CN111272482A - 深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器 - Google Patents

深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了取样器技术领域的一种深井定深‑隔绝空气及有机物的地下水取样器，旨在解决现有技术中的取样器结构复杂、成本高，取样过程中样品易于被污染的技术问题，包括外取样桶和内取样瓶，所述外取样桶内设置托盘，所述内取样瓶置于所述托盘上，所述外取样桶上部设有第一止水阀、下部设有第二止水阀，所述内取样瓶上设有进液阀和排气阀，所述进液阀与设置在所述外取样桶上的第一调节开关卡接，所述排气阀与设置在所述外取样桶上的第二调节开关卡接。本发明通过设置外取样桶和内取样瓶，取样过程中内取样瓶隔绝空气，同时储存过程中避免了接触有机物，减少了样品的污染。

Description

深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器
技术领域
本发明属于取样器技术领域，具体涉及一种深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器。
背景技术
地下水是指埋藏在地表以下各种形式的重力水，是水资源的重要组成部分。通过对地下水的采集，进行化学分析是评价地下水资源的重要内容，它对区域地下水资源利用与管理及其有关的生态环境保护与建设都有及其重要的意义。
通过对地下水中有机物CFCs、SF6、SF5CF3、NF3、Halon1301浓度和He，Rn等同位素丰度测定可以得知地下水的补给年龄、补给速率、循环更新周期以及物质来源等重要信息，也有助于了解地球内部地壳和地幔的相互作用等重要的地质信息。而以上对地下水标志化学成分或同位素的测定均需要在严格隔绝空气的条件下取样与保存，且地下水中极微量的CFCs等各类有机标志化合物易于被塑料和橡胶等有机物质附着或污染，需要尽可能不接触塑料或橡胶类物质。以往的地下水采样器都很难满足这些苛刻的要求，而传统的采样方法具有很大的局限性，需要将泵下至地下水位以下，抽水取样，具有结构复杂，成本高，体积大等缺点，对深达百米以上的钻孔几乎很难实现，而且抽水过程难免要使用塑料管等，都会对样品造成污染。无论是自然条件和使用条件，都极大地限制了这些关键的地球化学手段的广泛使用和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器，以解决现有技术中的取样器结构复杂、成本高，取样过程中样品易于被污染的技术问题。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器，包括外取样桶和内取样瓶，所述外取样桶内设置托盘，所述内取样瓶置于所述托盘上，所述外取样桶上部设有第一止水阀、下部设有第二止水阀，所述内取样瓶上设有进液阀和排气阀，所述进液阀与设置在所述外取样桶上的第一调节开关卡接，所述排气阀与设置在所述外取样桶上的第二调节开关卡接。
所述进液阀和所述排气阀均为角阀，所述角阀的阀杆连接十字形卡扣，所述第一调节开关和所述第二调节开关分别连接卡槽，所述十字形卡扣与所述卡槽配合。
所述十字形卡扣的旋转轴线和所述卡槽的旋转轴线重合。
所述内取样瓶的材质为不锈钢，所述角阀为不锈钢角阀，所述角阀焊接在所述内取样瓶上。
所述外取样桶包括取样段、上输水段和下输水段，所述取样段与所述上输水段和所述下输水段分别通过螺纹连接。
所述上输水段设有密封卡槽，所述第一止水阀与所述密封卡槽配合。
所述上输水段上设有提绳，所述提绳上设有刻度。
所述下输水段内部设置十字固定杆，所述十字固定杆连接支撑杆，所述支撑杆连接托盘。
所述第二止水阀包括左止水阀和右止水阀，所述左止水阀和所述右止水阀打开至最大角度时被所述十字固定杆的底面挡住。
所述下输水段设有排液阀。与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
（1）本发明通过设置外取样桶将内取样瓶进行隔离，取样过程中内取样瓶隔绝空气，同时储存过程中避免了接触有机物，减少了样品的污染；
（2）本发明中外取样桶的材质为不锈钢或硅硼酸玻璃，内取样瓶的材质为不锈钢，与内取样瓶焊接连接的角阀为不锈钢材质，密封面采用金属硬密封且整体不含塑料及橡胶配件，降低了取样器本身污染样品的机会；
（3）本发明通过带有刻度的提绳将取样器放置在预定的深度，根据对样品的需求采集特定深度的水样，结构简单易于实现；
（4）本发明结构简单、易于实现，取样过程中可以有效隔离空气和有机物，采样速度快，降低了时间及人力成本，同时保证了地下水样品中数据的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器的进液阀与第一调节开关的连接关系示意图；
图3是本发明实施例提供的一种深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器的取样段与上输水段的连接关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须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。本发明描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1、图2、图3所示，一种深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器，包括圆筒形的外取样桶和内取样瓶1，外取样桶包括取样段21、上输水段22和下输水段23，取样段21与上输水段22和下输水段23分别通过螺纹连接；上输水段22设有密封卡槽222，密封卡槽222用于放置密封垫片，内设有凹型密封圈或其他常规密封圈，第一止水阀221为旋启式止回阀且旋启式止回阀的开启角度不大于45°，避免开启角度过大而向上提起时无法闭合，第一止水阀221的密封面与密封卡槽222内的密封垫片配合形成密封；下输水段23内部设置十字固定杆231，十字固定杆231连接支撑杆232，支撑杆232连接托盘233。内取样瓶1放置在托盘233上；内取样瓶1上设有进液阀11和排气阀12，进液阀11与设置在取样段21上的第一调节开关211卡接，排气阀12与设置在取样段21上的第二调节开关212卡接；第一调节开关211连接卡槽213，进液阀11为角阀，角阀为不锈钢角阀，角阀密封面采用金属硬密封且角阀整体不含塑料及橡胶配件，内取样瓶1为不锈钢材质，角阀与内取样瓶1焊接成整体，保证内取样瓶1和角阀不含任何有机物，不会污染内部水样。角阀的阀杆连接十字形卡扣111，十字形卡扣111和卡槽213卡接且十字形卡扣111的旋转轴线和卡槽213的旋转轴线重合。第二调节开关212与第一调节开关211结构相同，排气阀12和进液阀11相同；通过旋转第一调节开关211可以打开进液阀11，使水样进入内取样瓶1，通过旋转第二调节开关212可以打开排气阀12，将内取样瓶1中的空气排出，排气阀12与进液阀11采用相同的设置。下输水段23上设有第二止水阀，包括左止水阀235和右止水阀236，左止水阀235和右止水阀236均为旋启式止回阀结构，其打开至最大角度时被十字固定杆231的底面挡住，防止左止水阀235和右止水阀236开启过大，无法复位；且右止水阀236大于左止水阀235，左止水阀235及右止水阀236的密封垫片放在两个止水阀的底部，在水的冲击力和重力的作用下，面积大的一部分会先落下，另一边后落下，密封环境会更好。此外，密封垫片放于止水阀下端可以满足尽量避免接触有机物的这个必要条件。本实施例使用在地下水环境***内，在大量地下水的冲洗下，取样器的外取样桶上的垫片对水样的污染被稀释，内取样瓶不含任何有机物，保证了整个取样器对样品基本没有影响。
使用前，连接取样段21和下输水段23，将内取样瓶1置于托盘233上，同时调整第一调节开关211和第二调节开关212上的卡槽213，分别与进液阀11和排气阀12上连接的十字形卡扣111配合，并分别旋转第一调节开关211和第二调节开关212打开进液阀11和排气阀12；连接取样段21和上输水段22；将设置在下输水段23下部的排液阀234关闭。通过设置在上输水段22上的提绳3将取样器放入地下水监测井中。在下输水段23接触低下水后，继续向下输送取样器，左止水阀235和右止水阀236被地下水顶开，地下水进入外取样桶内部，外取样桶内部的空气将设置在上输水段22上的第一止水阀221顶开溢出，地下水通过进液阀11进入内取样瓶1，内取样瓶1内的空气通过排气阀12排出。取样器继续下沉，使取样器内的水充分交换对整个取样器进行冲洗，待到提绳3的刻度达到预期要求时且整个取样***稳定，向上提起取样器。在提起取样器的同时，在重力和向上的牵引力作用下上输水段22的第一止水阀221的圆环形凸起与密封卡槽222契合，完成上输水段22的密封。下输水段23的左止水阀235和右止水阀236在重力和向上的牵引力的作用下下落关闭，完成下输水段23的密封。将取样器从地下水监测井中取出后，通过第一调节开关211关闭进液阀11，通过第二调节开关212关闭排气阀12；然后打开排液阀234将外取样桶与内取样瓶1之间的地下水排出。将上输水段22和下输水段23分别与取样段21分离，同时将十字形卡扣111与开槽213分离，取出内取样瓶1密封保存，完成取样。
本实施例中，取样段21设有凸缘214，凸缘214的端部为第一光滑平面，凸缘214的侧面为外螺纹，上输水段22设有与第一光滑平面相匹配的第二光滑平面和与外螺纹相匹配的内螺纹；第一光滑平面和第二光滑平面紧密贴合形成平面密封a，内螺纹和外螺纹配合构成螺纹连接b，螺纹连接b用于提供足够的预紧力使平面密封a具有较好的密封效果，以隔绝螺纹连接b处的密封垫片中的有机物等杂质，防止这些杂质进入取样段内部，减少样品被污染的风险。取样段21与下输水段23采用同样的方式进行连接。
本发明中外取样桶的材质为不锈钢或硅硼酸玻璃，内取样瓶为不锈钢材质，进液阀和排液阀均采用不锈钢角阀且与内取样瓶焊接成整体，角阀密封面采用金属硬密封且整体不含塑料及橡胶配件，降低了取样器本身污染样品几率。本发明通过设置外取样桶将内取样瓶进行隔离，取样过程中内取样瓶隔绝空气，同时减少了与有机物的接触，减少了样品的污染；结构简单、易于实现，取样过程中可以有效隔离空气和有机物，采样速度快，降低了时间及人力成本，同时保证了地下水样品中数据的准确性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器，其特征是，包括外取样桶和内取样瓶，所述外取样桶内设置托盘，所述内取样瓶置于所述托盘上，所述外取样桶上部设有第一止水阀、下部设有第二止水阀，所述内取样瓶上设有进液阀和排气阀，所述进液阀与设置在所述外取样桶上的第一调节开关卡接，所述排气阀与设置在所述外取样桶上的第二调节开关卡接。
2.根据权利要求1所述的深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器，其特征是，所述进液阀和所述排气阀均为角阀，所述角阀的阀杆连接十字形卡扣，所述第一调节开关和所述第二调节开关分别连接卡槽，所述十字形卡扣与所述卡槽配合。
3.根据权利要求2所述的深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器，其特征是，所述十字形卡扣的旋转轴线和所述卡槽的旋转轴线重合。
4.根据权利要求2所述的深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器，其特征是，所述内取样瓶的材质为不锈钢，所述角阀为不锈钢角阀，密封面采用金属硬密封，所述角阀焊接在所述内取样瓶上。
5.根据权利要求1所述的深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器，其特征是，所述外取样桶包括取样段、上输水段和下输水段，所述取样段与所述上输水段和所述下输水段分别通过螺纹连接。
6.根据权利要求5所述的深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器，其特征是，所述上输水段设有密封卡槽，所述第一止水阀与所述密封卡槽配合。
7.根据权利要求5所述的深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器，其特征是，所述上输水段上设有提绳，所述提绳上设有刻度。
8.根据权利要求5所述的深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器，其特征是，所述下输水段内部设置十字固定杆，所述十字固定杆连接支撑杆，所述支撑杆连接托盘。
9.根据权利要求5所述的深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器，其特征是，所述第二止水阀包括左止水阀和右止水阀，所述左止水阀和所述右止水阀打开至最大角度时被所述十字固定杆的底面挡住。
10.根据权利要求5所述的深井定深-隔绝空气及有机物的地下水取样器，其特征是，所述下输水段设有排液阀。
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