專利名稱：連續(xù)地下水采樣器及其采樣方法
技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
為了精確分析在特別的檢測(cè)區(qū)域中的地下水質(zhì)量的連續(xù)變化，要求對(duì)能夠在井中 特定深度處連續(xù)采樣的裝置進(jìn)行改進(jìn)。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(dāng)使用泵采樣地下水時(shí)，會(huì)干擾井中的地下水的豎直流動(dòng)，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(dān)心由于與空氣接觸以及損失揮發(fā)性有機(jī)組分而可 能的曝氣(aeration)。本發(fā)明的申請(qǐng)人已經(jīng)申請(qǐng)了 “使用氣缸的地下水采樣器及其操作方法”(登記號(hào) 10-0557481，登記日期2006. 02. 24)其用于在地下水中在無(wú)干擾或無(wú)揮發(fā)性有機(jī)組分損 失的情況下采樣地下水。然而，當(dāng)連續(xù)采樣地下水時(shí)，要求以下繁瑣的過(guò)程重復(fù)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(jìn)了現(xiàn)有的采樣器以提供無(wú)需 重復(fù)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(wèn)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(biāo)深度安裝采樣器后連續(xù)地采樣。下文將說(shuō)明本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)，并且通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施例會(huì)理解本發(fā)明的目的 和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)由權(quán)利要求書中的方案及其結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明，作為解決上述問(wèn)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(guò)重力向下移動(dòng)管 內(nèi)側(cè)的真空樣品瓶；第二管，圍繞第一管，同時(shí)根據(jù)第二氣缸的前進(jìn)和后退而在豎直方向向 上和向下移動(dòng)；第一氣缸單元，用于將注射器針穿過(guò)真空樣品瓶以在井中的目標(biāo)深度處采 樣地下水；第二氣缸單元，用于向上和向下移動(dòng)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(dǎo)向突出部，以控制第二管的 線性移動(dòng)；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(dòng)；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(yù)定長(zhǎng)度固定在第二管內(nèi)側(cè)；開口，用于排出完成了地下水注射的真空樣品瓶；在長(zhǎng)度方 向上位于向下傾斜的傾斜表面上的開口，以通過(guò)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(guò)第一氣缸單元豎直向上或向下移動(dòng)；固定 體，保護(hù)注射器針；以及保護(hù)管體，連接至主注射器單元的外側(cè)以保護(hù)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(cè)流入地下水。該支撐體包括多個(gè)第一固定板，固定地連接在第一管的外部圓周表面上；多個(gè) 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(gè)支撐桿，其使第一固 定板和第二固定板相互連接，從而以預(yù)定的長(zhǎng)度將第一管的已插入的一個(gè)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(dāng)?shù)诙芟蛳乱?動(dòng)時(shí)，第二管在板簧的外側(cè)施加壓力，從而不會(huì)將第一管內(nèi)側(cè)的真空樣品瓶向下移動(dòng)，并使 得當(dāng)?shù)诙芟蛏弦苿?dòng)時(shí)，通過(guò)將板簧對(duì)應(yīng)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(cè)的真空樣品瓶向下移動(dòng)。此連續(xù)地下水采樣器的采樣方法包括步驟S100，通過(guò)第二氣缸單元向上移動(dòng)第 二管和第一氣缸單元，以將第二管內(nèi)側(cè)的傾斜表面與第一管的底端部分接觸；步驟S110， 通過(guò)將多個(gè)真空樣品瓶的橡膠塞部分朝向第一管的底端而用該多個(gè)真空樣品瓶填充第一 管的內(nèi)側(cè)；步驟S120，將砣擺插入多個(gè)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(biāo)深度；步驟S140，通過(guò)第一氣缸單元向上移動(dòng)注 射單元的注射器針，以使注射器針穿過(guò)位于第一管的內(nèi)側(cè)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(chǔ)在真空樣品瓶中； 步驟S160，通過(guò)第一氣缸單元向下移動(dòng)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(guò)第二氣缸單元向下移動(dòng)第二管和第一氣缸單元，以將第二管內(nèi)側(cè) 的傾斜表面與第一管的底端部分間隔開來(lái)，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(guò)砣擺的負(fù)荷將下一次序的真空樣品瓶向下移動(dòng)并定位于已排出的真空樣 品瓶的位置。


通過(guò)結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的典型的實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其他特片和優(yōu)點(diǎn) 會(huì)變得更清楚，在附圖中圖1是例示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)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(shí)施例的通過(guò)第二氣缸單元向上和向下移動(dòng)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(shí)施例的通過(guò)第一氣缸單元向上移動(dòng)注射單元的 截面圖；圖4是例示了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的在樣品瓶中收集樣品并通過(guò)第一氣缸單 元將注射單元向下移動(dòng)后，通過(guò)第二氣缸單元向上移動(dòng)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(shí)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(shí)施例的對(duì)注射單元進(jìn)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(shí)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(shí)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(shí)施例在真空樣品瓶正被排出時(shí)的橫截面圖；以及
圖lo是例示了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的連接至排出線的拾取盒的立十~-N[。
[主要元件的標(biāo)號(hào)的簡(jiǎn)要說(shuō)明]
lo第一管11導(dǎo)向突出部
12板簧13蓋
14安裝環(huán)15識(shí)別孔
16開口孔20第二管
2l導(dǎo)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(hù)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(dǎo)向管102流動(dòng)孔具體實(shí)施方式
本發(fā)明具有用于達(dá)到上述目的以下特征。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，安裝在井中目標(biāo)深度處的連續(xù)地下水采樣器包括第一管，在長(zhǎng)度方向從第二管的上端以預(yù)定長(zhǎng)度安裝在第二管內(nèi)側(cè)，在第一管外部圓周表面上形成有導(dǎo)向突出部，并由多個(gè)真空樣品瓶填充在第一管內(nèi)側(cè)；第二管，圍繞第一管，同時(shí)根據(jù)第二氣缸的前進(jìn)和后退而在豎直方向向上和向下移動(dòng)；第一氣缸單元，安裝在第二管的底端；注射單元，通過(guò)第一氣缸單元而向上或向下移動(dòng)，并定位在第二管內(nèi)側(cè)；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(dòng)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(yù)定長(zhǎng)度安裝在第二管內(nèi)側(cè)；以及砣擺，位于第一管中的頂端，以通過(guò)重力移動(dòng)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(dǎo)向線，對(duì)應(yīng)地與導(dǎo)向突出部配合，以在第二管向上或向下移動(dòng)時(shí)在豎直方向引導(dǎo)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(cè)在長(zhǎng)度方向上形成在傾斜的傾斜表面上，以通過(guò)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(guò)第一氣缸單元豎直向上或向下移動(dòng)，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(hù)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(hù)管體，連接至主注射器 單元的外部，以保護(hù)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(cè) 引入樣品。該支撐體包括多個(gè)第一固定板，固定地連接在第一管的外部圓周表面上；多個(gè) 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(gè)支撐桿，其使第一固 定板和第二固定板相互連接，從而以預(yù)定的長(zhǎng)度將第一管的已插入的一個(gè)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(dāng)?shù)诙芟蛳乱?動(dòng)時(shí)，第二管在板簧的外側(cè)施加壓力，不會(huì)將第一管內(nèi)測(cè)的真空樣品瓶向下移動(dòng)，并使得當(dāng) 第二管向上移動(dòng)時(shí)，通過(guò)將板簧對(duì)應(yīng)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(cè)的真空樣品瓶向下移動(dòng)。作為一個(gè)典型實(shí)施例的連續(xù)地下水采樣器的采樣方法包括步驟S100，通過(guò)第二 氣缸單元向上移動(dòng)第二管和第一氣缸單元，以將第二管內(nèi)側(cè)的傾斜表面與第一管的底端部 分接觸；步驟S110，通過(guò)將多個(gè)真空樣品瓶的橡膠塞部分朝向第一管的底端，用該多個(gè)真 空樣品瓶填充第一管的內(nèi)側(cè)；步驟S120，將砣擺插入多個(gè)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(biāo)深度處；步驟S140，通過(guò)第一 氣缸單元向上移動(dòng)注射單元的主注射器單元，以使主注射器單元穿過(guò)位于第一管的內(nèi)側(cè)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(chǔ)在真空樣品瓶中；步驟S160，通過(guò)第一氣缸單元向下移動(dòng)主注射器單元，以將 穿過(guò)樣品瓶的注射器針與樣品瓶分離；步驟S170，通過(guò)第二氣缸單元向下移動(dòng)第二管和第 一氣缸單元，以將第二管內(nèi)側(cè)的傾斜表面與第一管的底端部分間隔開來(lái)，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(guò)砣擺的負(fù)荷將下一次序的真空樣品瓶向下移動(dòng) 并定位于已排出的真空樣品瓶從前的位置。在說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)不應(yīng)受在下文的附圖的 詳細(xì)說(shuō)明中闡述的元件的構(gòu)成和布置的細(xì)節(jié)的限制。本發(fā)明可以以多種其他的實(shí)施例實(shí) 現(xiàn)，并可以以不同的方法執(zhí)行。應(yīng)當(dāng)理解，例如裝置或元件的方向的術(shù)語(yǔ)(例如“前”、“后”、 “上”、“下”、“頂”、“底”、“左”、“右”、“側(cè)”等等)等用于簡(jiǎn)化本發(fā)明的解釋，而不應(yīng)該理解為 有這樣的意義，即相關(guān)裝置或元件應(yīng)該具有此特別的方向。進(jìn)一步地，在說(shuō)明書和權(quán)利要求 書中使用以作為解釋的如“第一”和“第二”的術(shù)語(yǔ)并不旨在代表或意為相對(duì)的重要性或其 他目的?，F(xiàn)將在下文中結(jié)合附圖更全面地說(shuō)明本發(fā)明，在附圖中示出了發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施 例。應(yīng)當(dāng)理解，在說(shuō)明書和權(quán)利要求書中使用的詞語(yǔ)或術(shù)語(yǔ)不應(yīng)理解為一般使用的字典中 的定義的意義。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，基于發(fā)明人可以適當(dāng)?shù)囟x詞語(yǔ)或術(shù)語(yǔ)的意義以最好地 解釋發(fā)明的原則，這些詞語(yǔ)或術(shù)語(yǔ)應(yīng)該理解為具有與其在相關(guān)技術(shù)的文章中的意義以及發(fā)明的技術(shù)概念相一致的意義。相應(yīng)地，由于本說(shuō)明書中闡述的實(shí)施例和附圖中例示的結(jié)構(gòu)是以示例的方式出現(xiàn) 而并不代表本發(fā)明的所有技術(shù)精神，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例能夠在本申請(qǐng)中有多種改 進(jìn)、等價(jià)物以及替代物。在下文中，將參考圖1至圖10詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)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(shuō)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(zhǎng)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(duì)小的直徑，以 將其頂端的預(yù)定長(zhǎng)度插入該第二管20。(在將該第一管的預(yù)定長(zhǎng)度插入該第二管20的頂 端后，由下文將說(shuō)明的支撐體60來(lái)解決插入位置的固定問(wèn)題。)多個(gè)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(shí)，通過(guò)將多個(gè)真空樣品瓶80的與橡膠 塞81連接的端部對(duì)準(zhǔn)成指向下，多個(gè)真空樣品瓶80在長(zhǎng)度方向填充第一管10。具有預(yù)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?jī)?nèi)側(cè)端部。 所插入的砣擺70起到在連續(xù)操作采樣器時(shí)通過(guò)重力使真空樣品瓶80在第一管10中向下 移動(dòng)的作用，以及起到在注射器針因向上移動(dòng)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(shí)使真空樣品瓶80不被向上推的作用。預(yù)定長(zhǎng)度的導(dǎo)向突出部11在第一管10的長(zhǎng)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(yù)定長(zhǎng)度插入進(jìn)第二管20以將導(dǎo)向突出部11配合至導(dǎo)向線 21，使得該導(dǎo)向突出部11沿導(dǎo)向線21向上和向下移動(dòng)，以在第二管20通過(guò)下文將說(shuō)明的 第二氣缸單元50向上和向下移動(dòng)時(shí)引導(dǎo)第二管20的豎直的向上和向下的移動(dòng)。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(dǎo)向突出部11相 對(duì)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(dǎo)致當(dāng)插入了第一管10的第二管20向上和向下移動(dòng)時(shí)，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(zhǎng)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(dòng)。也就是，參考圖2并且如圖2的右側(cè)所例示，如果插入了第一管10的第二管20向下 移動(dòng)，該第二管20的內(nèi)部圓周表面會(huì)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(huì)向下移動(dòng)。如圖2的左側(cè)所例示，如果第二管20在被第一管10插入 且相應(yīng)地在第二管20上配合有開口孔27的同時(shí)向上移動(dòng)的話，由于板簧12配合至開口孔 27而恢復(fù)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(dòng)。換句話說(shuō)，當(dāng)板簧12配合至開口孔27時(shí)，也就是當(dāng)?shù)诙?0向上移動(dòng)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(shí)，施加至板簧12的壓力消 失，板簧12恢復(fù)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(dāng)?shù)诙?0向下移動(dòng)時(shí)真空樣品瓶不再向下移動(dòng)而是固定在其位置上，并由于 通過(guò)開口孔27釋放施加至板簧12的壓力，從而當(dāng)?shù)诙?0向上移動(dòng)時(shí)第一管10中的真空樣品瓶80向下移動(dòng)。)在向第一管10中插入多個(gè)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(gè)開口孔16朝向長(zhǎng)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(guò)使地下水在第一管10中 自由流動(dòng)而平穩(wěn)地移動(dòng)真空樣品瓶80。第二管20在其相反兩端部打開并具有在長(zhǎng)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(huì)具有相同形狀。)開在第二管20的外部圓周表面上的導(dǎo)向線21形成在長(zhǎng)度方向。上文所述的第一 管10的導(dǎo)向突出部11對(duì)應(yīng)地與該導(dǎo)向線21配合。第二管20的導(dǎo)向線21的一個(gè)端部處的 開口 22是在長(zhǎng)度方向的。在長(zhǎng)度方向向下傾斜的傾斜表面23形成在開口 22的內(nèi)側(cè)(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(jìn)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(dǎo)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(dú)的砣擺。根據(jù)使用者的多種典型實(shí)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(jìn)行多種改進(jìn)，包括將拾取盒100與排放線25連接并設(shè) 置外部圓周表面上穿有多個(gè)流動(dòng)孔102的導(dǎo)向管101等等，以使地下水流動(dòng)，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(guò)第一單元30向上移動(dòng) 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(gè)端 部的內(nèi)側(cè)。通過(guò)該第一氣缸單元30向上移動(dòng)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(hù)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(gè)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(hù)注射器針44。 該保護(hù)管體46連接至主注射器單元41的外部圓周表面，以保護(hù)固定體45和主注射器單元 41。在保護(hù)管體46的外部圓周表面上形成有多個(gè)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(gè)端部固定地連接，以 通過(guò)第一氣缸單元30向上移動(dòng)注射單元40。)如果通過(guò)第一氣缸單元30向上移動(dòng)注射單元40，注射器針44會(huì)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(shí)，地下水經(jīng)由保護(hù)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(dòng)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?jī)?nèi)側(cè)。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(guò)第二氣缸單元50向上和向下 移動(dòng)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(dòng)。(第一氣缸單元30和第二氣缸單元50中的每一個(gè)都相同地在其頂端和底端與多 個(gè)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(dòng)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(dòng)。 明顯地，應(yīng)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(dòng) 壓力。為此，必須在地面設(shè)置氣動(dòng)泵。)支撐體60用于固定以預(yù)定長(zhǎng)度從第二管20頂端插入第二管20內(nèi)側(cè)的第一管10 的位置。該支撐體60包括多個(gè)第一固定板61、第二固定板62、以及多個(gè)支撐桿63。該多個(gè) 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(gè)支撐桿63連接在多個(gè)第一固定板61和第二固 定板62之間。在下文中，會(huì)說(shuō)明具有上述構(gòu)造和結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的優(yōu)選的典型實(shí)施例的操作和原理。明顯地，對(duì)于通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的采樣器收集地下水的使用者來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)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(guò)第二氣缸單元50向上移動(dòng)第二管20和第一氣缸單元30，以使 得第二管20內(nèi)側(cè)的傾斜表面23接觸第一管10的底端。也就是，由于通過(guò)向上移動(dòng)第二管 20，使第二管20內(nèi)側(cè)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(gè)真空 樣品瓶80不會(huì)經(jīng)由第一管10的底端側(cè)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(guò)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(gè)真空樣品瓶80，使 該多個(gè)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(gè)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(dāng)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(shí)，內(nèi)部空的真空樣品瓶80向上漂浮。砣擺70的負(fù)荷通過(guò)重力壓迫真 空樣品瓶向下移動(dòng)。同時(shí)，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(huì)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(guò)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(biāo) 深度。明顯地，在向下移動(dòng)該采樣器之前，應(yīng)該將多個(gè)軟管90分別連接，以移動(dòng)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(dòng)，該第一活塞31將注射單元40的主注射器單元41向上移動(dòng)。該主注射器單元41向上移動(dòng)并穿過(guò)位于第一管10底端 的真空樣品瓶80的橡膠塞81。當(dāng)該主注射器單元41穿過(guò)真空樣品瓶80的橡膠塞81時(shí)， 砣擺70向多個(gè)真空樣品瓶80施加其負(fù)荷，從而真空樣品瓶80不會(huì)向上移動(dòng)而是被固定。6.步驟S150 當(dāng)在步驟S140中，主注射器單元41穿過(guò)真空樣品瓶時(shí)，地下水經(jīng)由 保護(hù)管體46的外部入口 47流入保護(hù)管體46的內(nèi)側(cè)。在保護(hù)管體46中流動(dòng)的地下水經(jīng)由 主注射器單元41的內(nèi)部入口 43移動(dòng)至注射器針44，噴射至真空樣品瓶80，并存儲(chǔ)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(dòng)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(dòng)第二管20 和第一氣缸單元30。這導(dǎo)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(shí)， 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(dòng)。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(guò)重力經(jīng)由 開口 22和排放線25向下移動(dòng)。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(jìn) 井110。通過(guò)排放線25導(dǎo)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(guò)操作第二氣缸單元50將第二管20向 上移動(dòng)，第一管10的板簧12會(huì)配合至開口孔27。然后，施加至板簧的壓力被釋放，并且通 過(guò)位于第一管10頂端的砣擺70的負(fù)荷使第一管內(nèi)側(cè)的多個(gè)空的真空樣品瓶80向下移動(dòng)。 這導(dǎo)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(dòng)，該第一活塞31將注射單元40的主注射器單元41向 上移動(dòng)。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(cè)，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)采樣。)上文未說(shuō)明的附圖標(biāo)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(dòng)。能夠?qū)⑦B接有已 編號(hào)標(biāo)簽的真空樣品瓶80按順序插入第一管10。附圖標(biāo)記“15”為識(shí)別孔。其為用于識(shí)別 用于存儲(chǔ)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(shuō)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(wú)需重復(fù)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(jié)合有限的典型實(shí)施例和附圖來(lái)特別示出和說(shuō)明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離如所附的權(quán)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(xì)節(jié)上的多種變化。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)地下水采樣器，在井中安裝在目標(biāo)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(zhǎng)度方向從第二管00)的上端以預(yù)定長(zhǎng)度安裝在第二管OO)內(nèi)側(cè)， 所述第一管在其外部圓周表面上形成有導(dǎo)向突出部(11)，并由多個(gè)真空樣品瓶(80)填充 在其內(nèi)側(cè)；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(guò)第一氣缸單元(30)而向上或向下移動(dòng)，并定位在第二管00)內(nèi)側(cè)；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(dòng)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(yù) 定長(zhǎng)度安裝在第二管內(nèi)側(cè)；以及砣擺(70)，其位于第一管(10)中的頂端，以通過(guò)重力移動(dòng)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(quán)利要求1所述的采樣器，其特征在于， 所述第二管00)包括導(dǎo)向線(21)，其對(duì)應(yīng)地與導(dǎo)向突出部(11)配合，以在第二管00)向上或向下移動(dòng)時(shí)在 豎直方向引導(dǎo)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(zhǎng)度方向上形成于在開口 02)內(nèi)側(cè)傾斜的傾斜表面03)上，以通過(guò)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(chǔ)有地下水的落下的真空樣品 瓶(80)。
3.根據(jù)權(quán)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(guò)第一氣缸單元(30)豎直向上或向下移動(dòng)，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(hù)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(hù)管體(46)，其連接至主注射器單元的外部，以保護(hù)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(cè)引入地下水。
4.根據(jù)權(quán)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(gè)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(gè)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(gè)支撐桿(63)，其連接第一固定板(61)和第二固定板(62)，從而以預(yù)定的長(zhǎng)度將第 一管(10)的已插入的一個(gè)端部固定入第二管(20)中。
5.根據(jù)權(quán)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(dāng)?shù)诙?管00)向下移動(dòng)時(shí)，第二管00)在板簧(1 的外側(cè)施加壓力，不會(huì)將第一管(10)內(nèi)側(cè)的 真空樣品瓶(80)向下移動(dòng)，以及使得當(dāng)?shù)诙?0)向上移動(dòng)時(shí)，通過(guò)將板簧(1 對(duì)應(yīng)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(cè)的真空 樣品瓶(80)向下移動(dòng)。
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(guò)第二氣缸單元(50)向上移動(dòng)第二管00)和第一氣缸單元(30)，以將 第二管00)內(nèi)側(cè)的傾斜表面與第一管(10)的底端部分接觸；步驟S110，通過(guò)將多個(gè)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(gè)真空樣品瓶(80)填充第一管(10)的內(nèi)側(cè)；步驟S120，將砣擺(70)插入多個(gè)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(biāo)深度；步驟S140，通過(guò)第一氣缸單元(30)向上移動(dòng)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(guò)位于第一管(10)的內(nèi)側(cè)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(chǔ)在真空樣品瓶(80)中；步驟S160，通過(guò)第一氣缸單元(30)向下移動(dòng)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(guò)第二氣缸單元(50)向下移動(dòng)第二管00)和第一氣缸單元(30)，以將 第二管00)內(nèi)側(cè)的傾斜表面03)與第一管(10)的底端部分間隔開來(lái)，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(guò)砣擺(70)的負(fù)荷將下一次序的真空樣品瓶(80)向下移動(dòng)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(gòu)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(gè)氣缸以在包圍第一管的同時(shí)通過(guò)第二氣缸單元的前進(jìn)和后退豎直向上和向下移動(dòng)。第二管通過(guò)第一氣缸單元的前進(jìn)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(guò)第一管底端的真空樣品瓶的橡膠塞，或?qū)⒆⑸淦麽槒恼婵諛悠菲糠蛛x。若第二氣缸和第一氣缸連續(xù)前進(jìn)，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(huì)因重力從第一管向下分離。本發(fā)明涉及采樣器和由重復(fù)上述過(guò)程在井中特定深度連續(xù)采樣地下水的方法。
文檔編號(hào)G01N1/14GK102072832SQ20101055889
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者李奉柱, 金容濟(jì) 申請(qǐng)人:韓國(guó)地質(zhì)資源研究院