CN113758761A - 一种地下水采样管及其地下水采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下水采样管及其地下水采样装置，属于水质采样技术领域，一种地下水采样管，包括采样管本体和抽气管，所述采样管本体内设有储水区和排气区，所述储水区和排气区通过第二隔水板相隔开；一种地下水采样装置，所述采样管本体插入采样孔内，还包括：底板，位于采样孔上方；箱体，连接在底板上，所述箱体内设有抽气机构，所述抽气机构与抽气管相连通；该地下水采样装置，在通过抽气机构对采样管本体内部形成负压，提高采样效率的同时，通过抽出的气体，推动压紧杆下压压板，提高密封性，防止外界空气通过采样管与采样孔之间的缝隙进入采样管内，提高了地下水的采样效率。

Description

一种地下水采样管及其地下水采样装置

技术领域

本发明涉及水质采样技术领域，尤其涉及一种地下水采样管及其地下水采样装置。

背景技术

浅层地下水由大气降水、地表径流透水形成，水质与水量均受降水和径流影响，埋藏一般为几米至十几米之间，受土壤环境和土壤卫生状况的影响较大，是研究面源污染的重要依据。

由于浅层地下水更新快，水质变化大，研究浅层地下水往往需要密集采样，但是目前市场上现有的地下水采样管，只能采集单一层面的地下水，无法根据实际情况，灵活增加长度，同时采集多层面的地下水，以及与地下水采样管配合使用的地下水采样装置，在进行对采样管抽气，提高采样效率时，密封性较差，空气中的气体，容易在压力差的作用下，通过采样管与采样孔之间的缝隙，进入采样管内，进而降低了地下水采样效率。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中，地下水采样管无法同时采集多层面的地下水，以及与采样管配合使用的地下水采样装置，在对采样管抽气时，空气中的气体容易进入采样管内等问题，而提出的一种地下水采样管及其地下水采样装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种地下水采样管，包括采样管本体和抽气管，所述采样管本体内设有储水区和排气区，所述储水区和排气区通过第二隔水板相隔开；所述储水区内设有多层第一隔水板，通过所述第一隔水板分隔出相互独立的储水室；还包括：通孔，位于采样管本体侧壁，所述通孔内设有将地下水采集到各个储水室的渗水组件；所述第二隔水板上设有排气嘴，所述排气嘴用于连通储水室和排气区；其中，抽气管固定连接在采样管本体上，并且与排气区相连通。

为了方便采集地下水，优选的，所述渗水组件包括滑板和渗水板，所述采样管本体上设有滑槽，所述滑板滑动连接在滑槽内，所述渗水板位于滑板上，当滑板插入滑槽内时，渗水板正好处于通孔内。

为了根据实际情况，灵活增加采样管本体长度，优选的，所述采样管本体底部设有连接螺纹，所述采样管本体顶部设有与连接螺纹相对应的螺纹套，所述排气区底部设有抽气嘴。

一种地下水采样装置，所述采样管本体插入采样孔内，还包括：底板，位于采样孔上方；箱体，连接在底板上，所述箱体内设有抽气机构，所述抽气机构与抽气管相连通；所述采样管本体上套有压板，所述压板内设有气囊圈，所述采样管本体位于气囊圈内，所述压板位于采样孔内并通过插入齿固定；所述气囊圈通过所述抽气机构输出的气体进行膨胀，防止外界空气通过采样管本体与采样孔之间的缝隙，进入采样管本体内。

为了实现负压效果，提高采样效率，优选的，所述抽气机构包括电机和活塞组件，所述电机和活塞组件均位于箱体内，所述电机的输出端连接有曲轴，所述活塞组件与曲轴之间转动连接，所述活塞组件侧壁连接有第一管道，所述第一管道通过第一密封接头与抽气管相连通，所述第一管道内设有单向阀，所述第一管道上连接有压力阀，所述箱体底部内壁设有存放室。

为了提高密封效果，优选的，所述箱体顶部连接有转动板，所述转动板上连接有压力筒，所述压力筒内滑动连接有滑动板和压杆，所述滑动板和压杆之间连接有第一弹簧，所述转动板底部连接有第二弹簧，所述第二弹簧底部连接有压盘，所述压盘上可拆卸连接有对压板进行压紧的压紧杆，所述活塞组件侧壁与压力筒顶部之间连通有第二管道，所述第二管道内设有单向阀。

为了提高密封效果，优选的，所述气囊圈上连接有第三管道，所述第三管道通过第二密封接头与压力筒侧壁相连接，所述第三管道上连接有压力阀。

为了便于取出采样管本体，优选的，所述箱体内转动连接有转轴，所述转轴上分别固定连接有第三斜齿轮和锥齿轮，所述电机的输出端固定连接有第一斜齿轮，所述箱体内设有第一气缸，所述第一气缸的输出端转动连接有第二斜齿轮，所述第二斜齿轮与第一斜齿轮和第三斜齿轮之间可啮合可分离，所述转动板转动连接在箱体顶部，所述转动板底部连接有与锥齿轮啮合连接的锥齿盘，所述第二管道上连接有旋转接头，所述旋转接头连接在箱体顶部且与转动板转动中心共线，所述压紧杆和压盘之间通过固定销连接。

为了防止采样孔坍塌，优选的，所述底板上滑动连接有防塌筒，所述防塌筒与采样孔侧壁相贴，所述底板上转动连接有升降螺纹杆，所述防塌筒侧壁与升降螺纹杆螺纹连接，所述底板上固定连接有导向杆，所述防塌筒滑动连接在导向杆上。

为了便于移动，优选的，所述底板上设有空心筒，所述空心筒内设有第二气缸，所述第二气缸的输出端连接有移动轮。

与现有技术相比，本发明提供了一种地下水采样管及其地下水采样装置，具备以下有益效果：

1、该地下水采样管，可以同时收集不同层面的地下水，还可以根据实际情况，通过连接螺纹和螺纹套的相互配合，灵活增加长度，增加采集地下水的层数，同时，通过抽气管外接抽气设备，使其采样管内部产生负压，提高采集效率。

2、该地下水采样装置，在对地下水进行采集时，在通过抽气机构对采样管本体内部形成负压，提高采样效率的同时，通过抽出的气体，推动压紧杆下压压板，压紧采样管与采样孔之间的缝隙，以及使气囊圈膨胀，提高密封性，防止外界空气通过采样管与采样孔之间的缝隙进入采样管内，提高了地下水的采样效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种地下水采样管的结构示意图；

图2为本发明提出的一种地下水采样管的剖视图；

图3为本发明提出的一种地下水采样装置的结构示意图一；

图4为本发明提出的一种地下水采样装置的结构示意图二；

图5为本发明提出的一种地下水采样装置的主视图；

图6为本发明提出的一种地下水采样装置图5中A部分的放大图；

图7为本发明提出的一种地下水采样装置曲轴的结构示意图；

图8为本发明提出的一种地下水采样装置气囊圈的结构示意图。

图中：1、采样管本体；101、储水区；102、排气区；103、抽气管；2、第一隔水板；201、第二隔水板；202、排气嘴；203、抽气嘴；3、通孔；301、滑槽；302、滑板；303、渗水板；4、连接螺纹；401、螺纹套；5、底板；501、箱体；6、电机；601、曲轴；602、活塞组件；603、第一管道；604、第一密封接头；605、存放室；7、防塌筒；701、升降螺纹杆；702、导向杆；8、压板；801、插入齿；802、气囊圈；9、第一斜齿轮；901、第一气缸；902、第二斜齿轮；903、转轴；904、第三斜齿轮；10、转动板；1001、锥齿盘；1002、锥齿轮；11、压力筒；1101、第二管道；1102、旋转接头；12、滑动板；1201、第一弹簧；1202、压杆；1203、压盘；1204、第二弹簧；13、压紧杆；1301、固定销；14、第三管道；1401、第二密封接头；15、空心筒；1501、第二气缸；1502、移动轮。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

参照图1-2，一种地下水采样管，包括采样管本体1和抽气管103，采样管本体1内设有储水区101和排气区102，储水区101和排气区102通过第二隔水板201相隔开；储水区101内设有多层第一隔水板2，通过第一隔水板2分隔出相互独立的储水室；还包括：通孔3，位于采样管本体1侧壁，通孔3内设有将地下水采集到各个储水室的渗水组件；第二隔水板201上设有排气嘴202，排气嘴202用于连通储水室和排气区102；其中，抽气管103固定连接在采样管本体1上，并且与排气区102相连通。

采样时，将采样管本体1埋在事先挖好的采样孔内，地下水通过通孔3内的渗水组件过滤掉较大的固体颗粒后，进入储水室内，然后取出，进行研究。

在采集地下水时，可通过抽气管103进行抽气，通过排气嘴202，使每个储水室内都形成负压，提高采集地下水效率。

采样管本体1内第一隔水板2的个数，可设置为2-5个，每个第一隔水板2的下方，采样管本体1的侧壁，都设有通孔3。

实施例2：

参照图1-2，在实施例1的基础上，进一步的是，

渗水组件包括滑板302和渗水板303，采样管本体1上设有滑槽301，滑板302滑动连接在滑槽301内，渗水板303位于滑板302上，当滑板302插入滑槽301内时，渗水板303正好处于通孔3内。

将滑板302插在滑槽301内，通过渗水板303过滤后，地下水进入储水室内。

在收集完成后，需要取出各个储水室内的地下水时，抽离滑板302，可以通过针管挨个抽取出，也可以往滑槽301内插入一块没有渗水板303的滑板302，然后将滑板302向上拉动，自下而上，依次导通通孔3，然后此次倒出储水室内的地下水。

实施例3：

参照图1-2，在实施例2的基础上，进一步的是，

采样管本体1底部设有连接螺纹4，采样管本体1顶部设有与连接螺纹4相对应的螺纹套401，排气区102底部设有抽气嘴203。

根据实际采集需要，可通过连接螺纹4和螺纹套401的配合，灵活增加采样管本体1的个数，通过抽气嘴203，可使增加的每个采样管本体1的相互连通，通过抽气管103，使所增加的每个采样管本体1，都具有负压效果。

实施例4：

参照图1-8，在实施例3的基础上，进一步的是，

一种地下水采样装置，采样管本体1插入采样孔内，还包括：底板5，位于采样孔上方；箱体501，连接在底板5上，箱体501内设有抽气机构，抽气机构与抽气管103相连通；采样管本体1上套有压板8，压板8内设有气囊圈802，采样管本体1位于气囊圈802内，压板8位于采样孔内并通过插入齿801固定；气囊圈802通过抽气机构输出的气体进行膨胀，防止外界空气通过采样管本体1与采样孔之间的缝隙，进入采样管本体1内。

工作时，将压板8套在采样管本体1上，然后将采样管本体1插入事先挖掘好的采样孔内，对地下水进行采样，此时，压板8通过插入齿801固定在采样孔内。

将后将箱体501内的抽气机构与抽气管103相连通，启动抽气机构，使其在采样管本体1内形成负压，提高采样效率。

然后抽气机构抽出的气体进入气囊圈802内，气囊圈802膨胀，与采样管本体1侧壁相贴，提高密封性，防止外界空气通过采样管本体1与采样孔之间的缝隙进入采样管本体1内，再一次提高了采样效率。

气囊圈802的外形类似救生圈的形状，套在采样管本体1侧壁。

实施例5：

参照图1-8，在实施例4的基础上，进一步的是，

本实施例公开了一种抽气机构，抽气机构包括电机6和活塞组件602，电机6和活塞组件602均位于箱体501内，电机6的输出端连接有曲轴601，活塞组件602与曲轴601之间转动连接，活塞组件602侧壁连接有第一管道603，第一管道603通过第一密封接头604与抽气管103相连通，第一管道603内设有单向阀，第一管道603上连接有压力阀，箱体501底部内壁设有存放室605。

工作时，通过第一密封接头604将第一管道603接在抽气管103上，启动电机6，通过曲轴601带动活塞组件602运动，活塞组件602通过第一管道603对采样管本体1内进行抽气，使其产生负压效果。

第一管道603内的单向阀的作用，气体只能通过第一管道603进入活塞组件602内，无法反向流动，然后气体在排出。

上文所说的活塞组件602，包括活塞筒、滑动连接在塞筒内的活塞板，以及转动连接在活塞板上的活塞杆。

活塞组件602与曲轴601之间转动连接，指的是，活塞杆远离活塞板的一端套接在曲轴601上，类似于内燃机中的曲轴601、活塞杆与活塞筒之间的配合。

活塞组件602运动，指的是，活塞杆带动活塞板往复滑动，通过活塞板进行抽气。

活塞组件602侧壁连接有第一管道603，指的是，第一管道603与活塞筒相连通。

当采样管本体1内的气体稀少，抽出困难时，气压差到达一定数值是，压力阀自动打开，外界空气进入活塞组件602内。

实施例6：

参照图1-8，在实施例5的基础上，进一步的是，

箱体501顶部连接有转动板10，转动板10上连接有压力筒11，压力筒11内滑动连接有滑动板12和压杆1202，滑动板12和压杆1202之间连接有第一弹簧1201，转动板10底部连接有第二弹簧1204，第二弹簧1204底部连接有压盘1203，压盘1203上可拆卸连接有对压板8进行压紧的压紧杆13，活塞组件602侧壁与压力筒11顶部之间连通有第二管道1101，第二管道1101内设有单向阀。

活塞杆带动活塞板往复滑动，通过活塞组件602抽出的气体通过第二管道1101进入压力筒11内，在气压的作用下，滑动板12向下移动，通过第一弹簧1201带动压杆1202向下移动，下压压盘1203，通过压紧杆13对压板8进行压紧，使压板8下底面与采样孔贴合跟加紧密，提高密封性。

第二管道1101内的单向阀，气体只能通过活塞组件602进入第二管道1101内，进而进入压力筒11内，无法反向流动。

气囊圈802上连接有第三管道14，第三管道14通过第二密封接头1401与压力筒11侧壁相连接，第三管道14内连接有压力阀，第三管道14上连接有排气阀。

在抽气前，将第三管道14通过第二密封接头1401与压力筒11相连接，当压力筒11内的气压达到一定数值时，压力阀自动打开，气体通过第三管道14进入气囊圈802内，气囊圈802膨胀，提高密封性，当气囊圈802内压力达到一定程度时，排气阀自动打开，进行泄压。

实施例7：

参照图1-8，在实施例6的基础上，进一步的是，

箱体501内转动连接有转轴903，转轴903上分别固定连接有第三斜齿轮904和锥齿轮1002，电机6的输出端固定连接有第一斜齿轮9，箱体501内设有第一气缸901，第一气缸901的输出端转动连接有第二斜齿轮902，第二斜齿轮902与第一斜齿轮9和第三斜齿轮904之间可啮合可分离，转动板10转动连接在箱体501顶部，转动板10底部连接有与锥齿轮1002啮合连接的锥齿盘1001，第二管道1101上连接有旋转接头1102，旋转接头1102连接在箱体501顶部且与转动板10转动中心共线，压紧杆13和压盘1203之间通过固定销1301连接。

在收集完成后，取下固定销1301、第一密封接头604和第二密封接头1401，进行泄压，同时压盘1203在第二弹簧1204的作用下向上移动，启动第一气缸901，使第二斜齿轮902与第一斜齿轮9和第三斜齿轮904之间啮合，通过第二斜齿轮902与第一斜齿轮9和第三斜齿轮904之间得配合，带动转轴903转动，进而带动锥齿轮1002转动，通过锥齿轮1002和锥齿盘1001的配合，使转动板10围绕箱体501转动，将压盘1203和压力筒11之间的部分转走，方便取出采样管本体1。

实施例8：

参照图1-8，在实施例7的基础上，进一步的是，

底板5上滑动连接有防塌筒7，防塌筒7与采样孔侧壁相贴，底板5上转动连接有升降螺纹杆701，防塌筒7侧壁与升降螺纹杆701螺纹连接，底板5上固定连接有导向杆702，防塌筒7滑动连接在导向杆702上。

在工作前，将底板5移动到指定位置后，转动升降螺纹杆701，使防塌筒7向下移动，与采样孔侧壁相贴，防止在负压的作用下，采样孔坍塌。

底板5上设有空心筒15，空心筒15内设有第二气缸1501，第二气缸1501的输出端连接有移动轮1502。

采集完成后，启动第二气缸1501，带动移动轮1502向下移动，通过移动轮1502支撑起底板5，方便移动。

在采集地下水时，移动轮1502收缩在空心筒15内，底板5贴合在地面上。

上述全文中：

电机6可采用但不限于型号为90YR120GY38。

气缸可采用但不限于型号为YNT-03的电动伸缩杆。

单向阀可采用但不限于品牌沃普仕，型号SMC型的单向阀。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地下水采样管，包括采样管本体(1)和抽气管(103)，其特征在于，所述采样管本体(1)内设有储水区(101)和排气区(102)，所述储水区(101)和排气区(102)通过第二隔水板(201)相隔开；

所述储水区(101)内设有多层第一隔水板(2)，通过所述第一隔水板(2)分隔出相互独立的储水室；

还包括：

通孔(3)，位于采样管本体(1)侧壁，所述通孔(3)内设有将地下水采集到各个储水室的渗水组件；

所述第二隔水板(201)上设有排气嘴(202)，所述排气嘴(202)用于连通储水室和排气区(102)；

其中，抽气管(103)固定连接在采样管本体(1)上，并且与排气区(102)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种地下水采样管，其特征在于，所述渗水组件包括滑板(302)和渗水板(303)，所述采样管本体(1)上设有滑槽(301)，所述滑板(302)滑动连接在滑槽(301)内，所述渗水板(303)位于滑板(302)上，当滑板(302)插入滑槽(301)内时，渗水板(303)正好处于通孔(3)内。

3.根据权利要求1所述的一种地下水采样管，其特征在于，所述采样管本体(1)底部设有连接螺纹(4)，所述采样管本体(1)顶部设有与连接螺纹(4)相对应的螺纹套(401)，所述排气区(102)底部设有抽气嘴(203)。

4.一种地下水采样装置，包括权利要求3所述的一种地下水采样管，其特征在于，所述采样管本体(1)插入采样孔内，还包括：

底板(5)，位于采样孔上方；

箱体(501)，连接在底板(5)上，所述箱体(501)内设有抽气机构，所述抽气机构与抽气管(103)相连通；

所述采样管本体(1)上套有压板(8)，所述压板(8)内设有气囊圈(802)，所述采样管本体(1)位于气囊圈(802)内，所述压板(8)位于采样孔内并通过插入齿(801)固定；

所述气囊圈(802)通过所述抽气机构输出的气体进行膨胀，防止外界空气通过采样管本体(1)与采样孔之间的缝隙，进入采样管本体(1)内。

5.根据权利要求4所述的一种地下水采样装置，其特征在于，所述抽气机构包括电机(6)和活塞组件(602)，所述电机(6)和活塞组件(602)均位于箱体(501)内，所述电机(6)的输出端连接有曲轴(601)，所述活塞组件(602)与曲轴(601)之间转动连接，所述活塞组件(602)侧壁连接有第一管道(603)，所述第一管道(603)通过第一密封接头(604)与抽气管(103)相连通，所述第一管道(603)内设有单向阀，所述第一管道(603)上连接有压力阀，所述箱体(501)底部内壁设有存放室(605)。

6.根据权利要求5所述的一种地下水采样装置，其特征在于，所述箱体(501)顶部连接有转动板(10)，所述转动板(10)上连接有压力筒(11)，所述压力筒(11)内滑动连接有滑动板(12)和压杆(1202)，所述滑动板(12)和压杆(1202)之间连接有第一弹簧(1201)，所述转动板(10)底部连接有第二弹簧(1204)，所述第二弹簧(1204)底部连接有压盘(1203)，所述压盘(1203)上可拆卸连接有对压板(8)进行压紧的压紧杆(13)，所述活塞组件(602)侧壁与压力筒(11)顶部之间连通有第二管道(1101)，所述第二管道(1101)内设有单向阀。

7.根据权利要求6所述的一种地下水采样装置，其特征在于，所述气囊圈(802)上连接有第三管道(14)，所述第三管道(14)通过第二密封接头(1401)与压力筒(11)侧壁相连接，所述第三管道(14)内连接有压力阀，所述第三管道(14)上连接有排气阀。

8.根据权利要求6所述的一种地下水采样装置，其特征在于，所述箱体(501)内转动连接有转轴(903)，所述转轴(903)上分别固定连接有第三斜齿轮(904)和锥齿轮(1002)，所述电机(6)的输出端固定连接有第一斜齿轮(9)，所述箱体(501)内设有第一气缸(901)，所述第一气缸(901)的输出端转动连接有第二斜齿轮(902)，所述第二斜齿轮(902)与第一斜齿轮(9)和第三斜齿轮(904)之间可啮合可分离，所述转动板(10)转动连接在箱体(501)顶部，所述转动板(10)底部连接有与锥齿轮(1002)啮合连接的锥齿盘(1001)，所述第二管道(1101)上连接有旋转接头(1102)，所述旋转接头(1102)连接在箱体(501)顶部且与转动板(10)转动中心共线，所述压紧杆(13)和压盘(1203)之间通过固定销(1301)连接。

9.根据权利要求4所述的一种地下水采样装置，其特征在于，所述底板(5)上滑动连接有防塌筒(7)，所述防塌筒(7)与采样孔侧壁相贴，所述底板(5)上转动连接有升降螺纹杆(701)，所述防塌筒(7)侧壁与升降螺纹杆(701)螺纹连接，所述底板(5)上固定连接有导向杆(702)，所述防塌筒(7)滑动连接在导向杆(702)上。

10.根据权利要求4所述的一种地下水采样装置，其特征在于，所述底板(5)上设有空心筒(15)，所述空心筒(15)内设有第二气缸(1501)，所述第二气缸(1501)的输出端连接有移动轮(1502)。

Images