CN211477688U - 一种用于VOCs分析的土壤采样器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于VOCs分析的土壤采样器,包括采样筒、密封盖、活塞、与活塞中心连接的活塞杆、推杆,活塞杆径向设有定位部,采样筒的上端设有活塞限位端盖,活塞限位端盖中心设有贯穿孔,贯穿孔径向开设有定位槽,活塞杆上端穿经贯穿孔,其定位部与定位槽轴向导向连接;采样筒上端外侧设有外螺纹,密封盖的上端内侧设有内螺纹,密封盖由下往上盖设于采样筒外,并通过其内螺纹与外螺纹连接;推杆与采样筒连接且不限制活塞杆及定位部的轴向动作。与传统的采样玻璃瓶相比,解决了土壤VOCs分析中的采样和运输过程中的挥发损失问题,简化野外操作步骤,且无需携带易燃和腐蚀性强的化学品,特别适合野外采样使用。
Description
技术领域
本实用新型属于采样器技术领域,特别涉及一种用于VOCs分析的土壤采样器。
背景技术
土壤是最重要的自然要素之一,是人类赖以生存的物质基础。土壤环境质量状况不仅直接关系到农产品安全和生态安全,而且关系到人体健康,甚至关系到社会发展与稳定。在众多土壤污染物中挥发性有机物VOCs(Volatile Organic Compounds)是一种常见的重要污染物。比如VOCs中的一种化合物,甲基叔丁基醚(methyl tert-butyl ether,简称MTBE),出现在受加油站污染的土壤中,在评估和治理过程中经常需要采集土样对其进行分析和监控。另一方面,由于VOCs是造成细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)污染的重要前驱体,近年来已逐渐成为国家环境污染治理的重点。土壤释放是空气中VOCs污染的重要来源,因此近几年来土壤中VOCs的测量逐渐开始普及,成为土壤修复和大气中VOCs治理过程的重要环节。
土壤中VOCs含量的测定,一般是野外用土壤采样器采集土壤后,密封保存于玻璃瓶内送回实验室,采用顶空吹扫,捕集后进样到气相色谱-质谱的方法进行分析,整个过程简称PT-GC-MS。吹扫捕集、气相色谱-质谱涉及复杂的仪器设备,因此分析工作不能在土壤样品的采集现场完成,而必须将样品采集后带回实验室进行。现行的土壤VOCs分析的参考方法,美国是EPA Method 5035A,中国是:
HJ350-2007《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》;
HJ605-2011土壤和沉积物挥发性有机物的测定吹扫补集气相色谱—质谱法;
HJ642-2013土壤和沉积物挥发性有机物的测定顶空气相色谱质谱法;
HJ679-2013《土壤和沉积物顶空-气相色谱法丙烯醛、丙烯腈、乙腈》;
HJT166-2004土壤环境监测技术规范;
GB17378.3-2007海洋监测规范第3部分:样品采集、贮存与运输。
由于VOCs容易挥发的本性,采集土壤样品时,为避免VOCs的挥发损失,需要在野外现场用甲醇和硫酸氢钠容积进行VOCs固定,密封后,送回实验室分析VOCs。实际操作中,储存土壤的玻璃瓶预先装好一定量的甲醇或硫酸氢钠溶液,先现场称重,加入土壤样后,密封,再称重,然后带回实验室分析。这个过程存在以下缺点,易造成操作失误,影响测量数据质量:
(1)现场必须带天平对土样进行称重;
(2)样品采集和运输过程涉及易燃、易爆且有毒的有机溶剂甲醇,以及pH 值<1的腐蚀性硫酸氢钠溶液;
(3)采样玻璃瓶在野外易破碎,封口受损而泄漏;
(4)刮风和雨天操作困难。这个缺点经常造成操作失误,影响测量数据质量。
目前市场上的土壤采样器,多数是由不锈钢或塑料制成采集器具,一般呈简单的筒式、抓斗式、或锥式形状。这些采集器的功能是插入土壤截面,抓取土壤样,然后转移到土壤容器中,而土壤容器主要为玻璃瓶。它们只注重于于采集过程,并没有考虑到采集过程中土壤VOCs的挥发损失。近些年采样器方面的改进,都集中在如何更容易采集和推出土壤样,比如专利公开号为 CN105954059A,其公开了一种便捷的原状土壤取土器;专利公开号为CN104390808A,其公开了一种螺杆式推土样装置及推土样方法;专利公开号为CN202928830U,其公开了一种便携式土壤采集器;专利公开号为CN203259362U,其公开了一种土壤原状采样器;专利公开号为CN103604662A,其公开了一种定容式原状土壤强力采集器及其使用方法。以上土壤采样器及采样方法均没有考虑到VOCs采样的密封要求,不适合采集用于VOCs分析的土壤样。
涉及土壤VOCs测量的相关文献中,有直接在土壤中采集含VOCs的土壤气,比如公开号为CN207215529U,其公开了一种土壤VOC取样装置和公开号为 CN208223867U,其公开了一种新型土壤VOC取样器,但它们采集的土壤气体,不是土壤样本身,和本实用新型的应用范围有本质差别。
在土壤样的VOCs采样分析过程中,必须考虑VOCs的易挥发性,在土壤的采样、存储和运输过程中防止VOCs的挥发损失。同时,土壤中的VOCs,在土壤的三相,即固态物质、土壤水和土壤空气间存在动态平衡,如果采集的土壤样所处的环境破坏了这种平衡,比如水含量减少或顶空体积增加,那土壤中VOCs 的含量将发生变化,无法准确分析其原有的浓度。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于,提供一种用于VOCs分析的土壤采样器,其既是土壤样的采样工具,也是土壤样的储存容器。
本实用新型是这样实现的,提供一种用于VOCs分析的土壤采样器,包括采样筒、密封盖、活塞、与活塞中心连接的活塞杆、推杆,活塞杆径向设有定位部,采样筒的上端设有活塞限位端盖,活塞限位端盖中心设有贯穿孔,贯穿孔径向开设有定位槽,活塞杆上端穿经贯穿孔,其定位部与定位槽轴向导向连接;采样筒上端外侧设有外螺纹,密封盖的上端内侧设有内螺纹,密封盖由下往上盖设于采样筒外,并通过其内螺纹与外螺纹连接;推杆与采样筒连接且不限制活塞杆及定位部的轴向动作。
进一步地,采样筒下端的口沿呈向下刀刃状。
进一步地,推杆中心内设中空孔,其端部设有与中空孔连通的端孔,所述采样筒上端端部容纳于端孔内,所述活塞杆及定位部轴向活动连接于中空孔内。
进一步地,采样筒的上端径向设有至少两组卡沿;端孔径向设有与卡沿对应设置的卡槽,卡槽的底部一侧分别设有限位槽,卡沿分别与卡槽对位连接,由推杆经转动后卡沿卡入连接于限位槽内。
进一步地,所述活塞的径向设有至少一道密封圈安装槽,密封圈安装槽内分别套设有密封圈。
进一步地,所述密封圈为氟橡胶密封圈或者表层覆盖特氟龙层的硅胶O型圈。
进一步地,密封盖内底部设有密封垫片,密封盖上端内侧内螺纹与采样筒上端外侧外螺纹连接后,所述采样筒下端口沿与密封垫片连接形成密封连接结构。
进一步地,密封垫片的中间层为硅胶,中间层的上下表面为聚四氟乙烯层。
进一步地,采样筒的壁厚为0.5mm-2mm。
进一步地,采样筒的内筒呈圆柱状或内筒口径从下至上呈缩口状。
进一步地,所述推杆上端设有呈T字型设置手柄。
与现有技术相比,本实用新型一种用于VOCs分析的土壤采样器,既是土壤样的采样工具,也是土壤样的储存容器;采样的同时能对土壤样品进行密封,即活塞的密封圈与采样筒内壁密封连接、以及密封盖由下往上盖设于采集土壤样品后的采样筒外,并由密封盖上内螺纹与采样筒的外螺纹连接,从而使密封盖底部密封垫与采样筒下端口沿压紧后密封连接;采样筒的内筒呈圆柱状或内筒口径从下至上呈缩口状,当内筒口径从下至上呈缩口状时,采样筒下端口径略微大于上端口径,有助于密封圈与采样筒内壁的紧密密封;活塞使在在采样的土壤挤压过程中移动,不产生多余的顶空体积;采样土壤样可通过活塞直接推出,无需额外工具;本产品为一次性使用,避免土壤样品间的交叉污染。
本实用新型一种用于VOCs分析的土壤采样器,与传统的采样玻璃瓶相比,解决了土壤VOCs分析中的采样和运输过程中的挥发损失问题,简化野外操作步骤,且无需携带易燃和腐蚀性强的化学品,特别适合野外采样使用。
附图说明
图1为本实用新型用于VOCs分析的土壤采样器分解结构示意图;
图2为本实用新型用于VOCs分析的土壤采样器总装后主视示意图;
图3为本实用新型用于VOCs分析的土壤采样器总装后侧视示意图;
图4为图2中A-A局部剖视图;
图5位图3中B-B局部剖视图;
图6为本实用新型用于VOCs分析的土壤采样器采集土壤样品流程步骤示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
请参照图1-图6所示,本实用新型一种用于VOCs分析的土壤采样器,包括采样筒5、密封盖1、活塞4、与活塞4中心连接的活塞杆42、推杆6,活塞杆 42径向设有定位部43,采样筒5的上端设有活塞限位端盖50,活塞限位端盖 50中心设有贯穿孔54,贯穿孔54径向开设有定位槽55,活塞杆42上端穿经贯穿孔54,其定位部43与定位槽55轴向导向连接;采样筒5上端外侧设有外螺纹52,密封盖1的上端内侧设有内螺纹11,密封盖1由下往上盖设于采样筒5 外,并通过其内螺纹11与外螺纹52连接;推杆6与采样筒5连接且不限制活塞杆44及定位部43的轴向动作。
采样筒5下端的口沿51呈向下刀刃状。从而使采样筒5容易推入土壤中。推杆6中心内设中空孔60,其端部设有与中空孔连通的端孔64,所述采样筒5 上端端部容纳于端孔64内,所述活塞杆42及定位部43轴向活动连接于中空孔 60内。采样筒5的上端径向设有至少两组卡沿53;端孔径向设有与卡沿53对应设置的卡槽61,卡槽61的底部一侧分别设有限位槽62,卡沿53分别与卡槽 61对位连接,由推杆6经转动后卡沿53卡入连接于限位槽62内。
所述活塞4的径向设有至少一道密封圈安装槽41,密封圈安装槽41内分别套设有密封圈3。所述密封圈3为氟橡胶密封圈或者表层覆盖特氟龙层的硅胶O 型圈。
密封盖1内底部设有密封垫片2,密封盖1上端内侧内螺纹11与采样筒5 上端外侧外螺纹52连接后,所述采样筒5下端口沿51与密封垫片2连接形成密封连接结构。密封垫片2的中间层为硅胶,中间层的上下表面为聚四氟乙烯层。
采样筒5的壁厚为0.5mm-2mm,优选为1mm,能承受采样器压入硬质土壤时的压力。采样筒5的内筒呈圆柱状或其内筒口径从下至上呈缩口状,当内筒口径从下至上呈缩口状时,即采样筒下端口径略微大于上端口径,有助于密封圈与采样筒内壁的紧密密封;采样筒5采用对VOCs无吸附且不释放VOCs的材料制成,比如特氟龙,其强度高且不释放VOCs到土壤样中。所述推杆6上端设有呈T字型设置手柄600。
密封盖1、采样筒5采样的材质上需满足以下几个要求:1)不释放VOCs到土壤样中;2)足够的机械强度;3)注塑过程中变形小。比如特氟龙或其他含氟聚合物等。
请参照图1-图6所示,本实用新型一种用于VOCs分析的土壤采样器,其采集土壤样时,操作者先取下密封盖,确保采样筒体内的活塞已推到底部,然后把采样筒5固定安装于推杆6下端,即卡沿53分别与卡槽61对位连接,由推杆6经转动后卡沿53卡入连接于限位槽62内;用推杆6将采样筒5推入到待采集的土壤10中;采样筒5中的活塞4被采集土壤的挤压而上移,从而腾出必要的空间给所采集的土壤10,实现了采集的土壤10质量要求,也避免顶空空间的形成,杜绝VOCs的挥发。采样筒5取完土壤10样品后,立即用密封盖1封装,避免VOCs泄露到周边空气中而损失。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于VOCs分析的土壤采样器,其特征在于,包括采样筒(5)、密封盖(1)、活塞(4)、与活塞(4)中心连接的活塞杆(42)、推杆(6),活塞杆(42)径向设有定位部(43),采样筒(5)的上端设有活塞限位端盖(50),活塞限位端盖(50)中心设有贯穿孔(54),贯穿孔(54)径向开设有定位槽(55),活塞杆(42)上端穿经贯穿孔(54),其定位部(43)与定位槽(55)轴向导向连接;采样筒(5)上端外侧设有外螺纹(52),密封盖(1)的上端内侧设有内螺纹(11),密封盖(1)由下往上盖设于采样筒(5)外,并通过其内螺纹(11)与外螺纹(52)连接;推杆(6)与采样筒(5)连接且不限制活塞杆(44)及定位部(43)的轴向动作。
2.如权利要求1所述用于VOCs分析的土壤采样器,其特征在于,采样筒(5)下端的口沿(51)呈向下刀刃状。
3.如权利要求1所述用于VOCs分析的土壤采样器,其特征在于,推杆(6)中心内设中空孔(60),其端部设有与中空孔(60)连通的端孔(64),所述采样筒(5)上端端部容纳于端孔(64)内,所述活塞杆(42)及定位部(43)轴向活动连接于中空孔(60)内。
4.如权利要求3所述用于VOCs分析的土壤采样器,其特征在于,采样筒(5)的上端径向设有至少两组卡沿(53);端孔(64)径向设有与卡沿(53)对应设置的卡槽(61),卡槽(61)的底部一侧分别设有限位槽(62),卡沿(53)分别与卡槽(61)对位连接,由推杆(6)经转动后卡沿(53)卡入连接于限位槽(62)内。
5.如权利要求1所述用于VOCs分析的土壤采样器,其特征在于,所述活塞(4)的径向设有至少一道密封圈安装槽(41),密封圈安装槽(41)内分别套设有密封圈(3)。
6.如权利要求5所述用于VOCs分析的土壤采样器,其特征在于,所述密封圈(3)为氟橡胶密封圈或者表层覆盖特氟龙层的硅胶O型圈。
7.如权利要求1所述用于VOCs分析的土壤采样器,其特征在于,密封盖(1)内底部设有密封垫片(2),密封盖(1)上端内侧内螺纹(11)与采样筒(5)上端外侧外螺纹(52)连接后,所述采样筒(5)下端口沿(51)与密封垫片(2)连接形成密封连接结构。
8.如权利要求7所述用于VOCs分析的土壤采样器,其特征在于,密封垫片(2)的中间层为硅胶,中间层的上下表面为聚四氟乙烯层。
9.如权利要求1所述用于VOCs分析的土壤采样器,其特征在于,采样筒(5)的壁厚为0.5mm-2mm;采样筒(5)的内筒呈圆柱状或其内筒口径从下至上呈缩口状。
10.如权利要求1所述用于VOCs分析的土壤采样器,其特征在于,所述推杆(6)上端设有呈T字型设置手柄(600)。
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CN202020028145.3U CN211477688U (zh) | 2020-01-07 | 2020-01-07 | 一种用于VOCs分析的土壤采样器 |
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