CN116429503B - 一种地下水检测取样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地下水采样技术领域，具体地说就是一种地下水检测取样装置，包括取样管，所述取样管的下端设有检测部分，检测部分包括连接管、检测端头、检测电机和检测桨叶，连接管可拆卸连接于取样管与检测端头之间，通过取样管将检测部分下放至钻井内部，通过检测桨叶和检测电机对检测端头所处的环境进行检测，当检测端头到达地下水层内部之后，通过驱动电机和驱动杆带动检测端头和连接管向下，使连接管、取样管和检测端头之间分开，过滤栅释出，方便对地下水进行过滤取样，并且通过检测电机带动滑动杆沿导向轨滑动，使滑动杆带动连接管沿过滤栅上下滑动，方便对过滤栅进行清理，防止过滤栅堵塞方便地下水取样工作的高效进行。
Description
技术领域
本发明涉及地下水采样技术领域，具体地说就是一种地下水检测取样装置。
背景技术
在水文地质勘察和水质调查等领域中，需要对地下水质进行检测，地下水采样是非常重要的一个环节。
目前常用的地下水采样装置包括钻孔取样器、管式取样器等。这类装置一般结构较为复杂，安装时操作较为繁琐。并且，这类装置在安装完成后，通常只能对一个深度的地下水进行采样，若想对不同深度的地下水进行取样，需要对装置重新下管，对装置进行重新固定，使用较为不便。
因此，设计一种地下水检测取样装置，方便对不同深度的地下水进行取样，提高取样效率。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种地下水检测取样装置。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种地下水检测取样装置，包括取样管，所述取样管的下端设有检测部分，检测部分包括连接管、检测端头、检测电机和检测桨叶，连接管可拆卸连接于取样管与检测端头之间，检测桨叶设置于检测端头的下侧，检测桨叶的一端与检测电机的外壳连接，检测电机的输出轴与连接管的内壁滑动连接。检测端头、连接管和取样管可拆卸密封连接。
作为优化，所述检测电机的输出轴与连接管和取样管同轴心设置，所述检测电机的输出轴上连接有滑动杆；
所述连接管的内壁设有导向轨，所述滑动杆的外端与导向轨滑动连接，所述滑动杆的轴心方向与检测电机的输出轴水平垂直设置。滑动杆的外端设有限位块，限位块滑动连接于导向轨的内部，导向轨的开口宽度小于限位块的宽度，滑动杆不会从导向轨内部向外脱出。
作为优化，所述导向轨为环形，导向轨贴合连接管的内壁一周设置，导向轨的最高点位于连接管内壁的最高处，导向轨的最低点位于连接管内壁的最低处。
作为优化，所述检测端头的轴心方向设有连接腔和调节腔，所述调节腔的内部设有调节组件，所述检测电机与连接腔之间、检测电机的输出轴与连接腔之间均设有连接轴承，所述调节腔与连接腔的内部贯通。
作为优化，所述调节组件包括调节块和调节电机，所述调节块的中部与调节腔内部转动连接，调节电机与检测端头固连，所述调节电机的输出轴连接有调节丝杆，所述调节丝杆上螺纹连接有挤紧块，挤紧块的一侧与调节块接触；调节电机驱动调节丝杆转动，使挤紧块沿调节丝杆移动，调节丝杆的另一端与调节腔的内壁转动连接；
所述调节块与检测电机相邻的一侧设有第一挤压块和第二挤压块，第一挤压块与检测电机的输出轴相对设置，第二挤压块与检测电机的外壳相对设置。在自然状态下，第一挤压块的外立面与第二挤压块的外立面平行，当需要对检测电机转动时，则通过第一挤压块对检测电机的输出轴进行挤紧，当需要检测电机的输出轴转动时，则通过第二挤压块对检测电机的外壳挤紧。
作为优化，所述调节电机设置于调节块远离检测电机的一侧，所述调节块与调节电机相对的一侧中部凹陷形成V型的宽槽，宽槽朝向调节丝杆的一侧开口，调节块与调节丝杆的最小距离小于挤紧块的半径，第一挤压块与检测电机之间的距离、第二挤压块与检测电机输出轴之间的距离小于挤紧块的半径。当挤紧块位于宽槽的外侧时，挤紧块与调节块分离，当挤紧块向第一挤压块或第二挤压块的方向移动时，挤紧块对第一挤压块或第二挤压块挤紧，实现对调节电机或其输出轴的制动。
作为优化，所述连接管的外壳内部一周均匀设有若干个容纳通孔，容纳通孔内部滑动连接有过滤细杆，若干个过滤细杆围拢形成环形的过滤栅；通过过滤栅对外部泥沙过滤，防止较大的颗粒物进入到取样管内部。
所述检测端头的内部设有驱动电机，驱动电机输出轴连接有驱动杆，所述连接管的外壳内部均匀设有至少两个驱动孔，驱动杆的上端穿过驱动孔与取样管螺纹连接。所述驱动电机的输出轴与驱动杆的下端之间连接有万向节，检测端头的内部和取样管下部的外壳内均设有滑动孔，取样管下部的外壳内设有至少两个螺纹孔，过滤细杆的上端滑动连接于滑动孔内，驱动杆的上部为螺纹段，螺纹段与螺纹孔螺纹连接，所述过滤细杆的两端设有限位端块，限位端块的直径大于滑动孔的开口直径。
作为优化，所述检测端头的顶部和取样管的底部均设有密封凹槽，所述连接管的上端和连接管的下端均设有密封环，密封环和密封凹槽相对可拆卸连接。密封环卡入密封凹槽内部时，连接管和取样管、检测端头密封连接。
作为优化，所述检测端头的下部为半球形，检测桨叶为弧形，检测桨叶的上侧与检测端头的下部外侧相邻设置，检测桨叶的下端设有驱动轴，驱动轴穿过检测端头与检测电机的外壳固连，驱动轴与检测端头转动密封连接。设置控制器，通过控制器对检测电机的功率进行检测，将检测桨叶位于地下水中时，设定检测电机的输出功率为检测阈值，在实际使用时，当检测电机的输出功率小于检测阈值时，则表明未到达地下水层，若检测电机的输出功率大于检测阈值时，则表明到达淤泥层或其它地层。
作为优化，所述过滤细杆的长度为连接管长度的两倍。通过滑动杆带动连接管沿过滤细杆的方向滑动，方便对过滤细杆上堵塞的过滤物进行清理。
本方案的有益效果是，一种地下水检测取样装置，具有以下有益之处：
通过取样管将检测部分下放至钻井内部，通过检测桨叶和检测电机对检测端头所处的环境进行检测，当检测端头到达地下水层内部之后，通过驱动电机和驱动杆带动检测端头和连接管向下，使连接管、取样管和检测端头之间分开，过滤栅释出，方便对地下水进行过滤取样，并且通过检测电机带动滑动杆沿导向轨滑动，使滑动杆带动连接管沿过滤栅上下滑动，方便对过滤栅进行清理，防止过滤栅堵塞方便地下水取样工作的高效进行；
通过调节组件对调节电机和调节电机的输出轴分别进行制动，方便对检测桨叶和滑动杆进行分别驱动，方便调节电机和调节电机的输出轴分别进行作用，一举两得。
附图说明
附图1为本发明的轴侧示意图。
附图2为本发明下部轴侧示意图。
附图3为本发明主视示意图。
附图4为本发明附图3的A-A剖切结构示意图。
附图5为本发明左视示意图。
附图6为本发明附图5的B-B剖切结构示意图。
附图7为本发明部分剖切轴侧示意图。
附图8为本发明过滤细杆的连接结构示意图。
附图9为本发明附图4的A部分放大结构示意图。
其中，1、取样管，2、连接管，3、检测端头，4、检测电机，5、检测桨叶，6、滑动杆，7、导向轨，8、连接轴承，9、调节块，10、调节电机，11、调节丝杆，12、挤紧块，13、第一挤压块，14、第二挤压块，15、过滤细杆，16、驱动电机，17、驱动杆，18、万向节，19、密封凹槽，20、驱动轴。
具体实施方式
实施例：如图1、4所示，一种地下水检测取样装置，包括取样管1，所述取样管1的下端设有检测部分，检测部分包括连接管2、检测端头3、检测电机4和检测桨叶5，连接管2可拆卸连接于取样管1与检测端头3之间，检测桨叶5设置于检测端头3的下侧，检测桨叶5的一端与检测电机4的外壳连接，检测电机4的输出轴与连接管2的内壁滑动连接。检测端头3、连接管2和取样管1可拆卸密封连接。
如图1、6所示，所述检测电机4的输出轴与连接管2和取样管1同轴心设置，所述检测电机4的输出轴上连接有滑动杆6；
如图6所示，所述连接管2的内壁设有导向轨7，所述滑动杆6的外端与导向轨7滑动连接，所述滑动杆6的轴心方向与检测电机4的输出轴水平垂直设置。滑动杆6的外端设有限位块，限位块滑动连接于导向轨7的内部，导向轨7的开口宽度小于限位块的宽度，滑动杆6不会从导向轨7内部向外脱出。
如图6所示，所述导向轨7为环形，导向轨7贴合连接管2的内壁一周设置，导向轨7的最高点位于连接管2内壁的最高处，导向轨7的最低点位于连接管2内壁的最低处。
如图6、9所示，所述检测端头3的轴心方向设有连接腔和调节腔，所述调节腔的内部设有调节组件，所述检测电机4与连接腔之间、检测电机4的输出轴与连接腔之间均设有连接轴承8，所述调节腔与连接腔的内部贯通。
如图6、9所示，所述调节组件包括调节块9和调节电机10，所述调节块9的中部与调节腔内部转动连接，调节电机10与检测端头3固连，所述调节电机10的输出轴连接有调节丝杆11，所述调节丝杆11上螺纹连接有挤紧块12，挤紧块12的一侧与调节块9接触；
调节电机10驱动调节丝杆11转动，使挤紧块12沿调节丝杆11移动，调节丝杆11的另一端与调节腔的内壁转动连接；
如图4、9所示，所述调节块9与检测电机4相邻的一侧设有第一挤压块13和第二挤压块14，第一挤压块13与检测电机4的输出轴相对设置，第二挤压块14与检测电机4的外壳相对设置。在自然状态下，第一挤压块13的外立面与第二挤压块14的外立面平行，当需要对检测电机4转动时，则通过第一挤压块13对检测电机4的输出轴进行挤紧，当需要检测电机4的输出轴转动时，则通过第二挤压块14对检测电机4的外壳挤紧。
如图4、9所示，所述调节电机10设置于调节块9远离检测电机4的一侧，所述调节块9与调节电机10相对的一侧中部凹陷形成V型的宽槽，宽槽朝向调节丝杆11的一侧开口，调节块9与调节丝杆11的最小距离小于挤紧块12的半径，第一挤压块13与检测电机4之间的距离、第二挤压块14与检测电机4输出轴之间的距离小于挤紧块12的半径。当挤紧块12位于宽槽的外侧时，挤紧块12与调节块9分离，当挤紧块12向第一挤压块13或第二挤压块14的方向移动时，挤紧块12对第一挤压块13或第二挤压块14挤紧，实现对调节电机10或其输出轴的制动。
如图6、7所示，所述连接管2的外壳内部一周均匀设有若干个容纳通孔，容纳通孔内部滑动连接有过滤细杆15，若干个过滤细杆15围拢形成环形的过滤栅；通过过滤栅对外部泥沙过滤，防止较大的颗粒物进入到取样管1内部。
如图4、6所示，所述检测端头3的内部设有驱动电机16，驱动电机16输出轴连接有驱动杆17，所述连接管2的外壳内部均匀设有至少两个驱动孔，驱动杆17的上端穿过驱动孔与取样管1螺纹连接。所述驱动电机16的输出轴与驱动杆17的下端之间连接有万向节18，检测端头3的内部和取样管1下部的外壳内均设有滑动孔，取样管1下部的外壳内设有至少两个螺纹孔，过滤细杆15的上端滑动连接于滑动孔内，驱动杆17的上部为螺纹段，螺纹段与螺纹孔螺纹连接，所述过滤细杆15的两端设有限位端块，限位端块的直径大于滑动孔的开口直径。
如图6所示，所述检测端头3的顶部和取样管1的底部均设有密封凹槽19，所述连接管2的上端和连接管2的下端均设有密封环，密封环和密封凹槽19相对可拆卸连接。密封环卡入密封凹槽19内部时，连接管2和取样管1、检测端头3密封连接。
如图1、6所示，所述检测端头3的下部为半球形，检测桨叶5为弧形，检测桨叶5的上侧与检测端头3的下部外侧相邻设置，检测桨叶5的下端设有驱动轴20，驱动轴20穿过检测端头3与检测电机4的外壳固连，驱动轴20与检测端头3转动密封连接。
设置控制器，通过控制器对检测电机4的功率进行检测，将检测桨叶5位于地下水中时，设定检测电机4的输出功率为检测阈值，在实际使用时，当检测电机4的输出功率小于检测阈值时，则表明未到达地下水层，若检测电机4的输出功率大于检测阈值时，则表明到达淤泥层或其它地层。
所述过滤细杆15的长度为连接管2长度的两倍。通过滑动杆6带动连接管2沿过滤细杆15的方向滑动，方便对过滤细杆15上堵塞的过滤物进行清理。
本方案还包括控制器，控制器的位置由工作人员作业时根据实际情况进行设置，所述的控制器用于控制本方案内的所用的用电器件，包括但不限于传感器、电动机、伸缩杆、水泵、电磁阀、电热丝、热泵、显示屏、电脑输入设备、开关按钮、通信设备、灯、喇叭和麦克风；所述的控制器为英特尔处理器、AMD处理器、PLC控制器、ARM处理器或者单片机，与之配套使用的还包括主板、内存条、储存介质和供电电源，所述的供电电源为市电或锂电池；当具备显示屏时，还具备显示卡；其他未提及的自动化控制和用电器件，均属于本领域技术人员所熟知的知识，在此不再赘述。
使用方法：
使用时，通过控制器控制驱动电机16转动，使驱动杆17收入到取样管1下部的螺纹孔内，使连接管2的密封环卡入到取样管1和检测端头3的密封凹槽19内部，使检测端头3、连接管2和取样管1密封连接；
将取样装置下入到打好的钻井内部，通过取样管1将检测部分下放至钻井内；
当检测部分下放至合适深度后，通过控制器控制调节电机10运转，调节电机10带动挤紧块12沿调节丝杆11转动，使挤紧块12移动至调节块9的上部外侧，通过第一挤压块13对检测电机4的输出轴顶紧；
通过控制器控制检测电机4运转，检测电机4带动检测桨叶5转动，通过控制器对检测电机4的输出功率进行监测；
设定检测桨叶5在水中转动时检测电机4的输出功率为功率阈值，当检测电机4的输出功率小于该阈值时，表明检测端头3还未到达地下水层，则对检测端头3和取样管1继续下放；
当检测电机4的输出功率大于或等于该阈值时，则表明检测端头3到达地下水层，可进行取水工作；
取水工作进行中，通过控制器控制驱动电机16运转，驱动电机16驱动驱动杆17转动，驱动杆17与螺纹孔产生相对转动与相对位移，使检测端头3与取样管1分离；
通过水泵等汲水设备，与取样管1连接，进行取水工作。
当取水量下降时，代表过滤栅处可能出现堵塞，则通过控制器控制调节电机10运转，调节电机10带动挤紧块12沿调节丝杆11向下，使挤紧块12挤紧第二挤压块14背部的调节块9，使第一挤压块13向检测电机4的外壳挤紧；
通过控制器控制检测电机4运转，检测电机4的输出轴带动滑动杆6沿导向轨7移动，当滑动杆6移动至导向轨7的最高点时，在滑动杆6作用下，连接管2沿导向轨7的路径旋转向下，通过连接管2对连接管2与检测端头3之间的过滤栅进行刮动清理；
通过控制器控制驱动电机16继续运转，驱动电机16通过滑动杆6沿导向轨7移动，连接管2沿导向轨7的路径旋转向上，使连接管2对连接管2与取样管1之间的过滤栅进行刮动清理；
清理完成后，控制器控制驱动电机16继续运转，驱动电机16驱动滑动杆6沿导向轨7移动，使连接管2沿导向轨7的移动，直至滑动杆6位于导向轨7高度方向的中部，使连接管2与取样管1之间的距离、取样管1与检测端头3之间的距离相等，方便取水工作的进行。
驱动杆17连接于连接管2的外壳内，为方便驱动电机16与驱动杆17的连接，在驱动电机16和驱动杆17之间设置万向节18。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的一种地下水检测取样装置且任何相应技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (7)
1.一种地下水检测取样装置，包括取样管(1)，其特征在于：所述取样管(1)的下端设有检测部分，检测部分包括连接管(2)、检测端头(3)、检测电机(4)和 检测桨叶(5)，连接管(2)可拆卸连接于取样管(1)与检测端头(3)之间，检测桨叶(5)设置于检测端头(3)的下侧，检测桨叶(5)的一端与检测电机(4)的外壳连接，检测电机(4)的输出轴与连接管(2)的内壁滑动连接；
所述检测电机(4)的输出轴与连接管(2)和取样管(1)同轴心设置，所述检测电机(4)的输出轴上连接有滑动杆(6)；
所述连接管(2)的内壁设有导向轨(7)，所述滑动杆(6)的外端与导向轨(7)滑动连接，所述滑动杆(6)的轴心方向与检测电机(4)的输出轴水平垂直设置；
所述导向轨(7)为环形，导向轨(7)贴合连接管(2)的内壁一周设置，导向轨(7)的最高点位于连接管(2)内壁的最高处，导向轨(7)的最低点位于连接管(2)内壁的最低处；
所述连接管(2)的外壳内部一周均匀设有若干个容纳通孔，容纳通孔内部滑动连接有过滤细杆(15)，若干个过滤细杆(15)围拢形成环形的过滤栅；
所述检测端头(3)的内部设有驱动电机(16)，驱动电机(16)输出轴连接有驱动杆(17)，所述连接管(2)的外壳内部均匀设有至少两个驱动孔，驱动杆(17)的上端穿过驱动孔与取样管(1)螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种地下水检测取样装置，其特征在于：所述检测端头(3)的轴心方向设有连接腔和调节腔，所述调节腔的内部设有调节组件，所述检测电机(4)与连接腔之间、检测电机(4)的输出轴与连接腔之间均设有连接轴承(8)，所述调节腔与连接腔的内部贯通。
3.根据权利要求2所述的一种地下水检测取样装置，其特征在于：所述调节组件包括调节块(9)和调节电机(10)，所述调节块(9)的中部与调节腔内部转动连接，调节电机(10)与检测端头(3)固连，所述调节电机(10)的输出轴连接有调节丝杆(11)，所述调节丝杆(11)上螺纹连接有挤紧块(12)，挤紧块(12)的一侧与调节块(9)接触；
所述调节块(9)与检测电机(4)相邻的一侧设有第一挤压块(13)和第二挤压块(14)，第一挤压块(13)与检测电机(4)的输出轴相对设置，第二挤压块(14)与检测电机(4)的外壳相对设置。
4.根据权利要求3所述的一种地下水检测取样装置，其特征在于：所述调节电机(10)设置于调节块(9)远离检测电机(4)的一侧，所述调节块(9)与调节电机(10)相对的一侧中部凹陷形成V型的宽槽，宽槽朝向调节丝杆(11)的一侧开口，调节块(9)与调节丝杆(11)的最小距离小于挤紧块(12)的半径，第一挤压块(13)与检测电机(4)之间的距离、第二挤压块(14)与检测电机(4)输出轴之间的距离小于挤紧块(12)的半径。
5.根据权利要求1所述的一种地下水检测取样装置，其特征在于：所述检测端头(3)的顶部和取样管(1)的底部均设有密封凹槽(19)，所述连接管(2)的上端和连接管(2)的下端均设有密封环，密封环和密封凹槽(19)相对可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的一种地下水检测取样装置，其特征在于：所述检测端头(3)的下部为半球形，检测桨叶(5)为弧形，检测桨叶(5)的上侧与检测端头(3)的下部外侧相邻设置，检测桨叶(5)的下端设有驱动轴(20)，驱动轴(20)穿过检测端头(3)与检测电机(4)的外壳固连，驱动轴(20)与检测端头(3)转动密封连接。
7.根据权利要求1所述的一种地下水检测取样装置，其特征在于：所述过滤细杆(15)的长度为连接管(2)长度的两倍。
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