管口可变径插入式采样仪的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种管口可变径插入式采样仪，其结构包括锥管、直筒管、稳流缓冲管、芯管、分流调压阀、压力表、采样软管和同心式流量调节器等。本发明采样仪改变了原有有机物污染水样采集装置的组成、结构和工作原理，具有体积小、重量轻、适用范围广、便于携带、安装方便、操作简单、使用安全、避免样品在采集过程中的污染环节等特点，提高了采集样品的保真度，降低了样品的采集成本，保证了人员、设备的安全，提高了采样仪的普适性。
【专利说明】管口可变径插入式采样仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种含有挥发、半发性物质的水样的采集装置，具体地说是一种管口可变径插入式采样仪。
【背景技术】
[0002]遭受有机物污染的水样，由于其含有挥发、半挥发性物质的特殊性，对其样品的采集有别于其它水样的采集方法。
[0003]目前，常用的有机物污染水样的采集方法是在抽取污染水样的泵管口处用喉箍紧固消防水带，再通过四通分流的方式采集样品。所用采样部件主要包括样品采集四通、四通分流器、有衬里的消防水带、喉箍、大小管接头、直通管、快接卡环、压力表、承插式接管塔座、调压阀、泄流阀、透明耐压塑料软管、压扁式流量调节器和不锈钢管等，采样时先要进行样品采集装置的组装和现场安装，组装和安装所用的配套工具和耗材包括螺丝刀、管钳、扳手、生料带、PVC胶、角磨机等。
[0004]样品采集装置的组装方式是:样品采集四通的端口一采用插入式快速接头与四通分流器相接；样品采集四通的端口二通过丝扣连接压力表；样品采集四通的端口三通过丝扣连接承插式接管塔座，承插式接管塔座的另一端连接透明塑料软管的一端，外部用喉箍紧固；透明塑料软管套装在压扁式流量调节器内，另一端用喉箍紧固在不锈钢管的一端；样品采集四通的端口四通过丝扣连接承插式接管塔座，承插式接管塔座的另一端连接透明塑料软管的一端，外部用喉箍紧固；透明塑料软管的另一端用喉箍紧固在承插式接管塔座的一端，承插式接管塔座的另一端通过丝扣连接调压阀。
[0005]水样采集的操作方式是:抽取污染水样的泵管中的水流依次通过消防水带、四通分流器、样品采集四通、透明耐压塑料软管和不锈钢管进入采样瓶中。进行样品采集时，依次调节泄流阀和调压阀的水流量，使压力表的读数为0.25MPa ;通过压扁式流量调节器调节透明耐压塑料软管的开合度，使不锈钢管的出水量分别为4ml/s (针对含半挥发性物质的污染水样)和2ml/s (针对含挥发性物质的污染水样)。污染水样装满采样瓶后，封紧瓶口，倒置微敲，瓶中无气泡产生，即完成污染水样的样品采集。
[0006]上述有机物污染水样的传统采集方式存在的问题是:
(I)样品采集装置中使用的消防水带、透明耐压塑料软管、生料带等容易污染样品，使样品失真；特别是在最初几次的使用过程中，所用材料释放的有害成分对样品的质量会产生很大影响，污染样品。
[0007](2)样品采集装置的部件多，构成复杂，总重量大于80kg，体积庞大，携带不便。
[0008](3)现场组装程序复杂，操作繁琐，耗时较长。部分部件采用美标，不利于相互之间的连接，操作不便。
[0009](4)在样品采集四通与样品流经管道的拐弯和变径部位容易产生气穴现象，当气穴中的真空度大于水中的某些挥发性物质或半挥发性物质的饱和蒸汽压时，会导致这些挥发性或半挥发性物质的溢出散失，使样品失真。[0010](5)出水流量采用“压扁式”流量调节器控制，调节流量时，水的流线束由“圆柱”形逐渐变为“扁平”形，改变了流线束的形状，增加了分子间相互碰撞的几率，使有机物污染水样中的挥发、半挥发性物质析出的几率增大。
[0011](6)当水泵扬程或功率较大时，由于管口出水的反作用力，会导致安装在消防水带头部的泄流阀的左右摆动，如控制不牢，会对操作人员及周围物体产生撞击威胁。
[0012](7)样品采集装置能够对接的抽水泵管口的最大规格为DN100，对于现场大于该规格的泵管，则因无法对接而不能进行采样操作。
[0013](8)原样品采集装置的终端不锈钢管的出水量太小，样品采集时间过长，使水样与空气的接触时间较长，这样既容易使水样中的挥发性或半挥发性物质散失，又容易使水样中的还原性物质被氧化，导致样品失真。
[0014]对于水污染调查和评价工作来说，样品的采集具有“承前启后”的作用。样品保真度的高低直接影响到前期现场调查工作的判断准确性和后期室内样品分析结果的真实性，对正确评价水污染的程度和范围具有重要意义。
[0015]样品误差太大，有时会导致评价结果与实际情况截然相反的结论。如果样品采集过程使样品中的污染物质溢出散失较多，导致室内检测值较实际值偏低，就有可能把已经遭受污染的水域评价为未污染或污染轻的水域，污染得不到重视，继续用于生产和生活，最终使污染程度继续扩大，直接影响人民的生活质量，长期用于生产、生活饮用，导致人民身体受损，直接影响国民经济的健康发展。
[0016]在样品采集过程中，水样受到采样仪材质的使用不当而造成的样品中污染物质含量增高，使室内检测值高于实际值，就有可能把未遭受污染或遭受污染较轻的区域划为遭受污染或污染较重的区域，一方面浪费治理成本，另一方面使不明真相的群众的心情受到影响，不利于社会的稳定。
【发明内容】
[0017]本发明的目的就是提供一种可方便携带、组装和操作的管口可变径插入式采样仪，以克服现有样品采集装置存在的不足，最大限度地减少水样的失真，提高采样仪的普适性和安全性。
[0018]本发明是这样实现的:一种管口可变径插入式采样仪，包括:
若干节可依次相接且锥度相同的锥管，用于插入污染水样输出泵管内，对污染水样进行平稳输送；相邻所述锥管通过端部的承插口相互插接配合，在所述承插口上开有沿圆周均布的若干穿接紧固件的通孔，在所述承插口里侧的所述锥管上焊接有螺母，所述螺母的中心孔与所述通孔相通；
若干根可依次相接且管径相同的直筒管，连接在开度最小的一节所述锥管的小口端，用于延伸所述锥管在污染水样输出泵管中的插入深度；
稳流缓冲管，其一端为开口端，连接在所述直筒管的末端端口上，另一端为封闭端，在靠近封闭端的侧壁上开设有连接分流调压阀的阀门接口；
芯管，穿接在所述稳流缓冲管中，其迎水端靠近所述稳流缓冲管的开口端，并通过固定片固定连接在所述稳流缓冲管内，其出水端从所述稳流缓冲管的封闭端中穿出，在所述芯管的出水端上接有卡套式接头； 分流调压阀，安装在所述稳流缓冲管的所述阀门接口上，用于调节直筒管中污染水样的水流压力；
压力表，安装在所述稳流缓冲管的管壁上，用于检测稳流缓冲管中污染水样的水流压
力；
采样软管，连接在设置于所述芯管出水端的所述卡套式接头上，用于从所述芯管中导引出层流状态下的污染水样以进行水样采集；以及
同心式流量调节器，套接在所述采样软管上，用于调节采集水样的流量大小。
[0019]所述同心式流量调节器是在握杆的杆体中开有穿接所述采样软管的轴向芯孔和与所述芯孔相通的横向过绳孔，在所述握杆的一端设置有缠绕紧固绳的转轴紧绳器，所述过绳孔与所述转轴紧绳器相对，从所述转轴紧绳器中牵引出的紧固绳在穿过所述过绳孔并通入所述芯孔后，其端部固定在所述握杆的杆体上；所述紧固绳在所述芯孔中环绕所述采样软管一圈。
[0020]本发明中所使用的锥管有若干节，可连接组成一个组合锥筒，插入污染水样输出泵管中，这样就可根据污染水样输出泵管管径的大小，组合相应开度的锥管(乃至省略锥管)，使本发明采样仪可插入各种管径的污染水样输出泵管中进行水样采集，从而形成管口可变径的插入式水样采集装置。
[0021]所述芯管的迎水端为斜面开口，开口断面与水平向的夹角为55°?56°，且斜面开口的朝向与所述稳流缓冲管上的所述阀门接口的开口方向相悖。在水流进入稳流缓冲管后，由于受到分流调压阀分流的影响，稳流缓冲管内分流一侧流过的水量相对较多，为保持进入芯管水流流线的平稳，所以采用芯管迎水端斜面开口朝向与稳流缓冲管上阀门接口的开口方向相悖这样的设计方式。
[0022]所述转轴紧绳器是在所述握杆的上端设有轴向偏出芯孔外侧且上下相对的圆筒座和立轴座，所述圆筒座的顶端为敞口端，在所述圆筒座的底板上开有穿接孔；在所述立轴座中卡接有作为调节机构的可旋转的立轴，所述立轴的上端穿过所述穿接孔伸入所述圆筒座中，在所述立轴的上端设有一圈平行于立轴轴心线的外齿条；在所述圆筒座内设置有可轴向滑动的锁置环，在所述锁置环的内环面上设有一圈可与所述立轴上的所述外齿条相啮合的内齿条；在所述圆筒座内设置有顶簧，使所述锁置环在常态下被顶置到与所述圆筒座上端口相平齐的位置处，以通过齿条啮合锁止所述立轴；在所述握杆的位于所述圆筒座与所述立轴座之间的杆体上开有横向的孔眼，从所述孔眼中穿出的所述紧固绳固定在所述立轴上；在所述立轴的上端面开有棱柱形的钥匙插孔。
[0023]所述钥匙插孔的深度是在钥匙插到底后，使所述锁置环被钥匙下压而脱离与所述立轴上的所述外齿条的啮合。
[0024]所述锁置环中的所述内齿条的上端和所述立轴上的所述外齿条的下端分别为便于相互间插接配合的尖端形状。
[0025]所述锁置环中的所述内齿条和所述立轴上的所述外齿条的齿形分别为三角形。
[0026]所述转轴紧绳器是在所述握杆的上端设有轴向偏出芯孔外侧且上下相对的壳体和轴座，在所述壳体中装有直立的转轴，所述转轴的下端穿出所述壳体活动连接在所述轴座上，所述转轴的上端接有带上轮沿的轮盘，在所述轮盘的轮沿内侧设有一圈轴向内齿，在所述转轴上设有一段带轴向外齿的齿形段，在所述壳体中装有通过拨动所述齿形段使所述转轴转动的拨动机构，所述拨动机构的按压柄从所述壳体侧壁上开出的拨动窗中伸出；在所述壳体顶部设置有通过卡接所述轮盘上的内齿使转轴止动的锁止机构；所述紧固绳连接在所述转轴的外露段上。
[0027]所述拨动机构是在套接所述转轴的筒圈中装有按压柄，所述按压柄的一端伸出所述筒圈的侧开口，所述按压柄的内置段套接有回位弹簧，所述按压柄的内端面为凹弧面，在所述按压柄的内端面制有可与所述转轴上的齿形段相啮合的端齿。
[0028]所述锁止机构包括两个拨叉和位于两个所述拨叉之间的扇形拨块，两个所述拨叉的一端分别铰接在从所述壳体顶板下伸到所述轮盘的轮沿内侧的一个开口内筒圈的内壁上，两个所述拨叉的自由卡接端分别伸出所述开口内筒圈的开口段，并在所述拨块的拨动下，卡接在所述轮盘内侧面上的所述内齿上；在两个所述拨叉的外侧面的中部与所述开口内筒圈的内壁之间分别设有推动所述拨叉回位的顶簧；在所述拨块上通过连接轴接有转柄，所述转柄设置在所述壳体顶板的外侧面。
[0029]本发明采样仪有效提高了样品保真度，具体体现在以下几个方面:
(I)使用的材料种类单一，不污染水样。本发明采样仪与水接触的各部件所用的材料只有304不锈钢和硅胶两种，其物理、化学性能稳定，没有释出物质，避免了样品采集过程中由于采样仪本身的材料使用不当而造成的人为污染。
[0030](2)以锥管作为进水口，使水流进入采样仪后的流线方向变化缓慢；在稳流缓冲管中内设芯管，保持了水流在出流段管路的内径恒定，水的流线平稳；两种措施都有效避免了气穴的产生，从而了减少挥发、半挥发性物质的溢出几率。
[0031](3)采样软管出水流量采用同心式流量调节器进行控制和调节，使水的流线束始终保持“圆柱”形，减小了挥发、半挥发性物质析出的几率。
[0032](4)本发明采样仪的压力控制在0.18?0.2MPa，较原样品采集装置的控制压力减小0.5?0.7MPa，降低了样品采集过程的压力梯度；另外，本发明采样仪的采样软管的内径增大到6mm，是原样品采集装置出水管内截面积的2.25倍，提高了样品采集效率，减少了水样与空气的接触时间，尽量避免样品中挥发、半挥发性物质的散失，减少水样中还原性物质与空气接触产生的氧化反应，提高了样品的保真程度。
[0033]本发明采样仪的部件组成简单，特别适合出水口有法兰盘等异物的泵管，现场安装方便，操作简便，体积小，重量轻，携带方便，由此，既减少了样品采集所需人员和设备运送车辆，又提高了样品的日采集数量，从而实现了样品采集成本的大幅度降低。
[0034]本发明采样仪没有软连接部件，即使遇到大扬程或大功率的水泵，也不会出现部件向四周甩摆的现象，对工作人员及周围物体无任何威胁，消除了采样工作中的安全隐患。
[0035]此外，本发明采样仪的所有部件都采用国标，具有更广的普适性，能够对接的泵管口规格分别为 DN150、DN125、DN100、DN80、DN65、DN50、DN40、DN32、DN25 共九个，采集水样的最大泵管口规格扩大到DN150，满足了民间常用水泵泵管口的采样需要。
[0036]本发明采样仪改变了原有有机物污染水样采集装置的组成、结构和工作原理，具有体积小、重量轻、适用范围广、便于携带、安装方便、操作简单、使用安全、避免样品在采集过程中的污染环节等特点，提高了采集样品的保真度，降低了样品的采集成本，保证了人员、设备的安全，提高了采样仪的普适性。【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1是本发明采样仪的结构示意图。
[0038]图2是锥管的连接结构示意图。
[0039]图3是稳流缓冲管与芯管的组合结构示意图。
[0040]图4是同心式流量调节器实施例1的结构示意图。
[0041]图5是同心式流量调节器实施例1所用钥匙的结构示意图。
[0042]图6是同心式流量调节器实施例2的结构示意图。
[0043]图7是图6所示同心式流量调节器的A-A向剖视图。
[0044]图8是图6所示同心式流量调节器的B-B向剖视图。
【具体实施方式】
[0045]如图1所示，本发明采样仪包括多节锥管6、多根直筒管5、一根稳流缓冲管4、一根芯管10、分流调压阀9、压力表7、采样软管I和同心式流量调节器等组成部分。其中，锥管6、直筒管5、稳流缓冲管4和芯管10等均是用304不锈钢制成，采样软管I是用硅胶制成的耐压透明软管。
[0046]锥管6可配置4一6节，锥度最好控制在6.5°?7°，各节锥管的锥度相同，并且，五节锥管可依次连接组成一个组合锥筒。图2中，相邻两节锥管6通过端部的承插口相互插接配合，在承插口上开有沿圆周均布的通孔，在通孔中穿接紧固件，以实现固定连接。在承插口中位于里侧的一节锥管的内侧壁上焊接有螺母14，螺母14的中心孔与通孔相通，这样就可以仅从外部拧入螺杆13即可固定。螺杆13可选用蝶形螺杆，用手工即可安装固定。这种锥管连接配合方式，可适用于薄壁锥管，使装置的总体重量进一步减轻。
[0047]对于现场所使用的管径较小的泵管，可根据具体情况，从组合锥筒的前端顺次除下大规格的锥管，以便于组合锥筒向泵管中的插入。相邻锥管之间的螺纹端口上的内、外螺纹形式可相互替换；在锥管连接处应设置O形胶圈进行密封。另外，锥管6上的螺纹端口既可与锥管的管壁平行，也可制有一定的坡度，后者更便于安装和拆卸。当泵管出水量较小时，可在组合锥筒的大口端的外侧缠绕一些柔性物，形成对泵管内壁缝隙的填堵作用，以使水流尽量全部通过组合锥筒，从而增大后续芯管的出水压力。
[0048]直筒管5为等径的直管，40— 50cm —节，可配置4一6节，其一端为外螺纹接口，另一端为内螺纹接口，以便于实现相互之间的连接，并可分别与最小规格的锥管的小口端以及稳流缓冲管4进行螺纹连接。直筒管5两端的螺纹接口最好也有一定的坡度，以便于安装和拆卸。在直筒管5的螺纹接口处也设置有O形胶圈进行密封。
[0049]图3中，稳流缓冲管4的左端为开口端，连接在直筒管5的末端端口上，右端为封闭端，在靠近封闭端的侧壁上开设有阀门接口 11，用以连接分流调压阀9。调整分流调压阀9的开度，就可以调节流经稳流缓冲管4的污染水样的水流压力。分流调压阀9可用球阀、蝶阀、截止阀、闸阀等，以球阀为优选。在稳流缓冲管4上还开有压力表接口，连接压力表7。压力表7用以检测流经稳流缓冲管4中的污染水样的水流压力，指示分流调压阀9的调整。
[0050]在稳流缓冲管4中穿接有芯管10，芯管10的迎水端靠近稳流缓冲管4的开口端，并通过三片不锈钢固定片12固定连接在稳流缓冲管4内。芯管10的迎水端为斜面开口，开口断面与水平向的夹角为55°?56°，且斜面开口的朝向与稳流缓冲管4上的阀门接口 11的开口方向相悖。三片固定片12沿芯管10的管壁外圆均布，并且以与芯管径向截面60°的夹角沿管轴线纵向设置，以尽量减少对水流的影响。芯管10的出水端从稳流缓冲管4的封闭端中穿出，并与稳流缓冲管4的封闭端固定连接。在芯管10的出水端上接有卡套式接头8，以可靠稳定地连接采样软管I。
[0051]采样软管I是用硅胶制成的软管，其一端连接在芯管10的出水端上配接的卡套式接头8上，另一端穿过同心式流量调节器(图1)，通过同心式流量调节器对采集水样的流量大小进行调节。采样软管I的自由端的伸出长度应不少于30cm。
[0052]同心式流量调节器是在一根直柄握杆3中开有轴向芯孔，采样软管I穿过直柄握杆I的轴向芯孔，在握杆I的上端设置有转轴紧绳器2，采样软管I穿出握杆I后的自由端的伸出长度应不少于30cm，以便于插入向采样瓶中进行水样采集操作。
[0053]图4是同心式流量调节器的第一种具体实现方式。
[0054]如图4所示，该同心式流量调节器是在一根直柄握杆3中开有轴向芯孔，采样软管I穿过握杆3的芯孔，在握杆3的一端设置有水平转动的转轴紧绳器2，在转轴紧绳器2的调节机构上固定有紧固绳20，紧固绳20环绕采样软管I 一圈后嵌接于在握杆3端部开出的定位卡槽301中(参看图7)。
[0055]图4中，转轴紧绳器2是在握杆3的一端设置有圆筒座205和立轴座209，圆筒座205与立轴座209上下相对，圆筒座205的上端为敞口端，在圆筒座205的下端面上开有芯孔；在立轴座209中卡接有立轴202，立轴202的上端通过圆筒座下端面上的芯孔伸入圆筒座中。立轴202的轴心线平行于握杆3的轴心线，立轴202可相对立轴座209转动。立轴的设置方式可以是在立轴202的下部定位端固接有金属环套208，在将环套端插入立轴座209上的孔位之后，再用盖板207遮挡住环套208，使立轴202定位在立轴座209中。盖板207通过紧固件固定在立轴座209上，以盖住孔位。立轴202的上部自由端位于圆筒座205中，在立轴202的自由端设有一圈平行于立轴中心线的外齿条。紧固绳20从芯孔内侧穿过握杆3上的孔眼后，固定并绕接在立轴202的外露段上。穿接紧固绳的孔眼位于圆筒座与立轴座之间的握杆3上。在立轴202的自由端的端面上开有插接解锁钥匙用的四棱柱或六棱柱形的插孔210。在圆筒座205内设置有可轴向滑动的锁置环201，在锁置环201的侧壁开有槽口 203，利用穿接圆筒座205侧壁的螺钉204与锁置环上的槽口 203的配合，即可使锁置环201只能在圆筒座205中轴向滑动而不能转动。在锁置环201的内环面上设有一圈可与立轴202上的外齿条相啮合的内齿条。在圆筒座205内设置有弹簧206，使锁置环201在常态下被顶置到与圆筒座205端口相平齐的位置处，以通过锁置环上的内齿条与立轴202上的外齿条的相互啮合，而将立轴202锁止住。
[0056]为避免锁置环201在上下移动过程中出现内、外齿条的齿端相互别住的情况发生，可将锁置环201中的内齿条的上端和立轴202上的外齿条的下端分别制成为三角形等的尖端形状，以便于内、外齿条相互间插接配合。
[0057]对锁置环201的解锁操作，是通过专门设计的解锁钥匙211 (图5)进行的；对采样软管I的流量调节，也是通过解锁钥匙211进行操作的。图3中，在解锁钥匙211上设置有推压锁置环的外环圈213和插接立轴的四棱柱或六棱柱形的插杆212。当插杆212插接到立轴202上的棱柱形插孔210内(插到底)之后，解锁钥匙211上的外环圈213随即将锁置环201推入圆筒座205内，锁置环上的内齿条与立轴202上的外齿条相脱离,此时,通过转动解锁钥匙的手柄，即可拨动立轴202顺时针或逆时针转动，使连接在立轴202上的紧固绳20被拉紧或者放松，从而对紧固绳所环绕的采样软管I进行同心的收放，使采集水样的流线束始终保持“圆柱”形，由此减小了挥发、半挥发性物质析出的几率。
[0058]图4中，在握杆3的芯孔内壁上可制出一条深度约2mm的环形槽(与穿接紧固绳的孔眼相对)，以使紧固绳20可嵌入槽内，自由地环向滑动。
[0059]图6—图8是同心式流量调节器的第二种具体实现方式。
[0060]如图6、图7所示，同心式流量调节器是在一根直柄状的握杆3中开有轴向芯孔，在芯孔中穿接采样软管1，在握杆3的杆体上开有与芯孔相通的横向过绳孔，在握杆3的一端设置有缠绕紧固绳的转轴紧绳器，从转轴紧绳器中牵引出的紧固绳20在穿过握杆3上的过绳孔并通入芯孔后，其端部固定在握杆3的杆体上。
[0061]紧固绳20的端头固定方式可有多种，一是可在握杆3的上端面开出一条与芯孔边沿相切的条缝301，条缝的深度达到过绳孔的高度，紧固绳20的端头嵌接并固定在握杆3上的该条缝301中(图7) ;二是可在握杆3中贯通过绳孔，紧固绳20的端头穿出过绳孔，固定在握杆3的杆体上。在采样软管I穿入握杆的芯孔后，紧固绳20在芯孔中环绕采样软管一圈，构成环圈式紧束调节机构。
[0062]握杆3的芯孔孔径最好与所穿接的采样软管I的外径相同。由于采样软管I自身具有良好的弹性，因此，能够顺利地穿接握杆芯孔。采用相同直径的设置方式后，在与过绳孔相同高度的握杆的芯孔内壁上就应制出一个环绕芯孔内壁的环形槽，使紧固绳在槽环形内可自由滑动，以方便紧固绳20的拉伸调节，并减少甚至避免对采样软管I的非圆环性的变形影响。
[0063]如图6所示，所述转轴紧绳器是在握杆3的上端设有轴向偏出芯孔外侧且上下相对的壳体214和轴座223，在壳体214中装有直立的转轴222。转轴222的下端穿出壳体底板221后、活动连接在轴座223上。转轴222的上端接有带上轮沿的圆形轮盘211，在轮盘211的轮沿内侧设有一圈轴向内齿，在转轴222上设有一段带轴向外齿的齿形段，在壳体214中装有拨动机构，通过对转轴222上的齿形段的拨动，使转轴222随之转动。在拨动机构中设有实施拨动操作用的按压柄219，按压柄219的外侧端从在壳体214的侧壁上开出的拨动窗中伸出。在壳体214的内侧顶部设置有锁止机构，锁止机构通过对轮盘211上的内齿的卡接，使转轴222止动。紧固绳20连接在转轴222的外露段上，转轴222的外露段位于壳体214与轴座223之间。
[0064]如图6、图8所不，所述拨动机构包括筒圈218、按压柄219和回位弹黃220 ;筒圈218套接在转轴222的中部，按压柄219安装在筒圈218中；按压柄219的一端伸出筒圈218的侧开口，回位弹簧220套接在按压柄219在筒圈中的内置段上。图3中，按压柄219的内端面为可包覆转轴222的凹弧面，在按压柄219的内端面制有端齿，端齿轴向设置，布满按压柄的内端面，且可与转轴222上的齿形段相互啮合。当用手指按下按压柄219时，按压柄219内端面上的端齿即与转轴222上的齿形段相互啮合，此时即可用手指通过拨动按压柄219使转轴222随之转动。松开手指后，回位弹簧220推动按压柄219回位，按压柄219上的端齿即与转轴222上的齿形段自行脱离。
[0065]设置在转轴紧绳器2中的锁止机构的作用是通过对轮盘211的离合操作，使转轴222锁定或松开。如图1、图2所示，锁止机构包括两个拨叉216和位于两个拨叉之间的扇形拨块215，两个拨叉216的一端分别铰接在开口内筒圈212的内壁上，开口内筒圈212的上沿固定在壳体214的顶板内侧，开口内筒圈212向下延伸到轮盘211的轮沿内侧，在开口内筒圈212上设有一个圆心角约为120°的开口段。两个拨叉216的自由卡接端分别伸出所述开口内筒圈212的开口段，并可在拨块215的拨动下，卡接在轮盘211内侧面上的内齿上。图2中，在两个拨叉216的外侧面的中部与开口内筒圈212的内壁之间分别设有顶簧217，以推动拨叉自动回位。在拨块215上通过连接轴接有控制离合操作的转柄213，转柄213设置在壳体214顶板的外侧面。
[0066]使用时，先扳动转柄213，使拨叉216的自由卡接端脱离轮盘211的内沿，轮盘223被松开；再用手指按下拨动机构中的按压柄219，使按压柄219上的端齿与转轴222上的齿形段啮合，通过拨动按压柄219，即可带动转轴222正转或反转，调整缠绕在采样软管I上的紧固绳20的拉伸度，以对紧固绳所环绕的采样软管I进行同心的收放，调整采样软管I拘束处的内圆截面的大小，使通过采样软管I中的采集水样的流线束始终保持“圆柱”形，由此实现对采样软管I进行同心圆式的流量调整的目的，减少在采样过程中污染水样里的挥发、半挥发性物质的析出几率。松开手指后，拨动机构中的回位弹簧220推动按压柄219回位，按压柄219上的端齿与转轴222上的齿形段相脱离，则一次调整结束。
[0067]本发明采样仪的工作原理是:先根据需要和现场情况，确定所用锥管6的配接数量和所需直通管5的组合长度；然后将稳流缓冲管4前端连接的组合锥筒和直通管全部插入污染水样输出泵管中，将稳流缓冲管用绳索等捆扎固定在泵管上。输出泵工作后，泵管口的出水通过组合锥筒和直通管进入稳流缓冲管4中，调节分流调压阀9，使压力表7的读数为0.18?0.2MPa ;用手握住同心式流量调节器，拉直采样软管1，使其出水口朝上，高出稳流缓冲管21的顶面800mm并呈直立状态；缓慢调节同心式流量调节器，使采样软管I出水口处的水球面高度小于5mm，并确保采样软管I内部和出水口处的水流中不见气泡；将采样软管I的出水口缓慢插入2000ml的采样瓶(针对含半挥发性物质的样品采集)中，直至采样软管I的出水端与瓶底距离约为5?8mm,放置不动,待瓶中水面离瓶口距离约50mm时,缓慢提出采样软管I。在提管过程中，保证采样软管I的出水口与瓶内的水面距离不大于5mm，直至采样瓶装满水样。最后拧紧瓶盖，倒置微敲，瓶中无气泡产生，即完成大瓶样品的采集工作。
[0068]采集含挥发性物质的污染水样时，将采样软管I缓慢插入采样瓶(2支40ml)中，随着瓶中水面的不断升高，缓慢提升采样软管1，提管过程中，保证采样软管I的出水口与水面距离不大于5_，直至装满水样，拧紧瓶盖，倒置微敲，瓶中无气泡产生，完成样品采集。
[0069]本发明采样仪还可对其它水样进行采集。
【权利要求】
1.一种管口可变径插入式采样仪，其特征是，包括: 若干节可依次相接且锥度相同的锥管，用于插入污染水样输出泵管内，对污染水样进行平稳输送；相邻所述锥管通过端部的承插口相互插接配合，在所述承插口上开有沿圆周均布的若干穿接紧固件的通孔，在所述承插口里侧的所述锥管上焊接有螺母，所述螺母的中心孔与所述通孔相通； 若干根可依次相接且管径相同的直筒管，连接在开度最小的一节所述锥管的小口端，用于延伸所述锥管在污染水样输出泵管中的插入深度； 稳流缓冲管，其一端为开口端，连接在所述直筒管的末端端口上，另一端为封闭端，在靠近封闭端的侧壁上开设有连接分流调压阀的阀门接口； 芯管，穿接在所述稳流缓冲管中，其迎水端靠近所述稳流缓冲管的开口端，并通过固定片固定连接在所述稳流缓冲管内，其出水端从所述稳流缓冲管的封闭端中穿出，在所述芯管的出水端上接有卡套式接头； 分流调压阀，安装在所述稳流缓冲管的所述阀门接口上，用于调节直筒管中污染水样的水流压力； 压力表，安装在所述稳流缓冲管的管壁上，用于检测稳流缓冲管中污染水样的水流压力； 采样软管，连接在设置于所述芯管出水端的所述卡套式接头上，用于从所述芯管中导引出层流状态下的污染水样 以进行水样采集；以及 同心式流量调节器，套接在所述采样软管上，用于调节采集水样的流量大小； 所述同心式流量调节器是在握杆的杆体中开有穿接所述采样软管的轴向芯孔和与所述芯孔相通的横向过绳孔，在所述握杆的一端设置有缠绕紧固绳的转轴紧绳器，所述过绳孔与所述转轴紧绳器相对，从所述转轴紧绳器中牵引出的紧固绳在穿过所述过绳孔并通入所述芯孔后，其端部固定在所述握杆的杆体上；所述紧固绳在所述芯孔中环绕所述采样软管一圈。
2.根据权利要求1所述的管口可变径插入式采样仪，其特征是，所述芯管的迎水端为斜面开口，开口断面与水平向的夹角为55°~56°，且斜面开口的朝向与所述稳流缓冲管上的所述阀门接口的开口方向相悖。
3.根据权利要求1所述的管口可变径插入式采样仪，其特征是，所述转轴紧绳器是在所述握杆的上端设有轴向偏出芯孔外侧且上下相对的圆筒座和立轴座，所述圆筒座的顶端为敞口端，在所述圆筒座的底板上开有穿接孔；在所述立轴座中卡接有作为调节机构的可旋转的立轴，所述立轴的上端穿过所述穿接孔伸入所述圆筒座中，在所述立轴的上端设有一圈平行于立轴轴心线的外齿条；在所述圆筒座内设置有可轴向滑动的锁置环，在所述锁置环的内环面上设有一圈可与所述立轴上的所述外齿条相啮合的内齿条；在所述圆筒座内设置有顶簧，使所述锁置环在常态下被顶置到与所述圆筒座上端口相平齐的位置处，以通过齿条啮合锁止所述立轴；在所述握杆的位于所述圆筒座与所述立轴座之间的杆体上开有横向的孔眼，从所述孔眼中穿出的所述紧固绳固定在所述立轴上；在所述立轴的上端面开有棱柱形的钥匙插孔。
4.根据权利要求3所述的管口可变径插入式采样仪，其特征是，所述钥匙插孔的深度是在钥匙插到底后，使所述锁置环被钥匙下压而脱离与所述立轴上的所述外齿条的啮合。
5.根据权利要求3所述的管口可变径插入式采样仪，其特征是，所述锁置环中的所述内齿条的上端和所述立轴上的所述外齿条的下端分别为便于相互间插接配合的尖端形状。
6.根据权利要求3所述的管口可变径插入式采样仪，其特征是，所述锁置环中的所述内齿条和所述立轴上的所述外齿条的齿形分别为三角形。
7.根据权利要求1所述的管口可变径插入式采样仪，其特征是，所述转轴紧绳器是在所述握杆的上端设有轴向偏出芯孔外侧且上下相对的壳体和轴座，在所述壳体中装有直立的转轴，所述转轴的下端穿出所述壳体活动连接在所述轴座上，所述转轴的上端接有带上轮沿的轮盘，在所述轮盘的轮沿内侧设有一圈轴向内齿，在所述转轴上设有一段带轴向外齿的齿形段，在所述壳体中装有通过拨动所述齿形段使所述转轴转动的拨动机构，所述拨动机构的按压柄从所述壳体侧壁上开出的拨动窗中伸出；在所述壳体顶部设置有通过卡接所述轮盘上的内齿使转轴止动的锁止机构；所述紧固绳连接在所述转轴的外露段上。
8.根据权利要求7所述的管口可变径插入式采样仪，其特征是，所述拨动机构是在套接所述转轴的筒圈中装有按压柄，所述按压柄的一端伸出所述筒圈的侧开口，所述按压柄的内置段套接有回位弹簧，所述按压柄的内端面为凹弧面，在所述按压柄的内端面制有可与所述转轴上的齿形段相啮合的端齿。
9.根据权利要求7所述的管口可变径插入式采样仪，其特征是，所述锁止机构包括两个拨叉和位于两个所述拨叉之间的扇形拨块，两个所述拨叉的一端分别铰接在从所述壳体顶板下伸到所述轮盘的轮沿内侧的一个开口内筒圈的内壁上，两个所述拨叉的自由卡接端分别伸出所述开口内筒圈的开口段，并在所述拨块的拨动下，卡接在所述轮盘内侧面上的所述内齿上；在两个所述拨叉的外侧面的中部与所述开口内筒圈的内壁之间分别设有推动所述拨叉回 位的顶簧；在所述拨块上通过连接轴接有转柄，所述转柄设置在所述壳体顶板的外侧面。
【文档编号】G01N1/14GK103759970SQ201410040595
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月28日 优先权日:2014年1月28日
【发明者】温吉利, 孙继朝, 王金翠 申请人:中国地质科学院水文地质环境地质研究所