CN115855581A - 饮用水源地水质监测分层取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水质监测技术领域，本发明公开了一种饮用水源地水质监测分层取样装置，包括取水部、与取水部连通的储水部以及与储水部连通的排水部；取水部用于当取水部到达不同深度时，将不同深度的水体导入至储水部，取水部到达指定深度后，取水部在水压的作用下自动与对应的储水部连通；取水部到达指定深度后并将水体灌满对应的储水腔后，该对应的储水腔自动切断与取水部的连通。本发明通过设置取水部可在到达指定深度的时在水压的作用下自动实现与储水腔的连通，进而实现目标深度水体的取样，通过一个装置即可实现多层采样，采样效率高，且避免了电子元器件的使用，可降低生产成本。

Description

饮用水源地水质监测分层取样装置

技术领域

本发明涉及水质监测技术领域，特别涉及一种饮用水源地水质监测分层取样装置。

背景技术

饮用水水源保护区=地表水饮用水水源保护区+地下水饮用水水源保护区。其中，依据取水口所在水体类型的不同，地表水饮用水水源地可分为河流型饮用水水源地和湖泊、水库型饮用水水源地。

饮用水源地水质监测至关重要，而饮用水源地的水呈面积广、深度大等特点，因此在水质监测取样时需要分层对不同深度的水质进行分别取水，以保证水质监测数据的全面性和准确性。

目前在进行不同深度水质取样时，常规操作是分别将不同的取样器放入至不同深度进行取样，这样的操作繁琐且需对取样的水质进行标记，否则容易弄混；取样器到达预定深度后，一般通过电磁阀等电子元器件进行开闭，然而电子元器件密封要求高（导致生产成本高），若密封设置得不好电子元器件又极易损坏。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种饮用水源地水质监测分层取样装置，通过设置取水部可在到达指定深度的时在水压的作用下自动实现与储水腔的连通，进而实现目标深度水体的取样，通过一个装置即可实现多层采样，采样效率高，且避免电子元器件的使用，可降低生产成本。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种饮用水源地水质监测分层取样装置，包括取水部、与取水部连通的储水部以及与储水部连通的排水部；

所述取水部用于当取水部到达不同深度时，将不同深度的水体导入至储水部，所述取水部到达指定深度后，取水部在水压的作用下自动与对应的储水部连通；

所述储水部内沿竖向设有多个用于存储不同水深的水体的储水腔，取水部到达指定深度后并将水体灌满对应的储水腔后，该对应的储水腔自动切断与取水部的连通；

所述排水部用于存储取水部内前一深度的水体。

进一步地，所述取水部包括取水柱和密封组件，所述取水柱内部沿其轴向依次设有直径依次减小的第一连通腔、第二连通腔和第三连通腔；

所述密封组件设置在第一连通腔内，所述密封组件包括圆心相同的第一密封板、第二密封板和第三密封板，所述第二密封板套设在所述第一密封板外圆周上，所述第三密封板套设在所述第二密封板的外圆周上；

所述第一密封板的直径与所述第三连通腔的直径相同，所述第二密封板的外径与所述第二连通腔的直径相同，所述第三密封板与所述第一连通腔的直径相同；

所述第一密封板外圆周、第二密封板的外圆周、第三密封板的外圆周上均设置有橡胶层；

所述第一密封板与第一连通腔的顶部之间设有平衡弹簧，所述第一连通腔的顶部设有通孔；

所述第一密封板、第二密封板和第三密封板内设有连通通道，所述第一连通腔、第二连通腔和第三连通腔的腔体壁上分别设有第一连接孔、第二连接孔和第三连接孔，所述第一连通腔、第二连通腔和第三连通腔分别通过连通通道、第一连接孔、第二连接孔、第三连接孔与储水腔连通。

进一步地，所述第一密封板、第二密封板和第三密封板厚度相同；

所述第三密封板底部水平滑动连接有第一楔形块，所述第一楔形块靠近第二密封板的一侧设有第一防脱板；所述第一连通腔的腔底设有与所述第一楔形块对应的第一楔形台；

所述第二密封板底部水平滑动连接有第二楔形块，所述第二楔形块靠近第一密封板的一侧设有第二防脱板；所述第二连通腔的腔底设有与所述第二楔形块对应的第二楔形台。

进一步地，所述第二密封板和第三密封板均为环形板结构。

进一步地，所述第二密封板和第三密封板的底部分别设有支撑板，所述支撑板的底部突出第一楔形块/第二楔形块的底部。

进一步地，所述储水腔有三个，所述储水腔分别设有与第一连接孔、第二连接孔、第三连接孔对应连通的导水孔；

所述储水腔内设有环形浮板，储水腔内水位上升时，环形浮板随水位上升直至封堵导水孔。

进一步地，所述环形浮板底面与储水腔的腔底之间设有隔离环台。

进一步地，所述取水柱的顶部螺纹连接有连接盖，所述通孔设置在连接盖中部，所述

进一步地，所述平衡弹簧的两端分别与所述连接盖和第一密封板相连接。

进一步地，所述排水部内设有三个分别与三个储水腔连通的排水腔，所述排水部高度低于所述储水部设置。

本发明的有益效果是：

1）本发明通过设置取水部可在到达指定深度的时在水压的作用下自动实现与储水腔的连通，进而实现目标深度水体的取样，通过一个装置即可实现多层采样，采样效率高，且避免了电子元器件的使用，可降低生产成本。

2）设置的第一防脱板可防止密封组件未到位时第二密封板就与第三密封板分离导致水体取样失效的现象发生，且在密封组件到位后，第一防脱板自动收回不影响下一阶段的运动（即不影响下一深度的水体取样）。

附图说明

图1为本发明实施例中饮用水源地水质监测分层取样装置的整体结构示意图；

图2为图1中局部A处的放大示意图；

图3为完成分层取样时的装置状态图；

图4为图3中局部B处的放大示意图；

图5为密封组件的结构示意图；

图6为设有排水部的饮用水源地水质监测分层取样装置的结构示意图；

图中，1、取水部；2、储水部；3、储水腔；4、取水柱；5、密封组件；6、第一连通腔；7、第二连通腔；8、第三连通腔；9、第一密封板；10、第二密封板；11、第三密封板；12、平衡弹簧；13、连通通道；14、第一连接孔；15、第二连接孔；16、第三连接孔；17、第一楔形块；18、第一防脱板；19、第一楔形台；20、第二楔形块；21、第二防脱板；22、第二楔形台；23、支撑板；24、环形浮板；25、隔离环台；26、连接盖；27、排水部。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1-图6，本发明提供一种技术方案：

实施例：

如图1-图6所示，一种饮用水源地水质监测分层取样装置，包括取水部1、与取水部1连通的储水部2以及与储水部2连通的排水部27；

所述取水部1用于当取水部1到达不同深度时，将不同深度的水体导入至储水部2，所述取水部1到达指定深度后，取水部1在水压的作用下自动与对应的储水部2连通；

所述储水部2内沿竖向设有三个用于存储不同水深的水体的储水腔3，取水部1到达指定深度后并将水体灌满对应的储水腔3后，该对应的储水腔3自动切断与取水部1的连通。

所述排水部27用于存储取水部1内前一深度的水体。

所述取水部1包括取水柱4和密封组件5，所述取水柱4内部沿其轴向依次设有直径依次减小的第一连通腔6、第二连通腔7和第三连通腔8；

所述密封组件5设置在第一连通腔6内，所述密封组件5包括圆心相同的第一密封板9、第二密封板10和第三密封板11，所述第二密封板10套设在所述第一密封板9外圆周上，所述第三密封板11套设在所述第二密封板10的外圆周上；

所述第一密封板9的直径与所述第三连通腔8的直径相同，所述第二密封板10的外径与所述第二连通腔7的直径相同，所述第三密封板11与所述第一连通腔6的直径相同；

所述第一密封板9外圆周、第二密封板10的外圆周、第三密封板11的外圆周上均设置有橡胶层；

所述第一密封板9与第一连通腔6的顶部之间设有平衡弹簧12，所述第一连通腔6的顶部设有通孔；

如图1-图5所示，所述第一密封板9、第二密封板10和第三密封板11内设有连通通道13，所述第一连通腔6、第二连通腔7和第三连通腔8的腔体壁上分别设有第一连接孔14、第二连接孔15和第三连接孔16，所述第一连通腔6、第二连通腔7和第三连通腔8分别通过连通通道13、第一连接孔14、第二连接孔15、第三连接孔16与储水腔3连通。

其中，为方便工作原理的描述分别将三个储水腔3命名为：第一储水腔3，第一储水腔3通过第一连接孔14与第一连通腔6连通；第二储水腔3，第二储水腔3通过第二连接孔15与第二连通腔7连通；第三储水腔3，第三储水腔3通过第三连接孔16与第三连通腔8连通。

其中，本装置下放至水体中可通过在取水部1/储水部2外壁设置吊绳实现，具体为现有技术，此处不做赘述。

工作原理：当达到指定水深H时，密封组件5在水压的作用下朝向第二连通腔7方向运动。当密封组件5运动至第一连通腔6的腔底（第一连通腔6和第二连通腔7的交界处）时，储水部2的第一储水腔3通过连通通道13与第一连通腔6连通。此时深度H1处的水体通过第一连通腔6、连通通道13进入第一储水腔3，停留一段时间直至第一储水腔3灌满并自动密封后，继续使装置整体下沉。

装置继续下沉的过程，随着水压增大且由于第一连通腔6腔底对第三密封板11的限位作用，第三密封板11与第二密封板10分离，第三密封板11留在第一连通腔6的腔底，而第二密封板10、第一密封板9进入第二连通腔7。

装置整体继续下沉至水深为H2时，第一密封板9、第二密封板10位于第二连通腔7的腔底，此时储水部2的第二储水腔3通过连通通道13与第二连通腔7连通。重复前述进水过程后装置第二次下沉。

同理，第二密封板10与第一密封板9分离，第一密封板9进入第三连通腔8。

装置整体继续下沉至水深为H3时，第一密封板9位于第三连通腔8的腔底时，储水部2的第三储水腔3通过连通通道13与第三连通腔8连通。重复前述进水过程，当第三储水腔3装满时，即可收回装置，完成分层采样。

本发明通过设置取水部1可在到达指定深度的时在水压的作用下自动实现与储水腔3的连通，进而实现目标深度水体的取样，通过一个装置即可实现多层采样，采样效率高，且避免了电子元器件的使用，可降低生产成本。

进一步地，如图2-5所示，所述第一密封板9、第二密封板10和第三密封板11厚度相同；

所述第三密封板11底部水平滑动连接有第一楔形块17，所述第一楔形块17靠近第二密封板10的一侧设有第一防脱板18；所述第一连通腔6的腔底设有与所述第一楔形块17对应的第一楔形台19；其中第一楔形块17左侧与第三密封板11之间设有第一复位弹簧；

所述第二密封板10底部水平滑动连接有第二楔形块20，所述第二楔形块20靠近第一密封板9的一侧设有第二防脱板21；所述第二连通腔7的腔底设有与所述第二楔形块20对应的第二楔形台22。其中第二楔形块20左侧与第二密封板10之间设有第二复位弹簧；

工作原理：以密封组件5在第一连通腔6运动为例进行说明：当密封组件5运动至第一连通腔6的接近腔底时，第一楔形块17首先与第一楔形台19接触，而随着密封组件5的继续下行、第一楔形块17又只能水平运动，因此在密封组件5继续下行过程第一楔形块17在第一楔形台19作用下向左（远离第二密封板10的方向）运动。

此时与第一楔形块17连接的第一防脱板18同步运动，当密封组件5运动到位（到第一连通腔6的腔底）时第一防脱板18收回至不再对第二密封板10进行限位。当H1深度的水体收集完毕且继续下沉时，随着压力增大，第二密封版自动与第三密封板11脱离进入第二连通腔7。

设置第一防脱板18可避免密封组件5在第一连通腔6内运动过程第二密封板10就与第三密封板11分离（如第二密封板10外圈的橡胶层老化、第二密封板10和第三密封板11之间摩擦力不足时）。

第二防脱板21作用及原理同第一防脱板18，此处不做赘述。

设置的第一防脱板18可防止密封组件5未到位时第二密封板10就与第三密封板11分离导致水体取样失效的现象发生，且在密封组件5到位后，第一防脱板18自动收回不影响下一阶段的运动（即不影响下一深度的水体取样）。

进一步地，所述第二密封板10和第三密封板11均为环形板结构，且第二密封板10和第三密封板11的孔的内侧顶部设有如图5所示的挡板，第一密封板9和第二密封板10的外侧设有与挡板适配的阶台。如此设置可保证第一密封板9、第二密封板10复位时的复位效果，避免第一密封板9、第二密封板10和第三密封板11不整齐。

进一步地，所述第二密封板10和第三密封板11的底部分别设有支撑板23，所述支撑板23的底部突出第一楔形块17/第二楔形块20的底部。

设置的支撑板23用于提高第三密封板11、第二密封板10位于腔底时的稳定性，保证连通腔与储水腔3的连通。

进一步地，所述储水腔3有三个，所述储水腔3分别设有与第一连接孔14、第二连接孔15、第三连接孔16对应连通的导水孔；

所述储水腔3内设有环形浮板24，储水腔3内水位上升时，环形浮板24随水位上升直至封堵导水孔。

水经第一连接孔14、导水孔进入储水腔3时，随液面的上升，环形浮板24随水位上升，当水位上升至储水腔3最高点时，环形浮板24将导水孔封堵，进而切断储水腔3与连通腔的连通状态，实现水体取样后的自动密封。

进一步地，如图1和图3所示，所述环形浮板24底面与储水腔3的腔底之间设有隔离环台25。设置的隔离环台25可避免环形浮板24底面与储水腔3的腔底贴合，避免进水时二者吸附导致环形浮板24无法浮起对储水腔3密封的情况发生。

进一步地，如图6所示，所述取水柱4的顶部螺纹连接有连接盖26，所述通孔设置在连接盖26中部。

所述平衡弹簧12的两端分别与所述连接盖26和第一密封板9相连接。

设置可拆卸的连接盖26方便平衡弹簧12失效时更换，同时也方便密封组件5的取出及后续人工检修。

进一步地，如图6所示，所述储水部2还连接有排水部27，所述排水部27内设有三个分别与三个储水腔3连通的排水腔，所述排水部27高度低于所述储水部2设置。设置的排水部用于存储取水部内前一深度的水，同一的排水腔内可参照储水腔设置环形浮板。以第一储水腔为例进行说明，当取水部到达指定深度前，水体进入第一连通腔，而此时第一连通腔内的水并不是所需要采集的水。因此当取水到达指定深度时，第一连通腔内的水首先经第一储水腔进入第一排水腔，进而避免第一储水腔收集到不需要的水。其中，需要说明的是，储水腔和排水腔均分别设置排水管，排水管上设置球阀，如此方便排水腔的废水排出，储水腔内对应深度的水质的检测。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种饮用水源地水质监测分层取样装置，其特征在于：包括取水部、与取水部连通的储水部以及与储水部连通的排水部；

所述取水部用于当取水部到达不同深度时，将不同深度的水体导入至储水部，所述取水部到达指定深度后，取水部在水压的作用下自动与对应的储水部连通；

所述储水部内沿竖向设有多个用于存储不同水深的水体的储水腔，取水部到达指定深度并将水体灌满对应的储水腔后，该对应的储水腔自动切断与取水部的连通；

所述排水部用于存储取水部内前一深度的水体。

2.根据权利要求1所述饮用水源地水质监测分层取样装置，其特征在于：所述取水部包括取水柱和密封组件，所述取水柱内部沿其轴向依次设有直径依次减小的第一连通腔、第二连通腔和第三连通腔；

所述密封组件设置在第一连通腔内，所述密封组件包括圆心相同的第一密封板、第二密封板和第三密封板，所述第二密封板套设在所述第一密封板外圆周上，所述第三密封板套设在所述第二密封板的外圆周上；

所述第一密封板的直径与所述第三连通腔的直径相同，所述第二密封板的外径与所述第二连通腔的直径相同，所述第三密封板与所述第一连通腔的直径相同；

所述第一密封板外圆周、第二密封板的外圆周、第三密封板的外圆周上均设置有橡胶层；

所述第一密封板与第一连通腔的顶部之间设有平衡弹簧，所述第一连通腔的顶部设有通孔；

所述第一密封板、第二密封板和第三密封板内设有连通通道，所述第一连通腔、第二连通腔和第三连通腔的腔体壁上分别设有第一连接孔、第二连接孔和第三连接孔，所述第一连通腔、第二连通腔和第三连通腔分别通过连通通道、第一连接孔、第二连接孔、第三连接孔与储水腔连通。

3.根据权利要求2所述饮用水源地水质监测分层取样装置，其特征在于：所述第一密封板、第二密封板和第三密封板厚度相同；

所述第三密封板底部水平滑动连接有第一楔形块，所述第一楔形块靠近第二密封板的一侧设有第一防脱板；所述第一连通腔的腔底设有与所述第一楔形块对应的第一楔形台；

所述第二密封板底部水平滑动连接有第二楔形块，所述第二楔形块靠近第一密封板的一侧设有第二防脱板；所述第二连通腔的腔底设有与所述第二楔形块对应的第二楔形台。

4.根据权利要求3所述饮用水源地水质监测分层取样装置，其特征在于：所述第二密封板和第三密封板均为环形板结构。

5.根据权利要求4所述饮用水源地水质监测分层取样装置，其特征在于：所述第二密封板和第三密封板的底部分别设有支撑板，所述支撑板的底部突出第一楔形块/第二楔形块的底部。

6.根据权利要求2-5任意一项所述饮用水源地水质监测分层取样装置，其特征在于：所述储水腔有三个，所述储水腔分别设有与第一连接孔、第二连接孔、第三连接孔对应连通的导水孔；

所述储水腔内设有环形浮板，储水腔内水位上升时，环形浮板随水位上升直至封堵导水孔。

7.根据权利要求6所述饮用水源地水质监测分层取样装置，其特征在于：所述环形浮板底面与储水腔的腔底之间设有隔离环台。

8.根据权利要求7所述饮用水源地水质监测分层取样装置，其特征在于：所述取水柱的顶部螺纹连接有连接盖，所述通孔设置在连接盖中部。

9.根据权利要求8所述饮用水源地水质监测分层取样装置，其特征在于：所述平衡弹簧的两端分别与所述连接盖和第一密封板相连接。

10.根据权利要求9所述饮用水源地水质监测分层取样装置，其特征在于：所述排水部内设有三个分别与三个储水腔连通的排水腔，所述排水部高度低于所述储水部设置。

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