一种生态环境地下水监测取样装置及其取样方法与流程

1.本发明涉及地下水取样技术领域，具体地说，涉及一种生态环境地下水监测取样装置及其取样方法。


背景技术：

2.随着经济的发展和社会的进步，城市的规模越来越大，在地下水检测治理中，准确监测地下水水质对于污染场地调查、环境风险管理以及修复系统性能评估至关重要，目前在对地下水进行取样时，会土地上打孔，再通过地上打的孔对地下水进行取样，而在取样时，地下水会通过打的孔洞流出，浪费地下水资源，且打的孔洞封堵不方便，后期容易出现地下水外流的情况，同时在打孔后，部分泥土会掉落在地下河道中，对地下河道的水进行影响，使地下水中掺杂泥土成分，影响地下水成分的检测，且打出的孔洞在不处理时，经过地下水的冲击，很容易使孔洞出现塌方的情况出现，使地下结构改变，导致土地变得的不稳定。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种生态环境地下水监测取样装置及其取样方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明目的之一在于，提供了一种生态环境地下水监测取样装置，包括底座和设置在底座下侧的锥孔装置，所述锥孔装置对泥土进行打洞，并对地下水进行取样，所述锥孔装置的上侧设置有泥土处理装置，所述泥土处理装置对泥土进行搅拌，所述泥土处理装置的上侧设置有传动装置，所述底座的上侧设置有驱动机构，所述驱动机构用于驱动底座、锥孔装置以及传动装置进行旋转，且所述底座和驱动机构之间通过连接机构进行连接，所述底座包括底座管，所述底座管的下侧固定有贴合柱，所述贴合柱的外侧固定有送料螺纹板，所述贴合柱的上端开设有贯通贴合柱侧壁的斜导孔，所述斜导孔倾斜设置，且所述送料螺纹板和斜导孔之间通过弧形导板进行引导连接，所述锥孔装置包括锥块和固定在锥块侧壁上的锥孔螺纹板，所述锥孔螺纹板沿着锥块的外弧面的曲线螺旋而上，所述锥块的内部为贯通上端的空心结构，且在所述锥块的上端中部位置固定有滑杆，所述锥块的上侧壁和贴合柱的底侧壁相接触，所述滑杆贯穿贴合柱并延伸到底座管的内部，所述传动装置包括转杆，所述转杆的底部固定有定位滑杆，所述定位滑杆的一端转动设置在滑杆的内部，且所述定位滑杆的一端在滑杆中滑动。
5.作为本技术方案的进一步改进，所述泥土处理装置包括两个中心对称固定在一起的搅泥装置，所述搅泥装置为弧形，且所述搅泥装置的外部面向底部延伸的弧形，所述搅泥装置的内弧面开设有向下倾斜的引料槽，两个所述搅泥装置之间连接的位置开设有插接孔，所述定位滑杆上固定有插接柱，所述插接柱插接在插接孔中。
6.作为本技术方案的进一步改进，两个所述搅泥装置的底部固定有呈环形的滑环，所述贴合柱的顶端开设有环形滑槽，所述滑环滑动设置在环形滑槽的内部。
7.作为本技术方案的进一步改进，所述传动机构包括若干个管体延长装置以及设置在管体延长装置内部的若干个连接装置，所述管体延长装置包括外延管，所述外延管和底座管尺寸相同，且所述外延管的底部固定有底连环，所述底连环分别和外延管、底座管的顶端内侧壁啮合。
8.作为本技术方案的进一步改进，所述连接装置包括连接杆，所述连接杆的底部固定有插杆，所述连接杆和转杆的顶部开设有插孔，所述插杆插接在插孔中。
9.作为本技术方案的进一步改进，所述贴合柱的底部中心位置开设有弹簧槽，所述滑杆上套设有弹簧，所述弹簧设置在弹簧槽中，且所述弹簧槽将锥块推动向下移动。
10.作为本技术方案的进一步改进，所述驱动机构包括固定管，所述固定管的两侧固定有支撑架，所述固定管的内部滑动设置有滑管，所述滑管的内部靠近边缘的位置安装有驱动电机，所述驱动电机的转轴贯穿滑管的底部并安装有驱动齿轮，所述转杆和连接杆靠近上端的位置固定有中齿轮，所述底座管和外延管的内部靠近上端的位置固定有内齿轮环，所述驱动齿轮分别和内齿轮环、中齿轮啮合。
11.作为本技术方案的进一步改进，所述滑管的外侧壁上开设有若干个侧滑槽，所述固定管的内部固定有若干个侧滑条，所述侧滑条滑动设置在侧滑槽的内部。
12.作为本技术方案的进一步改进，所述外延管、底座管的上端外侧壁上固定有上连接环，所述外延管靠近底部的外侧壁上固定有外挡环，所述外挡环和上连接环相贴合，并使用螺钉将外挡环、上连接环固定在一起。
13.本发明目的之二在于，提供了一种用于操作包括上述任意一项所述的生态环境地下水监测取样装置的取样方法，包括如下方法步骤：
14.s1、将底座、锥孔装置竖直放置在指定打孔的位置，将底座和驱动机构组装在一起，使滑管的一端插接在底座管的内部，驱动齿轮和底座管中的内齿轮环啮合，驱动齿轮和转杆上的中齿轮啮合，并将滑管移动到固定管的最上端，安装完成后，将支撑架的一侧和地面贴合，驱动电机的转轴带动驱动齿轮旋转，使驱动齿轮通过和内齿轮环、中齿轮的啮合分别带动转杆、底座管旋转，旋转的底座管通过限位杆和贴合柱的插接配合，将锥块带动旋转，旋转的锥块带动锥孔螺纹板对泥土进行绞取，使泥土沿着锥孔螺纹板的轨迹向上移动，同时在锥孔装置打孔时，工作人员按压滑管，使锥块紧密的贴合泥土，进而使锥块和贴合柱的底部紧密贴合，避免泥土进入到锥块的内部，被锥孔螺纹板向上运输的泥土被送料螺纹板承接，并由送料螺纹板向上运输，运输的泥土通过弧形导板的阻挡进入到斜导孔中，并通过斜导孔的轨迹进入到底座管中；
15.s2、驱动齿轮通过和中齿轮的啮合，将转杆带动旋转，旋转的转杆通过插接柱和插接孔的插接关系，带动搅泥装置在底座管中旋转，旋转的搅泥装置对从斜导孔中出来的泥土进行切割，将泥土切割为多端，使泥土被分散开，使泥土蓬松，被切断的泥土在底座管中聚集，当滑管移动到固定管的底部时，取下驱动机构，将插杆插入到转杆上端的插孔中，使连接杆和转杆连接，并将外延管套在连接杆的外部，底连环和底座管的顶部螺纹连接，并在连接完成后，使用螺钉将外挡环、上连接环连接在一起，再将驱动机构放置在管体延长装置上端，使驱动齿轮和外延管中的内齿轮环啮合，驱动齿轮和连接杆上的啮合，使驱动机构带动管体延长装置下移；
16.s3、当锥孔装置钻通泥土进入到地下水中后，弹簧推动锥块下移，地下水通过锥块
和贴合柱之间的缝隙流入到锥块的内部，当采集完成后，驱动电机的转轴反向旋转，带动送料螺纹板旋转，通过送料螺纹板和泥土的啮合，使底座上移，当锥孔螺纹板和泥土接触后，通过锥孔螺纹板和泥土的啮合，将锥块带动上移和贴合柱的底部接触，驱动齿轮带动连接杆、转杆反向旋转，使泥土处理装置反向旋转，对底座管中的泥土进行收集，底座管中蓬松的泥土向下掉落，收集到的泥土向下挤压，使泥土进入到斜导孔中，并通过送料螺纹板将泥土挤压在孔洞的侧壁上，使泥土将孔洞封堵住。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果：
18.1、该生态环境地下水监测取样装置及其取样方法中，通过将锥孔装置和传动装置之间滑动设置，当锥孔装置对泥土进行打孔时，通过下压力使锥孔装置靠近传动装置，使泥土不会进入到锥块的内部，当锥孔装置钻通泥土进入到地下水时，通过弹簧推动锥块下移，使锥块远离贴合柱，地下水通过锥块和贴合柱之间的缝隙流入到锥块的内部，当地下水采集完毕后，通过锥孔螺纹板旋转和泥土的啮合，将锥块向上带动，使锥块再次贴合在贴合柱的底部，避免外界的泥土进入到锥块的内部对锥块中采集的地下水进行影响，保证采集的地下水的不被泥土污染。
19.2、该生态环境地下水监测取样装置及其取样方法中，在锥孔装置挖掘泥土，并由底座运输泥土到泥土处理装置时，泥土处理装置对泥土进行搅拌并将其打散，使泥土呈蓬松状态，被打散的泥土堆积在底座管和管体延长装置的内部，当采集地下水完成后，泥土处理装置反转将底座和管体延长装置中堆积的泥土挤压在一起，并通过送料螺纹板和锥孔螺纹板将泥土固定在打孔的侧壁上，随着锥孔装置的不断上移，从锥孔装置上落下的泥土将孔洞封堵住，避免地下水通过孔洞出现泉涌的情况，同时将孔洞封堵住，避免地下水冲击孔洞的侧壁将孔洞下侧的泥土冲掉而出现塌方的情况，确保被打孔区域地下结构的稳定性。
20.3、该生态环境地下水监测取样装置及其取样方法中，在底座和驱动机构之间设置多个管体延长装置和传动装置进行连接，改变锥孔装置伸入到地下的深度，以便于操作者根据地域的不同，调节管体延长装置安装的数量，以保证锥孔装置采集到地下水。
附图说明
21.图1为本发明的整体结构示意图；
22.图2为本发明的整体结构剖视结构示意图；
23.图3为本发明的底座、锥孔装置和泥土处理装置组装结构示意图；
24.图4为本发明的底座结构示意图；
25.图5为本发明的底座剖视结构示意图；
26.图6为本发明的锥孔装置和传动装置结构示意图；
27.图7为本发明的泥土处理装置结构示意图；
28.图8为本发明的管体延长装置剖视结构示意图；
29.图9为本发明的连接装置结构示意图；
30.图10为本发明的驱动机构剖视结构示意图；
31.图11为本发明的打孔时泥土流向示意图；
32.图12为本发明的收回时泥土流向示意图。
33.图中各个标号意义为：
34.1、底座；11、底座管；12、贴合柱；13、送料螺纹板；14、弧形导板；15、斜导孔；16、环形滑槽；17、弹簧槽；
35.2、锥孔装置；21、锥块；22、锥孔螺纹板；23、滑杆；24、弹簧；25、限位滑块；26、限位杆；27、底锥；
36.3、泥土处理装置；31、搅泥装置；32、插接孔；33、滑环；34、栅栏；
37.4、管体延长装置；41、外延管；42、底连环；43、内齿轮环；44、外挡环；45、上连接环；
38.5、传动装置；51、转杆；52、定位滑杆；53、插接柱；
39.6、连接装置；61、连接杆；62、插杆；63、中齿轮；64、插孔；
40.7、驱动机构；71、固定管；72、支撑架；73、滑管；74、驱动电机；75、驱动齿轮；76、压环；77、轴限位孔；78、侧滑槽；79、侧滑条。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
43.实施例1
44.请参阅图1-图2所示，本实施例目的之一在于，提供了一种生态环境地下水监测取样装置，包括底座1和设置在底座1下侧的锥孔装置2，锥孔装置2对泥土进行打洞，并对地下水进行取样，锥孔装置2的上侧设置有泥土处理装置3，泥土处理装置3对泥土进行搅拌，泥土处理装置3的上侧设置有传动装置5，底座1的上侧设置有驱动机构7，驱动机构7用于驱动底座1、锥孔装置2以及传动装置5进行旋转，且底座1和驱动机构7之间通过连接机构进行连接；
45.请参考图3-图12，底座1包括底座管11，锥孔装置2挖掘出的泥土存储在底座管11中，并在底座管11的下侧固定有贴合柱12，贴合柱12的外侧固定有送料螺纹板13，贴合柱12的上端开设有贯通贴合柱12侧壁的斜导孔15，锥孔装置2包括锥块21和固定在锥块21侧壁上的锥孔螺纹板22，锥孔螺纹板22沿着锥块21的外弧面的曲线螺旋而上，锥块21的内部为贯通上端的空心结构，其内部用于存放采集的地下水，同时，锥孔螺纹板22的上端和送料螺纹板13的底端相接触，以便于送料螺纹板13对锥孔螺纹板22运输的泥土进行运输，同时为了使送料螺纹板13上运输的泥土可以移动到贴合柱12的上端，将斜导孔15倾斜设置，使泥土在进入到斜导孔15中后，沿着斜导孔15倾斜的轨迹移动，将泥土引导到底座管11的内部，同时为了方便将送料螺纹板13引导的泥土引导到斜导孔15中，在送料螺纹板13和斜导孔15之间通过弧形导板14进行引导连接，送料螺纹板13上的泥土通过弧形导板14的阻挡和引导，使泥土进入到斜导孔15中；
46.锥块21的上侧壁和贴合柱12的底侧壁相接触，考虑到锥块21需要远离贴合柱12，使贴合柱12和锥块21之间穿在供地下水流入到锥块21内部的空腔，在锥块21的上端中部位置固定有滑杆23，滑杆23贯穿贴合柱12并延伸到底座管11的内部，为了防止锥块21在远离贴合柱12时，滑杆23和贴合柱12分离，在滑杆23上固定限位滑块25，并将限位滑块25滑动设置在贴合柱12中，通过贴合柱12限制限位滑块25滑动的距离，控制锥块21远离贴合柱12的距离，避免滑杆23离开贴合柱12，同时在锥块21的上侧环形固定有若干个限位杆26，且限位杆26的一端滑动插接在贴合柱12中，通过多个限位杆26插接在贴合柱12中，使限位杆26对锥块21的位置进行限制，使锥块21跟随贴合柱12进行旋转，使锥孔螺纹板22可以对泥土进行转孔运输；
47.为了加强锥块21对泥土的钻孔效果，在锥块21的底部固定了底锥27，底锥27由多个倾斜的四边形环形排列组成，在底锥27接触到泥土后，旋转的锥块21带动底锥27对泥土环境下剐蹭，并在剐蹭后将泥土向四周引导，以此来扩大孔洞的大小，方便孔洞的打出；
48.同时考虑到在锥孔装置2进入到地下水后，锥块21需要远离贴合柱12，固在贴合柱12的底部中心位置开设有弹簧槽17，并在滑杆23上套设有弹簧24，弹簧24设置在弹簧槽17中，且在锥块21进入到地下水中后，弹簧槽17将锥块21推动向下移动，使锥块21和贴合柱12之间出现供流水的缝隙，使地下水进入到锥块21中，实现对地下水的采集；
49.同时，泥土处理装置3包括两个中心对称固定在一起的搅泥装置31，搅泥装置31为弧形，且搅泥装置31的外部面向底部延伸的弧形，对从斜导孔15出来的泥土进行切断，并在切割泥土后，将泥土向上引导，同时为了将挖掘的泥土打散，在搅泥装置31上固定栅栏34，栅栏34上开有多个方形的槽，被搅泥装置31外部面切割的泥土通过栅栏34时，被栅栏34打碎，使泥土出现蓬松的情况，以便于泥土在底座管11中堆积时，不会粘附在一起，同时在搅泥装置31的内弧面开设有向下倾斜的引料槽，当装置需要抽离泥土时，通过搅泥装置31向下倾斜的引料槽将底座管11中聚集的泥土向下引导，使泥土进入到斜导孔15中，并由斜导孔15向送料螺纹板13上引导，使泥土被挤压在孔洞的侧壁上，以此来做到将孔洞的封堵的效果，避免地下水通过孔洞出现泉涌的情况，也避免地下水冲击孔洞将孔洞的下侧冲击出现塌方的情况；
50.为了使搅泥装置31在搅动泥土时不会因泥土带来的阻力，而使搅泥装置31出现偏移的情况，在两个搅泥装置31的底部固定有呈环形的滑环33，贴合柱12的顶端开设有环形滑槽16，滑环33滑动设置在环形滑槽16的内部，通过滑环33固定两个搅泥装置31的位置，并使用环形滑槽16限制滑环33的位置，使滑环33限制搅泥装置31旋转的高度，保证搅泥装置31对泥土进行处理；
51.而为了方便将驱动机构7上的动力传递到锥孔装置2和泥土处理装置3上，传动装置5包括转杆51，转杆51的底部固定有定位滑杆52，定位滑杆52的一端转动设置在滑杆23的内部，且定位滑杆52的一端在滑杆23中滑动，当锥孔装置2在靠近和远离贴合柱12时，使定位滑杆52在滑杆23中滑动，避免锥块21限制定位滑杆52的转动，为了使传动装置5带动泥土处理装置3旋转，在两个搅泥装置31之间连接的位置开设有插接孔32，定位滑杆52上固定有插接柱53，插接柱53插接在插接孔32中，当转杆51旋转时，通过插接柱53和插接孔32的插接配合，将搅泥装置31带动旋转，使搅泥装置31对泥土进行处理；
52.驱动机构7包括固定管71，固定管71的两侧固定有支撑架72，支撑架72的底部和地
面接触，用来支撑固定管71的位置，在固定管71的内部滑动设置有滑管73，并在滑管73的外侧壁上开设有若干个侧滑槽78，固定管71的内部固定有若干个侧滑条79，侧滑条79滑动设置在侧滑槽78的内部，对侧滑槽78滑动的位置进行限制，进而限制滑管73滑对的位置，保证滑管73在垂直方向上可以稳定的上下滑动；
53.滑管73的内部靠近边缘的位置安装有驱动电机74，驱动电机74的转轴贯穿滑管73的底部并安装有驱动齿轮75，为了延长锥块21钻入到泥土中的深度，传动机构包括若干个管体延长装置4以及设置在管体延长装置4内部的若干个连接装置6，管体延长装置4包括外延管41，外延管41和底座管11尺寸相同，且外延管41的底部固定有底连环42，底连环42分别和外延管41、底座管11的顶端内侧壁啮合，使管体延长装置4分别和底座1以及管体延长装置4连接在一起，同时在外延管41、底座管11的上端外侧壁上固定有上连接环45，外延管41靠近底部的外侧壁上固定有外挡环44，外挡环44和上连接环45相贴合，并使用螺钉将外挡环44、上连接环45固定在一起，保证管体延长装置4和管体延长装置4之间，管体延长装置4和底座1之间连接的稳定性，确保装置使用时的稳定性，且位于上端的外延管41的顶部和滑管73的底部接触摩擦；
54.连接装置6包括连接杆61，连接杆61的底部固定有插杆62，连接杆61和转杆51的顶部开设有插孔64，插杆62插接在插孔64中，插接在插孔64中的插杆62将转杆51和连接杆61、连接杆61和连接杆61之间连接在一起，当驱动机构7带动连接杆61旋转时，连接杆61将动力传递到转杆51上，使转杆51带动泥土处理装置3旋转；
55.为了将驱动电机74上的动力传递下去，在转杆51和连接杆61靠近上端的位置固定有中齿轮63，底座管11和外延管41的内部靠近上端的位置固定有内齿轮环43，驱动齿轮75分别和内齿轮环43、中齿轮63啮合，通过驱动齿轮75和内齿轮环43、中齿轮63的啮合，将连接杆61、外延管41带动旋转，使连接杆61带动转杆51将泥土处理装置3带动旋转，外延管41带动锥块21、底座管11旋转，使锥孔装置2对泥土进行钻孔，而为了避免聚集在底座管11、外延管41中的泥土过多而使泥土影响驱动齿轮75的正常旋转，在滑管73的底部固定压环76，压环76的一端插入到外延管41的内部，对外延管41中的泥土进行阻挡，避免泥土和驱动齿轮75接触，同时为了提高连接杆61旋转时的稳定性，在滑管73底侧的中部位置开设轴限位孔77，并将连接杆61的一端插入到轴限位孔77中，使轴限位孔77限制连接杆61旋转的位置，确保连接杆61将动力传递到转杆51上。
56.本发明目的之二在于，提供了一种用于操作包括上述任意一项的生态环境地下水监测取样装置的取样方法，包括如下方法步骤：
57.s1、将底座1、锥孔装置2竖直放置在指定打孔的位置，将底座1和驱动机构7组装在一起，使滑管73的一端插接在底座管11的内部，驱动齿轮75和底座管11中的内齿轮环43啮合，驱动齿轮75和转杆51上的中齿轮63啮合，并将滑管73移动到固定管71的最上端，安装完成后，将支撑架72的一侧和地面贴合，驱动电机74的转轴带动驱动齿轮75旋转，使驱动齿轮75通过和内齿轮环43、中齿轮63的啮合分别带动转杆51、底座管11旋转，旋转的底座管11通过限位杆26和贴合柱12的插接配合，将锥块21带动旋转，旋转的锥块21带动锥孔螺纹板22对泥土进行绞取，使泥土沿着锥孔螺纹板22的轨迹向上移动，同时在锥孔装置2打孔时，工作人员按压滑管73，使锥块21紧密的贴合泥土，进而使锥块21和贴合柱12的底部紧密贴合，避免泥土进入到锥块21的内部，被锥孔螺纹板22向上运输的泥土被送料螺纹板13承接，并
由送料螺纹板13向上运输，运输的泥土通过弧形导板14的阻挡进入到斜导孔15中，并通过斜导孔15的轨迹进入到底座管11中；
58.s2、驱动齿轮75通过和中齿轮63的啮合，将转杆51带动旋转，旋转的转杆51通过插接柱53和插接孔32的插接关系，带动搅泥装置31在底座管11中旋转，旋转的搅泥装置31对从斜导孔15中出来的泥土进行切割，将泥土切割为多端，使泥土被分散开，使泥土蓬松，被切断的泥土在底座管11中聚集，当滑管73移动到固定管71的底部时，取下驱动机构7，将插杆62插入到转杆51上端的插孔64中，使连接杆61和转杆51连接，并将外延管41套在连接杆61的外部，底连环42和底座管11的顶部螺纹连接，并在连接完成后，使用螺钉将外挡环44、上连接环45连接在一起，再将驱动机构7放置在管体延长装置4上端，使驱动齿轮75和外延管41中的内齿轮环43啮合，驱动齿轮75和连接杆61上的啮合，使驱动机构7带动管体延长装置4下移；
59.s3、当锥孔装置2钻通泥土进入到地下水中后，弹簧24推动锥块21下移，地下水通过锥块21和贴合柱12之间的缝隙流入到锥块21的内部，当采集完成后，驱动电机74的转轴反向旋转，带动送料螺纹板13旋转，通过送料螺纹板13和泥土的啮合，使底座1上移，当锥孔螺纹板22和泥土接触后，通过锥孔螺纹板22和泥土的啮合，将锥块21带动上移和贴合柱12的底部接触，驱动齿轮75带动连接杆61、转杆51反向旋转，使泥土处理装置3反向旋转，对底座管11中的泥土进行收集，底座管11中蓬松的泥土向下掉落，收集到的泥土向下挤压，使泥土进入到斜导孔15中，并通过送料螺纹板13将泥土挤压在孔洞的侧壁上，使泥土将孔洞封堵住。
60.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。