专利名称：小直径深水取样器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种小直径深水取样器，在孔径不小于3. 5厘米、井深达500米的 深水无衬裸井中取水样的装置，属水文地质和工程地质范畴。
背景技术：
在水文地质及工程地质测量中，常常需要知道地下不同含水层的水质情况，如电 导值、PH值、各种元素含量、各种污染物含量等，通过它及其它的地质测量结果可计算、推测 地下含水层及地层的结构情况。另外，当需要考察含水层间是否存在水力联系时，也常常要 在一个井中投放示踪剂，如放射性同位素、天然稳定性同位素、萤光剂、某些盐类，染料等， 然后在水流下游井中的指定深度取样观测是否有示踪剂到达，以探查水流的宏观流向、流 速和水井间不同水层的水力联系。目前虽然有现场直接测量的多种探头，但由于现场测量 探头的精度及测量探头的种类不够，一般还是采用取水样回实验室测量的方式。但由于深 水测量井的直径都较小，通常只有3到10厘米左右，加上测量井中常有泥沙、高水压、破裂 岩石等恶劣情况，只能使用专用的小直径深水取样器，目前的深水取水样有以下几种方式， 电动、手动蠕动泵式，瓶式取样，气体置换式，电磁阀式，水泵抽水式等多种方法。但以上方 法都存在各种问题而使用不便，瓶式采水器的水样瓶由一金属架固定，架子的底部装有重 锤。由绳子系住放入水下，绳上刻有高度标尺。采样时，将采样瓶降至预定深度，将另一根细 绳上提打开瓶，水即充满瓶子，然后瓶塞子上一弹簧回弹盖住瓶口，完成采样工作。此种采 水器的缺点在于1、采样时需同步下放两条绳索，协调操作不易，双绳很容易缠绕而失败， 2、不能用于很深的水井中，因绳子太长提拉瓶塞将没有了手感。3、在深水层巨大的静水压 力很难打开瓶盖。水泵式，气体置换式都需要很长的气管或水管，这些长长管子的自重和体 积很大，收放管子十分困难，并且管子容易折裂而损坏。如果是抽取水样，取水点距地面远， 前段水样应是无用水，要白白等待很长时间，而且取样点的水会在抽取的过程中与水管中 的水混合，另外取样点的水样到达取样瓶的确切位置不易确定，影响到测量的准确性。如用 气体置换方式，气瓶的运输就比较困难，如用气筒打气，则十分累人，并且压力有限，不能用 于深水。电磁阀式要克服高水压的动密封问题，常会因为密封漏水而使电子器件损坏。另 外由于取样器直径的限制，不能用大的电磁阀，小体积的电磁阀的吸力较小，深水静水压大 时往往不能顺利打开。而且要用二根电线及一组电池，总重量也不小。测量井的直径小，深度深，取样器要能方便地放入取水井并能取出，不易被突出的 破裂岩石卡住。自重要轻，能一人操作。在到达指定深度前，不会因水在深水高压状态下渗 入取样器而影响测量的准确。开启容易可靠，上提过程不要再有水混入。不使用电路、电磁 阀类电子器件，以防在高水压下水沿着螺纹及动配合的缝隙漏水而使仪器失效。当水误入 泥沙中，能方便清洗而快速重新工作。整个取样器不会生锈，有一定重量容易沉入水中，能 抗撞击，不易变形。
实用新型内容本实用新型没使用任何电路，即能在取样器到达指定深度时可靠打开进水阀门， 取得水样，在取样器沉入水的过程中，密封口不会有水渗入，确保所取的水样为指定深度的 水。没有电子器件，不用电线相连，避免了深水高压引起的电子器件进水。取样器只用一根 测量绳系住，重量轻、收放容易，没有电线或气管自重过大等问题。最小直径能达3厘米，能 放入大部分测量井。取样体积足够大，满足测量的要求。本实用新型所说的取样器，主体采用不锈钢管，在取样器的上部管壁上设有进水 孔6，进水孔的内侧是止回水膜阀19，外侧有密封盖7 ；密封盖的一端固定在活动臂5的中 段上，活动臂5的下端活动连接在一支架8上，支架8固定在进水孔6的下方，支架8下方 的管臂上还设有模具弹簧9，模具弹簧9与活动臂5相连；活动臂5上端与安装在管臂上的 可上下方向滑动的斜面滑块3的斜面相接触，当斜面滑块向下滑动时，能将活动臂上端抬 起，使和活动臂相连的密封盖被打开；取样器的出水口设置在底部，由一出水阀控制；取样 器上设有固定测绳的夹绳卡。一个较好的方案是，将取样器的一段管壁设计为平面，所说的进水口、支架、模具弹簧 和斜面滑块都设置在这个平面管壁上；非工作状态时，斜面滑块的顶部高于取样器管壁顶。上述方案中，所说的夹绳卡设置在取样器的中心轴上。上述方案中，出水口最好为管状。为了增加取样量和便于清洗，可将取样器主体设置为上、中、下三个部分，，上、中 部由螺纹相连接，用橡胶0型圈密封，取样器的下部和中部也是用螺纹连接，用橡胶0型圈 密封。本实用新型还公开了一种深水取样装置，它由上述的小直径深水取样器，以及测 绳和重锤组成，测绳一端固定在取样器上，测绳上有深度标志，重锤上有中心孔，重锤通过 中心孔沿测绳滑下时，重锤能撞击斜面滑块，使斜面滑块向下滑动。本实用新型与现有的取样器相比有如下优点水样采取点深度明确，并且取样器 回收过程中不会有途中水混入，确保测量的准确性。取样器直径很小，可适用于大部分的测 井。操作简便，一人即可工作，性能可靠，取水样的成功率很高。测量深度深，几乎可用于任 何深度的井。无任何电子器件，不怕进水，无须维护。结构简单，可靠耐用、重量轻，便于携 带，操作成本低廉。能适应各种恶劣环境，即使不慎进入泥浆中，只要经简单冲洗即可重新 工作。出放水简便，操作速度快。价格与其它同功能产品相比极低，便于推广应用。
图1是本实用新型有结构示意图，其中，1-带有深度标志的测绳；2_，金属重锤；3-斜面滑块；4-平面板；5-活动 臂；6-进水口 ；7-活动盖，8-支架；9-弹簧；10-取样器上部；11-连接螺纹；12-0型密封圈； 13-取样器中部；14-取样器下部；15-出水阀；16-出水口 ； 17-出水口密封圈；18-止回水 膜阀；19-夹绳卡；20-绳栓。
具体实施方式
本实用新型深水取样器主体采用304不锈钢管制成，不会生锈，耐碰撞、不变形。平面板用氩弧焊连接，活动盖平板一面使用硅橡胶密封垫。弹簧采用模具弹簧，其余部件均 用304不锈钢制成。 本实用新型深水取样装置的结构图如图1所示，主体采用不锈钢管，在取样器的 上部10上按径向切割出一块并焊接有一平面板4，主要的器件都安装在这个平面上。平面 板4上设有进水孔6，进水孔6的内侧是止回水膜阀18，外侧有密封盖7 ；密封盖的一端固 定在活动臂5的中段上，活动臂5的下端活动连接在一支架8上，支架8固定在进水孔6的 下方，支架8下方的管臂上还设有模具弹簧9，模具弹簧9与活动臂5相连；活动臂5上端 与安装在管臂上的可上下方向滑动的斜面滑块3的斜面相接触。工作时将测绳1一端通过 绳栓20固定在夹绳卡19上，将中心开孔的金属重锤2放在井口的中心位置，测绳1穿过金 属重锤2的中心孔，将取样器放入测量井中，测绳1有深度标志，当取样器到达预定深度，将 金属重锤2放入井中，这时重锤2会沿着测绳1快速下滑，最后砸在斜面滑块3上，斜面滑 块3向下滑动，将活动臂5上端抬起，这时和活动臂5相连的密封盖7就被打开，欲测深度 的水就进入取样器中了。进水口 6的另一面安装有一止回水膜阀18，当密封盖7打开时，井 水的压力大于取样器腔体内的压力，膜阀18开启，井水能顺利进入，当水灌满时，取样器腔 内外压力相等，膜阀18关闭，防止取样器上升过程中的井水混入腔内使测量不准确。在金 属重锤2末使用时，弹簧9伸开，通过活动臂5使密封盖7紧紧地密封住进水口，防止井水 进入，随着水深的加深，水的静压力越大，这时会将密封盖7更紧地压住，水不能进去丝毫。 而斜面滑块抬起活动臂是力学中的一个省力的过程，通过斜面，力被放大，能更容易克服水 的巨大静压力从而打开密封盖。金属重锤下滑过程是一个势能变动能的过程，虽然其间要 克服水的阻力，但到达取样器所在的深度时仍有相当大的动能，可以容易并且可靠地打开 密封盖。为了增加取样量和便于清洗，增加了取样器中部13，上部10、中部13由螺纹11相 连接，用橡胶0型圈12密封，取样器的下部14和中部13也是用螺纹连接，用橡胶0型圈密 封，取样器下部15的底部有一出水阀15，旋紧时出水口密封圈17封住出水口 16，旋松时阀 门打开，取样器中的水出水口流出，由于出水口 16为一管状，可直接将水放入样品瓶中。测 绳1可用圆型丙纶编织绳，上面标有深度标志，它的重量轻、耐磨、强度大、伸缩度小。
权利要求1.一种小直径深水取样器，其特征在于，取样器主体采用不锈钢管，在取样器的上部管 壁上设有进水孔(6)，进水孔的内侧是止回膜阀(19)，外侧有密封盖(7);密封盖的一端固 定在活动臂(5)的中段上，活动臂(5)的下端活动连接在一支架(8)上，支架(8)固定在进 水孔(6)的下方，支架(8)下方的管臂上还设有模具弹簧(9)，模具弹簧(9)与活动臂(5)相 连；活动臂(5)上端与安装在管臂上的可上下方向滑动的斜面滑块(3)的斜面相接触，当斜 面滑块向下滑动时，能将活动臂上端抬起，使和活动臂相连的密封盖被打开；取样器的出水 口设置在底部，由一出水阀控制；取样器上设有固定测绳的夹绳卡。
2.如权利要求1所述的小直径深水取样器，其特征在于，取样器的一段管壁为平面，所 说的进水口、支架、模具弹簧和斜面滑块都设置在这个平面管壁上；非工作状态时，斜面 滑块的顶部高于取样器管壁顶。
3.如权利要求2所述的小直径深水取样器，其特征在于，出水口为管状。
4.一种深水取样装置，其特征在于，由小直径深水取样器、测绳和重锤组成，测绳一端 固定在取样器上，测绳上有深度标志，重锤上有中心孔，重锤通过中心孔沿测绳滑下时，重 锤能撞击斜面滑块，使斜面滑块向下滑动。
专利摘要本实用新型涉及一种小直径深水取样器，取样器主体采用不锈钢管，在取样器的上部管壁上设有进水孔，进水孔的内侧是止回膜阀，外侧有密封盖；密封盖的一端固定在活动臂的中段上，活动臂的下端活动连接在一支架上，支架固定在进水孔的下方，支架下方的管臂上还设有模具弹簧，模具弹簧与活动臂相连；活动臂上端与安装在管臂上的可上下方向滑动的斜面滑块3的斜面相接触，当斜面滑块向下滑动时，能将活动臂上端抬起，使和活动臂相连的密封盖被打开；取样器的出水口设置在底部，由一出水阀控制；取样器上设有固定测绳的夹绳卡。本实用新型具有操作简便，性能可靠，取水样的成功率高的优点。
文档编号G01N1/10GK201885897SQ20102061629
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者余刚, 林家彬, 虞利俊, 韦金河, 黄万喜 申请人:江苏省农业科学院