一种井下污水样品采集装置的制作方法

本技术涉及环境监测污水采集领域，特别涉及一种井下污水样品采集装置。

背景技术：

1、在监测生活污水中的微量持久性污染物质和病原体微生物时，经常需要在市政管网的窨井采样，而这些窨井往往位于马路上，市场上常见的污水采样器体积较大，只可放置于地面上，在这种场景下使用势必会影响交通和行人安全。因而不适用于市政管网的窨井的污水样品采集。

2、现有的采集装置，只能进行单一的采集污水样本，样品采集完成后需要在实验室人工进行固相萃取等前处理，费时费力。同时，由于样品在采样装置内的保存时间很短，不得不由人工频繁打开井盖及时回收样品，增加了对交通的影响和人工成本。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种井下污水样品采集装置，用于解决背景技术中的问题。

2、为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

3、一种井下污水样品采集装置，包括：

4、外壳，其内部设有蠕动泵，所述蠕动泵的进水端设有延伸至所述外壳底部且与外部采样管连接的进水穿板接头，出水端连接于切换阀；

5、所述切换阀的出水端通过注水接头连接有若干用于采集样品中目标污染物的spe柱、适配于若干用于直接采集污水样本的样品瓶、适配于排水口的反冲洗瓶和连接有用于存储保护剂的试剂瓶；

6、并且根据需要通过驱动所述切换阀至对应孔位进行动作。

7、实现上述技术方案，在进行采集前，驱动切换阀切换至排水口孔位，启动蠕动泵正转抽水，在蠕动泵和切换阀之间的管路上设有液位传感器，当液位传感器探测到有水流到达时，蠕动泵继续正转，抽取适量的水存储到反冲洗瓶内。

8、而在采集时，驱动切换阀切换至所需spe柱或样品瓶的孔位，启动蠕动泵正转以采集适量的水体样品。

9、在上述采集完一个spe柱或样品瓶，驱动切换阀切换至排水口孔位，启动蠕动泵反转，将管路中的水排出外部连接的采样管，以达到排空管路和反冲洗采样管滤头的作用，避免交叉污染和堵塞采样管滤头，并且也可以利用反冲洗瓶内的水更充分地反冲洗管路和采样管滤头，以确保下一采集样品的精确性。

10、在将污水样品采集到样品瓶后，驱动切换阀切换至试剂瓶孔位，启动蠕动泵反转抽取适量的保护剂，至切换阀与蠕动泵之间的管路，然后驱动切换阀切换至目标样品瓶所在孔位，启动蠕动泵正转，将试剂瓶中的保护剂注入到样品瓶中，提高样品保存时间，保证装置的连续式工作，并且降低人工频繁开井盖取样的频率，节省人力。

11、作为本实用新型的一种优选方案，所述切换阀包括：阀壳，其中间位置开设有贯穿孔；

12、阀芯，设于所述贯穿孔内且一端延伸至所述阀壳外，所述阀芯内设有进液孔，开设于所述阀壳内且与所述进液孔相对应的若干出液孔，当所述进液孔有液体流过时，受水的压力作用使所述阀芯紧贴所述阀壳的内壁实现密封；

13、进水接头，设于所述贯穿孔内且通过弹性组件使所述进水接头的一端抵压在所述阀芯上；

14、出水接头，设于所述阀壳内且与所述出液孔相对应。

15、作为本实用新型的一种优选方案，所述外壳内设有与所述阀芯连接的第一步进电机和位于所述第一步进电机上且支撑于所述切换阀的第一支架，所述阀芯与所述第一步进电机通过第一限位开关连接；

16、所述阀壳呈六变形结构设置；所述贯穿孔从上至下分为上孔腔、中孔腔和下孔腔，所述中孔腔呈圆锥形结构设置；

17、所述阀芯伸入所述阀壳内的一端与所述中孔腔相适配且呈圆锥端；所述进液孔呈l型，并与所述出液孔相对应。

18、实现上述技术方案，阀芯通过第一步进电机的驱动，从而实现切换阀孔位的切换，其中，限位开关是用于确定切换阀的原点。

19、上述阀壳的结构可以根据需要自行设计，并且每个侧端面均对应设置有一个出水接头，使得该阀具有多个孔位，以满足实际需要。

20、在液体进入到进液孔内时，通过液体的压力作用，使在中孔腔内的阀芯的圆锥端，紧贴于中孔腔的内部，从而实现密封，防止阀内产生泄露。

21、作为本实用新型的一种优选方案，所述弹性组件包括：套设于所述进水接头上的弹簧，且所述弹簧的一端抵靠在所述进水接头的一台阶面上，套设于所述进水接头上且伸入所述贯穿孔内并抵压所述弹簧的封装螺栓；

22、所述进水接头上与外部软管连接的一端设有环形限位部；

23、所述阀壳内开设有与用于安装所述出水接头的安装腔，所述安装腔的直径要比所述出液孔大1/3倍；

24、所述安装腔内且位于所述出水接头和出液孔之间设有密封圈。

25、实现上述技术方案，上述封装螺栓通过弹簧将进水接头的一面与阀芯的一面压紧，避免阀芯与进水接头之间的连接处出现泄露，实现密封，提高阀的整体密封性。

26、通过环形限位部的设置，可以使与其连接的软管能够牢牢地限制在进水接头上，防止出现连接不到位液体泄露的风险。通过密封圈的设置，为了保证出水接头处产生泄露。

27、作为本实用新型的一种优选方案，所述切换阀采用聚四氟乙烯材质制成；

28、所述阀壳上开设有固定孔。

29、实现上述技术方案，使该阀具有重量轻、高耐温性、不易磨损或泄漏、使用寿命长的特点。

30、通过固定孔的设置，可以通过固定螺栓将阀固定到适应位置，以满足安装需要。

31、作为本实用新型的一种优选方案，所述注水接头包括：一端开设有凹槽的盖体、所述盖体的顶部设有一防旋转台、竖直设于所述防旋转台上且通过螺母固定于所述外壳上的螺纹柱、设于所述螺纹柱上的内部软管接头；

32、所述凹槽的内壁设有与所述试剂瓶开口端螺纹配合的连接螺纹、设于所述盖体的底部且适配于所述spe柱管体的第一接头柱、设于所述第一接头柱上且连接于软管或吸管的第二接头柱、以及开设于所述注水接头内的注水孔。

33、实现上述技术方案，注水接头的进水口与切换阀上的出水接头之间通过细硅胶管进行连接，并且注水接头是固定于外壳上的，同时，注水接头可同时适配多种规格的样品瓶和spe柱、以及试剂瓶和反冲洗瓶，使采样人员可以根据需要随意选用，而不必更换接头。

34、作为本实用新型的一种优选方案，所述样品瓶的开口端位于所述注水接头的下方对应位置，用以承接水样；

35、所述反冲洗瓶的开口端位于所述注水接头的下方对应位置，所述反冲洗瓶内呈竖直设有两端连通内外的中央管。

36、实现上述技术方案，在注水接头与反冲洗瓶配合时，在注水接头的第二接头处连接有软管置于瓶中，在上述经采样管的水样从排水口注入反冲洗瓶内，当液面达到中央管的顶端时，多出的水将从中央管溢出漏走，使反冲洗瓶中始终保持一定量的水。而当蠕动泵反转时，可通过软管从反冲洗瓶抽水，达到反冲洗管路和采样管滤头的目的。

37、作为本实用新型的一种优选方案，所述外壳内设有与所述蠕动泵连接的第二步进电机和位于所述第二步进电机上且支撑于所述蠕动泵的第二支架，所述蠕动泵与所述第二步进电机通过第二限位开关连接；

38、所述外壳内设有通过托架支撑的电池箱和与电机电性连接的驱动器。

39、作为本实用新型的一种优选方案，所述外壳包括：底座、承载于所述底座上的侧壁、承托于所述侧壁顶部的顶罩、以及设于所述顶罩上的上盖；

40、所述底座上相邻两端面的夹角处设有多个承载所述样品瓶和试剂瓶的承载孔座和一位于所述spe柱下方对应位置的排水孔，以及位于所述承载孔座和排水孔之间的排水槽；

41、所述顶罩的侧面且位于所述注水接头处开设有多个视窗；

42、所述上盖上设有充电插口和控制开关。

43、作为本实用新型的一种优选方案，所述外壳内竖直穿设有多个连接螺钉，设于所述连接螺钉的一端且位于所述底座底部的脚钉，设于所述连接螺钉的另一端且位于所述上盖顶部并通过缆绳固定于井盖下方的吊环。

44、综上所述，本实用新型具有如下有益效果：

45、1、本采样装置具有多功能集成系统，并且拥有多种采样模式，既可以单纯采集污水样本，也可以采集的同时进行固相萃取前处理，既增加了样品保存时间，又能将污水样品监测环节中最为费时费力的前处理过程直接通过采样装置在现场自动完成，提高了污水环境样品分析的效率。

46、2、本采样装置可以自动添加水样保护剂，可实现连续多日采样，降低了人工频繁开井盖取样的频率，节省人力。

47、3、注水接头可适配多种规格样品瓶、固相萃取柱和试剂瓶，使采样人员可以根据需要随意选用，而不必更换接头。

48、4、切换阀拥有多个孔位，最多可连续采集4瓶原始水样或5个固相萃取柱样品，满足连续多日的采样监测需求。

49、5、该采样装置体积小巧，适于井下采样，而不影响交通和行人安全。同时常规采样条件下可续航一周，低频采样条件下可续航一个月以上。