CN114112539B - 一种用于水工环地质工程勘测的样本浓缩取样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于水工环地质工程勘测的样本浓缩取样装置,包括取样箱,所述取样箱内安装有浓缩定量机构,所述浓缩定量机构包括固定连接在取样箱内顶部的浓缩箱,所述浓缩箱内壁密封滑动连接有滑板,所述浓缩箱内底部固定连接有第一弹簧,所述第一弹簧上端与滑板固定连接,所述浓缩箱上端固定连接有进样管,所述取样箱下端固定连接有涡流管,所述涡流管下端固定连接有高压进气管,所述取样箱下端开设有进气槽。本发明中的浓缩定量机构使得浓缩箱内的水资源样本每次经过浓缩后,剩下的浓缩样本的量都是相同的,进而使得每次对浓缩后的样本取样的量都是相同的,实现定量取样,避免因取样量不同,造成样本分析对比性较差,使得分析结果不准确。
Description
技术领域
本发明涉及样本取样装置技术领域,尤其涉及一种用于水工环地质工程勘测的样本浓缩取样装置。
背景技术
水工环地质是水文地质、工程地质和环境地质的简称,主要是对地下水资源、工程建设和自然环境的地质条件进行勘测,主要是通过对水资源以及土壤进行取样检测分析。
现有的水工环地质工程勘测过程中,首先会对现场环境的水资源样本进行收集,然后在对水资源样本进行浓缩取样,但现有的用于水工环地质工程勘测的样本浓缩取样装置对样本进行浓缩后,都是由人工进行取样操作,由于人工取样会具有较大的误差,不能保证每次抽取的样本的量是相同的,无法进行定量的取样,这样会影响样本之间的分析对比,降低样本分析的准确度。
基于此,我们提出一种用于水工环地质工程勘测的样本浓缩取样装置。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种用于水工环地质工程勘测的样本浓缩取样装置。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种用于水工环地质工程勘测的样本浓缩取样装置,包括取样箱,所述取样箱内安装有浓缩定量机构,所述浓缩定量机构包括固定连接在取样箱内顶部的浓缩箱,所述浓缩箱内壁密封滑动连接有滑板,所述浓缩箱内底部固定连接有第一弹簧,所述第一弹簧上端与滑板固定连接,所述浓缩箱上端固定连接有进样管,所述取样箱下端固定连接有涡流管,所述涡流管下端固定连接有高压进气管,所述取样箱下端开设有进气槽,所述涡流管通过热气管与进气槽连通,所述取样箱内底部固定连接有进气箱,所述进气箱通过进气管与进气槽连通,所述浓缩箱侧壁开设有加热槽,所述加热槽通过泵气管与加热槽连通,所述加热槽另一端固定连接有出气管,所述取样箱内底部固定连接有竖杆,所述竖杆上端开设有竖槽,所述竖槽内壁滑动连接有导电滑块,所述竖槽内壁固定连接有导电条,所述滑板下端固定连接有推杆,所述推杆下端贯穿浓缩箱下端并与导电滑块固定连接,所述进气管内壁安装有第一电磁阀,所述第一电磁阀与导电条电性连接。
进一步地,所述取样箱上安装有取样机构,所述取样机构包括固定连接在取样箱内壁的抽取箱,所述抽取箱内壁密封滑动连接有滑塞,所述滑塞采用磁铁制成,所述取样箱侧壁固定连接有安装板,所述安装板下端固定连接有取样头,所述抽取箱通过抽液管与浓缩箱连通,所述抽取箱通过出液管与取样头连通,所述抽液管和出液管内壁均安装有单向阀。
进一步地,所述抽取箱内安装有驱动机构,所述驱动机构包括固定连接在抽取箱内顶部的第二弹簧,所述第二弹簧下端与滑塞固定连接,所述抽取箱上端开设有凹槽,所述凹槽内壁固定连接有励磁线圈,所述取样箱上端开设有安装槽,所述安装槽内壁固定连接有电容器,所述电容器与励磁线圈电性连接。
进一步地,所述进气箱内安装有充电机构,所述充电机构包括转动连接在进气箱内壁的转轴,所述转轴侧壁固定连接有多个叶轮,且多个所述叶轮采用磁性材料制成,所述进气箱侧壁嵌设有感应线圈,所述感应线圈与电容器电性连接。
进一步地,所述抽取箱上安装有冷却机构,所述冷却机构包括通过固定轴固定连接在抽取箱侧壁的冷却块,所述抽液管为贯穿冷却块设置,所述冷却块内开设有冷却槽,所述冷却槽通过冷气管与涡流管连通。
进一步地,所述取样头上安装有冷凝机构,所述冷凝机构包括固定连接在取样头侧壁的冷凝管,所述冷凝管通过供气管与冷却槽连通,所述取样箱下端开设有热气槽,所述热气槽通过连通管与进气槽连通,所述热气槽通过泄压管与抽取箱连通。
进一步地,所述连通管内壁安装有第二电磁阀,所述第二电磁阀与导电条电性连接,所述泄压管内壁安装有单向阀和泄压阀。
进一步地,所述取样箱侧壁固定连接有放置台。
本发明具有以下有益效果:
1、通过设置浓缩定量机构,使得浓缩箱内的水资源样本每次经过浓缩箱浓缩后,剩下的浓缩样本的量都是相同的,进而使得每次对浓缩后的样本取样的量都是相同的,实现定量取样,避免因取样量不同,造成样本分析对比性较差,使得分析结果不准确;
2、通过设置取样机构、驱动机构和充电机构,样本浓缩过后会自动将浓缩箱内的样本抽取出来,无需人工进行操作,进而避免因人工操作带来的取样的量的误差,进一步提高样本分析的精准度;
3、通过设置冷却机构,经过加热浓缩后的样本会具有较高的温度,当浓缩样本通过抽液管进入到抽取箱内时,会通过冷却块进行冷却,避免浓缩样本的温度过高,影响样本的分析;
4、通过设置冷凝机构,抽取箱内的样本通过取样头全部泵出后,热气会进入到抽取箱内,对抽取箱内壁粘附的浓缩样本进行加热,使其变成蒸汽,随着热气一起进入到取样头内,然后经过冷凝管冷凝成液态,最后从取样头滴落,进而可以将抽取箱内的样本全部取出,进一步减小样本的误差。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于水工环地质工程勘测的样本浓缩取样装置的结构示意图;
图2为图1中的A处结构放大示意图;
图3为图1中的B处结构放大示意图;
图4为图1中的C处结构放大示意图。
图中:1取样箱、2浓缩箱、3滑板、4第一弹簧、5进样管、6涡流管、7高压进气管、8进气槽、9热气管、10进气箱、11进气管、12加热槽、13泵气管、131出气管、14竖杆、15竖槽、16导电滑块、17导电条、18推杆、19抽取箱、20滑塞、21安装板、22取样头、23抽液管、24出液管、25第二弹簧、26凹槽、27励磁线圈、28安装槽、29电容器、30转轴、31叶轮、32感应线圈、33冷却块、34冷却槽、35冷气管、36冷凝管、37供气管、38热气槽、39连通管、40泄压管、41放置台。
具体实施方式
参照图1-4,一种用于水工环地质工程勘测的样本浓缩取样装置,包括取样箱1,取样箱1下端对称固定连接有支撑柱,取样箱1内安装有浓缩定量机构,浓缩定量机构包括固定连接在取样箱1内顶部的浓缩箱2,浓缩箱2内壁密封滑动连接有滑板3,浓缩箱2内底部固定连接有第一弹簧4,第一弹簧4上端与滑板3固定连接,浓缩箱2上端固定连接有进样管5,取样箱1下端固定连接有涡流管6,涡流管6下端固定连接有高压进气管7,需要说明的是,通过向涡流管6内输入通用压力的压缩空气,通过涡流管6转换,一端产生冷空气,一端产生热空气,涡流管6可以通过调节热气端的阀来调节气体的流量和冷气端温度的高低,为现有技术,取样箱1下端开设有进气槽8,涡流管6通过热气管9与进气槽8连通,取样箱1内底部固定连接有进气箱10,进气箱10通过进气管11与进气槽8连通,浓缩箱2侧壁开设有加热槽12,加热槽12呈螺旋形状,加热槽12通过泵气管13与加热槽12连通,加热槽12另一端固定连接有出气管131,取样箱1内底部固定连接有竖杆14,竖杆14上端开设有竖槽15,竖槽15内壁滑动连接有导电滑块16,竖槽15内壁固定连接有导电条17,导电条17与外部电源电性连接,滑板3下端固定连接有推杆18,推杆18下端贯穿浓缩箱2下端并与导电滑块16固定连接,进气管11内壁安装有第一电磁阀,第一电磁阀与导电条17电性连接,需要说明的是,第一电磁阀通电时开启,断电时关闭,取样箱1侧壁固定连接有放置台41。
需要说明的是,浓缩箱2下端开设有孔槽,当滑板3在浓缩箱2内壁密封滑动时,孔槽可以平衡浓缩箱2内的压强变化。
取样箱1上安装有取样机构,取样机构包括固定连接在取样箱1内壁的抽取箱19,抽取箱19内壁密封滑动连接有滑塞20,滑塞20采用磁铁制成,取样箱1侧壁固定连接有安装板21,安装板21下端固定连接有取样头22,抽取箱19通过抽液管23与浓缩箱2连通,抽取箱19通过出液管24与取样头22连通,抽液管23和出液管24内壁均安装有单向阀,需要说明的是,抽液管23内壁安装的单向阀只允许浓缩箱2内的水样本进入到抽取箱19内,出液管24内壁安装的单向阀只允许抽取箱19内的水样本进入到取样头22内。
抽取箱19内安装有驱动机构,驱动机构包括固定连接在抽取箱19内顶部的第二弹簧25,第二弹簧25下端与滑塞20固定连接,抽取箱19上端开设有凹槽26,凹槽26内壁固定连接有励磁线圈27,取样箱1上端开设有安装槽28,安装槽28内壁固定连接有电容器29,电容器29与励磁线圈27电性连接,需要说明的是,电容器29与励磁线圈27之间串联有逆变器,电容器29放电,会经过逆变器转化为交流电,使得励磁线圈27通入交流电,产生一个不断变化的磁场,带动滑塞20不断上下往复滑动。
需要说明的是,抽取箱19靠近励磁线圈27的侧壁开设有通孔,当滑塞20在抽取箱19内壁密封滑动时,通孔可以平衡抽取箱19内的压强变化。
进气箱10内安装有充电机构,充电机构包括转动连接在进气箱10内壁的转轴30,转轴30侧壁固定连接有多个叶轮31,且多个叶轮31采用磁性材料制成,进气箱10侧壁嵌设有感应线圈32,感应线圈32与电容器29电性连接。
抽取箱19上安装有冷却机构,冷却机构包括通过固定轴固定连接在抽取箱19侧壁的冷却块33,抽液管23为贯穿冷却块33设置,冷却块33内开设有冷却槽34,冷却槽34呈螺旋形状,冷却槽34通过冷气管35与涡流管6连通。
取样头22上安装有冷凝机构,冷凝机构包括固定连接在取样头22侧壁的冷凝管36,冷凝管36呈螺旋形状,冷凝管36通过供气管37与冷却槽34连通,取样箱1下端开设有热气槽38,热气槽38通过连通管39与进气槽8连通,热气槽38通过泄压管40与抽取箱19连通,连通管39内壁安装有第二电磁阀,第二电磁阀与导电条17电性连接,需要说明的是,连通管39内壁安装的第二电磁阀通电时关闭,断电时开启,泄压管40内壁安装有单向阀和泄压阀,需要说明的是,泄压管40内壁安装的单向阀只允许热气槽38内的热气进入到抽取箱19内。
需要说明的是,泄压管40内壁安装的泄压阀的设定值较大,即使浓缩箱2内注满水样本,在浓缩过后被全部通过取样头22取出后,此时热气槽38内的压力值才刚刚超过泄压阀的设定值。
本发明中,首先将现场取到的水资源样本通过进样管5注入到浓缩箱2内,随着浓缩箱2内的水样本越来越多,滑板3在水样本的重力下会慢慢向下滑动,使得第一弹簧4被压缩,并且滑板3还会带动推杆18向下滑动,带动导电滑块16向下滑动,当浓缩箱2内注满水样本时,此时滑板3在浓缩箱2内位于最低位置,并且此时导电滑块16此时会与导电条17接触,电流回路接通,进气管11内壁安装的第一电磁阀通电开启,连通管39内壁安装的第二电磁阀通电关闭;
接着通过高压进气管7向涡流管6内注入通用的压缩空气,经涡流管6转化,产生的热气会通过热气管9进入到进气槽8内,然后进气槽8内的热气会通过进气管11进入到进气箱10内,最后进气箱10内的热气会通过泵气管13进入到加热槽12中,热气在加热槽12中流动,会持续的对浓缩箱2内的水样本进行加热,水样本受热温度升高,随着温度的升高,水样本开始蒸发浓缩,随着蒸发浓缩的进行,浓缩箱2内的水样本会越来越少,使得滑板3受到的压力越来越小,滑板3会在第一弹簧4的作用下慢慢向上滑动,带动推杆18向上移动,进而带动导电滑块16向上滑动,当导电滑块16与导电条17脱离接触的瞬间,电流回路会断开,此时进气管11内壁安装的第一电磁阀断电关闭,连通管39内壁安装的第二电磁阀断电开启,此时热气会通过连通管39进入到热气槽38中进行储存,不会再进入到加热槽12中,此时会停止对水样本进行加热浓缩,进而保证每次浓缩后的水样本剩余的量相同;
当热气在进气箱10内流过时,会同步带动多个叶轮31转动,叶轮31转动切割磁感线,使得感应线圈32产生感应电流,对电容器29进行充电,当进气管11内壁安装的第一电磁阀断电关闭时,不再有热气进入到进气箱10内,此时叶轮31不再转动,感应线圈32不再产生感应电流,电容器29停止充电,开始进行放电,对励磁线圈27通入交流电,使得励磁线圈27产生方向不断变化的磁场,带动滑塞20在抽取箱19内不断上下密封滑动,在滑塞20的作用下,浓缩箱2内的水样本会通过抽液管23不断的被抽入到抽取箱19内,然后抽取箱19内的水样本会通过出液管24被挤入到取样头22内,最后水样本从取样头22流出,落入到放置台41上端的取样容器内;
涡流管6产生的冷气会通过冷气管35进入到冷却槽34内,当抽液管23内的水样本流经冷却块33时,冷却槽34内的冷气会对水样本进行降温,避免水样本温度过高,影响样本分析;
当电容器29放电完毕后,此时励磁线圈27不再具有磁性,滑塞20不在滑动,浓缩箱2内的水样本已经完全被抽取干净,此时热气槽38内的压力已经超过了泄压管40内壁安装的泄压阀的设定值,泄压阀会打开,热气槽38内的热气会不断的进入到抽取箱19内,对抽取箱19内,对抽取箱19内壁粘附的浓缩样本进行加热,使其变成蒸汽,随着热气一起进入到取样头22内,并且冷却槽34内的冷气会通过供气管37流入到冷凝管36内,然后进入到取样头22内的水样本蒸气会被冷凝管36内的冷气冷凝成液态,最后从取样头22滴落到放置台41上的取样容器内,进而可以将抽取箱19内的样本全部取出,减小样本的误差。
Claims (4)
1.一种用于水工环地质工程勘测的样本浓缩取样装置,包括取样箱(1),其特征在于,所述取样箱(1)内安装有浓缩定量机构,所述浓缩定量机构包括固定连接在取样箱(1)内顶部的浓缩箱(2),所述浓缩箱(2)内壁密封滑动连接有滑板(3),所述浓缩箱(2)内底部固定连接有第一弹簧(4),所述第一弹簧(4)上端与滑板(3)固定连接,所述浓缩箱(2)上端固定连接有进样管(5),所述取样箱(1)下端固定连接有涡流管(6),所述涡流管(6)下端固定连接有高压进气管(7),所述取样箱(1)下端开设有进气槽(8),所述涡流管(6)通过热气管(9)与进气槽(8)连通,所述取样箱(1)内底部固定连接有进气箱(10),所述进气箱(10)通过进气管(11)与进气槽(8)连通,所述浓缩箱(2)侧壁开设有加热槽(12),所述加热槽(12)通过泵气管(13)与加热槽(12)连通,所述加热槽(12)另一端固定连接有出气管(131),所述取样箱(1)内底部固定连接有竖杆(14),所述竖杆(14)上端开设有竖槽(15),所述竖槽(15)内壁滑动连接有导电滑块(16),所述竖槽(15)内壁固定连接有导电条(17),所述滑板(3)下端固定连接有推杆(18),所述推杆(18)下端贯穿浓缩箱(2)下端并与导电滑块(16)固定连接,所述进气管(11)内壁安装有第一电磁阀,所述第一电磁阀与导电条(17)电性连接;所述取样箱(1)上安装有取样机构,所述取样机构包括固定连接在取样箱(1)内壁的抽取箱(19),所述抽取箱(19)内壁密封滑动连接有滑塞(20),所述滑塞(20)采用磁铁制成,所述取样箱(1)侧壁固定连接有安装板(21),所述安装板(21)下端固定连接有取样头(22),所述抽取箱(19)通过抽液管(23)与浓缩箱(2)连通,所述抽取箱(19)通过出液管(24)与取样头(22)连通,所述抽液管(23)和出液管(24)内壁均安装有单向阀;所述抽取箱(19)内安装有驱动机构,所述驱动机构包括固定连接在抽取箱(19)内顶部的第二弹簧(25),所述第二弹簧(25)下端与滑塞(20)固定连接,所述抽取箱(19)上端开设有凹槽(26),所述凹槽(26)内壁固定连接有励磁线圈(27),所述取样箱(1)上端开设有安装槽(28),所述安装槽(28)内壁固定连接有电容器(29),所述电容器(29)与励磁线圈(27)电性连接;所述进气箱(10)内安装有充电机构,所述充电机构包括转动连接在进气箱(10)内壁的转轴(30),所述转轴(30)侧壁固定连接有多个叶轮(31),且多个所述叶轮(31)采用磁性材料制成,所述进气箱(10)侧壁嵌设有感应线圈(32),所述感应线圈(32)与电容器(29)电性连接;所述抽取箱(19)上安装有冷却机构,所述冷却机构包括通过固定轴固定连接在抽取箱(19)侧壁的冷却块(33),所述抽液管(23)为贯穿冷却块(33)设置,所述冷却块(33)内开设有冷却槽(34),所述冷却槽(34)通过冷气管(35)与涡流管(6)连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于水工环地质工程勘测的样本浓缩取样装置,其特征在于,所述取样头(22)上安装有冷凝机构,所述冷凝机构包括固定连接在取样头(22)侧壁的冷凝管(36),所述冷凝管(36)通过供气管(37)与冷却槽(34)连通,所述取样箱(1)下端开设有热气槽(38),所述热气槽(38)通过连通管(39)与进气槽(8)连通,所述热气槽(38)通过泄压管(40)与抽取箱(19)连通。
3.根据权利要求2所述的一种用于水工环地质工程勘测的样本浓缩取样装置,其特征在于,所述连通管(39)内壁安装有第二电磁阀,所述第二电磁阀与导电条(17)电性连接,所述泄压管(40)内壁安装有单向阀和泄压阀。
4.根据权利要求1所述的一种用于水工环地质工程勘测的样本浓缩取样装置,其特征在于,所述取样箱(1)侧壁固定连接有放置台(41)。
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