CN114354281A - 一种水质监测用分层取样设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水质监测用分层取样设备，包括导杆和探测管，所述导杆的下端固定设有限位器和插脚，所述探测管的外侧设有导套，所述导套滑动套设在导杆上，所述探测管的外侧壁上平行设置有两个弹性囊，所述探测管外设置有第一缓冲机构和第二缓冲机构，所述第一缓冲机构包括第一缓冲盒。本设备体积较小，能在一次投放过程中，自动从下到上对不同深度的水体进行批量取样，并且取得的水样不会相互污染，能保证取样结果的正确性；当水体深度较小时，工作人员可通过肉眼直接看到探测管上浮，便于工作人员及时取回探测管，当水体深度较大时，探测管主动上浮也能方便工作人员回收探测管，减小了探测管回收难度。
Description
技术领域
本发明涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种水质监测用分层取样设备。
背景技术
在对水质污染物进行测定时，需要对不同深度的水体进行取样，以得到完善的监测数据，现有的取样设备多为浮潜装置，对水体的扰动较为明显，并且在一次投放过程中只能在某一深度单次取样，若需要获取多组水样，还需要多次投放浮潜装置，此外，在一次取样后还需要对浮潜装置进行彻底的清洁，以避免污染后续的样本，极大增加了取样人员的工作量，为此，我们提出一种水质监测用分层取样设备。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中在一次投放过程中只能在某一深度单次取样，并且取样后还需要对浮潜装置进行彻底的清洁，极大增加了取样人员的工作量的问题，而提出的一种水质监测用分层取样设备。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种水质监测用分层取样设备，包括导杆和探测管，所述导杆的下端固定设有限位器和插脚，所述探测管的外侧设有导套，所述导套滑动套设在导杆上，所述探测管的外侧壁上平行设置有两个弹性囊，所述探测管外设置有第一缓冲机构和第二缓冲机构，所述第一缓冲机构包括第一缓冲盒，所述第一缓冲盒通过第一三通管连通有第一导管和弯管，所述第二缓冲机构包括第二缓冲盒，所述第二缓冲盒通过第二三通管连通有第二导管和短管；
所述探测管内设置有第一存样机构和第二存样机构，且第一存样机构位于第二存样机构的下方，所述第一存样机构包括第一存样柱，所述第一存样柱内密封滑动设置有第一圆板，所述第一圆板上同轴设置有锥形柱，所述锥形柱的上端密封贯穿第一存样柱的顶壁并延伸至第一存样柱上方，所述第二存样机构包括第二存样柱，所述第二存样柱内密封滑动设置有第二圆板，所述第二存样柱的底壁上同轴嵌设有防水头，且防水头与锥形柱共轴。
进一步，所述防水头为中空的柱体，且柱体中部胶接有密封膜层，所述防水头的内径大于锥形柱的直径。
进一步，所述第一缓冲盒内密封设有第一阻水块，所述第二缓冲盒内密封设有第二阻水块，所述第二阻水块的厚度大于第一阻水块的厚度，所述第一缓冲盒与第二缓冲盒远离探测管的一端均卡接有渗水盖。
进一步，所述第一圆板与第一存样柱之间密封构成第一存放区，且第一存放区位于第一圆板的下方，所述弯管远离第一三通管的一端依次密封贯穿探测管、第一存样柱的底壁并延伸至第一存放区内，所述第一导管远离第一三通管的一端依次密封贯穿探测管、第一存样柱的侧壁并延伸至第一存样柱内。
进一步，所述第二圆板与第二存样柱之间密封构成第二存放区，且第二存放区位于第二圆板的下方，所述短管远离第二三通管的一端密封贯穿探测管的侧壁并延伸至探测管内，所述短管与探测管相连处位于第一存样柱与第二存样柱之间，所述第二导管远离第二三通管的一端依次密封贯穿探测管、第二存样柱的侧壁并延伸至第二存样柱内。
进一步，所述第一存放区与第二存放区内均盛有氧化钙颗粒，所述第一存放区、第二存放区与位置相对应的弹性囊之间均密封连通有多根软管。
进一步，所述第一圆板与第二圆板的上表面均固定设有下磁块，所述第一存样柱与第二存样柱的内顶壁上均固定设有上磁块。
进一步，所述探测管内平行设置有两个固定环，所述第一存样柱与第二存样柱分别与相应的固定环同轴连接，两个所述固定环上均周向排布有多个取样管，每个所述取样管上均密封安装有密封塞，所述第一存样柱、第二存样柱与位置相对应的取样管之间均密封连通有分流管。
本设备体积较小，能在一次投放过程中，自动从下到上对不同深度的水体进行批量取样，并且取得的水样不会相互污染，能保证取样结果的正确性；当水体深度较小时，工作人员可通过肉眼直接看到探测管上浮，便于工作人员及时取回探测管，当水体深度较大时，探测管主动上浮也能方便工作人员回收探测管，减小了探测管回收难度；当第一存样柱或第二存样柱内的液体分流到取样管后，上磁块会与下磁块紧密相吸，使得第一圆板或第二圆板上方的压强维持稳定，能避免取样管内的液体发生回流。
附图说明
图1为本发明提出的一种水质监测用分层取样设备的结构示意图；
图2为本发明提出的一种水质监测用分层取样设备中探测管的剖视图；
图3为本发明提出的一种水质监测用分层取样设备中第一存样机构的结构示意图；
图4为本发明提出的一种水质监测用分层取样设备中第一存样柱内部结构示意图；
图5为本发明提出的一种水质监测用分层取样设备中第二存样机构的结构示意图；
图6为本发明提出的一种水质监测用分层取样设备中第二存样柱内部结构示意图。
图中：1导杆、2导套、3弹性囊、4限位器、5插脚、6第一缓冲盒、7第一导管、8探测管、9第二缓冲盒、10第二导管、11第二存样柱、12固定环、13取样管、14第一存样柱、15弯管、16锥形柱、17分流管、18密封塞、19软管、20第一三通管、21第一阻水块、22渗水盖、23短管、24第二三通管、25第二阻水块、26上磁块、27下磁块、28第一存放区、29第一圆板、30防水头、31第二圆板、32第二存放区。
具体实施方式
参照图1-2，一种水质监测用分层取样设备，包括导杆1和探测管8，导杆1的下端固定设有限位器4和插脚5，限位器4用于限制探测管8下降的最大深度，插脚5为尖锥形，能辅助导杆1的底部插入河床或湖底，探测管8的外侧设有导套2，导套2滑动套设在导杆1上，导套2与导杆1相配合能保证探测管8始终在竖直方向上运动，探测管8的外侧壁上平行设置有两个弹性囊3，探测管8外设置有第一缓冲机构和第二缓冲机构，第一缓冲机构包括第一缓冲盒6，第一缓冲盒6通过第一三通管20连通有第一导管7和弯管15，第二缓冲机构包括第二缓冲盒9，第二缓冲盒9通过第二三通管24连通有第二导管10和短管23，上述各部件的连接处均做密封防水处理；
参照图4和图6，探测管8内设置有第一存样机构和第二存样机构，且第一存样机构位于第二存样机构的下方，第一存样机构包括第一存样柱14，第一存样柱14内密封滑动设置有第一圆板29，第一圆板29上同轴设置有锥形柱16，锥形柱16的上端密封贯穿第一存样柱14的顶壁并延伸至第一存样柱14上方，初始状态时，锥形柱16位于第一存样柱14内的部分为圆柱形，锥形柱16位于第一存样柱14外的部分为锥形，第二存样机构包括第二存样柱11，第二存样柱11内密封滑动设置有第二圆板31，第二存样柱11的底壁上同轴嵌设有防水头30，且防水头30与锥形柱16共轴。
防水头30为中空的柱体，且柱体中部胶接有密封膜层，防水头30的内径大于锥形柱16的直径，当锥形柱16向上运动一定距离后，其锥形部分会插入防水头30内并将密封膜层刺破。
参照图3和图5，第一缓冲盒6内密封设有第一阻水块21，第二缓冲盒9内密封设有第二阻水块25，第二阻水块25的厚度大于第一阻水块21的厚度，第一阻水块21与第二阻水块25均为遇水溶解材料制成，第一阻水块21和第二阻水块25溶解后不会对水体的酸碱度、菌群、污染指数等因素造成明显的影响，第一缓冲盒6与第二缓冲盒9远离探测管8的一端均卡接有渗水盖22，渗水盖22可以取下，便于放入第一阻水块21与第二阻水块25。
第一圆板29与第一存样柱14之间密封构成第一存放区28，且第一存放区28位于第一圆板29的下方，如图4所示，第一圆板29的下表面、第一存样柱14的内侧壁、第一存样柱14的内底壁所围成的空间即为第一存放区28，弯管15远离第一三通管20的一端依次密封贯穿探测管8、第一存样柱14的底壁并延伸至第一存放区28内，第一导管7远离第一三通管20的一端依次密封贯穿探测管8、第一存样柱14的侧壁并延伸至第一存样柱14内。
第二圆板31与第二存样柱11之间密封构成第二存放区32，且第二存放区32位于第二圆板31的下方，同样的，第二存放区32为第二圆板31的下表面、第二存样柱11的内侧壁、第二存样柱11的内底壁所围成的空间，短管23远离第二三通管24的一端密封贯穿探测管8的侧壁并延伸至探测管8内，短管23与探测管8相连处位于第一存样柱14与第二存样柱11之间，第二导管10远离第二三通管24的一端依次密封贯穿探测管8、第二存样柱11的侧壁并延伸至第二存样柱11内；
第一导管7与第一存样柱14连接处、第二导管10与第二存样柱11连接处分别靠近第一存样柱14、第二存样柱11的内顶壁。
第一存放区28与第二存放区32内均盛有氧化钙颗粒，第一存放区28、第二存放区32与位置相对应的弹性囊3之间均密封连通有多根软管19，初始状态时，弹性囊3为压缩状态。
参照图4和图6，第一圆板29与第二圆板31的上表面均固定设有下磁块27，第一存样柱14与第二存样柱11的内顶壁上均固定设有上磁块26，上磁块26与下磁块27的磁性较弱，且两者之间具有磁性吸引力，当位置相对应的上磁块26与下磁块27之间的距离减小到一定值后，上磁块26与下磁块27才能克服外力相互贴合。
参照图3和图5，探测管8内平行设置有两个固定环12，第一存样柱14与第二存样柱11分别与相应的固定环12同轴连接，两个固定环12上均周向排布有多个取样管13，每个取样管13上均密封安装有密封塞18，第一存样柱14、第二存样柱11与位置相对应的取样管13之间均密封连通有分流管17。
本设备在取样时，先将导杆1定点插入水体内，并通过外界固定机构对导杆1的上端进行固定，然后将第一阻水块21与第二阻水块25分别放入第一缓冲盒6、第二缓冲盒9，随后盖上渗水盖22，通过导套2将探测管8与导杆1相连接，探测管8会在重力作用下向水体中下沉，直至导套2与限位器4相抵；
此时第一缓冲盒6与第二缓冲盒9均处于密封状态，没有水流进入探测管8、第一存样柱14以及第二存样柱11内，由于第一阻水块21的厚度小于第二阻水块25的厚度，所以第一阻水块21在水流的浸泡下会先于第二阻水块25溶解，此时水流通过第一三通管20分别流向第一导管7和弯管15内；
较深位置的水体会进入第一存样柱14内，当第一存放区28内的氧化钙颗粒遇到水时会放出大量的热，部分液体被汽化并和空气一起进入对应位置的弹性囊3内，弹性囊3膨胀到一定程度后，第一存样柱14会向上浮动一定距离，同时第一圆板29会被向上顶起，第一圆板29上方的水流会通过分流管17进入到第一存样柱14周围的取样管13内，实现批量取样操作；
在此过程中，第二阻水块25不断溶解，当第一存样柱14上升后，第二阻水块25的溶解程度才足以水流通过，较浅位置的水体会通过第二缓冲盒9、第二导管10和短管23分别进入第二存样柱11、探测管8内；
第一存样柱14顶部会将防水头30刺穿，使得第二存放区32内的氧化钙与水接触放热，同样的，第二圆板31上方的水流会通过分流管17进入到第二存样柱11周围的取样管13内，实现浅水区水体的批量取样，同时上方的弹性囊3也会发生膨胀，使得探测管8再次上升一定距离；
当水体深度较小时，工作人员可通过肉眼直接看到探测管8上浮，便于工作人员及时取回探测管8，当水体深度较大时，探测管8主动上浮也能方便工作人员回收探测管8，减小了探测管8回收难度；
特别地，当第一存样柱14或第二存样柱11内的液体分流到取样管13后，上磁块26与下磁块27之间的距离会大幅度减小，因此在磁场作用下，上磁块26会与下磁块27紧密相吸，使得第一圆板29或第二圆板31上方的压强维持稳定，能避免取样管13内的液体发生回流。
本设备在使用前，可以根据实际情况设置第一存样机构的数量，从而对不同深度的水体进行批量取样，并且柱状的探测管8对水体的扰动较小，能使取样结果更加准确。
Claims (8)
1.一种水质监测用分层取样设备，包括导杆(1)和探测管(8)，其特征在于，所述导杆(1)的下端固定设有限位器(4)和插脚(5)，所述探测管(8)的外侧设有导套(2)，所述导套(2)滑动套设在导杆(1)上，所述探测管(8)的外侧壁上平行设置有两个弹性囊(3)，所述探测管(8)外设置有第一缓冲机构和第二缓冲机构，所述第一缓冲机构包括第一缓冲盒(6)，所述第一缓冲盒(6)通过第一三通管(20)连通有第一导管(7)和弯管(15)，所述第二缓冲机构包括第二缓冲盒(9)，所述第二缓冲盒(9)通过第二三通管(24)连通有第二导管(10)和短管(23)；
所述探测管(8)内设置有第一存样机构和第二存样机构，且第一存样机构位于第二存样机构的下方，所述第一存样机构包括第一存样柱(14)，所述第一存样柱(14)内密封滑动设置有第一圆板(29)，所述第一圆板(29)上同轴设置有锥形柱(16)，所述锥形柱(16)的上端密封贯穿第一存样柱(14)的顶壁并延伸至第一存样柱(14)上方，所述第二存样机构包括第二存样柱(11)，所述第二存样柱(11)内密封滑动设置有第二圆板(31)，所述第二存样柱(11)的底壁上同轴嵌设有防水头(30)，且防水头(30)与锥形柱(16)共轴。
2.根据权利要求1所述的一种水质监测用分层取样设备，其特征在于，所述防水头(30)为中空的柱体，且柱体中部胶接有密封膜层，所述防水头(30)的内径大于锥形柱(16)的直径。
3.根据权利要求1所述的一种水质监测用分层取样设备，其特征在于，所述第一缓冲盒(6)内密封设有第一阻水块(21)，所述第二缓冲盒(9)内密封设有第二阻水块(25)，所述第二阻水块(25)的厚度大于第一阻水块(21)的厚度，所述第一缓冲盒(6)与第二缓冲盒(9)远离探测管(8)的一端均卡接有渗水盖(22)。
4.根据权利要求1所述的一种水质监测用分层取样设备，其特征在于，所述第一圆板(29)与第一存样柱(14)之间密封构成第一存放区(28)，且第一存放区(28)位于第一圆板(29)的下方，所述弯管(15)远离第一三通管(20)的一端依次密封贯穿探测管(8)、第一存样柱(14)的底壁并延伸至第一存放区(28)内，所述第一导管(7)远离第一三通管(20)的一端依次密封贯穿探测管(8)、第一存样柱(14)的侧壁并延伸至第一存样柱(14)内。
5.根据权利要求4所述的一种水质监测用分层取样设备，其特征在于，所述第二圆板(31)与第二存样柱(11)之间密封构成第二存放区(32)，且第二存放区(32)位于第二圆板(31)的下方，所述短管(23)远离第二三通管(24)的一端密封贯穿探测管(8)的侧壁并延伸至探测管(8)内，所述短管(23)与探测管(8)相连处位于第一存样柱(14)与第二存样柱(11)之间，所述第二导管(10)远离第二三通管(24)的一端依次密封贯穿探测管(8)、第二存样柱(11)的侧壁并延伸至第二存样柱(11)内。
6.根据权利要求5所述的一种水质监测用分层取样设备，其特征在于，所述第一存放区(28)与第二存放区(32)内均盛有氧化钙颗粒，所述第一存放区(28)、第二存放区(32)与位置相对应的弹性囊(3)之间均密封连通有多根软管(19)。
7.根据权利要求1所述的一种水质监测用分层取样设备，其特征在于，所述第一圆板(29)与第二圆板(31)的上表面均固定设有下磁块(27)，所述第一存样柱(14)与第二存样柱(11)的内顶壁上均固定设有上磁块(26)。
8.根据权利要求1所述的一种水质监测用分层取样设备，其特征在于，所述探测管(8)内平行设置有两个固定环(12)，所述第一存样柱(14)与第二存样柱(11)分别与相应的固定环(12)同轴连接，两个所述固定环(12)上均周向排布有多个取样管(13)，每个所述取样管(13)上均密封安装有密封塞(18)，所述第一存样柱(14)、第二存样柱(11)与位置相对应的取样管(13)之间均密封连通有分流管(17)。
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