CN117212137B - 一种水工环地质工程用地下水采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水工环地质工程用地下水采集装置，包括气囊泵，所述气囊泵的泵体顶部设有气管接口和水管接口，所述泵体上还设置有挂环，所述挂环与外接的安全绳之间卡扣连接，所述泵体外圈上靠近顶部的位置安装有浮动机构，所述浮动机构用于辅助控制泵体进入水下的深度。本发明在气囊泵的泵体上安装了浮动机构，利用浮动机构在水中相对恒定的浮力来控制气囊泵深入水下的距离，使得气囊泵能够处于较佳性能，在水压作用下，提高地下水的采集性能；同时新增了水前防护结构，保持泵体底端的端口处于封闭状态，到水下后再重新露出进行地下水采集，也可在运输、闲置时作为防尘罩使用，减少灰尘杂质等进入。

Description

一种水工环地质工程用地下水采集装置

技术领域

本发明属于水文地质分析技术领域，具体涉及一种水工环地质工程用地下水采集装置。

背景技术

水工环地质工程是指水文地质、工程地质和环境地质的简称。其中水文地质分析主要研究地下水的形成、流动分布以及变化状况，分析地下水的状态。需要用到地下水的采集装置，常用的地下水采样器包括气囊泵、小流量潜水泵、惯性泵、蠕动泵及贝勒管等；而气囊泵具备低速采样、适用于挥发性有机物地下水采样、扰动小、保证样品真实性的采样方式。相比较后面几个设备，具有采样深度更深，能达到静水位80米甚至更深的要求，扰动更小的优势作为第一选择。

在实际使用过程中发现，气囊泵的采样井口直径较小，多为5-10cm之间，在利用安全绳将气囊泵慢慢下放的过程中，因气囊泵的状态操作人员无法直接观测，所以气囊泵沉没在水中的距离无法控制，而气囊泵完全浸没水中时最佳性能是在水位下方1米，这个深度的水压可以使气囊泵内部完全填满水样，采水效率高；反之，泵体采水的性能会因较浅的浸没而减弱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水工环地质工程用地下水采集装置，解决如何控制气囊泵的泵体沉没在水中的距离，从而保持泵体处于较佳性能，进而提高地下水采集效率的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种水工环地质工程用地下水采集装置，包括气囊泵，所述气囊泵的泵体顶部设有气管接口和水管接口，所述泵体上还设置有挂环，所述挂环与外接的安全绳之间卡扣连接，

所述泵体外圈上靠近顶部的位置安装有浮动机构，所述浮动机构用于辅助控制泵体进入水下的深度。

优选的，所述浮动机构包括：限位圈，所述限位圈可拆卸连接于所述泵体的外圈顶部，所述限位圈下方安装有浮动环，所述浮动环活动套在所述泵体上，且所述浮动环与所述限位圈之间连接有环状气囊，所述浮动环的外径大于所述限位圈的外径。

优选的，所述泵体的顶部外圈上开设有螺纹段，所述限位圈内侧开设有螺旋槽，所述限位圈螺旋装配在所述泵体的螺纹段上。

优选的，所述泵体底部外设有入水前防护结构，所述入水前防护结构用于对所述泵体底部进入水面之前的保护。

优选的，所述入水防护结构包括套件，所述套件覆盖在所述泵体底部并与所述泵体底部形状相适配。

优选的，所述套件为透明软胶套，透明软胶套包覆所述泵体底部，且透明软胶套与所述浮动环之间采用多个钢丝绳串联。

优选的，所述套件由多个片状体环绕泵体底部拼接而成，且每个所述片状体底端为弹性部并嵌入有磁球，所述片状体顶端通过杆与浮动环可拆卸固定连接。

本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种水工环地质工程用地下水采集装置，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明通过环状浮圈来增大气囊泵在水中的浮力，让气囊泵无法过度入水，因此技术人员无需根据安全绳或水管上的水位标记来细致判断入水距离，只需要将气囊泵放入水中，在环状浮圈的恒定浮力作用下，始终保持在水位下1米左右的状态，从而使气囊泵内部完全填满水样，提高采水效率，也减少了人为操作的困难；并且环状浮圈的外径大于气囊泵，可减少气囊泵与井壁的直接撞击，从而对气囊泵形成一定的防护。

2、本发明中软胶材质的套件具有弹性包裹作用，因此在非外力作用下其底端端口处于收缩状态，故而具有封闭泵体底端端口的作用，在闲置、运输中可作为防尘套进行使用，而在入水后的工作状态下，在浮动机构中的浮动环被动上浮时，与之相连的钢丝绳会拉扯透明软胶套向上，使得透明软胶套底部被动撑开，露出泵体底端的端口，此时可进行采水工作；本发明中的透明软胶套起到入水前收缩保护泵体底端端口的作用，从而避开水面上复杂的悬浮物。

3、本发明于弹性部内嵌入有磁球，在磁力的作用下，多个片状体上的弹性部吸附拼接，起到遮挡泵体底端端口的作用，一旦套件入水后，浮动机构中的浮动环被动上浮时，与之相连的杆会拉扯各自的片状体上移，脱离磁力范围后，多个弹性部随之分开，弹性部在自身弹力作用下恢复，向背离泵体底端的外侧瞬间摆动，多个弹性部同时摆动形成向外开花的状态，从而撕裂包覆的悬浮物，可有效防止水面悬浮浮随泵体进入水中，在泵体采水中吸入泵体底端端口造成堵塞的情况。

附图说明

图1为本发明实施例的三维结构示意图。

图2为本发明入水防护机构的其中一种三维结构示意图。

图3为本发明入水防护机构的另外一种三维结构示意图。

图4为图2中透明软胶套的内部结构图。

图5为图3中片状体的内部结构图。

图中：1、气囊泵；2、气管接口；3、水管接口；4、挂环；5、安全绳；6、浮动机构；61、限位圈；62、浮动环；63、环状气囊；64、螺纹段；7、入水前防护结构；71、套件；711、透明软胶套；712、钢丝绳串联；713、片状体；714、弹性部；715、磁球；716、杆。

具体实施方式

下面将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。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

本发明提供了如图1-图5所示的一种水工环地质工程用地下水采集装置。

实施例1：

包括气囊泵1，所述气囊泵1的泵体顶部设有气管接口2和水管接口3，所述泵体上还设置有挂环4，所述挂环4与外接的安全绳5之间卡扣连接，

所述泵体外圈上靠近顶部的位置安装有浮动机构6，所述浮动机构6用于辅助控制泵体进入水下的深度。

进一步地，所述浮动机构6包括：限位圈61，所述限位圈61可拆卸连接于所述泵体的外圈顶部，所述限位圈61下方安装有浮动环62，所述浮动环62活动套在所述泵体上，且所述浮动环62与所述限位圈61之间连接有环状气囊63，所述浮动环62的外径大于所述限位圈61的外径。为了解决因气囊泵1的采样井口直径较小，气囊泵1下放时的状态操作人员无法直接观测，致使气囊泵1沉没在水中的距离无法控制，影响地下水采集性能的问题，本发明在气囊泵1的泵体上安装了浮动机构6，利用浮动机构6在水中相对恒定的浮力来控制气囊泵1深入水下的距离，使得气囊泵1能够处于较佳性能，在水压作用下，提高地下水的采集性能；具体的，当气囊泵1底端率先入水后，其外圈上的浮动环62随着接触水面，由于浮动环62采用轻质材料制成，如塑料、橡胶或泡沫中的一种或两种组合，在水的浮力作用下，浮动环62会相对气囊泵1向上移动，从而挤压相连的环状气囊63，环状气囊63受挤压时由于其内侧面与泵体处于贴合状态，因此其只能向本体外侧膨胀凸出，最终形成完整的环状浮圈，当气囊泵1脱离水面后，浮动机构6会主动复原；由于环状气囊63初始处于收缩状态，其体积较小不会对水环境造成较大扰动，而入水后在水的浮力作用下环状浮圈才会逐渐形成；

本发明通过环状浮圈来增大气囊泵1在水中的浮力，让气囊泵1无法过度入水，因此技术人员无需根据安全绳5或水管上的水位标记来细致判断入水距离，只需要将气囊泵1放入水中，在环状浮圈的恒定浮力作用下，始终保持在水位下1米左右的状态，从而使气囊泵1内部完全填满水样，提高采水效率，也减少了人为操作的困难；并且环状浮圈的外径大于气囊泵1，可减少气囊泵1与井壁的直接撞击，从而对气囊泵1形成一定的防护。

进一步地，所述泵体的顶部外圈上开设有螺纹段64，所述限位圈61内侧开设有螺旋槽，所述限位圈61螺旋装配在所述泵体的螺纹段64上。通过螺旋装配的方式安装限位圈61，能够让浮动机构6先安装完毕后作为一个安装模块，可根据不同的环境需要选择是否将浮动机构6整个装配在泵体上，从而实现浮动机构6的拆装便利。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上新增水前防护结构，所述泵体底部外设有入水前防护结构7，所述入水前防护结构7用于对所述泵体底部进入水面之前的保护；所述入水前防护结构7包括套件71，所述套件71覆盖在所述泵体底部并与所述泵体底部形状相适配。由于采样水质的差异化较大，水面环境复杂，因此无法确定水面上是否漂浮有悬浮物的情况下，气囊泵1的底端端口在入水时就可能被悬浮物包裹，导致气囊泵1端口堵塞，后续采水失败；因此本申请在实施例1的基础上新增了水前防护结构，保持泵体底端的端口处于封闭状态，到水下后再重新露出进行地下水采集，也可在运输、闲置时作为防尘罩使用，减少灰尘杂质等进入。

如图4所示，入水防护结构的其中一种实施为：所述套件71为透明软胶套711，透明软胶套711包覆所述泵体底部，且透明软胶套711与所述浮动环62之间采用多个钢丝绳串联712。软胶材质的套件71具有弹性包裹作用，因此在非外力作用下其底端端口处于收缩状态，故而具有封闭泵体底端端口的作用，在闲置、运输中可作为防尘套进行使用，而在入水后的工作状态下，在浮动机构6中的浮动环62被动上浮时，与之相连的钢丝绳会拉扯透明软胶套711向上，使得透明软胶套711底部被动撑开，露出泵体底端的端口，此时可进行采水工作；本发明中的透明软胶套711起到入水前收缩保护泵体底端端口的作用，从而避开水面上复杂的悬浮物。

如图5所示，入水防护结构的其中一种实施为：所述套件71由多个片状体713环绕泵体底部拼接而成，且每个所述片状体713底端为弹性部714并嵌入有磁球715，所述片状体713顶端通过杆716与浮动环62可拆卸固定连接。由于弹性部714内嵌入有磁球715，在磁力的作用下，多个片状体713上的弹性部714吸附拼接，起到遮挡泵体底端端口的作用（如图5中a状态），一旦套件71入水后，浮动机构6中的浮动环62被动上浮时，与之相连的杆716会拉扯各自的片状体713上移，脱离磁力范围后，多个弹性部714随之分开，弹性部714在自身弹力作用下恢复，向背离泵体底端的外侧瞬间摆动，多个弹性部714同时摆动形成向外开花的状态（如图5中b状态），从而撕裂包覆的悬浮物，可有效防止水面悬浮浮随泵体进入水中，在泵体采水中吸入泵体底端端口造成堵塞的情况。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “左” 、“右”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的防护范围之内。

Claims (2)

1.一种水工环地质工程用地下水采集装置，包括气囊泵（1），所述气囊泵（1）的泵体顶部设有气管接口（2）和水管接口（3），所述泵体上还设置有挂环（4），所述挂环（4）与外接的安全绳（5）之间卡扣连接，其特征在于；

所述泵体外圈上靠近顶部的位置安装有浮动机构（6），所述浮动机构（6）用于辅助控制泵体进入水下的深度；

所述浮动机构（6）包括：限位圈（61），所述限位圈（61）可拆卸连接于所述泵体的外圈顶部，所述限位圈（61）下方安装有浮动环（62），所述浮动环（62）活动套在所述泵体上，且所述浮动环（62）与所述限位圈（61）之间连接有环状气囊（63），所述浮动环（62）的外径大于所述限位圈（61）的外径；

所述泵体底部外设有入水前防护结构（7），所述入水前防护结构（7）用于对所述泵体底部进入水面之前的保护；

所述入水前防护结构包括套件（71），所述套件（71）覆盖在所述泵体底部并与所述泵体底部形状相适配；

所述套件（71）为透明软胶套（711），透明软胶套（711）包覆所述泵体底部，且透明软胶套（711）与所述浮动环（62）之间采用多个钢丝绳串联（712）；

所述套件（71）由多个片状体（713）环绕泵体底部拼接而成，且每个所述片状体（713）底端为弹性部（714）并嵌入有磁球（715），所述片状体（713）顶端通过杆（716）与浮动环（62）可拆卸固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种水工环地质工程用地下水采集装置，其特征在于：所述泵体的顶部外圈上开设有螺纹段（64），所述限位圈（61）内侧开设有螺旋槽，所述限位圈（61）螺旋装配在所述泵体的螺纹段（64）上。