一种采样装置的制作方法

本实用新型涉及环境采样设备领域，尤其涉及一种用于采集底泥、土壤和水样的采样装置。

背景技术：

随着我国对环保监测行业的重视，各种用于环境领域的采样设备大量出现在市场上。这些采样设备按照所采集的环境介质的类型不同，可以划分为固体样品采集设备(土壤、底泥和岩芯样品等)、液体样品采集设备(地下水或地表水样品)和气体样品采集设备(大气或土壤气样品)。其中，固体样品采集设备多基于抓斗、冲击套筒或真空的原理，液体和气体样品多基于离心泵、容积泵或惯性泵原理来实现。

例如，发明专利“一种深水底泥采样装置”(授权公告号CN 102435460 B)利用了抓斗的原理实现河流底泥的采集，但此发明专利仅可采集底泥，且在样品抓起过程中容易发生样品泄漏和交叉污染。发明专利“柱状浅层底泥采样器”(授权公告号CN 103234777 B)则利用了钻头原理来获取样品，但在使用过程中采样深度不够，且提出样品的过程中容易受到波浪干扰。简而言之，这些样品采集设备都存在采样介质单一、无法自动化的连续采样、样品提升高度有限(常见于基于真空泵、容积泵、惯性泵原理的采样设备)、提升过程中存在样品泄漏、以及样品输送过程中与外界物质接触导致交叉污染、含杂质样品磨损部件(常见于采用离心泵、冲击套筒原理的采样设备)等缺点。

基于以上所述，亟需一种采样装置，以解决以上问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种采样装置，可连续采集固体和液体样品，采样深度可调，避免样品泄露以及与外界接触带来的交叉污染。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种采样装置，包括螺杆、套设在螺杆外部的封闭螺旋外筒及驱动螺杆旋转的电机，所述螺杆的周向安装有螺旋叶片，所述螺旋叶片与螺旋外筒内壁之间存在间隙，所述螺旋外筒的顶端一侧设置有样品出口，所述螺旋外筒的最底端连接有取样头。

作为一种采样装置的优选方案，所述螺旋叶片的直径从上到下依次减小。

作为一种采样装置的优选方案，所述取样头呈锥状。

作为一种采样装置的优选方案，包括控制盒和控制面板，所述控制盒分别与控制面板与电机连接。

作为一种采样装置的优选方案，所述电机设置在螺旋外筒的上方，并通过电机-螺杆连接器连接螺杆。

作为一种采样装置的优选方案，包括密封外壳，所述密封外壳内包封有电机和电机-螺杆连接器。

作为一种采样装置的优选方案，所述控制盒和控制面板均通过线缆设置在密封外壳的外部。

作为一种采样装置的优选方案，所述样品出口连接有排液软管的一端，所述排液软管的另一端穿过并延伸出密封外壳。

作为一种采样装置的优选方案，包括三脚架，所述三脚架与螺旋外筒的顶端固定连接。

作为一种采样装置的优选方案，所述螺旋叶片、螺旋外筒和螺杆的长度均可调。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出一种采样装置，电机驱动设置在螺旋外筒内的旋转螺杆转动，进而带动螺旋叶片转动，通过螺旋叶片的转动将固体或液体样品从螺旋外筒的底部输送到螺旋外筒的顶部，经由螺旋外筒顶部的样品出口排出，实现固体或液体样品的连续采集。

本实用新型基于螺杆泵原理，通过调整螺旋叶片的转速将固体或液体样品提升到样品出口，本装置适用于采集河床底泥、沼渣、滩涂淤泥、河流断面水样、地表水水样、地下水水样、成井的土样等场合，结构简单可靠，采样深度可调，样品全程处于封闭空间，避免了样品的泄露以及与外界接触带来的交叉污染，保证了环保采样样品的可靠性和准确性。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的采集固体样品的采样装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的采集液体样品的采样装置的结构示意图。

图中：

1、电机；2、电机-螺杆连接器；3、控制盒；4、控制面板；5、样品出口；6、三脚架；7、螺旋叶片；8、螺旋外筒；9、螺杆；10、取样头；11、密封外壳；12、线缆。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

图1是本实施例采集固体样品的采样装置的结构示意图。其中，固体样品既可以是干燥的土壤颗粒或砂砾，也可以是底泥、淤泥或沼渣等具有一定含水率、塑性及流动性较强的固体。在采集干燥的固体样品时需要预先建立采样井。

如图1所示，以本实施例的采集装置采集滩涂上的淤泥样品为例。该采样装置包括三脚架6、螺杆9、套设在螺杆9外部的封闭螺旋外筒8及驱动螺杆9旋转的电机1。电机1安装在支架上并位于螺旋外筒8的上方，并通过安装在支架上的电机-螺杆连接器2固定连接螺杆9，将固定后的装置放置到螺旋外筒8中，电机1转动带动螺杆9在螺旋外筒8内转动。根据采样深度需要，通过螺杆9和螺旋外筒8上各自设置的螺纹，增加或减少多个螺杆9和螺旋外筒8，实现螺旋外筒8与螺杆9长度的调节。在确定了螺杆9和螺旋外筒8的长度后，在螺旋外筒8的最底端安装上方便抽取固体样品的取样头10。将三脚架6从电机1的下端(即螺旋外筒8的顶端)沿螺旋外筒8方向安装并固定好，组装好的整个装置通过三脚架6立在地面上。

取样头10具有一定自重，其外壁具有螺纹，能够锁紧到螺旋外筒8的底端。取样头10呈锥状，使得取样头10的端口各位置压力不同，减少了固体样品的运动阻力，使得固体样品能够更加顺利地从底部进入螺旋外筒8内。

螺旋外筒8的顶端一侧设置有样品出口5，样品出口5通过接不同变径管实现直径可调。螺杆9的周向安装有螺旋叶片7，螺旋叶片7与螺旋外筒8内壁之间存在间隙，螺旋叶片7的长度可调节，螺旋叶片7的直径从上到下依次减小，能够方便固体样品由螺旋外筒8底部内壁与螺旋叶片7之间的大空隙顺利进入螺旋外筒8内，并在螺旋叶片7的旋转带动下，通过螺旋外筒8内壁与螺旋叶片7之间的空隙通道上升至样品出口5。

本实施例的采样装置还包括控制盒3和控制面板4，控制盒3分别与控制面板4与电机1连接，控制盒3和控制面板4控制电机1的转速来实现对固体和高粘滞度样品的提升。具体的，通过控制面板4输送指令到控制盒3，让电机1顺着螺旋叶片7的螺纹方向旋转并利用装置自身重量将螺旋外筒8压入待采样的底泥、淤泥或土壤等样品井中。通过控制面板4和控制盒3调节螺旋叶片7的转速，旋转的螺旋叶片7会将样品带上来到样品出口5，从样品出口5处接收固体样品放入容器中密封送实验室分析化验。完成采样后控制螺旋叶片7反向转动，将残留在装置内的固体样品返回原处。

本实施例基于螺杆泵原理，通过调整螺旋叶片7的转速将固体或液体样品提升到样品出口5，本装置适用于采集河床底泥、沼渣、滩涂淤泥、河流断面水样、地表水水样、地下水水样、成井的土样等场合，结构简单可靠，采样深度可调，样品全程处于封闭空间，避免了样品的泄露以及与外界接触带来的交叉污染，保证了环保采样样品的可靠性和准确性。

实施例二

如图2所示，本实施例提出一种可采集液体样品的采样装置，本实施例的采样装置结构与实施例一所述的采集固体样品的采样装置结构的区别之处在于：去除三脚架6，增设可包封电机1和电机-螺杆连接器2的密封外壳11。

具体的，本实施例采样装置的密封外壳11固定在螺旋外筒8的卡槽中。控制盒3和控制面板4均通过线缆12设置在密封外壳11的外部。样品出口5连接有排液软管的一端，排液软管的另一端穿过并延伸出密封外壳11。

以采集河流中心断面水样为例，将整个设备利用线缆12挂在船上，并将除了控制面板4和控制盒3的其他部分(包括密封外壳11)均放入水下指定深度，开启电机1，通过控制面板4和控制盒3控制螺旋叶片7的转速，将液体样品提升到样品出口5，从样品出口5连接的排液软管中收集液体样品并密封送检。

综上所述，本申请的采样装置具有以下优势：

1、在使用现场经过简单调整，可以在固体采样和液体采样任务之间自由切换，采集固体样品和液体样品的区别仅需调整电机转速；

2、采样全过程中样品始终保留在封闭空间内，避免样品泄漏及外界交叉污染，确保采样可靠性；

3、在采集底泥、沼渣等人工不易到达或操作的场所，可以使用线缆延长操作范围；

4、采样深度可调，且仅和电机功率、螺杆及螺旋外筒长度有关，不受大气压力、叶轮腐蚀等环境条件限制；

5、装置设计结构简单，全装置中仅有一个转动部件，不含有叶轮、齿轮变速箱等复杂机械结构，可以利用现有螺杆泵生产线进行生产，成本低廉、技术可靠性好，也具有很高的推广价值。

以上结合具体实施方式描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。