CN113431567A - 一种井下分层取样监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井下分层取样监测装置，包括主箱体，所述主箱体内设置有压力阀机构，所述压力阀机构上侧设置有连接机构；本发明利用多个主箱体相互连接，通过连接杆调整各个主箱体之间的间距，从而满足各分层取样位置之间的距离，使得在一次取样中即可完成分层取样，避免了水样长时间扰动而导致的水样监测不准确，同时可根据取样位置的水深调整压力弹簧的弹力，使得主箱体在到达指定水深位置时，进水封堵塞可自动上移至锥形进水腔内，利用主箱体内外压力差使得所处取样位置的水样进入水样收集腔内，待取样完成进水封堵塞可自动下移，重新封堵进水封堵腔，实现了取样过程操作简单，快捷有效的目的，而且根据水样分层要求可任意连接主箱体的个数，极大的提高了本发明的适用性。
Description
技术领域
本发明涉及地下水取样监测相关技术领域，具体为一种井下分层取样监测装置。
背景技术
地下水监测是对地下水进行长期的保护的有效措施之一。目前地下水监测主要依靠贝勒管取样器伸入地下水监测井中进行取样，再借助于测定水样的化学性质来分析水质，而传统的贝勒管取样法若需对井下水样进行分层检测，则需多次进行取样，不仅使得取样效率低，在多次取样过程中，井下水样极易因贝勒管的搅动而混合，这导致了各层水样相互污染，影响水样监测结果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种井下分层取样监测装置，用于克服现有技术中的上述缺陷。
根据本发明的一种井下分层取样监测装置，包括主箱体，所述主箱体内设置有压力阀机构，所述压力阀机构上侧设置有连接机构；
所述压力阀机构包括有两个左右对称的进水封堵塞，所述进水封堵塞上侧设置有弹簧压缩板，所述弹簧压缩板下端面与所述进水封堵塞上端面之间固定有压力弹簧，所述压力阀机构可根据不同深处的水压调节所述压力弹簧的弹力，使得所述进水封堵塞可在指定水深时上移；
所述连接机构包括有连接杆，所述连接杆下侧设置有连接座。
进一步的技术方案，所述主箱体内设有水样收集腔，所述水样收集腔下侧连通两个左右对称的设有锥形进水腔，所述锥形进水腔下侧连通设有进水封堵腔，所述进水封堵腔下侧连通设有开口向下的进水口，所述锥形进水腔外侧设有以所述连接座为中心环形设置且开口向外的环形转盘腔，所述环形转盘腔内侧连通设有位于所述锥形进水腔右侧的从动齿轮腔，所述主箱体上侧设置有悬浮板，所述悬浮板上端面固定有拉绳，所述水样收集腔左侧连通设有开口向左的出水口，所述出水口内滑动配合有排水封堵塞，所述水样收集腔用于收集水样，并可通过所述出水口将水样倒出。
进一步的技术方案，左右侧所述进水封堵塞上端面均固定有与所述弹簧压缩板滑动配合的导向滑杆，所述弹簧压缩板内设有上下贯通且位于左右侧所述导向滑杆之间的限位块通腔，所述弹簧压缩板位于所述水样收集腔内、且与所述水样收集腔形成一对滑动副，所述弹簧压缩板内螺纹配合有向下延伸至所述从动齿轮腔内的丝杆轴，所述丝杆轴下侧末端固定有从动直齿轮，所述环形转盘腔内转动配合有与所述从动直齿轮啮合的压力调整转盘，所述进水封堵塞与所述进水封堵腔之间形成一对滑动副，所述锥形进水腔从上至下横截面半径依次减小，使得所述进水封堵塞向上进入所述锥形进水腔内时，所述主箱体外的水样可通过所述进水封堵腔进入所述锥形进水腔内。
进一步的技术方案，所述连接座固定于所述主箱体下端面内，所述连接座内设有开口向下的螺纹腔，所述水样收集腔上侧设有锥齿轮传动腔，所述水样收集腔上侧连通设有向上延伸贯穿所述锥齿轮传动腔至开口向上的连接杆滑动腔，所述连接杆与所述连接杆滑动腔之间形成一对滑动副且向上延伸至外界向下延伸贯穿所述限位块通腔至所述限位块通腔下侧，所述锥齿轮传动腔上端壁内转动配合有衣所述连接杆为中心环形设置的从动锥齿轮座，所述从动锥齿轮座下端面固定有与所述连接杆螺纹配合连接的从动锥齿轮，转动所述从动锥齿轮可带动所述连接杆上下移动，从而改变所述连接杆伸出所述主箱体外的长度。
进一步的技术方案，所述锥齿轮传动腔右端壁内转动配合有向左延伸至所述锥齿轮传动腔内向右延伸至外界的长度调整旋杆，所述长度调整旋杆左侧末端固定有与所述从动锥齿轮啮合的主动锥齿轮，所述连接杆下侧端面固定有限位块。
进一步的技术方案，所述压力调整转盘刻有指针，所述主箱体外圆面上刻有位于所述压力调整转盘上侧的且以所述连接座为中心周向分布刻度以及数字，其数值代表水中取样位置距水面高度。
进一步的技术方案，所述锥形进水腔内壁为向外倾斜的斜面，当所述进水封堵塞进入所述锥形进水腔后，所述主箱体外侧水流可通过锥形进水腔进入所述水样收集腔内。
进一步的技术方案，所述螺纹腔内壁带有螺纹，所述连接杆上侧末端带有与所述螺纹腔上螺纹等螺距的螺纹，所述主箱体的数量按照需求自由设置，且由上至下依次排列，并且两两所述主箱体之间通过连接机构相连接。
本发明的有益效果是：本发明利用多个主箱体相互连接，通过连接杆调整各个主箱体之间的间距，从而满足各分层取样位置之间的距离，使得在一次取样中即可完成分层取样，避免了水样长时间扰动而导致的水样监测不准确，同时可根据取样位置的水深调整压力弹簧的弹力，使得主箱体在到达指定水深位置时，进水封堵塞可自动上移至锥形进水腔内，利用主箱体内外压力差使得所处取样位置的水样进入水样收集腔内，待取样完成进水封堵塞可自动下移，重新封堵进水封堵腔，实现了取样过程操作简单，快捷有效的目的，而且根据水样分层要求可任意连接主箱体的个数，极大的提高了本发明的适用性。
附图说明
图1是本发明的外观示意图；
图2是本发明的一种井下分层取样监测装置整体结构示意图；
图3是本发明图2中从动锥齿轮24部件处的局部放大示意图；
图4是本发明图2中进水封堵塞57部件处的局部放大示意图；
图5是本发明图2中压力调整转盘56部件处的右视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明，应当理解为以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定，如在本文中所使用，术语上下和左右不限于其严格的几何定义，而是包括对于机加工或人类误差合理和不一致性的容限，下面详尽说明该一种井下分层取样监测装置的具体特征：
参照附图，根据本发明的实施例的一种井下分层取样监测装置，包括主箱体10，所述主箱体10内设置有压力阀机构，所述压力阀机构上侧设置有连接机构；
所述压力阀机构包括有两个左右对称的进水封堵塞57，所述进水封堵塞57上侧设置有弹簧压缩板50，所述弹簧压缩板50下端面与所述进水封堵塞57上端面之间固定有压力弹簧53，所述压力阀机构可根据不同深处的水压调节所述压力弹簧53的弹力，使得所述进水封堵塞57可在指定水深时上移；
所述连接机构包括有连接杆20，所述连接杆20下侧设置有连接座40。
示例性地，所述主箱体10内设有水样收集腔11，所述水样收集腔11下侧连通两个左右对称的设有锥形进水腔17，所述锥形进水腔17下侧连通设有进水封堵腔16，所述进水封堵腔16下侧连通设有开口向下的进水口14，所述锥形进水腔17外侧设有以所述连接座40为中心环形设置且开口向外的环形转盘腔18，所述环形转盘腔18内侧连通设有位于所述锥形进水腔17右侧的从动齿轮腔19，所述主箱体10上侧设置有悬浮板60，所述悬浮板60上端面固定有拉绳61，所述水样收集腔11左侧连通设有开口向左的出水口13，所述出水口13内滑动配合有排水封堵塞30，所述水样收集腔11用于收集水样，并可通过所述出水口13将水样倒出。
示例性地，左右侧所述进水封堵塞57上端面均固定有与所述弹簧压缩板50滑动配合的导向滑杆51，所述弹簧压缩板50内设有上下贯通且位于左右侧所述导向滑杆51之间的限位块通腔52，所述弹簧压缩板50位于所述水样收集腔11内、且与所述水样收集腔11形成一对滑动副，所述弹簧压缩板50内螺纹配合有向下延伸至所述从动齿轮腔19内的丝杆轴55，所述丝杆轴55下侧末端固定有从动直齿轮54，所述环形转盘腔18内转动配合有与所述从动直齿轮54啮合的压力调整转盘56，所述进水封堵塞57与所述进水封堵腔16之间形成一对滑动副，所述锥形进水腔17从上至下横截面半径依次减小，使得所述进水封堵塞57向上进入所述锥形进水腔17内时，所述主箱体10外的水样可通过所述进水封堵腔16进入所述锥形进水腔17内。
示例性地，所述连接座40固定于所述主箱体10下端面内，所述连接座40内设有开口向下的螺纹腔41，所述水样收集腔11上侧设有锥齿轮传动腔12，所述水样收集腔11上侧连通设有向上延伸贯穿所述锥齿轮传动腔12至开口向上的连接杆滑动腔15，所述连接杆20与所述连接杆滑动腔15之间形成一对滑动副且向上延伸至外界向下延伸贯穿所述限位块通腔52至所述限位块通腔52下侧，所述锥齿轮传动腔12上端壁内转动配合有衣所述连接杆20为中心环形设置的从动锥齿轮座25，所述从动锥齿轮座25下端面固定有与所述连接杆20螺纹配合连接的从动锥齿轮24，转动所述从动锥齿轮24可带动所述连接杆20上下移动，从而改变所述连接杆20伸出所述主箱体10外的长度。
示例性地，所述锥齿轮传动腔12右端壁内转动配合有向左延伸至所述锥齿轮传动腔12内向右延伸至外界的长度调整旋杆21，所述长度调整旋杆21左侧末端固定有与所述从动锥齿轮24啮合的主动锥齿轮23，所述连接杆20下侧端面固定有限位块22。
示例性地，所述压力调整转盘56刻有指针，所述主箱体10外圆面上刻有位于所述压力调整转盘56上侧的且以所述连接座40为中心周向分布刻度以及数字，其数值代表水中取样位置距水面高度。
示例性地，所述锥形进水腔17内壁为向外倾斜的斜面，当所述进水封堵塞57进入所述锥形进水腔17后，所述主箱体10外侧水流可通过锥形进水腔17进入所述水样收集腔11内。
示例性地，所述螺纹腔41内壁带有螺纹，所述连接杆20上侧末端带有与所述螺纹腔41上螺纹等螺距的螺纹，所述主箱体10的数量按照需求自由设置，且由上至下依次排列，并且两两所述主箱体10之间通过连接机构相连接。
本发明的一种井下分层取样监测装置，其工作流程如下：
根据取样所需分层层数，将对应层数的多个主箱体10通过自身的连接杆20连接于上侧已连接好的主箱体10的连接座40内 。
根据所分层数之间的间距，转动长度调整旋杆21，使得主动锥齿轮23转动，从而带动从动锥齿轮24转动，进而使得连接杆20向上运动，从而带动第一个主箱体10相对于悬浮板60向下运动，其余各个主箱体10相对于上侧主箱体10向下运动，从而使得各个主箱体10之间的间距与取样分层间距相对应。
由于限位块22的直径大于连接杆滑动腔15的内径，从而避免了长度调整旋杆21转动过多导致连接杆20向上运动至主箱体10外。
同时，根据各个主箱体10对应的取样位置，转动压力调整转盘56，使之其所指数字与对应取样位置的水深一致。
转动压力调整转盘56带动从动直齿轮54转动，从而使得丝杆轴55转动，从而带动弹簧压缩板50向下运动，从而使得压力弹簧53压缩，进而使得压力弹簧53对进水封堵塞57的弹力增大至与其对应取样水深的压强相对应。
此时将悬浮板60以及多个主箱体10放入监测井内，作业人员抓着拉绳61，慢慢释放拉绳61，使得悬浮板60以及多个主箱体10向下运动。
当主箱体10最下侧主箱体10进入水中后，由于此时其压力弹簧53压缩量最大，则压力弹簧53对进水封堵塞57的弹力也最大，此时的水压不足以将进水封堵塞57向上推动，从而使得此时最下侧进水封堵塞57依旧保持与进水封堵腔16下端壁抵接的位置，从而使得最上层的水样无法进入最下侧主箱体10内。
当悬浮板60下端面碰触水面后，由于悬浮板60的密度小于水的密度，使得其可浮在水面上，从而使得悬浮板60无法继续向下运动，则连接于悬浮板60下侧的主箱体10也无法继续向下运动。
此时最下侧主箱体10外的水压大于最下侧主箱体10内压力弹簧53的弹力，从而使得进水封堵塞57被水压向上推动至锥形进水腔17内，从而使得最下侧主箱体10外的水样通过进水口14、进水封堵腔16以及锥形进水腔17进入最下侧水样收集腔11内，当最下侧主箱体10内外压强一致后，则最下侧主箱体10外的水流不在向最下侧主箱体10内流动，则最下侧进水封堵塞57在最下侧压力弹簧53的弹力作用下向下运动至初始位置，从而使得最下侧进水封堵塞57重新封堵最下侧进水封堵腔16。
上侧其余主箱体10内各零部件运动过程与最下侧主箱体10内零部件运动过程相同。
完成取样后，向上拉动拉绳61，使得悬浮板60向上运动，从而带动多个所述主箱体10向上运动至井外，取下排水封堵塞30，将水样收集腔11内的水样通过出水口13倒入样品收集容器中。
本发明的有益效果是：本发明利用多个主箱体相互连接，通过连接杆调整各个主箱体之间的间距，从而满足各分层取样位置之间的距离，使得在一次取样中即可完成分层取样，避免了水样长时间扰动而导致的水样监测不准确，同时可根据取样位置的水深调整压力弹簧的弹力，使得主箱体在到达指定水深位置时，进水封堵塞可自动上移至锥形进水腔内，利用主箱体内外压力差使得所处取样位置的水样进入水样收集腔内，待取样完成进水封堵塞可自动下移，重新封堵进水封堵腔，实现了取样过程操作简单，快捷有效的目的，而且根据水样分层要求可任意连接主箱体的个数，极大的提高了本发明的适用性。
本领域的技术人员可以明确，在不脱离本发明的总体精神以及构思的情形下，可以做出对于以上实施例的各种变型。其均落入本发明的保护范围之内。本发明的保护方案以本发明所附的权利要求书为准。
Claims (7)
1.一种井下分层取样监测装置，包括主箱体，其特征在于：所述主箱体内设置有压力阀机构，所述压力阀机构上侧设置有连接机构；
所述压力阀机构包括有两个左右对称的进水封堵塞，所述进水封堵塞上侧设置有弹簧压缩板，所述弹簧压缩板下端面与所述进水封堵塞上端面之间固定有压力弹簧，所述压力阀机构可根据不同深处的水压调节所述压力弹簧的弹力，使得所述进水封堵塞可在指定水深时上移；
所述连接机构包括有连接杆，所述连接杆下侧设置有连接座； 所述主箱体内设有水样收集腔，所述弹簧压缩板内设有上下贯通且位于左右侧所述导向滑杆之间的限位块通腔；所述连接座固定于所述主箱体下端面内，所述连接座内设有开口向下的螺纹腔，所述水样收集腔上侧设有锥齿轮传动腔，所述水样收集腔上侧连通设有向上延伸贯穿所述锥齿轮传动腔至开口向上的连接杆滑动腔，所述连接杆与所述连接杆滑动腔之间形成一对滑动副且向上延伸至外界向下延伸贯穿所述限位块通腔至所述限位块通腔下侧，所述锥齿轮传动腔上端壁内转动配合有衣所述连接杆为中心环形设置的从动锥齿轮座，所述从动锥齿轮座下端面固定有与所述连接杆螺纹配合连接的从动锥齿轮。
2.根据权利要求1所述的一种井下分层取样监测装置，其特征在于：所述水样收集腔下侧连通两个左右对称的设有锥形进水腔，所述锥形进水腔下侧连通设有进水封堵腔，所述进水封堵腔下侧连通设有开口向下的进水口，所述锥形进水腔外侧设有以所述连接座为中心环形设置且开口向外的环形转盘腔，所述环形转盘腔内侧连通设有位于所述锥形进水腔右侧的从动齿轮腔，所述主箱体上侧设置有悬浮板，所述悬浮板上端面固定有拉绳，所述水样收集腔左侧连通设有开口向左的出水口，所述出水口内滑动配合有排水封堵塞。
3.根据权利要求2所述的一种井下分层取样监测装置，其特征在于：左右侧所述进水封堵塞上端面均固定有与所述弹簧压缩板滑动配合的导向滑杆，所述弹簧压缩板位于所述水样收集腔内、且与所述水样收集腔形成一对滑动副，所述弹簧压缩板内螺纹配合有向下延伸至所述从动齿轮腔内的丝杆轴，所述丝杆轴下侧末端固定有从动直齿轮，所述环形转盘腔内转动配合有与所述从动直齿轮啮合的压力调整转盘，所述进水封堵塞与所述进水封堵腔之间形成一对滑动副。
4.根据权利要求3所述的一种井下分层取样监测装置，其特征在于：所述锥齿轮传动腔右端壁内转动配合有向左延伸至所述锥齿轮传动腔内向右延伸至外界的长度调整旋杆，所述长度调整旋杆左侧末端固定有与所述从动锥齿轮啮合的主动锥齿轮，所述连接杆下侧端面固定有限位块。
5.根据权利要求3所述的一种井下分层取样监测装置，其特征在于：所述压力调整转盘刻有指针，所述主箱体外圆面上刻有位于所述压力调整转盘上侧的且以所述连接座为中心周向分布刻度以及数字，其数值代表水中取样位置距水面高度。
6.根据权利要求2所述的一种井下分层取样监测装置，其特征在于：所述锥形进水腔内壁为向外倾斜的斜面，当所述进水封堵塞进入所述锥形进水腔后，所述主箱体外侧水流可通过锥形进水腔进入所述水样收集腔内。
7.根据权利要求3所述的一种井下分层取样监测装置，其特征在于：所述螺纹腔内壁带有螺纹，所述连接杆上侧末端带有与所述螺纹腔上螺纹等螺距的螺纹，所述主箱体的数量按照需求自由设置，且由上至下依次排列，并且两两所述主箱体之间通过连接机构相连接。
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