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活塞式地下水取樣器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提出活塞式地下水取樣器，包括取樣管和取樣活塞，取樣活塞與取樣管內壁之間存在一定間隙，間隙用密封圈填充，取樣活塞的上下兩個端面分別與上蓋和下蓋以彈簧連接，構成力封閉，取樣活塞將取樣器腔體隔成兩段，分別構成水樣腔室與工作氣腔室，水樣腔室在靜水壓力的作用下被地下水填滿，向工作氣腔室充入高壓氣體使活塞下移，壓迫水樣從柔性管流出，間斷充氣，起到取樣作用。本實用新型結構簡單，操作簡單，能取到各個深度的地下水。
【專利說明】活塞式地下水取樣器

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于取樣器的【技術領域】，尤其涉及活塞式地下水取樣器。

【背景技術】
[0002]隨著水污染的日益加重，國內外對地下水污染的調查越來越多，對地下水進行調查首先要采集地下水水樣，目前對深層地下水的采樣主要用定深取樣器，或者直接在觀測孔內下泵進行抽水采樣的方法，得到的水樣多是表層水樣或混合水樣，而對于地下水或者其他具有一定深度的水樣，具有很強的分層性，不同深度的水樣污染程度差別較大。國內已有的地下水取樣器往往結構復雜，體積較大，操作繁瑣，采集地下水樣時會與空氣接觸使數據失真，且應用范圍比較局限，不能一器多用。


【發明內容】

[0003]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述存在的問題，提供活塞式地下水取樣器，能按要求采集各個深度的地下水，保證水樣的真實度，使用壽命長，操作簡單。
[0004]本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是:活塞式地下水取樣器，其特征在于，包括取樣管和取樣活塞，所述取樣管的頂端通過上蓋密閉，取樣管的底端通過下蓋密閉，所述取樣活塞設于取樣管中部將取樣管分為上下兩個空腔，所述上空腔為工作氣腔室，所述下空腔為水樣腔室，所述工作氣腔室內設有第一彈簧，所述水樣腔室內設有第二彈簧，所述第一彈簧的兩端分別與所述取樣活塞的頂面中心及所述上蓋的底面中心相抵，所述第二彈簧的兩端分別與所述取樣活塞的底面中心及所述下蓋的頂面中心相抵，所述取樣活塞的中心開有第一通孔，所述第一通孔內安設有第一單向閥，所述下蓋的中心開有第二通孔，所述第二通孔內安設有第二單向閥，所述上蓋的中心開有出水孔，所述出水孔內插入出水管，所述出水管的底端與軟管的一端相連，出水管的頂端與取樣容器相連，所述軟管的另一端與所述第一單向閥的出口相連，所述上蓋上還開有進氣孔，所述進氣孔內插入進氣管，所述進氣管連接有高壓氣泵。
[0005]按上述方案，所述取樣活塞的外圓周面與所述取樣管的內壁之間設有密封圈。
[0006]按上述方案，所述上蓋和下蓋均與所述取樣管通過螺紋連接。
[0007]按上述方案，所述第二單向閥的底部進水端面上設有過濾網。
[0008]按上述方案，所述第一單向閥的頂部伸出所述第一通孔。
[0009]按上述方案，所述第一單向閥可通過焊接固裝于所述第一通孔內，也可通過加墊密封圈固裝于所述第一通孔內。
[0010]按上述方案，所述第二單向閥可通過焊接固裝于所述第二通孔內，也可通過加墊密封圈固裝于所述第二通孔內。
[0011]按上述方案，所述取樣容器為燒杯，所述燒杯設于所述出水管的頂端管口的下方。
[0012]本實用新型的有益效果是:1、該取樣器通過第一彈簧及第二彈簧使取樣活塞與上蓋及下蓋之間構成力封閉，有利于進水時全用活塞的上移，出水時取樣活塞的下移，提高取樣速率；2、可根據具體水深提供對應氣壓，適用于各種水深的地下水取樣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型一個實施例的結構示意圖。
[0014]圖2為本實用新型一個實施例的未使用時的分布示意圖。
[0015]圖3為本實用新型一個實施例的工作時入水的狀態圖。
[0016]圖4為本實用新型一個實施例的工作時入氣的狀態圖。
[0017]其中:1.取樣管，2.取樣活塞，3.上蓋，4.下蓋，5.工作氣腔室，6.水樣腔室，7.軟管，8.第一彈簧，9.第二彈簧，10.第一單向閥，11.第二單向閥，12.出水管，13.進氣管，14.高壓氣泵，15.燒杯。

【具體實施方式】
[0018]為更好地理解本實用新型，下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。
[0019]如圖1-2所示，活塞式地下水取樣器，包括取樣管I和取樣活塞2，取樣管I的頂端通過上蓋3密閉，取樣管的底端通過下蓋4密閉，取樣活塞2設于取樣管中部將取樣管分為上下兩個空腔，上蓋及下蓋均與取樣器螺紋連接，并在二者之間加墊密封圈，取樣活塞與取樣器的內壁不直接接觸，而是通過密封圈與取樣器內壁間隙配合，這樣既可以保證取樣活塞在取樣器內順利上下移動，又可以很好地起到密封作用；上空腔為工作氣腔室5，下空腔為水樣腔室6,工作氣腔室5內設有第一彈簧8,水樣腔室6內設有第二彈簧9,第一彈簧8的兩端分別與取樣活塞2的頂面中心及上蓋3的底面中心相抵，第二彈簧9的兩端分別與取樣活塞的底面中心及下蓋4的頂面中心相抵，構成力封閉，取樣活塞2的中心開有第一通孔，第一通孔內安設有第一單向閥10，連通水樣腔室與工作氣腔室，第一單向閥與第一通孔之間直接焊接或通過加墊密封圈達到固裝密封效果，下蓋4的中心開有第二通孔，第二通孔內安設有第二單向閥11，連通外界地下水與水樣腔室，第二單向閥與第二通孔之間直接焊接或通過加墊密封圈達到固裝密封效果；上蓋3的中心開有出水孔，出水孔內插入出水管12，出水管12的底端與軟管7的一端相連，出水管的頂端與取樣容器相連，軟管的另一端與第一單向閥10的出口相連，上蓋上還開有進氣孔，進氣孔內插入進氣管13，進氣管13連接有高壓氣泵14，高壓氣體通過此孔進入工作氣腔室5 ;第一單向閥10與工作氣腔室5接觸的一端額外伸出，方便與柔性管7連接；取樣容器為燒杯15，燒杯15設于出水管12的頂端管口的下方收集地下水試樣。
[0020]如圖2所示，取樣器未工作時的平衡狀態。為了防止不同含水層之間的相互影響，在取樣器進入目標水層之前需一直打開高壓氣泵14，并使氣壓逐漸增大或一直維持在最大值，使取樣活塞2下移至下極位，水樣腔室6的容積減為零或接近于零，此時，水樣腔室中的第二彈簧9處于壓縮狀態，工作氣腔室5中的第一彈簧8處于拉伸狀態，取樣器達到平衡狀態，這樣，取樣器在穿過非目標水層時，因為水樣腔室已沒有了容積而無法進入取樣器。
[0021]如圖3所示，取樣器進入目標水層一段時間后的平衡狀態。當取樣器進入目標水層后，關閉高壓氣泵14，使工作氣腔室5的氣壓逐漸減小，上述平衡狀態被打破，工作氣腔室的第一彈簧8提供給取樣活塞2 —個合拉力，水樣腔室6中的第二彈簧9提供給取樣活塞一個合推力，同時，地下水的靜水壓力也提供給取樣活塞一個向上的推力的作用，這樣，在這幾個力的共同作用下，取樣活塞慢慢上移，隨著取樣活塞的上移，水樣腔室的容積慢慢增大，地下水也就經由第一單向閥10進入水樣腔室。這個過程一直會持續到取樣活塞2上移至上極位為止，此時，第二彈簧9處于拉伸狀態，第一彈簧8處于壓縮狀態，取樣器達到新的平衡狀態。
[0022]如圖4所示，取樣器注入高壓氣體后的平衡狀態。在達到圖3所示的新平衡狀態后，打開高壓氣泵14，通過進氣管13向工作氣腔室5注入高壓氣體，使工作氣腔室的氣壓逐漸增大，上述新平衡狀態被打破，第一彈簧8提供給取樣活塞2 —個合推力，第二彈簧9提供給取樣活塞一個合拉力，同時，高壓氣體也提供給取樣活塞一個向下推力的作用，這樣，在這幾個力的共同作用下，取樣活塞慢慢下移，隨著取樣活塞的下移，水樣腔室的容積慢慢減小，而儲蓄在水樣腔室里的水由于受到第二單向閥11的阻斷作用，無法倒流回地下水層，只能順著取樣活塞上的第一單向閥10流進工作氣腔室內的軟管7內，第一單向閥也只允許水流進軟管7不允許水流出，這個過程一直會持續到取樣活塞下移至下極位為止，此時，第二彈簧處于壓縮狀態，第一處于拉伸狀態，取樣器再次達到最初的平衡狀態。
[0023]至此，取樣過程完成了一個循環，間斷的給取樣器注入高壓氣體，地下水便會不斷的被抽出至軟管7，再經由出水管12到達地面的燒杯15。
【權利要求】
1.活塞式地下水取樣器，其特征在于，包括取樣管和取樣活塞，所述取樣管的頂端通過上蓋密閉，取樣管的底端通過下蓋密閉，所述取樣活塞設于取樣管中部將取樣管分為上下兩個空腔，所述上空腔為工作氣腔室，所述下空腔為水樣腔室，所述工作氣腔室內設有第一彈簧，所述水樣腔室內設有第二彈簧，所述第一彈簧的兩端分別與所述取樣活塞的頂面中心及所述上蓋的底面中心相抵，所述第二彈簧的兩端分別與所述取樣活塞的底面中心及所述下蓋的頂面中心相抵，所述取樣活塞的中心開有第一通孔，所述第一通孔內安設有第一單向閥，所述下蓋的中心開有第二通孔，所述第二通孔內安設有第二單向閥，所述上蓋的中心開有出水孔，所述出水孔內插入出水管，所述出水管的底端與軟管的一端相連，出水管的頂端與取樣容器相連，所述軟管的另一端與所述第一單向閥的出口相連，所述上蓋上還開有進氣孔，所述進氣孔內插入進氣管，所述進氣管連接有高壓氣泵。
2.根據權利要求1所述的活塞式地下水取樣器，其特征在于，所述取樣活塞的外圓周面與所述取樣管的內壁之間設有密封圈。
3.根據權利要求1所述的活塞式地下水取樣器，其特征在于，所述上蓋和下蓋均與所述取樣管通過螺紋連接。
4.根據權利要求1所述的活塞式地下水取樣器，其特征在于，所述第二單向閥的底部進水端面上設有過濾網。
5.根據權利要求1所述的活塞式地下水取樣器，其特征在于，所述第一單向閥的頂部伸出所述第一通孔。
6.根據權利要求1所述的活塞式地下水取樣器，其特征在于，所述第一單向閥可通過焊接固裝于所述第一通孔內，也可通過加墊密封圈固裝于所述第一通孔內。
7.根據權利要求1所述的活塞式地下水取樣器，其特征在于，所述第二單向閥可通過焊接固裝于所述第二通孔內，也可通過加墊密封圈固裝于所述第二通孔內。
8.根據權利要求1所述的活塞式地下水取樣器，其特征在于，所述取樣容器為燒杯，所述燒杯設于所述出水管的頂端管口的下方。
【文檔編號】G01N1/14GK204255690SQ201420818527
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月19日 優先權日:2014年12月19日
【發明者】鄭豪, 饒建華, 盧彬鵬, 解朝家 申請人:中國地質大學（武漢）