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連續(xù)地下水采樣器及其采樣方法

文檔序號:5881786閱讀:485來源:國知局
專利名稱:連續(xù)地下水采樣器及其采樣方法
技術領域
本發(fā)明涉及一種連續(xù)地下水采樣器及其采樣方法,能夠在井中的特定深度連續(xù)采樣。
背景技術
為了精確分析在特別的檢測區(qū)域中的地下水質量的連續(xù)變化,要求對能夠在井中 特定深度處連續(xù)采樣的裝置進行改進。多數(shù)用于連續(xù)采樣井中的地下水的裝置都采用泵,例如吸升泵、井下離心泵等等。 然而,當使用泵采樣地下水時,會干擾井中的地下水的豎直流動,使得在特定深度采樣有代 表性的地下水的樣品較困難,并且人們擔心由于與空氣接觸以及損失揮發(fā)性有機組分而可 能的曝氣(aeration)。本發(fā)明的申請人已經(jīng)申請了 “使用氣缸的地下水采樣器及其操作方法”(登記號 10-0557481,登記日期2006. 02. 24)其用于在地下水中在無干擾或無揮發(fā)性有機組分損 失的情況下采樣地下水。然而,當連續(xù)采樣地下水時,要求以下繁瑣的過程重復地升起采 樣器以取回所采樣的地下水并在井中安裝采樣器。本發(fā)明改進了現(xiàn)有的采樣器以提供無需 重復安裝就能夠連續(xù)采樣地下水的采樣器。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題,本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)地下水采樣器及其采樣方法,能 夠在在井中的特定目標深度安裝采樣器后連續(xù)地采樣。下文將說明本發(fā)明的目的和優(yōu)點,并且通過本發(fā)明的實施例會理解本發(fā)明的目的 和優(yōu)點。本發(fā)明的目的和優(yōu)點由權利要求書中的方案及其結合來實現(xiàn)。本發(fā)明,作為解決上述問題的方案的連續(xù)地下水采樣器包括作為真空樣品瓶的 容器的第一管,在真空樣品瓶的頂端具有砣擺(weightpendulum),以通過重力向下移動管 內(nèi)側的真空樣品瓶;第二管,圍繞第一管,同時根據(jù)第二氣缸的前進和后退而在豎直方向向 上和向下移動;第一氣缸單元,用于將注射器針穿過真空樣品瓶以在井中的目標深度處采 樣地下水;第二氣缸單元,用于向上和向下移動第二管和第一氣缸單元或排出真空樣品瓶。 該連續(xù)地下水采樣器包括在第一管的外部圓周表面上突出的導向突出部,以控制第二管的 線性移動;板簧,具有向外突出的拱形形式并裝配在第一管上以控制真空樣品瓶的向下移 動;支撐體,其使第二管、第一氣缸單元和第二氣缸單元固定地相互連接,以使得第一管以 預定長度固定在第二管內(nèi)側;開口,用于排出完成了地下水注射的真空樣品瓶;在長度方 向上位于向下傾斜的傾斜表面上的開口,以通過注射單元將地下水注射入真空樣品瓶;排出線,從開口朝外向下延伸并向下傾斜,以排出真空樣品瓶;以及拾取盒,接收在向真空樣 品瓶中注射地下水后從采樣器中排出并向外落下的真空樣品瓶。該注射單元包括主注射器單元,通過第一氣缸單元豎直向上或向下移動;固定 體,保護注射器針;以及保護管體,連接至主注射器單元的外側以保護主注射器單元,并在 其外部圓周表面上形成有外部入口,以向內(nèi)側流入地下水。該支撐體包括多個第一固定板,固定地連接在第一管的外部圓周表面上;多個 第二固定板,固定地連接在第二氣缸單元的外部圓周表面上;以及多個支撐桿,其使第一固 定板和第二固定板相互連接,從而以預定的長度將第一管的已插入的一個端部固定入第二 管中。該第一管在其中間部分形成有向外突出的拱形形式的板簧,使得當?shù)诙芟蛳乱?動時,第二管在板簧的外側施加壓力,從而不會將第一管內(nèi)側的真空樣品瓶向下移動,并使 得當?shù)诙芟蛏弦苿訒r,通過將板簧對應并配合至第二管的外部圓周表面上的開口孔,使 得施加在板簧上的壓力消失,并且第一管內(nèi)側的真空樣品瓶向下移動。此連續(xù)地下水采樣器的采樣方法包括步驟S100,通過第二氣缸單元向上移動第 二管和第一氣缸單元,以將第二管內(nèi)側的傾斜表面與第一管的底端部分接觸;步驟S110, 通過將多個真空樣品瓶的橡膠塞部分朝向第一管的底端而用該多個真空樣品瓶填充第一 管的內(nèi)側;步驟S120,將砣擺插入多個真空樣品瓶的頂端,并將蓋連接至第一管的頂端部 分;步驟S130,將采樣器定位于井中的目標深度;步驟S140,通過第一氣缸單元向上移動注 射單元的注射器針,以使注射器針穿過位于第一管的內(nèi)側底端的真空樣品瓶的橡膠塞;步 驟S150,地下水經(jīng)由外部和內(nèi)部入口流入注射器針,以及將地下水存儲在真空樣品瓶中; 步驟S160,通過第一氣缸單元向下移動主注射器單元,以將穿入樣品瓶的注射器針與樣品 瓶分離;步驟S170,通過第二氣缸單元向下移動第二管和第一氣缸單元,以將第二管內(nèi)側 的傾斜表面與第一管的底端部分間隔開來,以經(jīng)由開口和排出線向外排出完成地下水樣品 注射的真空樣品瓶;步驟S180,使向外排出的真空樣品瓶落至連接到排出線的拾取盒;以 及步驟S190,通過砣擺的負荷將下一次序的真空樣品瓶向下移動并定位于已排出的真空樣 品瓶的位置。


通過結合附圖詳細說明本發(fā)明的典型的實施例,本發(fā)明的上述和其他特片和優(yōu)點 會變得更清楚,在附圖中圖1是例示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的在井中安裝好的采樣器的典型視圖;圖2是例示了根據(jù)本發(fā)明典型實施例的通過第二氣缸單元向上和向下移動第一 氣缸單元和第二管的立體圖;圖3是例示了根據(jù)本發(fā)明典型實施例的通過第一氣缸單元向上移動注射單元的 截面圖;圖4是例示了根據(jù)本發(fā)明典型實施例的在樣品瓶中收集樣品并通過第一氣缸單 元將注射單元向下移動后,通過第二氣缸單元向上移動第一氣缸單元和第二管的視圖;圖5是例示了根據(jù)本發(fā)明典型實施例的注射單元的分解立體圖;圖6是例示了根據(jù)本發(fā)明典型實施例的對注射單元進行采樣操作的橫截面 圖7是例示了根據(jù)本發(fā)明典型實施例的第一管的立體 圖8是例示了根據(jù)本發(fā)明典型實施例的板簧的橫截面 圖9是例示了根據(jù)本發(fā)明典型實施例在真空樣品瓶正被排出時的橫截面圖;以及
圖lo是例示了根據(jù)本發(fā)明典型實施例的連接至排出線的拾取盒的立十~-N[。
[主要元件的標號的簡要說明]
lo第一管11導向突出部
12板簧13蓋
14安裝環(huán)15識別孔
16開口孔20第二管
2l導向線22開口
23傾斜表面24主開口
25排出線26連接孔
27開口孔30第一氣缸單元
3l第一活塞40注射單元
4l主注射器單元42主外殼
43內(nèi)部入口44注射器針
45固定體46保護管體
47外部入口50第二氣缸單元
5l第二活塞60支撐體
6l第一固定板62第二固定板
63支撐桿70砣擺
80真空樣品瓶8l橡膠塞
90固定線lOO拾取盒
lol導向管102流動孔具體實施方式
本發(fā)明具有用于達到上述目的以下特征。
根據(jù)本發(fā)明的一個典型實施例,安裝在井中目標深度處的連續(xù)地下水采樣器包括第一管,在長度方向從第二管的上端以預定長度安裝在第二管內(nèi)側,在第一管外部圓周表面上形成有導向突出部,并由多個真空樣品瓶填充在第一管內(nèi)側;第二管,圍繞第一管,同時根據(jù)第二氣缸的前進和后退而在豎直方向向上和向下移動;第一氣缸單元,安裝在第二管的底端;注射單元,通過第一氣缸單元而向上或向下移動,并定位在第二管內(nèi)側;第二氣缸單元,安裝在第一氣缸單元的底端,并向上或向下移動該第一氣缸單元和該第一管;支撐體,固定地連接第一管和第二氣缸單元,以將第一管以預定長度安裝在第二管內(nèi)側;以及砣擺,位于第一管中的頂端,以通過重力移動真空樣品瓶,其中該真空樣品瓶在真空樣品瓶的橡膠塞朝向第一管的底端的狀態(tài)下填充第一管。
第二管包括導向線,對應地與導向突出部配合,以在第二管向上或向下移動時在豎直方向引導第二管;開口,用于向外排出真空樣品瓶;主開口,在該開口內(nèi)側在長度方向上形成在傾斜的傾斜表面上,以通過注射單元在真空樣品瓶中收集地下水;排放線,其形成為從該開口向下向外延伸并傾斜,以向外排放真空樣品瓶;以及拾取盒,連接至該排放線的 底端,收集填充有地下水的落下的真空樣品瓶。該注射單元包括主注射器單元,通過第一氣缸單元豎直向上或向下移動,在其一 端形成有注射器針,并且形成具有穿孔的內(nèi)部入口,以向注射器針內(nèi)弓丨入地下水;固定體, 保護該注射器針并形成在該注射器針的外部圓周表面上;以及保護管體,連接至主注射器 單元的外部,以保護該主注射器單元,并且在其外部圓周表面上形成有外部入口,以向內(nèi)側 引入樣品。該支撐體包括多個第一固定板,固定地連接在第一管的外部圓周表面上;多個 第二固定板,固定地連接在第二氣缸單元的外部圓周表面上;以及多個支撐桿,其使第一固 定板和第二固定板相互連接,從而以預定的長度將第一管的已插入的一個端部固定入第二 管中。該第一管在其中間部分形成有向外突出的拱形形式的板簧,使得當?shù)诙芟蛳乱?動時,第二管在板簧的外側施加壓力,不會將第一管內(nèi)測的真空樣品瓶向下移動,并使得當 第二管向上移動時,通過將板簧對應并配合至第二管的外部圓周表面上的開口孔,使得施 加在板簧上的壓力消失,并且第一管內(nèi)側的真空樣品瓶向下移動。作為一個典型實施例的連續(xù)地下水采樣器的采樣方法包括步驟S100,通過第二 氣缸單元向上移動第二管和第一氣缸單元,以將第二管內(nèi)側的傾斜表面與第一管的底端部 分接觸;步驟S110,通過將多個真空樣品瓶的橡膠塞部分朝向第一管的底端,用該多個真 空樣品瓶填充第一管的內(nèi)側;步驟S120,將砣擺插入多個真空樣品瓶的頂端,并將蓋連接 至第一管的頂端部分;步驟S130,將采樣器定位于井中的目標深度處;步驟S140,通過第一 氣缸單元向上移動注射單元的主注射器單元,以使主注射器單元穿過位于第一管的內(nèi)側底 端的真空樣品瓶的橡膠塞;步驟S150,地下水經(jīng)由外部和內(nèi)部入口流入注射器針,以及將 地下水存儲在真空樣品瓶中;步驟S160,通過第一氣缸單元向下移動主注射器單元,以將 穿過樣品瓶的注射器針與樣品瓶分離;步驟S170,通過第二氣缸單元向下移動第二管和第 一氣缸單元,以將第二管內(nèi)側的傾斜表面與第一管的底端部分間隔開來,以經(jīng)由開口和排 出線向外排出完成地下水注射的真空樣品瓶;步驟S180,使向外排出的真空樣品瓶落至連 接到排出線的拾取盒;以及步驟S190,通過砣擺的負荷將下一次序的真空樣品瓶向下移動 并定位于已排出的真空樣品瓶從前的位置。在說明根據(jù)本發(fā)明的多種實施例之前,應當理解,本申請不應受在下文的附圖的 詳細說明中闡述的元件的構成和布置的細節(jié)的限制。本發(fā)明可以以多種其他的實施例實 現(xiàn),并可以以不同的方法執(zhí)行。應當理解,例如裝置或元件的方向的術語(例如“前”、“后”、 “上”、“下”、“頂”、“底”、“左”、“右”、“側”等等)等用于簡化本發(fā)明的解釋,而不應該理解為 有這樣的意義,即相關裝置或元件應該具有此特別的方向。進一步地,在說明書和權利要求 書中使用以作為解釋的如“第一”和“第二”的術語并不旨在代表或意為相對的重要性或其 他目的。現(xiàn)將在下文中結合附圖更全面地說明本發(fā)明,在附圖中示出了發(fā)明的優(yōu)選實施 例。應當理解,在說明書和權利要求書中使用的詞語或術語不應理解為一般使用的字典中 的定義的意義。應當進一步理解,基于發(fā)明人可以適當?shù)囟x詞語或術語的意義以最好地 解釋發(fā)明的原則,這些詞語或術語應該理解為具有與其在相關技術的文章中的意義以及發(fā)明的技術概念相一致的意義。相應地,由于本說明書中闡述的實施例和附圖中例示的結構是以示例的方式出現(xiàn) 而并不代表本發(fā)明的所有技術精神,應當理解,本發(fā)明的實施例能夠在本申請中有多種改 進、等價物以及替代物。在下文中,將參考圖1至圖10詳細說明根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的連續(xù)地下水采樣 器及其采樣方法。如所例示,該連續(xù)地下水采樣器及其采樣方法包括第一管10、第二管20、第一氣 缸單元30、注射單元40、第二氣缸單元50、支撐體60、以及砣擺70。該第一管10與下文將說明的第二管20等同,該第一管10在其相反兩端部打開, 并具有在長度方向上的空心管形狀的圓形橫截面,但具有比該第二管20相對小的直徑,以 將其頂端的預定長度插入該第二管20。(在將該第一管的預定長度插入該第二管20的頂 端后,由下文將說明的支撐體60來解決插入位置的固定問題。)多個真空樣品瓶80在其一端以瓶帽形式與橡膠材料的橡膠塞81相連,真空樣品 瓶具有圓形橫截面并填充該第一管10的內(nèi)部。此時,通過將多個真空樣品瓶80的與橡膠 塞81連接的端部對準成指向下,多個真空樣品瓶80在長度方向填充第一管10。具有預定 重量的砣擺70插在最后填充的真空樣品瓶80的頂端,也就是第一管10的頂部內(nèi)側端部。 所插入的砣擺70起到在連續(xù)操作采樣器時通過重力使真空樣品瓶80在第一管10中向下 移動的作用,以及起到在注射器針因向上移動第一氣缸單元30和第二氣缸單元50而經(jīng)由 橡膠塞81穿入真空樣品瓶80時使真空樣品瓶80不被向上推的作用。預定長度的導向突出部11在第一管10的長度方向突出地形成在第一管10的外 部圓周表面上。第一管10的預定長度插入進第二管20以將導向突出部11配合至導向線 21,使得該導向突出部11沿導向線21向上和向下移動,以在第二管20通過下文將說明的 第二氣缸單元50向上和向下移動時引導第二管20的豎直的向上和向下的移動。板簧12形成在第一管10的外部圓周表面上,位于比突出形成的導向突出部11相 對高的位置。該板簧12在第一管10的外部圓周表面上形成拱形形狀以突出于第一管10 的外部。這導致當插入了第一管10的第二管20向上和向下移動時,第二管20的內(nèi)部圓周 表面向該突出地形成在第一管10的外部圓周表面上的板簧12施加壓力。然后,受壓的板 簧12向在長度方向填充第一管10內(nèi)部的真空樣品瓶80施加壓力,從而真空樣品瓶不向下 移動。也就是,參考圖2并且如圖2的右側所例示,如果插入了第一管10的第二管20向下 移動,該第二管20的內(nèi)部圓周表面會向在第一管10上突出地形成的板簧12施加壓力,從 而真空樣品瓶80不會向下移動。如圖2的左側所例示,如果第二管20在被第一管10插入 且相應地在第二管20上配合有開口孔27的同時向上移動的話,由于板簧12配合至開口孔 27而恢復原始狀態(tài),所施加的壓力消失,從而填充第一管10內(nèi)部的真空樣品瓶80向下移 動。換句話說,當板簧12配合至開口孔27時,也就是當?shù)诙?0向上移動以在樣品瓶80 中收集地下水且第一管的底端與第二管20的傾斜表面23接觸時,施加至板簧12的壓力消 失,板簧12恢復至原始狀態(tài)。(板簧12的拱形形狀向外突出地形成在第一管10的中間部 分。該板簧用于固定真空樣品瓶80的位置,由于第二管20的頂端的內(nèi)部圓周表面壓迫該 板簧從而當?shù)诙?0向下移動時真空樣品瓶不再向下移動而是固定在其位置上,并由于 通過開口孔27釋放施加至板簧12的壓力,從而當?shù)诙?0向上移動時第一管10中的真空樣品瓶80向下移動。)在向第一管10中插入多個真空樣品瓶80和砣擺70后,將形成有安裝環(huán)14的蓋 13連接至第一管10的頂端。將連接在地上的固定線90連接至該安裝環(huán)14從而將本發(fā)明 的采樣器安裝在井110中。多個開口孔16朝向長度方向以相等距離穿孔地形成在第一管10的外部圓周表 面,以確定填充第一管10內(nèi)部的真空樣品瓶80的位置,以及通過使地下水在第一管10中 自由流動而平穩(wěn)地移動真空樣品瓶80。第二管20在其相反兩端部打開并具有在長度方向上的空心管形狀的圓形橫截 面。(明顯地,根據(jù)使用者的選擇,第二管20可以具有多種形狀。由于該第二管20具有圓 形管形狀橫截面,其他連接至該第二管20的組成元件明顯會具有相同形狀。)開在第二管20的外部圓周表面上的導向線21形成在長度方向。上文所述的第一 管10的導向突出部11對應地與該導向線21配合。第二管20的導向線21的一個端部處的 開口 22是在長度方向的。在長度方向向下傾斜的傾斜表面23形成在開口 22的內(nèi)側(第 二管20的內(nèi)部)。該傾斜表面23向下朝向開口 22傾斜。在開口 22中,形成主開口 24,并 從開口 22向下向外延伸并傾斜地形成排放線25。該排放線25和該傾斜表面以相同的傾斜 角度向下傾斜。進一步地,該第二管20具有圓形橫截面。第二管20上形成開口 22的部分具有比 第二管20上形成導向線21的部分(圖8中的“A”部分)窄的直徑。拾取盒100連接至該排放線25的端部,以接收經(jīng)由開口 22排出和因重力落下的 真空樣品瓶80。(由于該拾取盒100也是安裝在井中的,該拾取盒采取網(wǎng)狀形狀,在其底部表面上 安裝有單獨的砣擺。根據(jù)使用者的多種典型實施例,將真空樣品瓶80平穩(wěn)地從排放線25 落下到拾取盒100的多種形式可以進行多種改進,包括將拾取盒100與排放線25連接并設 置外部圓周表面上穿有多個流動孔102的導向管101等等,以使地下水流動,只要該拾取盒 100具有安全而正確地接收注射了地下水并由于重力而落下的真空樣品瓶80即可。)第一氣缸單元30直立地安裝在第二管20的底端,并且通過第一單元30向上移動 的注射單元40連接至第一氣缸單元30的頂端。也就是,該第一氣缸單元30安裝在第二管 20的底端,以將連接至該第一氣缸單元30的頂端的注射單元40置于該第二管20的一個端 部的內(nèi)側。通過該第一氣缸單元30向上移動該注射單元40。該注射單元包括,主外殼42、主 注射器單元41、固定體45和保護管體46。在主外殼42的頂部外部圓周表面上穿孔地形成 有有多個內(nèi)部入口 43,以使外部的地下水流入其內(nèi)部。該主注射器單元41由在主外殼42 的頂端在豎直方向可操作地連接至主外殼42的注射器針44形成。該固定體45在注射器針 44的外部圓周表面連接至主外殼42和注射器針44之間的連接部分,以保護注射器針44。 該保護管體46連接至主注射器單元41的外部圓周表面,以保護固定體45和主注射器單元 41。在保護管體46的外部圓周表面上形成有多個外部入口 47。(明顯地,第一氣缸單元30的第一活塞31與主外殼42的一個端部固定地連接,以 通過第一氣缸單元30向上移動注射單元40。)如果通過第一氣缸單元30向上移動注射單元40,注射器針44會經(jīng)由傾斜表面23的主開口 M貫穿第一管10中的真空樣品瓶80的橡膠塞81。同時,地下水經(jīng)由保護管體 46的外部入口 47和主注射器單元41的內(nèi)部入口移動至注射器針44。然后,經(jīng)由注射器針 44將地下水噴射至真空樣品瓶內(nèi)側。第二氣缸單元50固定地直立安裝在第一氣缸單元30的底端。第二氣缸單元50 的第二活塞51與第一氣缸單元30的底端固定地連接,以通過第二氣缸單元50向上和向下 移動第一氣缸單元30。由于第二管20固定地起立安裝在第一氣缸單元30的頂端,該第一 氣缸單元30與該第二管20 —起移動。(第一氣缸單元30和第二氣缸單元50中的每一個都相同地在其頂端和底端與多 個軟管91連接。明顯地,空氣經(jīng)由該軟管91選擇性地注入(本發(fā)明中使用了氣動壓力。) 以將第一氣缸單元30的第一活塞31和第二氣缸單元50的第二活塞51向上和向下移動。 明顯地,應該從地面向軟管91與第一氣缸單元30和第二氣缸單元50連接的一端供給氣動 壓力。為此,必須在地面設置氣動泵。)支撐體60用于固定以預定長度從第二管20頂端插入第二管20內(nèi)側的第一管10 的位置。該支撐體60包括多個第一固定板61、第二固定板62、以及多個支撐桿63。該多個 第一固定板61從第一管10的外部圓周表面突出地形成。該第二固定板62從第二氣缸單 元50的外部圓周表面突出地形成。該多個支撐桿63連接在多個第一固定板61和第二固 定板62之間。在下文中,會說明具有上述構造和結構的本發(fā)明的優(yōu)選的典型實施例的操作和原理。明顯地,對于通過根據(jù)本發(fā)明的采樣器收集地下水的使用者來說,應當完成為在 特別的區(qū)域采樣地下水而鉆井110的初步工作。1.步驟SlOO 通過第二氣缸單元50向上移動第二管20和第一氣缸單元30,以使 得第二管20內(nèi)側的傾斜表面23接觸第一管10的底端。也就是,由于通過向上移動第二管 20,使第二管20內(nèi)側的傾斜表面23與第一管10底端接觸,使得填充第一管10的多個真空 樣品瓶80不會經(jīng)由第一管10的底端側漏出。2.步驟SllO 在步驟SlOO之后,為使注射單元40中的注射器針44貫穿經(jīng)過填充 第一管10內(nèi)部的真空樣品瓶80的橡膠塞81部分,將第一管10填充多個真空樣品瓶80,使 該多個真空樣品瓶80在該第一管10中橡膠塞81部分朝向下方。3.步驟S120 在步驟SllO后,在此步驟中,將砣擺70插在多個真空樣品瓶80的 頂部并將蓋13連接至第一管10的頂端部分。當將本發(fā)明的填充有真空樣品瓶80的采樣 器安裝在井110中時,內(nèi)部空的真空樣品瓶80向上漂浮。砣擺70的負荷通過重力壓迫真 空樣品瓶向下移動。同時,由于突出地形成在第一管10的外部圓周表面上的板簧12配合 至第二管20的開口孔27,該板簧不會壓迫以固定真空樣品瓶80的位置。4.步驟S130 在步驟S120后,將固定線90連接至連接在第一管10頂端的蓋13 的安裝環(huán)14。通過從地面放松該固定線90,使本發(fā)明的采樣器位于地下水井110中的目標 深度。明顯地,在向下移動該采樣器之前,應該將多個軟管90分別連接,以移動第一氣缸單 元30和第二氣缸單元50。5.步驟S140 在步驟S130之后,如果本發(fā)明的采樣器位于一定深度,將空氣注入 第一氣缸單元30以將第一氣缸單元30的第一活塞31向上移動,該第一活塞31將注射單元40的主注射器單元41向上移動。該主注射器單元41向上移動并穿過位于第一管10底端 的真空樣品瓶80的橡膠塞81。當該主注射器單元41穿過真空樣品瓶80的橡膠塞81時, 砣擺70向多個真空樣品瓶80施加其負荷,從而真空樣品瓶80不會向上移動而是被固定。6.步驟S150 當在步驟S140中,主注射器單元41穿過真空樣品瓶時,地下水經(jīng)由 保護管體46的外部入口 47流入保護管體46的內(nèi)側。在保護管體46中流動的地下水經(jīng)由 主注射器單元41的內(nèi)部入口 43移動至注射器針44,噴射至真空樣品瓶80,并存儲在真空 樣品瓶80中。7.步驟S160 在步驟S150之后,經(jīng)由第一氣缸單元30向下移動主注射器單元41, 以使得主注射器單元41的注射器針44從真空樣品瓶80的橡膠塞81分離。8.步驟S170 在步驟S160之后,向第二氣缸單元50注射空氣,向下移動第二管20 和第一氣缸單元30。這導致第二管中的傾斜表面23與第一管10的底端部分分離。同時, 配合至第二管20的開口孔27的板簧12從該開口孔27中離開,而第二管20的內(nèi)部圓周表 面壓迫該板簧12以使得第一管10中的真空樣品瓶80固定在其位置而不再向下移動。位 于第一管10底端的完成地下水注射的真空樣品瓶80獲得了一定的重量,并通過重力經(jīng)由 開口 22和排放線25向下移動。9.步驟180 在步驟170之后,經(jīng)由排放線25排放出采樣器的真空樣品瓶80落進 井110。通過排放線25導向的真空樣品瓶80落入并被收集至拾取盒100中。10.步驟S190 在步驟S180之后,如果通過操作第二氣缸單元50將第二管20向 上移動,第一管10的板簧12會配合至開口孔27。然后,施加至板簧的壓力被釋放,并且通 過位于第一管10頂端的砣擺70的負荷使第一管內(nèi)側的多個空的真空樣品瓶80向下移動。 這導致將另一真空樣品瓶80定位于從第一管10已排出的真空樣品瓶從前的位置。(明顯地,在步驟S190之后,如步驟S140,向第一氣缸單元30注射空氣以將第一 氣缸單元30的第一活塞31向上移動,該第一活塞31將注射單元40的主注射器單元41向 上移動。然后,地下水被注射到位于已排出的真空樣品瓶80從前的位置的真空樣品瓶80 的內(nèi)側,以實現(xiàn)連續(xù)采樣。)上文未說明的附圖標記“26”為連接孔。地下水能夠經(jīng)由該孔流入第二管20中, 以使得主注射器單元41平穩(wěn)地在第二管20中的傾斜表面底端向上移動。能夠將連接有已 編號標簽的真空樣品瓶80按順序插入第一管10。附圖標記“15”為識別孔。其為用于識別 用于存儲從注射單元40噴射的地下水樣品的真空樣品瓶80是否位于第一管10的底端的 孔。如上文所說明,如果有必要在井中的不同或相同采樣深度處連續(xù)采樣地下水,則 能夠無需重復地安裝采樣器而采樣位于不同深度或相同深度的地下水。雖然結合有限的典型實施例和附圖來特別示出和說明了本發(fā)明,但本領域普通技 術人員應當理解,在不脫離如所附的權利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下, 可以在其中做出形式和細節(jié)上的多種變化。
權利要求
1.一種連續(xù)地下水采樣器,在井中安裝在目標深度處以采樣地下水,包括 豎直安裝的第二管00),;第一管(10),其在長度方向從第二管00)的上端以預定長度安裝在第二管OO)內(nèi)側, 所述第一管在其外部圓周表面上形成有導向突出部(11),并由多個真空樣品瓶(80)填充 在其內(nèi)側;第一氣缸單元(30),其安裝在第二管00)的底端;注射單元(40),其通過第一氣缸單元(30)而向上或向下移動,并定位在第二管00)內(nèi)側;第二氣缸單元(50),其安裝在第一氣缸單元(30)的底端,并向上或向下移動該第一氣 缸單元(30)和該第一管(10);支撐體(60),其固定地連接第一管(10)和第二氣缸單元(50),以將第一管(10)以預 定長度安裝在第二管內(nèi)側;以及砣擺(70),其位于第一管(10)中的頂端,以通過重力移動真空樣品瓶(80),其中所述 真空樣品瓶(80)在真空樣品瓶(80)的橡膠塞(81)朝向第一管(10)的底端的狀態(tài)下填充 第一管(10)。
2.根據(jù)權利要求1所述的采樣器,其特征在于, 所述第二管00)包括導向線(21),其對應地與導向突出部(11)配合,以在第二管00)向上或向下移動時在 豎直方向引導第二管00);開口(22),用于向外排出真空樣品瓶(80);主開口(M),在長度方向上形成于在開口 02)內(nèi)側傾斜的傾斜表面03)上,以通過注 射單元GO)在真空樣品瓶(80)中收集地下水;排放線(25),其從開口 02)向下向外延伸并傾斜地形成,以向外排放真空樣品瓶 (80);以及拾取盒(100),其連接至該排放線0 的底端,收集存儲有地下水的落下的真空樣品 瓶(80)。
3.根據(jù)權利要求1所述的采樣器,其特征在于, 所述注射單元GO)包括主注射器單元(41),其通過第一氣缸單元(30)豎直向上或向下移動,在主注射器單元 一端形成有注射器針(44),并且形成有具有穿孔的內(nèi)部入口(43),以向注射器針04)內(nèi)引 入地下水;固定體(45),其保護所述注射器針(44),并形成在所述注射器針04)的外部圓周表面 上;以及保護管體(46),其連接至主注射器單元的外部,以保護主注射器單元(41),并且 在其外部圓周表面上形成有外部入口(47),以向內(nèi)側引入地下水。
4.根據(jù)權利要求1所述的采樣器,其特征在于, 所述支撐體(60)包括多個第一固定板(61),其固定地連接在第一管(10)的外部圓周表面上; 多個第二固定板(62),其固定地連接在第二氣缸單元(50)的外部圓周表面上;以及多個支撐桿(63),其連接第一固定板(61)和第二固定板(62),從而以預定的長度將第 一管(10)的已插入的一個端部固定入第二管(20)中。
5.根據(jù)權利要求1所述的采樣器,其特征在于,所述第一管(10)在其中間部分形成有向外突出的拱形形式的板簧(12),使得當?shù)诙?管00)向下移動時,第二管00)在板簧(1 的外側施加壓力,不會將第一管(10)內(nèi)側的 真空樣品瓶(80)向下移動,以及使得當?shù)诙?0)向上移動時,通過將板簧(1 對應并配合至第二管00)的外部圓 周表面上的開口孔(27),使得施加在板簧(12)上的壓力消失,并且第一管(10)內(nèi)側的真空 樣品瓶(80)向下移動。
6.一種連續(xù)地下水采樣器的采樣方法,包括以下步驟步驟S100,通過第二氣缸單元(50)向上移動第二管00)和第一氣缸單元(30),以將 第二管00)內(nèi)側的傾斜表面與第一管(10)的底端部分接觸;步驟S110,通過將多個真空樣品瓶(80)的橡膠塞(81)部分朝向第一管(10)的底端, 用該多個真空樣品瓶(80)填充第一管(10)的內(nèi)側;步驟S120,將砣擺(70)插入多個真空樣品瓶(80)的頂端,并將蓋(1 連接至第一管 (10)的頂端部分;步驟S130,將采樣器定位于井(110)中的目標深度;步驟S140,通過第一氣缸單元(30)向上移動注射單元00)的主注射器單元(41),以 使主注射器單元Gl)貫穿經(jīng)過位于第一管(10)的內(nèi)側底端的真空樣品瓶(80)的橡膠塞 (81);步驟S150,地下水經(jīng)由外部入口 07)和內(nèi)部入口 流入注射器針04),以及將地 下水存儲在真空樣品瓶(80)中;步驟S160,通過第一氣缸單元(30)向下移動主注射器單元Gl),以將穿入樣品瓶(80) 的注射器針G4)與樣品瓶(80)分離;步驟S170,通過第二氣缸單元(50)向下移動第二管00)和第一氣缸單元(30),以將 第二管00)內(nèi)側的傾斜表面03)與第一管(10)的底端部分間隔開來,以經(jīng)由開口 22)和 排出線05)向外排出已完成地下水注射的真空樣品瓶(80);步驟S180,使向外排出的真空樣品瓶(80)落至連接到排出線05)的拾取盒(100);以及步驟S190,通過砣擺(70)的負荷將下一次序的真空樣品瓶(80)向下移動并定位于已 排出的真空樣品瓶(80)從前的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及連續(xù)地下水采樣器及采樣方法,采樣器由第一管、第二管、第一氣缸單元和第二氣缸單元構成。第一管作為真空樣品瓶的容器。第一管固定地插入第二管。第二管連接至兩個氣缸以在包圍第一管的同時通過第二氣缸單元的前進和后退豎直向上和向下移動。第二管通過第一氣缸單元的前進和后退,將安裝在第一氣缸單元第一活塞端部的注射器針穿過第一管底端的真空樣品瓶的橡膠塞,或將注射器針從真空樣品瓶分離。若第二氣缸和第一氣缸連續(xù)前進,地下水注入第一管底端的真空樣品瓶。若第二氣缸和第一氣缸連續(xù)后退,完成樣品注射的真空樣品瓶會因重力從第一管向下分離。本發(fā)明涉及采樣器和由重復上述過程在井中特定深度連續(xù)采樣地下水的方法。
文檔編號G01N1/14GK102072832SQ20101055889
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權日2009年11月23日
發(fā)明者李奉柱, 金容濟 申請人:韓國地質資源研究院
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