CN210923180U - 一种便携式地表径流样品定量采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水土保持实验设备技术领域，尤其涉及一种便携式地表径流样品定量采集装置。本实用新型包括采样机构、止回机构和分流机构；采样机构包括多个采样瓶和设置于采样瓶上的采样管道，采样管道包括连接至径流场的主管道和连接至采样瓶的支管道，采样瓶通过支管道连接至主管道，相邻采样管道之间通过主管道互相连接；止回机构包括支管道止回阀，支管道止回阀设置于支管道上且使水流朝向采样瓶单向流动。本装置能够定量采集径流样品，且采样样品量可调、携带方便、便于拆卸，适用于中小型径流场样方区域径流样品采集工作；同时，本装置能够调整采样瓶体积、数量组合方式，从而根据具体需求获得不同降雨阶段样方区域污染物淋出量。

Description

一种便携式地表径流样品定量采集装置

技术领域

本实用新型涉及水土保持实验设备技术领域，尤其涉及一种便携式地表径流样品连续采集装置。

背景技术

地表径流是水文循环的重要环节，是水土流失、面源污染治理的重要研究内容。实时监测区域内的地表径流及研究径流物的成分不仅是制定水土流失、面源污染防控措施的前提，而且通过对治理效果的动态监测，可以为防控措施的改善提供依据。

目前关于地表径流样品采集的方式有两种，一种是在径流小区外部接径流桶，该方法只能采集最终的径流样品，不能分体积采集，而在产生地表径流过程中不同时间段径流成分的流失是不同的，而且该方法一般都是在地表径流结束后采集样品，此时径流中的泥沙已经沉淀，在采集样品时无法将泥沙与径流液完全混合均匀，不能控制径流中颗粒粒径及颗粒含量；第二种是进口的土壤水蚀测量系统，该系统一般用来收集大型野外径流场径流样品，安装之后不能移动，无法实现径流场样方区域的模块化应用，区域样品难以采集且价格昂贵，不适合用于基础及机理研究的处理多、重复性多的中小型径流场使用。

发明内容

为了解决目前地表径流样品采集装置存在不能控制径流样品采集体积、径流中颗粒粒径及颗粒含量，采集装置成本高、不便于移动的技术问题，本实用新型提供了一种便携式地表径流样品定量采集装置，携带方便，便于装卸，适用于中小型径流场样方区域径流样品采集工作，且能根据具体需求获得不同降雨阶段样方区污染物淋出量，采样数量及体积灵活可调。

为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是，

一种便携式地表径流样品定量采集装置，包括采样机构和止回机构，所述采样机构包括沿水平方向依次放置的多个采样瓶和设置于采样瓶上的采样管道，所述的采样管道包括连接至径流场的主管道和连接至采样瓶的支管道，所述采样瓶通过支管道连接至主管道，相邻采样管道之间通过主管道互相连接；所述止回机构包括支管道止回阀，所述的支管道止回阀设置于支管道上且使水流朝向采样瓶单向流动。

所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，所述采样机构还包括浮球，所述浮球为直径大于采样瓶瓶口且密度小于水的球体，浮球放置于采样瓶内。

所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，所述采样机构还包括中空的采样箱体，所述的采样箱体包括设置于底部的平板状的底座和罩在底座上的箱罩体，所述的采样瓶设置于底座上，箱罩体的侧壁上设有供主管道穿入及穿出的通孔。

所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，所述采样箱体还包括用于支撑采样瓶的底托，所述的底托包括支撑杆和承托台，所述的支撑杆的底部固定在底座上，支撑杆的顶部连接承托台底部，所述的采样瓶设置于承托台上。

所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，所述底托的支撑杆为能够根据需要来调整高度的可调支撑件。

所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，所述底座中心与所述底托轴心重合。

所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，所述止回机构还包括主管道止回阀，所述主管道止回阀设置于主管道上并能根据需要来调整控制方向，以使水流朝向调整的方向流动。

所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，还包括分流机构，所述的分流机构包括入水口、引流管、导流管和排液管，所述的入水口设置于径流场底部，所述的引流管处于较高处的一端连接入水口，处于较低处的另一端连接导流管，所述的排液管连接引流管且连接位置处于导流管与入水口之间，所述的导流管连接至采样管道的主管道以使水流流向采样瓶，所述的排液管朝向外部以排放出过量的水流。

所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，所述的入水口包括在一侧侧壁上设有开口的入水箱，所述的开口上设有用于过滤的分级滤网，所述的入水箱埋设于径流场底部，且开口露出至径流场内。

所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，其特征在于，所述引流管上设有流量调节器，所述的导流管和排液管上分别设有导流管止回阀和排液管止回阀，以使水流不再回流至引流管中。

本实用新型的技术效果在于，该便携式地表径流样品定量采集装置包括采样机构和止回机构，采样机构上沿水平方向放置多个采样瓶，采样瓶用于收集来自径流场内流出的径流样品，止回机构按预设的体积进行径流收集，防止径流回流至对应采样瓶，且采样体积和数量均可调，携带方便，便于拆卸，适用于中小型径流场样方区域径流样品采集工作；同时，本装置通过调整采样瓶体积、数量组合方式，从而根据具体需求获得不同降雨阶段样方区污染物淋出量。

附图说明

图1为本实用新型实施例的便携式地表径流样品定量采集装置的结构示意图。

其中，1、径流场；2、分流机构；3、采样管道；4、入水箱；5、分级滤网；6、流量调节器；7、主管道止回阀；8、采样瓶；9、浮球；10、底托； 11、底座；12、箱罩体；13、径流出口；14、分流点；15、支管道止回阀； 16、排液管止回阀；17、导流管止回阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式做进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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实用新型的限制。

如图1所示，本实例包括采样机构和止回机构，采样机构上沿水平方向放置有多个采样瓶8，采样瓶8用于收集来自径流场1内流出的径流样品，止回机构设置于采样管道上以防止径流回流。在本实施例中，一个采样瓶8的容积即为预设的体积间隔，当一个采样瓶8采样完毕后，支管道止回阀及浮球阻止径流继续进入该采样瓶，从而使得下一个采样瓶8与径流场1连通，进而使得本装置能够实现定量连续采集径流样品的效果。且两个相邻的采样瓶8之间的采样体积可以根据实际需要进行灵活调整，比如根据采样瓶8的容积大小进行调整，或者根据采样瓶8的数量进行调整。各采样管道的主管道之间互相连接的方式可采用插接的方式，即主管道设置成一端开口略大，另一端开口略小的形式，则相邻的两根主管道需要连接时，只要将其中一个主管道略小的一端插入到另一主管道的略大一端即可。如果对于连接的稳定性要求较高，也可采用在主管道的两端分别设置法兰，相邻的主管道之间通过法兰连接。本领域技术人员可根据具体使用时的要求来采用不同的连接方式。该装置结构简单，携带方便，便于拆卸，能够适用于中小型径流场1的径流样品采集工作。

为了确保采样瓶8能够准确采样，每个采样瓶8上设有一止回阀，且瓶内设有一个浮球，当某一个采样瓶8随着采样体积间隔而到达该采样位置时，该采样瓶8与径流场1的径流出口13连通；同时，通过调整预设体积间隔可以控制采样瓶8的采样量，不论增加或减少放置在采样机构上的采样瓶8数量、或者改变任一采样瓶8的容积，均不会对采样量的准确性造成不利影响，故而可以根据需要随时整采样瓶8的容积和数量。

为了确保径流场1的径流出口13与采样机构之间可靠的对应连通，本实施例的装置还包括分流管道2，分流管道2连通在径流场1的径流出口13上，用于将径流场1内的径流样品导向任一采样瓶8内，该采样瓶8与分流管道2 的出口对应连通，则径流场1内流出的径流样品通过分流管道2可以准确的流入该采样瓶8内，直到预设的体积间隔结束，即该采样瓶8的采样工作完成，此时采样机构在止回机构3的作用下，使得下一采样瓶8进行采样，从而实现采样瓶8的依次采样，且确保采样量准确。

优选的，分流管道2包括入水箱4、分级滤网5、流量调节器7、引流管、导流管和排液管，弧形挡板及顶盖4连接在引流管一侧及上方，用于防止径流流失和降雨影响，分级滤网5置于所述引流管上方，用于控制径流中颗粒直径及颗粒含量，流量调节器7连接在引流管靠近分级滤网5一层，用于调节径流流速，引流管的一端连通在径流场1的径流出口13上，另一端作为分流点14分别与导流管和排液管连通，导流管用于将径流场1内的径流样品导向采样瓶8内，排液管用于向外排放剩余径流；图1中箭头方向表示径流的流向，可以看出：径流场1内产生径流后，径流从径流出口13流入引流管内，并在分流点14分流，径流通过分流点14后一部分由排液管向外排出，另一部分作为径流样品通过导流管流入处于采样位置的采样瓶8内；该分流管道2 中，通过调整流量调节器7，可以控制径流样品的流速，从而避免流出的径流流速过快、流量过大

本实施例中，止回机构包括主管道止回阀、支管道止回阀、排液管止回阀和导流管止回阀，排液管止回阀和导流管止回阀用于防止径流回流至导流管或排液管，主管道止回阀和支管道止回阀用于防止径流回流至对应采样瓶8 中，从而控制所述采样瓶8按照预设体积间隔连续采样。而依次排列的采样瓶中最后一个上的采样管道所设置的主管道止回阀，可手动调节为反向，以使所采集的径流不会从最后的主管道部分中漏走。本装置的止回机构3无需外加电源驱动，原理简单，便于携带。

为了防止径流回流至对应采样瓶8中，采样瓶中还包括浮球9，浮球9置于采样瓶中，其采用微弹性材料，密度小于水的密度且直径大于采样瓶8瓶口内径，用于控制采样瓶中径流体积达到要求时停止继续进水。

本实施例中，还设有采样箱体，采样管道通过采样箱体得到支撑并互相连接，优选的，多个采样瓶8等间隔放置，并将各支管道出口处对应设置为采样位置，进一步的，优选在底座11上设置底托10，底托10用于固定放置采样瓶8。

为了保证在采样时采样瓶保持稳定可靠，采样箱体设有罩在底座11上的箱罩体12，箱罩体12的侧壁上设有供主管道穿入及穿出的通孔，在具体使用时，采样瓶8上的采样管道3的主管道穿过箱罩体上的通孔以保持稳定。底托10固定在底座11上，且底托包括支撑杆和承托台，支撑杆的顶部连接承托台底部，支撑杆为能够根据需要来调整高度的可调支撑件，具体可采用如长螺筒和螺杆的组合来实现高度可调，也可根据需要，采用其他公知的装置来实现。

为了保证采样瓶8在采样时具有良好的平衡性，从而确保系统稳定，优选底托10设置为与采样瓶8的外形相适配的形状，例如将采样瓶8设置为圆柱形，则底托10的承托台对应设置为内径与采样瓶8外径相匹配的筒形。

本装置的使用过程如下所述：一方面，当径流场1产生径流时，径流液通过分级滤网5汇集于径流出口A处，然后进入分流管道2的引流管，当径流液到达分流点14处时分流，一部分通过排液管排走，另一部分经过导流管流进当时位于采样位置的采样瓶8内；另一方面，每个采样瓶容积即为预设采样体积，从而确定预设体积间隔，每经过一个预设采样体积间隔时，即达到一次采集体积时，止回阀和浮球开始工作，从而控制原本位于采样位置的采样瓶8停止进入水样，并使下一采样瓶8进行样品采集；样品采集全部完成后，可以将所有采样瓶8从底托10上取走，带回实验室进行样品分析。

综上所述，本实施例的便携式地表径流样品定量采集装置包括采样机构和止回机构3，采样机构沿水平方向放置有多个采样瓶8，采样瓶8用于收集来自径流场1内流出的径流样品，止回机构3按预设的体积间隔防止径流回流，以保证各个所述采样瓶8依次与所述径流场1连通，从而使得本装置能够定量连续采集径流样品，且采样体积可调，携带方便，适用于中小型径流场1的径流样品采集工作；同时，本装置能够调整采样瓶8组合方式，从而控制采样瓶8的采样量，故而能够根据需要随时调整采样瓶8的容积和数量，便于拆卸；此外，本装置无需外加电源驱动，便于携带。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员是显而易见的。选择和描述实例是为了更好地说明本实用新型的院里和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种便携式地表径流样品定量采集装置，其特征在于，包括采样机构和止回机构，所述采样机构包括沿水平方向依次放置的多个采样瓶和设置于采样瓶上的采样管道，所述的采样管道包括连接至径流场的主管道和连接至采样瓶的支管道，所述采样瓶通过支管道连接至主管道，相邻采样管道之间通过主管道互相连接；所述止回机构包括支管道止回阀，所述的支管道止回阀设置于支管道上且使水流朝向采样瓶单向流动。

2.根据权利要求1所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，其特征在于，所述采样机构还包括浮球，所述浮球为直径大于采样瓶瓶口且密度小于水的球体，浮球放置于采样瓶内。

3.根据权利要求1所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，其特征在于，所述采样机构还包括中空的采样箱体，所述的采样箱体包括设置于底部的平板状的底座和罩在底座上的箱罩体，所述的采样瓶设置于底座上，箱罩体的侧壁上设有供主管道穿入及穿出的通孔。

4.根据权利要求3所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，其特征在于，所述采样箱体还包括用于支撑采样瓶的底托，所述的底托包括支撑杆和承托台，所述的支撑杆的底部固定在底座上，支撑杆的顶部连接承托台底部，所述的采样瓶设置于承托台上。

5.根据权利要求4所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，其特征在于，所述底托的支撑杆为能够根据需要来调整高度的可调支撑件。

6.根据权利要求4所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，其特征在于，所述底座中心与所述底托轴心重合。

7.根据权利要求1所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，其特征在于，所述止回机构还包括主管道止回阀，所述主管道止回阀设置于主管道上并能根据需要来调整控制方向，以使水流朝向调整的方向流动。

8.根据权利要求1所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，其特征在于，还包括分流机构，所述的分流机构包括入水口、引流管、导流管和排液管，所述的入水口设置于径流场底部，所述的引流管处于较高处的一端连接入水口，处于较低处的另一端连接导流管，所述的排液管连接引流管且连接位置处于导流管与入水口之间，所述的导流管连接至采样管道的主管道以使水流流向采样瓶，所述的排液管朝向外部以排放出过量的水流。

9.根据权利要求8所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，其特征在于，所述的入水口包括在一侧侧壁上设有开口的入水箱，所述的开口上设有用于过滤的分级滤网，所述的入水箱埋设于径流场底部，且开口露出至径流场内。

10.根据权利要求8所述的一种便携式地表径流样品定量采集装置，其特征在于，所述引流管上设有流量调节器，所述的导流管和排液管上分别设有导流管止回阀和排液管止回阀，以使水流不再回流至引流管中。

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