CN113029693A - 一种地下水分层取样装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种地下水分层取样装置及其使用方法公开了一种能够通过外部结构的旋转避免过滤结构外侧粘附杂质，配合网孔清堵结构有效避免过滤孔的堵塞问题，保证采样时的正常抽水效率，同时能够通过时间分错的抽样方式，便于将渗入的混合地下水进行对比后的隔绝，保证取样质量的装置及其使用方法，其特征在于所述提升机构横截面为三角形，提升机构内部通过滑轮置有牵引绳，牵引绳的端部固定置有连接杆的一端，连接杆中部贯穿置有上密封气囊，上密封气囊顶部固定置有加压气管，连接杆的另一端固定置有固定板，固定板为圆形板状结构，固定板底部周向置有至少六个电动伸缩器，所述电动伸缩器底部通过活塞杆和采样筒相连接，采样筒内部中空。
Description
技术领域
本发明一种地下水分层取样装置及其使用方法涉及一种能够对地下水进行分层取样的装置及其使用方法，属于地下水环架监测领域。特别涉及一种能够通过外部结构的旋转避免过滤结构外侧粘附杂质，配合网孔清堵结构有效避免过滤孔的堵塞问题，保证采样时的正常抽水效率，同时能够通过时间分错的抽样方式，便于将渗入的混合地下水进行对比后的隔绝，保证取样质量的装置及其使用方法。
背景技术
在地下水环境监测领域上，对地下水进行分层取样是其常用的一种监测手段，而在进行地下水取样过程中，为了避免地下水内杂质堵塞采样管路，通过会在采样外侧增加过滤结构进行过滤，但是在持续采样过程中，被阻挡的地下水杂质粘附在过滤结构外侧或者是堵塞住过滤结构的网孔，从而影响地下水采样的正常抽采，同时在采样时为了避免取样深度的地下水被周围不同深度的地下水干扰，会在抽水取样位置上下设置封堵隔绝结构进行不同水层的隔绝，但是这种隔绝结构在持续的抽水取样过程中依然无法阻挡住上下层地下水的渗入。
公告号CN111947988A公开了一种用于地下水分层抽水取样的装置及试验方法，装置包括：栓塞系统、抽水系统、充气系统、监测系统；所述栓塞系统包括：连接钻杆的芯管和两个包裹在芯管外围的可充气膨胀囊组成的上下栓塞；抽水系统包括：位于上下栓塞之间的抽水滤管，位于上栓塞的顶部的钻杆、水泵、包裹水泵的位于密闭套管、与水泵连通且延伸至地面的出水管；该抽水取样结构在持续抽水取样过程中，不同层的地下水容易从上下栓塞处渗入，从而干扰到整个采样水质的质量和精度。
公告号CN210180739U公开了一种基于浅层地下水的原位采集过滤装置，包括采集过滤头、连接管和取样瓶，所述的连接管和取样瓶分别设置在采集过滤头上下两端，所述的采集过滤头上半部设有过滤孔，采集过滤头下半部设有陶土头，所述的陶土头上设有连通取样瓶和连接管的抽气管，所述的抽气管顶部连接有抽气模块，该采集装置在持续抽水采样时杂质容易粘附到过滤结构的外侧，从而造成过滤结构外侧和网孔的堵塞，影响抽水取样的效率。
发明内容
为了改善上述情况，本发明一种地下水分层取样装置及其使用方法提供了一种能够通过外部结构的旋转避免过滤结构外侧粘附杂质，配合网孔清堵结构有效避免过滤孔的堵塞问题，保证采样时的正常抽水效率，同时能够通过时间分错的抽样方式，便于将渗入的混合地下水进行对比后的隔绝，保证取样质量的装置及其使用方法。
本发明一种地下水分层取样装置是这样实现的：本发明一种地下水分层取样装置由提升机构、加压气管、上密封气囊、电动伸缩器、外滤孔、连接管、下密封气囊、连接杆、连接套、外过滤筒、支撑板、采样筒、固定板、牵引绳、转轴、通孔、内滤孔、顶珠、内过滤筒、驱动电机、单向阀、活塞、固定套、采样管和弹簧组成，所述提升机构横截面为三角形，提升机构内部通过滑轮置有牵引绳，牵引绳的端部固定置有连接杆的一端，连接杆中部贯穿置有上密封气囊，上密封气囊顶部固定置有加压气管，连接杆的另一端固定置有固定板，固定板为圆形板状结构，固定板底部周向置有至少六个电动伸缩器，所述电动伸缩器底部通过活塞杆和采样筒相连接，采样筒内部中空，采样筒顶部中心位置开有通孔，活塞杆的一端和电动伸缩器相连接，活塞杆的另一端穿过通孔延伸至采样筒内，活塞杆的另一端固定置有活塞，所述活塞的侧壁和采样筒的内侧壁相贴合，支撑板置于六个采样筒底部，支撑板为圆形板状结构，支撑板直径比固定板直径大，支撑板上等角度开有六个通槽，六个通槽和六个采样筒内部一一相连通，通槽内置有单向阀，支撑板底部周向置有六个采样管，六个采样管和六个通槽一一对应，支撑板底部置有内过滤筒，内过滤筒侧壁上等角度开有四组内滤孔，每组内滤孔由三列内滤孔等距排列组成，每列内滤孔由多个内滤孔等距排列组成，内过滤筒内侧壁上等距固定置有四组固定套，每组所述固定套和每组中间一排的内滤孔相对应，所述固定套内固定置有弹簧的一端，所述弹簧的另一端置有顶珠，内过滤筒上套有外过滤筒，外过滤筒内中部固定置有转轴的一端，转轴的另一端贯穿内过滤筒中心延伸至内过滤筒顶部，转轴的另一端和驱动电机轴相连接，所述外过滤筒侧壁上等角度开有八组外滤孔，外滤孔和内滤孔相对应，外过滤筒底部中心位置固定置有连接杆，所述连接杆的一端套有连接套，连接套顶部和外过滤筒底部贴合，连接杆的另一端固定置有下密封气囊，所述下密封气囊和上密封气囊之间通过连接管相连通，连接管的两端分别固定置于上密封气囊和下密封气囊边缘；
本发明还涉及一种地下水分层取样装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
1）通过提升机构配合牵引绳将采用装置下放到采样管路内；
2）通过加压气管和连接管对上下密封气囊进行充气，使其膨胀将此层水体上下外层地下水隔绝；
3）启动驱动电机进行缓慢旋转，使得内外过滤筒上的内外过滤孔进行交错间断导通；
4）通过依次启动电动伸缩器使得活塞收缩对此层的地下水进行采样；
5）通过采样管依次填充到采样筒内。
有益效果。
一、能够通过外部结构的旋转避免过滤结构外侧粘附杂质，配合网孔清堵结构有效避免过滤孔的堵塞问题，保证采样时的正常抽水效率。
二、通过时间分错的抽样方式，便于将渗入的混合地下水进行对比后的隔绝，保证取样质量。
三、 能够对过滤结构进行自动清理。
四、 能够避免杂质堵塞采样管路。
附图说明
图1本发明一种地下水分层取样装置的结构示意图；
图2本发明一种地下水分层取样装置的立体拆分图，其仅仅展示了内外过滤筒之间的拆分结构；
图3本发明一种地下水分层取样装置外过滤筒的结构示意图；
图4本发明一种地下水分层取样装置内过滤筒的结构示意图。
附图中
其中为：提升机构（1），加压气管（2），上密封气囊（3），电动伸缩器（4），外滤孔（5），连接管（6），下密封气囊（7），连接杆（8），连接套（9），外过滤筒（10），支撑板（11），采样筒（12），固定板（13），牵引绳（14），转轴（15），通孔（16），内滤孔（17），顶珠（18），内过滤筒（19），驱动电机（20），单向阀（21），活塞（22），固定套（23），采样管（24），弹簧（25）。
具体实施方式：
本本发明一种地下水分层取样装置是这样实现的：本发明一种地下水分层取样装置由提升机构（1）、加压气管（2）、上密封气囊（3）、电动伸缩器（4）、外滤孔（5）、连接管（6）、下密封气囊（7）、连接杆（8）、连接套（9）、外过滤筒（10）、支撑板（11）、采样筒（12）、固定板（13）、牵引绳（14）、转轴（15）、通孔（16）、内滤孔（17）、顶珠（18）、内过滤筒（19）、驱动电机（20）、单向阀（21）、活塞（22）、固定套（23）、采样管（24）和弹簧（25）组成，所述提升机构（1）横截面为三角形，提升机构（1）内部通过滑轮置有牵引绳（14），牵引绳（14）的端部固定置有连接杆（8）的一端，连接杆（8）中部贯穿置有上密封气囊（3），上密封气囊（3）顶部固定置有加压气管（2），连接杆（8）的另一端固定置有固定板（13），固定板（13）为圆形板状结构，固定板（13）底部周向置有至少六个电动伸缩器（4），所述电动伸缩器（4）底部通过活塞（22）杆和采样筒（12）相连接，采样筒（12）内部中空，采样筒（12）顶部中心位置开有通孔（16），活塞（22）杆的一端和电动伸缩器（4）相连接，活塞（22）杆的另一端穿过通孔（16）延伸至采样筒（12）内，活塞（22）杆的另一端固定置有活塞（22），所述活塞（22）的侧壁和采样筒（12）的内侧壁相贴合，支撑板（11）置于六个采样筒（12）底部，支撑板（11）为圆形板状结构，支撑板（11）直径比固定板（13）直径大，支撑板（11）上等角度开有六个通槽，六个通槽和六个采样筒（12）内部一一相连通，通槽内置有单向阀（21），支撑板（11）底部周向置有六个采样管（24），六个采样管（24）和六个通槽一一对应，支撑板（11）底部置有内过滤筒（19），内过滤筒（19）侧壁上等角度开有四组内滤孔（17），每组内滤孔（17）由三列内滤孔（17）等距排列组成，每列内滤孔（17）由多个内滤孔（17）等距排列组成，内过滤筒（19）内侧壁上等距固定置有四组固定套（23），每组所述固定套（23）和每组中间一排的内滤孔（17）相对应，所述固定套（23）内固定置有弹簧（25）的一端，所述弹簧（25）的另一端置有顶珠（18），内过滤筒（19）上套有外过滤筒（10），外过滤筒（10）内中部固定置有转轴（15）的一端，转轴（15）的另一端贯穿内过滤筒（19）中心延伸至内过滤筒（19）顶部，转轴（15）的另一端和驱动电机（20）轴相连接，所述外过滤筒（10）侧壁上等角度开有八组外滤孔（5），外滤孔（5）和内滤孔（17）相对应，外过滤筒（10）底部中心位置固定置有连接杆（8），所述连接杆（8）的一端套有连接套（9），连接套（9）顶部和外过滤筒（10）底部贴合，连接杆（8）的另一端固定置有下密封气囊（7），所述下密封气囊（7）和上密封气囊（3）之间通过连接管（6）相连通，连接管（6）的两端分别固定置于上密封气囊（3）和下密封气囊（7）边缘；
本发明还涉及一种地下水分层取样装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
1）通过提升机构（1）配合牵引绳（14）将采用装置下放到采样管（24）路内；
2）通过加压气管（2）和连接管（6）对上下密封气囊（7）进行充气，使其膨胀将此层水体上下外层地下水隔绝；
3）启动驱动电机（20）进行缓慢旋转，使得内外过滤筒（10）上的内外过滤孔进行交错间断导通；
4）通过依次启动电动伸缩器（4）使得活塞（22）收缩对此层的地下水进行采样；
5）通过采样管（24）依次填充到采样筒（12）内。
所述提升机构（1）横截面为三角形的设计，能够加强提升机构（1）的稳定性，同时增加和地面的接触面，有效提高承压力；
所述电动伸缩器（4）底部通过活塞（22）杆和采样筒（12）相连接配合所述活塞（22）的侧壁和采样筒（12）的内侧壁相贴合的设计，能够保证采样时的抽水效率；
每组所述固定套（23）和每组内滤孔（17）中间一排的内滤孔（17）相对应，所述固定套（23）内固定置有弹簧（25）的一端，所述弹簧（25）的另一端置有顶珠（18）的设计，能够使顶珠（18）在弹簧（25）应力作用下从固定套（23）内被顶出，顶入到外过滤筒（10）的外过滤孔内，以此对外过滤孔进行清堵；
所述外过滤筒（10）侧壁上等角度开有八组外滤孔（5），外滤孔（5）和内滤孔（17）相对应的设计，能够使采样结构在下放过程中使外过滤筒（10）上的外过滤孔与内过滤筒（19）上的内过滤孔孔位错开形成密封，有效避免被阻挡的地下水杂质粘附在过滤结构外侧或者是堵塞住过滤结构上的过滤孔，从而影响地下水采样的正常抽采；
所述连接杆（8）的一端套有连接套（9）的设计，能够对连接杆（8）和外过滤筒（10）之间的连接点形成防护，避免连接杆（8）和外过滤筒（10）之间的连接点因磨损而造成连接不稳；
所述下密封气囊（7）和上密封气囊（3）之间通过连接管（6）相连通的设计，能够同时对上密封气囊（3）和下密封气囊（7）进行充气，使其膨胀后抵撑在采样管（24）路的管壁内，有效阻挡住上下层的地下水的渗入，从而影响取样；
所述通过加压气管（2）和连接管（6）的导通对上下密封气囊（7）进行充气的设计，能够将该层水体和上下层的地下水隔绝，避免取样深度的地下水被周围不同深度的地下水干扰；
所述通过采样管（24）依次填充到采样筒（12）内的设计，能够依次形成时间错位上的采样，便于后续进行侦测对比，同时能够避免后续采样时密封气囊处因密封不够导致外界地下水渗入影响水样的分析，能够有效保证水样的质量；
达到能够通过外部结构的旋转避免过滤结构外侧粘附杂质，配合网孔清堵结构有效避免过滤孔的堵塞问题，保证采样时的正常抽水效率，同时能够通过时间分错的抽样方式，便于将渗入的混合地下水进行对比后的隔绝，保证取样质量的目的。
Claims (10)
1.一种地下水分层取样装置，其特征是：提升机构内部通过滑轮置有牵引绳，牵引绳的端部固定置有连接杆的一端，连接杆中部贯穿置有上密封气囊，上密封气囊顶部固定置有加压气管，连接杆的另一端固定置有固定板，固定板为圆形板状结构，固定板底部周向置有至少六个电动伸缩器，所述电动伸缩器底部通过活塞杆和采样筒相连接，采样筒内部中空，采样筒顶部中心位置开有通孔，活塞杆的一端和电动伸缩器相连接，活塞杆的另一端穿过通孔延伸至采样筒内，活塞杆的另一端固定置有活塞，所述活塞的侧壁和采样筒的内侧壁相贴合，支撑板置于六个采样筒底部，支撑板为圆形板状结构，支撑板直径比固定板直径大，支撑板上等角度开有六个通槽，六个通槽和六个采样筒内部一一相连通，通槽内置有单向阀，支撑板底部周向置有六个采样管，六个采样管和六个通槽一一对应，支撑板底部置有内过滤筒，内过滤筒上套有外过滤筒，外过滤筒内中部固定置有转轴的一端，转轴的另一端贯穿内过滤筒中心延伸至内过滤筒顶部，转轴的另一端和驱动电机轴相连接，外过滤筒底部中心位置固定置有连接杆，所述连接杆的一端套有连接套，连接套顶部和外过滤筒底部贴合，连接杆的另一端固定置有下密封气囊。
2.根据权利要求1所述的一种地下水分层取样装置，其特征在于所述内过滤筒侧壁上等角度开有四组内滤孔，每组内滤孔由三列内滤孔等距排列组成，每列内滤孔由多个内滤孔等距排列组成，内过滤筒内侧壁上等距固定置有四组固定套，每组所述固定套和每组中间一排的内滤孔相对应。
3.根据权利要求1所述的一种地下水分层取样装置，其特征在于所述外过滤筒侧壁上等角度开有八组外滤孔，外滤孔和内滤孔相对应。
4.根据权利要求1所述的一种地下水分层取样装置，其特征在于所述下密封气囊和上密封气囊之间通过连接管相连通，连接管的两端分别固定置于上密封气囊和下密封气囊边缘。
5.根据权利要求1所述的一种地下水分层取样装置，其特征在于所述提升机构横截面为三角形。
6.根据权利要求1所述的一种地下水分层取样装置，其特征在于所述固定套内固定置于弹簧的一端，所述弹簧的另一端置有顶珠。
7.根据权利要求1所述的一种地下水分层取样装置，其特征在于所述通过加压气管和连接管的导通对上下密封气囊进行充气的设计，能够将该层水体和上下层的地下水隔绝，避免取样深度的地下水被周围不同深度的地下水干扰。
8.根据权利要求1所述的一种地下水分层取样装置，其特征在于所述通过采样管依次填充到采样筒内的设计，能够依次形成时间错位上的采样，便于后续进行侦测对比，同时能够避免后续采样时密封气囊处因密封不够导致外界地下水渗入影响水样的分析。
9.根据权利要求1所述的一种地下水分层取样装置，其特征在于使用时，能够通过外部结构的旋转避免过滤结构外侧粘附杂质，配合网孔清堵结构有效避免过滤孔的堵塞问题，保证采样时的正常抽水效率，同时能够通过时间分错的抽样方式，便于将渗入的混合地下水进行对比后的隔绝。
10.一种地下水分层取样装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
1）通过提升机构配合牵引绳将采用装置下放到采样管路内；
2）通过加压气管和连接管对上下密封气囊进行充气，使其膨胀将此层水体上下外层地下水隔绝；
3）启动驱动电机进行缓慢旋转，使得内外过滤筒上的内外过滤孔进行交错间断导通；
4）通过依次启动电动伸缩器使得活塞收缩对此层的地下水进行采样；
5）通过采样管依次填充到采样筒内。
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