、弧形滑槽；12、避让槽；13、弧形挡水板；14、连接杆；15、橡胶垫；16、过滤网；17、活动环；18、环形齿；19、主动齿轮；20、驱动电机；21、凹槽；22、条形固定板；23、放置槽；24、刻度尺；25、挡泥板；26、限位滑槽；27、限位滑块；28、圆孔；29、滚珠。

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。

本发明提供了如图1-6所示的一种自动调整采样深度的地下水采样设备，如图1所示，包括安装板1，安装板1的下表面的周侧固定连接有多个呈环形阵列分布的安装架2，安装架2的下端通过锚杆3与地面固定连接，安装板1的中部贯穿连接有螺纹套筒4，螺纹套筒4与安装板1固定连接，螺纹套筒4的内腔通过螺纹贯穿连接有螺纹杆5，因此螺纹杆5转动时能够同时在竖直方向上下移动，螺纹杆5的下端固定连接有采样筒6，采样筒6的下端固定连接有钻头7，钻头7的直径大于采样筒6的直径，螺纹杆5转动时能够带动采样筒6和钻头7同步转动，钻头7转动即可进行钻孔，由于采样筒6的直径小于钻头7的直径，因此采样筒6的外侧壁不会与钻头7钻出的钻孔的内壁发生贴合，即能够有效减小本装置钻孔时受到的阻力，螺纹套筒4的下端面贴合连接有活动环17，活动环17套接在螺纹杆5的外侧，活动环17的外侧壁固定套接有环形齿18，环形齿18的一侧啮合连接有主动齿轮19，安装板1的上表面的一侧固定连接有驱动电机20，驱动电机20的转轴的下端贯穿安装板1并与主动齿轮19固定插接，驱动电机20工作能够带动主动齿轮19转动，再通过环形齿18的啮合传动进而带动活动环17转动，最后带动螺纹杆5转动。

如图2和图3所示，在采样筒6中部开设有储水腔8，储水腔8内侧壁的两侧上端均贯穿开设有取水孔9，采样筒6的外侧壁的上端固定套接有环形板10，环形板10覆盖在取水孔9的开口端外侧，环形板10的两侧外壁均开设有弧形滑槽11，弧形滑槽11的内腔与取水孔9的内腔连通，弧形滑槽11的一侧内壁开设有避让槽12，地下水能够经避让槽12、弧形滑槽11和取水孔9进入到储水腔8的内腔，弧形滑槽11的内腔设置有两个均与弧形滑槽11相适配的弧形挡水板13，弧形挡水板13靠近采样筒6的一侧面粘接连接有密封垫，以提高弧形挡水板13与采样筒6的外侧壁之间的密封性，两个弧形挡水板13之间设置有连接杆14，连接杆14的两端分别与两个弧形挡水板13固定连接，连接杆14用于连接相邻的两个弧形挡水板13，弧形挡水板13远离采样筒6的一侧面粘接连接有橡胶垫15，弧形挡水板13的宽度大于取水孔9的开口端的内径，因此弧形挡水板13在弧形滑槽11的内腔滑动时，能够将取水孔9的开口端覆盖起来，从而避免打孔时地下水误进入储水腔8的内腔，连接杆14的长度与取水孔9的开口端的内径相同，当弧形挡水板13在弧形滑槽11的内腔滑动并带动连接杆14位于取水孔9的开口端时，取水孔9的开口端即被打开，地下水能够进入储水腔8内腔，橡胶垫15的一端贯穿避让槽12并延伸至采样筒6的外侧，橡胶垫15的一端面与钻孔的内壁挤压贴合，因此在钻孔的过程中，弧形挡水板13受到钻孔内壁的摩擦力而能够在弧形滑槽11的内腔滑动，直至一个弧形挡水板13位于弧形滑槽11的内腔的一端，此时另一个弧形挡水板13位于弧形滑槽11的内腔中部并恰好能够将取水孔9的开口端覆盖起来，取水孔9的内腔设置有过滤网16，过滤网16的周侧壁与取水孔9的内侧壁固定连接，过滤网16的设置能够对水中的杂质进行过滤。

如图4所示，在螺纹杆5的外侧壁开设有多个呈环形阵列分布的凹槽21，凹槽21的内腔设置有与凹槽21相适配的条形固定板22，条形固定板22与活动环17的内壁固定连接，凹槽21和条形固定板22的设置使得螺纹杆5与活动环17之间只能够发生相对滑动而不会发生相对转动，因此活动环17转动时能够带动螺纹杆5同步转动，螺纹杆5的外侧壁竖直开设有放置槽23，放置槽23的一侧内壁固定连接有刻度尺24，刻度尺24的设置便于对本装置的钻孔深度以及采样筒6所在的位置进行观测，放置槽23的开口端设置有挡泥板25，挡泥板25的两侧分别与放置槽23的两侧内壁固定连接，挡泥板25使用透明的亚力克材料制成，挡泥板25的设置能够避免地下水进入放置槽23的内腔。

如图5和图6所示，在活动环17的上表面环形开设有限位滑槽26，限位滑槽26的内腔设置有与限位滑槽26相适配的限位滑块27，限位滑块27的上端与螺纹套筒4的下端面固定连接，限位滑槽26和限位滑块27的设置使得活动环17能够在螺纹套筒4的下端面转动，而不会与螺纹套筒4发生分离，限位滑块27的下表面开设有多个呈环形阵列分布的圆孔28，圆孔28的内腔设置有与圆孔28相适配的滚珠29，滚珠29的设置能够减小活动环17转动时与限位滑块27之间发生的摩擦力，螺纹套筒4的上端面的周侧开设有环形刻度表41，环形刻度表41的设置能够对螺纹杆5的转动角度进行观测，以保证反转采样筒6时取水孔9的开口端能够与钻孔连通。

本发明还公开了一种自动调整采样深度的地下水采样设备的工作流程，包括以下步骤：

步骤一：首先使用锚杆3将安装架2安装在地面上，以此对本装置进行固定，接着启动驱动电机20，驱动电机20正转带动主动齿轮19转动，主动齿轮19转动时通过与环形齿18之间的啮合传动进而带动活动环17转动，活动环17转动时通过条形固定板22带动螺纹杆5发生转动，由于螺纹杆5与螺纹套筒4之间通过螺纹插接，因此螺纹杆5转动时能够带动采样筒6和钻头7竖直向下移动，进而对采样筒6所在的位置进行调整；

步骤二：并且螺纹杆5在转动的过程中，采样筒6与螺纹杆5同步转动，由于弧形挡水板13一侧面的橡胶垫15与钻孔的内壁贴合连接，因此钻孔内壁与橡胶垫15之间产生的摩擦力能够带动弧形挡水板13在弧形滑槽11的内腔滑动，直至一个弧形挡水板13位于弧形滑槽11的一端内腔，此时另一个弧形挡水板13恰好位于弧形滑槽11的内腔中部，即另一个弧形挡水板13将取水孔9的开口端覆盖，从而能够避免在钻孔的过程中，孔内的水经取水孔9进入到储水腔8的内腔；

步骤三：当采样筒6调整至合适位置后，微微反转驱动电机20并带动采样筒6反转，此时橡胶垫15与钻孔内壁之间产生的摩擦力能够对弧形挡水板13进行定位，因此弧形挡水板13会在弧形滑槽11的内腔与采样筒6发生相对滑动，如图3所示，采样筒6会逆时针微微转动，使得弧形挡水板13与取水孔9的内腔错开，因此取水孔9的内腔能够经弧形滑槽11和避让槽12与钻孔的内腔连通，此时地下水即可经取水孔9进入到储水腔8的内腔储存，最后驱动电机20继续反转，即可将采样筒6从钻孔中抽出。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自动调整采样深度的地下水采样设备，包括安装板（1），其特征在于：所述安装板（1）的下表面的周侧固定连接有多个呈环形阵列分布的安装架（2），所述安装架（2）的下端通过锚杆（3）与地面固定连接，所述安装板（1）的中部贯穿连接有螺纹套筒（4），所述螺纹套筒（4）与安装板（1）固定连接，所述螺纹套筒（4）的内腔通过螺纹贯穿连接有螺纹杆（5），所述螺纹杆（5）的下端固定连接有采样筒（6），所述采样筒（6）的下端固定连接有钻头（7），所述采样筒（6）中部开设有储水腔（8），所述储水腔（8）内侧壁的两侧上端均贯穿开设有取水孔（9），所述采样筒（6）的外侧壁的上端固定套接有环形板（10），所述环形板（10）覆盖在取水孔（9）的开口端外侧，所述环形板（10）的两侧外壁均开设有弧形滑槽（11），所述弧形滑槽（11）的内腔与取水孔（9）的内腔连通，所述弧形滑槽（11）的一侧内壁开设有避让槽（12），所述弧形滑槽（11）的内腔设置有两个均与弧形滑槽（11）相适配的弧形挡水板（13），两个所述弧形挡水板（13）之间设置有连接杆（14），所述连接杆（14）的两端分别与两个弧形挡水板（13）固定连接，所述弧形挡水板（13）远离采样筒（6）的一侧面粘接连接有橡胶垫（15），所述螺纹套筒（4）的下端面贴合连接有活动环（17）,所述活动环（17）的外侧壁固定套接有环形齿（18），所述环形齿（18）的一侧啮合连接有主动齿轮（19），所述安装板（1）的上表面的一侧固定连接有驱动电机（20），所述驱动电机（20）的转轴的下端贯穿安装板（1）并与主动齿轮（19）固定插接，所述活动环（17）套接在螺纹杆（5）的外侧，所述螺纹杆（5）的外侧壁开设有多个呈环形阵列分布的凹槽（21），所述凹槽（21）的内腔设置有与凹槽（21）相适配的条形固定板（22），所述条形固定板（22）与活动环（17）的内壁固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动调整采样深度的地下水采样设备，其特征在于：所述弧形挡水板（13）的宽度大于取水孔（9）的开口端的内径，所述连接杆（14）的长度与取水孔（9）的开口端的内径相同，所述橡胶垫（15）的一端贯穿避让槽（12）并延伸至采样筒（6）的外侧。

3.根据权利要求1所述的一种自动调整采样深度的地下水采样设备，其特征在于：所述取水孔（9）的内腔设置有过滤网（16），所述过滤网（16）的周侧壁与取水孔（9）的内侧壁固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种自动调整采样深度的地下水采样设备，其特征在于：所述螺纹杆（5）的外侧壁竖直开设有放置槽（23），所述放置槽（23）的一侧内壁固定连接有刻度尺（24），所述放置槽（23）的开口端设置有挡泥板（25），所述挡泥板（25）的两侧分别与放置槽（23）的两侧内壁固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种自动调整采样深度的地下水采样设备，其特征在于：所述活动环（17）的上表面环形开设有限位滑槽（26），所述限位滑槽（26）的内腔设置有与限位滑槽（26）相适配的限位滑块（27），所述限位滑块（27）的上端与螺纹套筒（4）的下端面固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种自动调整采样深度的地下水采样设备，其特征在于：所述限位滑块（27）的下表面开设有多个呈环形阵列分布的圆孔（28），所述圆孔（28）的内腔设置有与圆孔（28）相适配的滚珠（29），所述螺纹套筒（4）的上端面的周侧开设有环形刻度表（41）。

7.一种基于权利要求1所述的自动调整采样深度的地下水采样设备的采样方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：首先使用锚杆（3）将安装架（2）安装在地面上，以此对本装置进行固定，接着启动驱动电机（20），驱动电机（20）正转带动主动齿轮（19）转动，主动齿轮（19）转动时通过与环形齿（18）之间的啮合传动进而带动活动环（17）转动，活动环（17）转动时通过条形固定板（22）带动螺纹杆（5）发生转动，由于螺纹杆（5）与螺纹套筒（4）之间通过螺纹插接，因此螺纹杆（5）转动时能够带动采样筒（6）和钻头（7）竖直向下移动，进而对采样筒（6）所在的位置进行调整；

步骤二：螺纹杆（5）在转动的过程中，采样筒（6）与螺纹杆（5）同步转动，由于弧形挡水板（13）一侧面的橡胶垫（15）与钻孔的内壁贴合连接，因此钻孔内壁与橡胶垫（15）之间产生的摩擦力能够带动弧形挡水板（13）在弧形滑槽（11）的内腔滑动，直至一个弧形挡水板（13）位于弧形滑槽（11）的一端内腔，此时另一个弧形挡水板（13）恰好位于弧形滑槽（11）的内腔中部，即另一个弧形挡水板（13）将取水孔（9）的开口端覆盖，从而能够避免在钻孔的过程中，孔内的水经取水孔（9）进入到储水腔（8）的内腔；

步骤三：当采样筒（6）调整至合适位置后，微微反转驱动电机（20）并带动采样筒（6）反转，此时橡胶垫（15）与钻孔内壁之间产生的摩擦力能够对弧形挡水板（13）进行定位，因此弧形挡水板（13）会在弧形滑槽（11）的内腔与采样筒（6）发生相对滑动，采样筒（6）会逆时针微微转动，使得弧形挡水板（13）与取水孔（9）的内腔错开，因此取水孔（9）的内腔能够经弧形滑槽（11）和避让槽（12）与钻孔的内腔连通，此时地下水即可经取水孔（9）进入到储水腔（8）的内腔储存，最后驱动电机（20）继续反转，即可将采样筒（6）从钻孔中抽出。