一种监测井地下水取样装置的制作方法

本发明涉及监测井采样，特别是一种监测井地下水取样装置。

背景技术：

1、监测井建设包括监测井设计、施工、成井、取样抽水试验等内容。通过对监测井地下水取样检测，可实现如下目的：

2、1、评估地下水质量。通过取样可以了解地下水中存在的主要污染物，更好地了解地下水污染状况，从而更好地控制和管理地下水资源，保障用水需求和健康。

3、2、提高环境监测的准确性和时间解析度。通过取样可以及时了解和控制地下水的污染范围和扩散情况，避免污染扩散造成更大的环境风险和经济损失，有助于保障人民群众的健康和社会生产安全。

4、3、促进环境保护和可持续发展。地下水是地球水循环中最重要的一环，是工农业赖以生存的生产基础材料。通过对地下水的监测可以合理开发和综合管理地下水资源，维持自然界的生态健康系统。

5、目前监测井地下水采样中，通常采用贝勒管或其他抽水设备采样，会存在下述问题：

6、无法实现不同深度的水的取样，无法满足分析需要；由于地下水水质在空间上具有高度差异性，不同深度的地下水水质可能会随着时间、地层性质的变化而发生变化，为了保障采样结果的代表性，需要进行分层取样；

7、贝勒管等设备的采样方式自动化程度低，不能一次性完成取样，操作较为繁琐；

8、若要实现不同深度的水的取样，容易出现不同深度的水的混合现象，无法达到不同深度的水的独立采样；

9、采样精度有限；在某一高度水层取水时，采样点应尽可能分散，才能提高某一高度水层取水的取样精度，减少误差；由于监测井的截面远大于贝勒管等设备的采样进水口截面，贝勒管等设备的采样进水口单一，无法对某一高度水层的不同区域进行全面取水，导致其采样点过于固定，容易出现误差；

10、采样设备的进水口在进水取样时，容易被监测井地下水中的杂质或泥土堵塞，影响正常取样。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种监测井地下水取样装置。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种监测井地下水取样装置，包括壳体和安装在壳体上的取样容器，所述取样容器至少设置为两个，取样容器内设有第一压簧和活塞，活塞滑动密封安装在取样容器内，取样容器侧壁上开设有取样口，取样容器底端开设有排气口，活塞在取样容器内处于最高点位置时封闭取样口，且将取样容器内腔分隔为位于上层的负压腔和位于下层的高压腔，第一压簧安装在负压腔内且与活塞上端连接；

3、所述壳体内安装有中心管，中心管上安装有与取样口一一对应且连通的负压管，负压管上由取样口至中心管间依次安装有负压阀和排气管，排气管与排气口连通，排气管上安装有排气阀；

4、所述中心管底端安装有与取样容器一一对应的取样管，取样管呈圆周分布在中心管上且与中心管连通，取样管远离中心管的一端设有喇叭口，喇叭口的宽口端处安装有过滤网，喇叭口内安装有用于密封喇叭口的窄口端的密封塞，取样管内设有与密封塞固定连接的推杆，取样管内固定有与推杆滑动连接的导向块，推杆上且位于导向块和中心管间固定有固定块，推杆上套装有第二压簧，第二压簧一端与导向块连接另一端与固定块连接；

5、还包括开闭调节机构，所述开闭调节机构用于驱动各推杆同步运动，以使密封塞远离喇叭口的窄口端，从而同时开启各喇叭口。

6、优选的，所述推杆朝向中心管的一端安装有延伸至中心管内的滚轮；所述开闭调节机构包括转动密封安装在中心管内的转轴，转轴下端安装有与滚轮滚动连接的拨轮，拨轮外缘具有均匀分布且与滚轮数量相同的内凹部，壳体内安装有驱动电机，转轴上端密封延伸出中心管，驱动电机输出端通过联轴器与转轴连接。

7、优选的，所述取样容器顶部安装可拆卸密封有取样盖，取样盖顶部设有抽气口，抽气口上安装有抽气阀；所述取样容器底部设有充气口，充气口上安装有充气阀。

8、优选的，所述中心管包括位于上层的竖管段和位于下层的扩径段，竖管段与扩径段连接，拨轮位于扩径段内，取样管与扩径段固定连接。

9、优选的，还包括连通管，连通管与各排气管连通，连通管与排气管的连接点位于负压管上方，排气阀位于负压管上方。

10、优选的，所述负压管和排气管均与壳体密封连接，负压阀和排气阀均为电磁阀，负压阀和排气阀均位于壳体内。

11、优选的，所述壳体内安装有控制器，控制器与负压阀、排气阀和驱动电机电连接。

12、优选的，所述壳体顶端安装有吊钩。

13、优选的，所述壳体上固定安装有卡座，卡座上安装有卡箍，取样容器通过卡箍固定安装在卡座上。

14、优选的，所述取样容器上固定有上层限位环和下层限位环，上层限位环与下层限位环的间隙不小于卡箍的高度。

15、相对于现有技术，本技术方案至少具有以下一种有益效果：

16、1、通过设置多个取样容器，可实现不同深度的水的取样，满足分析需要；

17、2、通过利用取样容器内部的负压，实现自动抽水取样，提高自动化程度，且能一次性完成多层取样，操作简单，使用方便；

18、3、通过在高压腔内充入高压气体，在对不同深度的水进行取样时，利用高压气体将取样水所经过的通道内的残留水顶出，即可对过滤网进行清洁，避免过滤网堵塞，又可避免出现不同深度的水的混合现象，实现不同深度的水的独立采样，提高采样精度；

19、4、通过设置多个取样管，同时对监测井预设高度的横截面的不同点进行进水取样，可减少取样误差，提高取样精度，同时由于设置多个取样管，可避免因单个喇叭口堵塞造成无法取样的情况出现，提高取样成功率。

技术特征：

1.一种监测井地下水取样装置，包括壳体（1）和安装在壳体（1）上的取样容器（2），其特征在于，所述取样容器（2）至少设置为两个，取样容器（2）内设有第一压簧（3）和活塞（4），活塞（4）滑动密封安装在取样容器（2）内，取样容器（2）侧壁上开设有取样口（5），取样容器（2）底端开设有排气口（6），活塞（4）在取样容器（2）内处于最高点位置时封闭取样口（5），且将取样容器（2）内腔分隔为位于上层的负压腔（7）和位于下层的高压腔（8），第一压簧（3）安装在负压腔（7）内且与活塞（4）上端连接；

2.根据权利要求1所述的监测井地下水取样装置，其特征在于，所述推杆（18）朝向中心管（9）的一端安装有延伸至中心管（9）内的滚轮（22）；所述开闭调节机构包括转动密封安装在中心管（9）内的转轴（23），转轴（23）下端安装有与滚轮（22）滚动连接的拨轮（24），拨轮（24）外缘具有均匀分布且与滚轮（22）数量相同的内凹部（25），壳体（1）内安装有驱动电机（26），转轴（23）上端密封延伸出中心管（9），驱动电机（26）输出端通过联轴器与转轴（23）连接。

3.根据权利要求1所述的监测井地下水取样装置，其特征在于，所述取样容器（2）顶部安装可拆卸密封有取样盖（27），取样盖（27）顶部设有抽气口（28），抽气口（28）上安装有抽气阀（29）；所述取样容器（2）底部设有充气口（30），充气口（30）上安装有充气阀（31）。

4.根据权利要求1所述的监测井地下水取样装置，其特征在于，所述中心管（9）包括位于上层的竖管段（32）和位于下层的扩径段（33），竖管段（32）与扩径段（33）连接，拨轮（24）位于扩径段（33）内，取样管（14）与扩径段（33）固定连接。

5.根据权利要求1所述的监测井地下水取样装置，其特征在于，还包括连通管（34），连通管（34）与各排气管（12）连通，连通管（34）与排气管（12）的连接点位于负压管（10）上方，排气阀（13）位于负压管（10）上方。

6.根据权利要求1所述的监测井地下水取样装置，其特征在于，所述负压管（10）和排气管（12）均与壳体（1）密封连接，负压阀（11）和排气阀（13）均为电磁阀，负压阀（11）和排气阀（13）均位于壳体（1）内。

7.根据权利要求6所述的监测井地下水取样装置，其特征在于，所述壳体（1）内安装有控制器（35），控制器（35）与负压阀（11）、排气阀（13）和驱动电机（26）电连接。

8.根据权利要求1所述的监测井地下水取样装置，其特征在于，所述壳体（1）顶端安装有吊钩（36）。

9.根据权利要求1所述的监测井地下水取样装置，其特征在于，所述壳体（1）上固定安装有卡座（37），卡座（37）上安装有卡箍（38），取样容器（2）通过卡箍（38）固定安装在卡座（37）上。

10.根据权利要求9所述的监测井地下水取样装置，其特征在于，所述取样容器（2）上固定有上层限位环（39）和下层限位环（40），上层限位环（39）与下层限位环（40）的间隙不小于卡箍（38）的高度。

技术总结
本发明公开了一种监测井地下水取样装置，包括壳体、取样容器、中心管和开闭调节机构，取样容器至少设置为两个，取样容器侧壁上开设有取样口，取样容器底端开设有排气口，取样容器内腔分隔为负压腔和高压腔，中心管通过负压管与取样口连通，中心管底端安装有与取样容器一一对应的取样管。通过设置多个取样容器，利用取样容器内部的负压，可实现不同深度的水的自动取样，还可利用高压腔排出高压气体对过滤网进行清洁，提高采样精度；通过设置多个取样管，同时对监测井预设高度的横截面的不同点进行进水取样，可减少取样误差，提高取样精度，同时由于设置多个取样管，可避免因单个喇叭口堵塞造成无法取样的情况出现，提高取样成功率。

技术研发人员：段江飞,关民全,赵延超,田法亮
受保护的技术使用者：中国煤炭地质总局水文地质工程地质环境地质勘查院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16