CN214584257U - 一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置,包括相连接的落地外壳与底壳。本实用新型在底壳中设置由驱动电机驱动旋转的主破土轴,利用主动齿轮与从动齿轮实现三根周向等距分布的辅破土轴的同步旋转,从而对含水层的土层结构进行破碎清理;通过在落地外壳中设置相连接的密封管与吸水主管,在吸水主管中设置可上下移动且固定连接的升降推板与积水囊,利用升降推板设置可对下层吸水活塞进行伸缩驱动的液压缸,以便于在含水层不同深度位置进行水体采样;通过在积水囊上连接滑动套设于限位辅管中的吸排水管,并在吸排水管上连接单向阀门与吸排水泵,以便于在地面上对积水囊中的水体样品进行回收采集。
Description
技术领域
本实用新型涉及水源环境管理技术领域,尤其涉及一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置。
背景技术
随着时代的发展,因为生产生活中对水源需求的不断增加,同时因为水资源的污染扩散,使得现有条件下对地下水源投入了更多的关注,以期望通过开发取用地下水以解决目前的用水难题,尤其在一些缺水地区,因为对技术限制导致对地下水的开采程度极低,导致难以取得含水层中的水。但是,因为对该部分水源仍处于未知状态,对其进行取用前,必须要保证该部分水源的卫生安全性,所以首先要获取地下水水体样本,获取水样的一个方式就是通过特定的设备进行采取水样,水样采集的规范性和准确性直接影响后续地下水检测的准确性;
因为自然条件复杂,尤其密闭的地下环境中,含水层位置受土层岩石影响较大,面对克服岩石层的开取困难,不仅使得采集难度大,也难以保证水体采样的质量。为了保证地下水源能够长期安全的持续取用,必须要保证地下水体样品的完整性。而在采样的过程中,含水层水垂直距离跨度较大时,考虑到不同深度位置的含水层水水体质量存在差异性,而现有的设备无法在指定的深度进行采样,难以保证水体样本数据的完整性,在现有技术条件下,需要重复繁琐地多次进行采样,受到不同深度的土层结构影响,不仅难以达到所需要的深度位置,更加难以保证取样设备的稳定性,容易对样品数据的准确性造成影响。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中难以对不同深度地下水进行水体采样的问题,而提出的一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置。
为了实现上述目的,本实用新型采用了如下技术方案:
一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置,包括相连接的落地外壳与底壳,所述落地外壳与底壳中分别设置有汲水机构与开土机构;
所述汲水机构包括固定套设于落地外壳内的吸水主管与限位辅管,且吸水主管上端内固定套设有延伸至落地外壳上端外的密封管,所述密封管中滑动套设有上层高压活塞,且上层高压活塞下端固定连接有滑动套设于吸水主管内的升降推板,所述升降推板下端固定连接有液压缸,且液压缸输出端固定连接有移动板块,所述升降推板下端固定连接有两根牵引杆,且两根牵引杆下端固定连接有积水囊,所述移动板块下端固定连接有滑动套设于积水囊中的下层吸水活塞,且积水囊上固定连接有吸水龙头,所述积水囊下端固定连接有滑动套设于限位辅管中的排水接管,且排水接管上连接有单向阀门,所述密封管与排水接管上分别固定连接有增压气泵与吸排水泵;
所述开土机构包括固定安装于落地外壳下端内的驱动电机,且底壳中分别转动设置有一根主破土轴与三根辅破土轴,所述主破土轴与辅破土轴上分别固定套设有啮合连接的主动齿轮与从动齿轮,且主破土轴上固定套设有排土叶轮。
优选地,所述落地外壳与底壳均为中空结构,且底壳可拆装地螺栓连接于落地外壳下端。
优选地,所述吸水主管与限位辅管水平对应地垂直设置,且上层高压活塞与密封管位于吸水主管内的上端相连接,所述增压气泵与密封管位于吸水主管外的下端相连接。
优选地,所述吸水主管内壁中垂直开设有滑动套设移动板块的导向滑槽,且位于液压缸两侧位置的两根牵引杆滑动贯穿移动板块,所述积水囊与牵引杆贯穿移动板块的下端固定连接。
优选地,所述落地外壳侧壁中垂直开设有滑动套设吸水龙头的限位长孔,且吸水龙头通过限位长孔延伸至落地外壳外的一端上配套安装有可拆装的防尘网罩。
优选地,所述单向阀门与吸排水泵均与排水接管延伸至落地外壳外的一端相连接。
优选地,三根所述辅破土轴周向等距分布,且与驱动电机输出端相连接的主破土轴位于三根辅破土轴之间。
优选地,所述主动齿轮与从动齿轮均为平齿轮,且排土叶轮位于主破土轴延伸出底壳外的下端位置。
与现有技术相比,本实用新型具备以下优点:
1、本实用新型在落地外壳下端固定连接中空结构的底壳,在底壳中设置由驱动电机驱动旋转的主破土轴,并利用啮合连接的主动齿轮与从动齿轮实现三根周向等距分布的辅破土轴的同步旋转,从而对含水层的土层结构进行破碎清理,以便于在不同深度位置实现地下水的采集工作。
2、本实用新型在中空结构的落地外壳中设置相连接的密封管与吸水主管,在吸水主管中设置可上下移动且固定连接的升降推板与积水囊,利用升降推板设置可对下层吸水活塞进行伸缩驱动的液压缸,以便于在不同深度位置进行地下水采样。
3、本实用新型通过在积水囊上连接滑动套设于限位辅管中的吸排水管,并在吸排水管上连接单向阀门与吸排水泵,可避免向上抽拉采样装置整体而在地面上对积水囊中的水体样品进行回收采集。
综上所述,本实用新型在底壳中设置由驱动电机驱动旋转的主破土轴,并利用啮合连接的主动齿轮与从动齿轮实现三根周向等距分布的辅破土轴的同步旋转,从而对含水层的土层结构进行破碎清理;通过在落地外壳中设置相连接的密封管与吸水主管,在吸水主管中设置可上下移动且固定连接的升降推板与积水囊,利用升降推板设置可对下层吸水活塞进行伸缩驱动的液压缸,以便于在含水层不同深度位置进行水体采样;通过在积水囊上连接滑动套设于限位辅管中的吸排水管,并在吸排水管上连接单向阀门与吸排水泵,以便于在地面上对积水囊中的水体样品进行回收采集。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置的结构示意图;
图2为本实用新型提出的一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置的A部分结构放大示意图;
图3为本实用新型提出的一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置的B部分结构放大示意图;
图4为本实用新型提出的一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置的开土机构结构示意图;
图5为本实用新型提出的一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置的密封管与上层高压活塞连接结构示意图;
图6为本实用新型提出的一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置的升降推板、牵引杆与移动板块连接结构示意图。
图中:1落地外壳、2底壳、3吸水主管、4限位辅管、5密封管、 6上层高压活塞、7升降推板、8液压缸、9移动板块、10导向滑槽、11牵引杆、12积水囊、13下层吸水活塞、14限位长孔、15吸水龙头、16排水接管、17单向阀门、18增压气泵、19吸排水泵、20驱动电机、21主破土轴、22辅破土轴、23主动齿轮、24从动齿轮、25 排土叶轮。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。
参照图1-6,一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置,值得着重注意的是,该地下水采样装置根据含水层水分布的深度位置将自身深度值设定为为15m-17m,通过开土机构的不断推进,可使得该地下水采样装置垂直下移,在0m-17m深度值范围内往复进退,与此同时,该地下水采样装置中的汲水机构可随着装置整体进行同步移动调整,也可以通过自身调整,使得汲水机构可在11m-15m深度范围内的含水层进行依次移动,确保该地下水采样装置中的汲水机构可在含水层水分布范围内进行定点定量的水体采样操作,进入含水层预设深度位置后,通过在垂直方向上进行调控,则可使得吸水龙头 15在11m-15m深度位置对含水层水进行水体采样,包括相连接的落地外壳1与底壳2,落地外壳1与底壳2中分别设置有汲水机构与开土机构,需要说明的是,固定连接的落地外壳1与底壳2采用上窄下宽的结构,以便于水体采样设备垂直下移;
汲水机构包括固定套设于落地外壳1内的吸水主管3与限位辅管 4,且吸水主管3上端内固定套设有延伸至落地外壳1上端外的密封管5,具体参照说明书附图1与说明书附图5可知,密封管5为U型结构,密封管5中滑动套设有上层高压活塞6,且上层高压活塞6下端固定连接有滑动套设于吸水主管3内的升降推板7,利用上下伸缩移动的上层高压活塞6可使得升降推板7进行上下运动,以便于通过升降推板7带动积水囊12进行更为精准的深度位置调整,升降推板 7下端固定连接有液压缸8,液压缸8采用产品型号为 SCD50x100-100-LB的远程遥控设备,且液压缸8输出端固定连接有移动板块9,升降推板7下端固定连接有两根牵引杆11,且两根牵引杆11下端固定连接有积水囊12,移动板块9下端固定连接有滑动套设于积水囊12中的下层吸水活塞13,通过带动下层吸水活塞13可调控积水囊12中的气压,以便于向积水囊12中吸入或排出水体,且积水囊12上固定连接有吸水龙头15,吸水龙头15可在11m-15m深度范围内的上下移动,以对含水层的不同位置水体进行分段采样,积水囊12下端固定连接有滑动套设于限位辅管4中的排水接管16,需要说明的是,排水接管16可随着积水囊12的深度位置调整,从而在限位辅管4中进行与之同步的伸缩运动,且排水接管16上连接有单向阀门17,密封管5与排水接管16上分别固定连接有增压气泵18 与吸排水泵19,通过控制增压气泵18可使得上层高压活塞6在密封管5中上下伸缩,以使得积水囊12与吸水龙头15进行更为精准的深度位置调整,通过吸排水泵19可对积水囊12中的水体样品进行回收,以便于在不外迁取样设备的情况下即可对积水囊12中的水体样品进行回收;
开土机构包括固定安装于落地外壳1下端内的驱动电机20,驱动电机20采用产品型号为HC-SFS301的伺服电机,其通过220v常压充电方式进行电源供应,以使得采样装置独立操作的便捷性,且底壳 2中分别转动设置有一根主破土轴21与三根辅破土轴22,主破土轴 21与辅破土轴22上分别固定套设有啮合连接的主动齿轮23与从动齿轮24,且主破土轴21上固定套设有排土叶轮25。
具体参照说明书附图1可知,主破土轴21下端高于辅破土轴22 下端,所以辅破土轴22在驱动电机22的驱动作用下首先对周围土层结构进行切割,以使得土层松散,再利用主破土轴21对中心土层结构进行破碎,以便于增大开孔空间,在排土叶轮25的作用下,以对破碎的土层进行扩散处理。
落地外壳1与底壳2均为中空结构,且底壳2可拆装地螺栓连接于落地外壳1下端,以实现二者之间的便捷组装。
吸水主管3与限位辅管4水平对应地垂直设置,且上层高压活塞 6与密封管5位于吸水主管3内的上端相连接,增压气泵18与密封管5位于吸水主管3外的下端相连接,通过控制增压气泵18可使得积水囊12与吸水龙头15进行精准的深度位置调节,以保证能够在不同的预设位置进行水体采样。
具体参照说明书附图1可知,需要说明的是:
第一,采样装置整体为上窄下宽结构,以便于安装于底壳2上的主破土轴21与辅破土轴22对岩石层进行破碎操作;
第二,主破土轴21与辅破土轴22的制作材料是以碳化钨粉末为基体,以钴粉作粘结剂经加压、烧结而成,并在二者顶部生成一层金刚石膜,保证主破土轴21与辅破土轴22的硬度与耐磨性;
第三,主破土轴21与辅破土轴22均采用可拆装的方式安装于底壳2中,当需要对其进行定期检修维护时,可通过从落地外壳1上拆解底壳2后,再从底壳2中对主破土轴21与辅破土轴22进行拆解。
吸水主管3内壁中垂直开设有滑动套设移动板块9的导向滑槽 10,且位于液压缸8两侧位置的两根牵引杆11滑动贯穿移动板块9,积水囊12与牵引杆11贯穿移动板块9的下端固定连接,利用液压缸8可使得下层吸水活塞13上下移动,以调整积水囊12内气压,从而使得地下水进行吸收。
落地外壳1侧壁中垂直开设有滑动套设吸水龙头15的限位长孔 14,且吸水龙头15通过限位长孔14延伸至落地外壳1外的一端上配套安装有可拆装的防尘网罩,以保证吸水龙头15上下移动的稳定性,同时利用防尘网罩对进入采样装置内的水体样本进行初步的净化过滤,避免大体积的固体杂质进入采样装置内造成卡套堵塞,从而保证水体样本进出采样装置的流畅性。
单向阀门17与吸排水泵19均与排水接管16延伸至落地外壳1 外的一端相连接,通过吸排水泵19可对处于任意深度位置的积水囊 12中的水体样品进行回收,以便于在地下深层实现持续多次采样。
三根辅破土轴22周向等距分布,且与驱动电机20输出端相连接的主破土轴21位于三根辅破土轴22之间。
主动齿轮23与从动齿轮24均为平齿轮,且排土叶轮25位于主破土轴21延伸出底壳2外的下端位置,利用辅破土轴22与主破土轴 21对地下土层进行依次切割破碎,再通过排土叶轮25实现空间扩展,以便于取样设备持续移动,从而在不同的深度位置进行水体采样。
本实用新型可通过以下操作方式阐述其功能原理:
控制驱动电机20开启,驱动电机20输出端带动主破土轴21进行旋转;
主破土轴21通过啮合连接的主动齿轮23与从动齿轮24带动三根辅破土轴22进行旋转,利用旋转的辅破土轴22对周围土层进行初步切割,以使得土层结构破裂;
主破土轴21在旋转过程中对破裂的土层进行进一步地切碎,以使得碎土可以向四周扩散,再利用与主破土轴21上同步旋转的排土叶轮25对碎土进行排压,以实现逐层深度的开挖;
落地外壳1随着底壳2同步下移至预设深度位置,即该地下水采样装置中的汲水机构可进入含水层的11m-15m分布区位置,且通过自身单独调整,可使得吸水龙头15在此深度范围内进行进一步的细度调整;
在密封管5上控制增压气泵18开启,以向密封管5中增压,使得上层高压活塞6在密封管5中向下延伸,上层高压活塞6带动升降推板7在吸水主管3内垂直下移,升降推板7通过两根牵引杆11带动积水囊12同步下移,在此过程中,积水囊12带动吸水龙头15在限位长孔14中同步移动;
再控制液压缸8开启,液压缸8输出端收缩,以使得下层吸水活塞13向上移动,以减小积水囊12内的气压,使得预设位置的水体可通过吸水龙头15进入积水囊12中;
在落地外壳1上端外控制吸排水泵19开启与单向阀门17,通过排水接管16对积水囊12中的水体样品进行回收。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置,包括相连接的落地外壳(1)与底壳(2),其特征在于,所述落地外壳(1)与底壳(2)中分别设置有汲水机构与开土机构;
所述汲水机构包括固定套设于落地外壳(1)内的吸水主管(3)与限位辅管(4),且吸水主管(3)上端内固定套设有延伸至落地外壳(1)上端外的密封管(5),所述密封管(5)中滑动套设有上层高压活塞(6),且上层高压活塞(6)下端固定连接有滑动套设于吸水主管(3)内的升降推板(7),所述升降推板(7)下端固定连接有液压缸(8),且液压缸(8)输出端固定连接有移动板块(9),所述升降推板(7)下端固定连接有两根牵引杆(11),且两根牵引杆(11)下端固定连接有积水囊(12),所述移动板块(9)下端固定连接有滑动套设于积水囊(12)中的下层吸水活塞(13),且积水囊(12)上固定连接有吸水龙头(15),所述积水囊(12)下端固定连接有滑动套设于限位辅管(4)中的排水接管(16),且排水接管(16)上连接有单向阀门(17),所述密封管(5)与排水接管(16)上分别固定连接有增压气泵(18)与吸排水泵(19);
所述开土机构包括固定安装于落地外壳(1)下端内的驱动电机(20),且底壳(2)中分别转动设置有一根主破土轴(21)与三根辅破土轴(22),所述主破土轴(21)与辅破土轴(22)上分别固定套设有啮合连接的主动齿轮(23)与从动齿轮(24),且主破土轴(21)上固定套设有排土叶轮(25)。
2.根据权利要求1所述的一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置,其特征在于,所述落地外壳(1)与底壳(2)均为中空结构,且底壳(2)可拆装地螺栓连接于落地外壳(1)下端。
3.根据权利要求1所述的一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置,其特征在于,所述吸水主管(3)与限位辅管(4)水平对应地垂直设置,且上层高压活塞(6)与密封管(5)位于吸水主管(3)内的上端相连接,所述增压气泵(18)与密封管(5)位于吸水主管(3)外的下端相连接。
4.根据权利要求3所述的一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置,其特征在于,所述吸水主管(3)内壁中垂直开设有滑动套设移动板块(9)的导向滑槽(10),且位于液压缸(8)两侧位置的两根牵引杆(11)滑动贯穿移动板块(9),所述积水囊(12)与牵引杆(11)贯穿移动板块(9)的下端固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置,其特征在于,所述落地外壳(1)侧壁中垂直开设有滑动套设吸水龙头(15)的限位长孔(14),且吸水龙头(15)通过限位长孔(14)延伸至落地外壳(1)外的一端上配套安装有可拆装的防尘网罩。
6.根据权利要求5所述的一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置,其特征在于,所述单向阀门(17)与吸排水泵(19)均与排水接管(16)延伸至落地外壳(1)外的一端相连接。
7.根据权利要求1所述的一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置,其特征在于,三根所述辅破土轴(22)周向等距分布,且与驱动电机(20)输出端相连接的主破土轴(21)位于三根辅破土轴(22)之间。
8.根据权利要求7所述的一种对不同深度的水体样品进行取样的地下水采样装置,其特征在于,所述主动齿轮(23)与从动齿轮(24)均为平齿轮,且排土叶轮(25)位于主破土轴(21)延伸出底壳(2)外的下端位置。
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