临液面超深采样装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种临液面超深采样装置及其使用方法。临液面超深采样装置包括潜水泵、出水管、引流体、引流罩以及进水管。潜水泵为进水口开设在侧壁上的立式潜水泵；出水管用于向水样采集装置输送潜水泵抽出的水；引流体安装在潜水泵的下端，用于使进入装置内的水流变化平缓；引流罩为上端开口、下端封接有锥顶朝下的圆锥状底的桶体，从安装有引流体的潜水泵的下端穿套在潜水泵上，其上端口与潜水泵的进水口上端的外壁封接，形成一个环形腔；进水管安装在引流罩下端的细径段上。本发明专利技术结构简单，操作方便，制作成本较低，水样采集的深度不受泵体等抽水设备性能以及水压的限制，并且所采集水样的保真性较好。

Ultra deep sampling device near liquid level and its application

【技术实现步骤摘要】
临液面超深采样装置及其使用方法
本专利技术涉及一种超深井水的采样装置，具体地说是一种临液面超深采样装置及其使用方法。
技术介绍
目前，对地下水环境的监测方法主要采用在线监测和采样检测等方式。通常在线监测的项目包括水位、水温、电导率和pH等，其监测的项目受在线监测仪器性能的限制，监测点的深度也有限制，特别是对液面下的大深度监测点无能为力；对地下水环境质量进行全面监控主要还是依赖于采样检测的方法。在采样监测过程中，采集样品的检测结果与实际情况的吻合程度往往取决于所采集样品的保真度和检测手段这两个主要因素。而采集保真度高的水样，是对水环境质量进行准确判断的基础。常规的地下水样品的采集方法较多，如提桶、泵抽或其他各种定深采样方法等等。提桶采样法具有直接、简便等特点，但只能采集水面及以下有限深度范围内的水样。这种采样方式影响样品质量的因素较多，对样品的扰动较大，样品容易被交叉污染，水样中不稳定物质的性质或状态容易发生变化，导致样品保真度较低。泵抽采样法应用较多，通常采用以下二种方式，其一是是将潜水泵下放到位于井管下部的过滤器范围内，其二是把潜水泵安装在井内动水位以下。由于井管过滤器对应于地下含水层的位置，因此，只有采集到井内过滤器位置的水样，才能得到能够反映地下水真实情况的检测数据。但由于受到潜水泵自身抽吸能力的限制，其存在以下主要问题：第一种泵抽采样方式的采样深度不能过深，如果井管过滤器部位的深度超出了潜水泵的最大扬程，就不适合采用泵抽采样法；第二种泵抽采样方式是在采样过程中，为尽量采集到保真度高的水样，需要将井管内部的存水全部抽出并排放掉，即泵抽采样法所产生的余水量较大，会造成水资源的浪费；而对于已经被污染的水井，这些被抽出的多余水的排放，会对环境造成二次污染；而且，过多的余水的抽采还会消耗较多的电能。其他定深采样方法虽然能够采集一定深度范围内的水样，但受装填样品的容器及采样系统的耐压性能的限制，使得采集样品的深度也受到很大的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种临液面超深采样装置及其使用方法，以解决现有采样设备不易采集超深井内的样品以及所采集的水样容易失真的问题。本专利技术是这样实现的：一种临液面超深采样装置，包括：潜水泵，为圆柱状泵体，在其顶部的出水口上接有用于引向地面的出水管，在出水管的管壁上标注有表示出水管长度的刻度线，标柱出水管刻度线起始点的一端连接在潜水泵的出水口上；引流体，其上部为与潜水泵等径的圆柱形管体，其下部为顶部朝下的圆锥体，安装在所述潜水泵的下端，用于减少对抽送液体的扰动；引流罩，为罩接在潜水泵和引流体外围的罩体，所述罩体包括位于上部的粗径段、位于下部的细径段以及连接粗径段与细径段的变径段，所述粗径段的上端口封接在潜水泵的进水环形口上部的泵体上，所述变径段对应于引流体的下部圆锥体，且变径段的锥度与引流体的下部圆锥体的锥度保持一致，所述细径段的直径大于所述出水管的直径，所述粗径段和变径段与所述引流体之间所形成的环形腔体的截面积不大于所述细径段的截面积；进水管，其上端连接在引流罩的细管段上，其下端接花网管坠；以及花网管坠，用于设置在深水井的下部过滤器处，以收集地下水并为进水管提供保持拉直状态的下拉重力；其结构是在一段直壁花网管的底部接有圆锥形底板，在直壁花网管的顶部接有环形顶板，在环形顶板的内圆处接有接口，所述接口用于连接所述进水管。所述引流体的上部圆柱形管体与下部圆锥体的中心线均与潜水泵的中心线在一条直线上。引流罩上的所述粗径段、所述细径段和所述变径段的中心线在一条直线上，且安装之后所述引流罩的中心线与潜水泵的中心线相重合。引流体下端的所述圆锥体的底圆直径与圆锥体的高度之比在1/2～1/3之间。本专利技术通过在潜水泵的下端配装引流体，并在引流体和潜水泵的外围套接引流罩，使抽取的水体自引流罩进入后，经引流罩与引流体之间形成的锥底环形腔，进入潜水泵，这样可以最大限度地减少泵底平面对水体的扰动；同时，借助内腔截面积由进水管、引流腔到出水管逐级降低的分布态式，使得临液面超深采样装置中的水流充盈，避免装置中的水体的水压出现瞬时变化，由此最大幅度地减少了水体中所含挥发性物质的析出。上述举措的协同配合，使得所采集的水样的保真度明显提高。而且，由于潜水泵只需设置在液面之下，通过下部连接的进水管和花网管坠，相当于向下延长了潜水泵的进水口，而潜水泵只需设置在液面以下临近液面的位置，这样就事实上消除了潜水泵的扬程限制，从而得以抽吸到任意深度的水体，实现超深采样。本专利技术的关键就在于此。本专利技术还可这样实现：一种所述临液面超深采样装置的使用方法，包括以下步骤：a、测取待采样水井内井水液面距井口的距离，并据此确定潜水泵在待采样水井内的投放深度，以在投放后使潜水泵的出水口能够没入井水液面以下；b、根据待采样水井的井管结构数据和测取的井水液面距井口的间距数据，分别计算出井管下部的过滤器距井水液面的距离以及所需出水管的配置长度，并按照计算结果截取相应长度的进水管；c、将截取好的进水管的一端固定连接在引流罩的下端口上，另一端固定连接在花网管坠的接口上；d、在待采样水井内下放依次连接的花网管坠、进水管、潜水泵及引流罩、出水管；根据出水管管壁上标注的尺寸，确定被下放的潜水泵已全部没入井水液面后，停止下放操作，此时，进水管被花网管坠拉直在井管内，而花网管坠恰好悬吊在井管内的拟采样位置处；e、计算出被下放的进水管、潜水泵及引流罩、出水管的总体内容积，开启潜水泵，将初始采集的不小于被下放的进水管、潜水泵及引流罩、出水管的总体内容积的水体抽出后排放掉，后续泵送抽出的水体收集到水样收集装置内，即完成采样工作。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图中：1、出水口；2、潜水泵；3、引流罩；4、引流体；5、进水管口；6、进水口；7、出水管；8、进水管；9、花网管坠；10、井管、11、过滤器。具体实施方式如图1所示，本专利技术临液面超深采样泵包括潜水泵2、引流体4、引流罩3、进水管8以及出水管7等部分，潜水泵2采用市售的进水口开设在侧壁上的立式圆柱形潜水泵，引流罩3安装在潜水泵2的外壁上，引流体4安装在潜水泵2的下端，潜水泵2的出水口1上接有与地面上的采集系统相接的出水管7，引流罩3的下端接有进水管8。本专利技术的引流体4为上、下两段式结构，其中上段为与潜水泵2的直径相等的圆柱体，下段为锥顶朝下的圆锥体结构，圆锥体结构的锥底也与潜水泵2的直径相等，对接在圆柱体的下端面上。引流体4的圆柱体的中心线与圆锥体的中心线重合，成为一体的轴向件。引流体4对接在潜水泵2的下端，使引流体4的圆柱体的上端面与潜水泵2的下端面对接，并使引流体4的轴心线与潜水泵2的轴心线在一条直线上，用于使进入装置内的水流变化平缓。引流罩3为上端开口、下端封接有锥顶朝下的圆锥状底的桶体结构，桶体结构的底部连通有一延伸在外的进水管口5，即进水管口5与引流罩3底部的圆锥状底的锥顶相通，且进水管口5竖直向下设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种临液面超深采样装置，其特征是，包括：/n潜水泵，为圆柱状泵体，在其顶部的出水口上接有用于引向地面的出水管，在出水管的管壁上标注有表示出水管长度的刻度线，标柱出水管刻度线起始点的一端连接在潜水泵的出水口上；/n引流体，其上部为与潜水泵等径的圆柱形管体，其下部为顶部朝下的圆锥体，安装在所述潜水泵的下端，用于减少对抽送液体的扰动；/n引流罩，为罩接在潜水泵和引流体外围的罩体，所述罩体包括位于上部的粗径段、位于下部的细径段以及连接粗径段与细径段的变径段，所述粗径段的上端口封接在潜水泵的进水环形口上部的泵体上，所述变径段对应于引流体的下部圆锥体，且变径段的锥度与引流体的下部圆锥体的锥度保持一致，所述细径段的直径大于所述出水管的直径，所述粗径段和变径段与所述引流体之间所形成的环形腔体的截面积不大于所述细径段的截面积；/n进水管，其上端连接在引流罩的细管段上，其下端接花网管坠；以及/n花网管坠，用于设置在深水井的下部过滤器处，以收集地下水并为进水管提供保持拉直状态的下拉重力；其结构是在一段直壁花网管的底部接有圆锥形底板，在直壁花网管的顶部接有环形顶板，在环形顶板的内圆处接有接口，所述接口用于连接所述进水管。/n...

【技术特征摘要】
1.一种临液面超深采样装置，其特征是，包括：
潜水泵，为圆柱状泵体，在其顶部的出水口上接有用于引向地面的出水管，在出水管的管壁上标注有表示出水管长度的刻度线，标柱出水管刻度线起始点的一端连接在潜水泵的出水口上；
引流体，其上部为与潜水泵等径的圆柱形管体，其下部为顶部朝下的圆锥体，安装在所述潜水泵的下端，用于减少对抽送液体的扰动；
引流罩，为罩接在潜水泵和引流体外围的罩体，所述罩体包括位于上部的粗径段、位于下部的细径段以及连接粗径段与细径段的变径段，所述粗径段的上端口封接在潜水泵的进水环形口上部的泵体上，所述变径段对应于引流体的下部圆锥体，且变径段的锥度与引流体的下部圆锥体的锥度保持一致，所述细径段的直径大于所述出水管的直径，所述粗径段和变径段与所述引流体之间所形成的环形腔体的截面积不大于所述细径段的截面积；
进水管，其上端连接在引流罩的细管段上，其下端接花网管坠；以及
花网管坠，用于设置在深水井的下部过滤器处，以收集地下水并为进水管提供保持拉直状态的下拉重力；其结构是在一段直壁花网管的底部接有圆锥形底板，在直壁花网管的顶部接有环形顶板，在环形顶板的内圆处接有接口，所述接口用于连接所述进水管。


2.根据权利要求1所述的临液面超深采样装置，其特征是，所述引流体的上部圆柱形管体与下部圆锥体的中心线均与潜水泵的中心线在一条直线上。


3.根据权利要求1所述的临液面超深采样装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：温吉利，刘向国，
申请(专利权)人：核工业北京化工冶金研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11