地下水采樣泵的制作方法
【專利摘要】所公開的是一種用于泵送在井孔中采集的液體的采樣泵。該采樣泵具有：包括入口和出口的泵部件；泵元件；以及用于驅(qū)動泵元件的DC馬達(dá)。包括卷筒和框架的卷筒組件支撐纏繞在卷筒上的電纜組件。電纜組件向DC馬達(dá)供給電力。支撐在框架上的DC連接件使外部DC電源能夠向DC馬達(dá)供給電力。殼體上的液位傳感器檢測外部殼體是否定位在流體中。框架上的控制面板與流體傳感器電通信，并且控制面板構(gòu)造成使使用者能夠控制DC馬達(dá)的接通及切斷操作。
【專利說明】
地下水采樣泵
[0001] 相關(guān)申請
[0002] 本申請要求于2013年12月3日提交的美國臨時專利申請序列號No. 61/911，273的 優(yōu)先權(quán)，該申請的全部公開內(nèi)容通過參引并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開涉及用于從地下水供給井中采集水樣的地下水采樣栗及其栗控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004] 本部分提供與本公開有關(guān)的背景信息，該背景信息不一定是現(xiàn)有技術(shù)。
[0005]已知這樣的地下水采樣栗系統(tǒng)：其使用DC馬達(dá)將來自井的流出物向上栗送至地平 面，其中，樣本被抽吸以用于非現(xiàn)場分析。已知的系統(tǒng)在排放位置處使用全速栗和節(jié)流裝置 來減小排出流量，以便采集樣本。已知系統(tǒng)的缺陷在于:節(jié)流裝置減小了體積流率，但局部 地增大了流速，從而使得難以采集小體積的樣本。另外，已知的地下水采樣栗系統(tǒng)的功率消 耗可以從20安培變化至高達(dá)40安培，并且通常需要具有AC/DC轉(zhuǎn)換器的高電流AC電源以提 供用于栗馬達(dá)操作的DC電力，該高電流AC電源既笨重又昂貴。AC電源通常不適用于偏遠(yuǎn)的 井場，因此操作者必須攜帶單獨(dú)的AC電源。另外，已知的采樣系統(tǒng)使用這樣的離心栗：當(dāng)通 過樣本節(jié)流裝置使流量在下游處減小時，該離心栗在操作速度（12,000rpm至15,000rpm)下 導(dǎo)致葉輪處的空穴現(xiàn)象。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 該部分提供本公開的總體概述，并且并非是本公開的全部范圍或者本公開的所有 特征的全面公開。
[0007] 在一方面中，本公開涉及一種采樣栗，該采樣栗構(gòu)造成在井孔中使用以用于栗送 在井孔中采集的液體。該采樣栗可以包括栗部件、栗元件以及直流(DC)馬達(dá)。栗部件具有外 部殼體，該外部殼體構(gòu)造成插入到井孔中。外部殼體具有入口和出口，并且栗元件容置在外 部殼體中。DC馬達(dá)容置在外部殼體內(nèi)以用于驅(qū)動栗元件。栗元件與入口和出口連通，并且栗 元件構(gòu)造成在通過DC馬達(dá)被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動時將液體從井孔中抽吸到外部殼體中并且抽吸至 出口。柔性電纜組件與栗部件連通以在栗部件下降到井孔中并且布置在井孔中的流體中時 向栗部件供給電力。采樣栗還包括卷筒組件，卷筒組件具有由框架以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐的 卷筒。卷筒構(gòu)造成使柔性電纜組件能夠在栗部件未使用時纏繞在卷筒上并且能夠在栗外部 殼體下降到井孔中時從卷筒退繞。在框架上支撐有DC連接件以用于使外部DC電源能夠聯(lián)接 至卷筒組件，以便向DC馬達(dá)供給電力。使用與外部殼體以可操作的方式相關(guān)聯(lián)的液位傳感 器來檢測外部殼體是否定位在流體中?？刂泼姘逵删硗步M件的框架支撐?？刂泼姘迮c流體 傳感器電通信，并且控制面板構(gòu)造成使使用者能夠控制DC馬達(dá)的接通及切斷操作、并且能 夠?qū)⑼獠緿C電源連接至控制面板以向栗元件供電。
[0008] 在另一方面中，本公開涉及一種采樣栗，該采樣栗構(gòu)造成在井孔中使用以用于栗 送在井孔中采集的液體。該采樣栗可以包括栗部件，該栗部件具有外部殼體、入口和出口， 其中，該外部殼體構(gòu)造成插入到井孔中，該入口和出口各自在外部殼體的兩個相反端部處 與外部殼體以可操作的方式相關(guān)聯(lián)。栗元件可以容置在外部殼體中。在外部殼體內(nèi)可以容 置有直流(DC)馬達(dá)以用于驅(qū)動栗元件。栗元件可以與入口和出口連通，并且栗元件構(gòu)造成 在通過DC馬達(dá)被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動時將液體從井孔中抽吸到外部殼體中并且抽吸至出口。柔性電 纜組件可以與出口連通以便在栗組件定位在井孔中時向栗部件供給DC電力。采樣栗可以包 括卷筒組件，該卷筒組件具有由框架以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐的卷筒，該卷筒構(gòu)造成使所述柔 性電纜組件能夠在栗部件未被使用時纏繞在卷筒上。在框架上支撐有DC電連接件以使來自 外部DC電源的DC電力能夠聯(lián)接至卷筒組件，以便向DC馬達(dá)供給電力。液位傳感器與所述外 部殼體以可操作的方式相關(guān)聯(lián)以用于檢測殼體是否定位在流體中。傳感器可以構(gòu)造成當(dāng)被 浸沒在水中時顯示第一光信號并且在沒有浸沒在水中時顯示第二光信號。DC電池可以支撐 在卷筒組件上以用于在沒有對DC馬達(dá)供給電力時向液位傳感器提供電力。采樣栗可以包括 使用者可接合開關(guān)，該使用者可接合開關(guān)用于在沒有對DC馬達(dá)供給電力時選擇性地向液位 傳感器供給電力及切斷液位傳感器的電力。控制面板可以由卷筒組件的框架支撐?？刂泼?板可以與流體傳感器電通信，并且控制面板構(gòu)造成使使用者能夠控制DC馬達(dá)的接通及切斷 操作、并且能夠?qū)碜酝獠緿C電源的DC電力連接至控制面板。
[0009] 在另一方面中，本公開涉及一種采樣栗組件，該采樣栗組件包括具有入口端蓋的 栗外部殼體，該入口端蓋具有多個入水端口。入口端蓋利用延伸穿過第一殼體連接件中的L 形槽的卡口銷連接至栗外部殼體。出口端蓋利用卡口銷連接至栗外部殼體，并且該出口端 蓋具有用于將流出物管以可釋放的方式連接至出口端蓋的管連接件。采樣栗組件包括栗， 該栗具有連接至無刷DC馬達(dá)的再生式葉輪。無刷DC馬達(dá)定位在栗外部殼體內(nèi)，并且再生式 葉輪定位在入口端蓋內(nèi)。無刷DC馬達(dá)可以以約8,OOOrpm操作，從而提供至少高達(dá)約150英尺 以及可能更高的升程。傳感器延伸超出出口端蓋并且在栗組件浸沒在栗外部殼體所處的井 孔中的水表面下方時提供感測信號。采樣栗組件包括卷筒組件，該卷筒組件具有可旋轉(zhuǎn)地 支撐的卷筒以用于支撐用于向無刷DC馬達(dá)供給DC電力的柔性電纜組件。柔性電纜組件能夠 纏繞到該可旋轉(zhuǎn)地支撐的卷筒上。卷筒組件承載有至少一個內(nèi)部電池，所述至少一個內(nèi)部 電池提供用于傳感器的電力。卷筒組件設(shè)置有LED，并且該LED構(gòu)造成在采樣栗組件下降到 井孔中時并且在傳感器接觸水之前持續(xù)地閃爍。當(dāng)栗組件在水位面下方延伸時LED變成持 續(xù)照亮的狀態(tài)。在柔性電纜組件上形成有多個距離標(biāo)記以使使用者能夠確定栗外部殼體定 位在井孔內(nèi)的深度。
[0010] 根據(jù)若干附加的方面，采樣栗組件包括栗外部殼體，該栗外部殼體具有以可釋放 的方式連接至栗外部殼體的殼體入口端部。殼體入口端部包括多個入水端口，并且殼體入 口端部利用一個或更多個卡口銷連接至栗外部殼體，所述一個或更多個卡口銷徑向地延伸 穿過形成在第一殼體連接件中的L形槽。入口端蓋位于栗外部殼體的與殼體入口端部相反 的端部處，該入口端蓋利用接納在第二殼體連接件的L形槽中的一個或更多個卡口銷以類 似的方式被連接。入口端蓋接納用于以可釋放的方式連接流出物管的管連接件。傳感器延 伸超出入口端蓋并且在采樣栗部件被操作并且被浸沒在水體積表面下方期間提供感測功 能。
[0011] 在本公開的各個其他方面中，采樣栗組件準(zhǔn)備好下降到井中，位于卷筒的控制面 板上的第一開關(guān)從"切斷"位置切換至"接通"位置。設(shè)置在卷筒內(nèi)的內(nèi)部電池在采樣栗組件 下降時提供用于傳感器的操作的足夠電力。另外的設(shè)置在控制面板上的LED在采樣栗組件 下降到井中時并且在傳感器接觸井內(nèi)的水體積之前持續(xù)地閃爍。當(dāng)采樣栗組件進(jìn)入水體積 中并且在水位表面的下方延伸時，水接觸傳感器，從而產(chǎn)生指示整個采樣栗組件定位在水 位表面下方的電信號。此時，LED從持續(xù)閃爍狀態(tài)變成持續(xù)接通的"亮燈"狀態(tài)。LED的"亮燈" 狀態(tài)向操作者直觀地指示采樣栗組件完全浸沒在水體積內(nèi)。
[0012] 在LED變成持續(xù)"亮燈"狀態(tài)之后，采樣栗組件被上拉，直到LED變回至持續(xù)閃爍操 作為止，此時，多個距離標(biāo)記提供了沿著電纜組件的外殼以1英尺遞增的位置指示的深度， 從而確定關(guān)于采樣栗組件在井內(nèi)的位置的以英尺為單位的深度。采樣栗組件降回到井中， 直到LED再次變成持續(xù)"亮燈"狀態(tài)為止。隨后，具有12VDC電力的外部電源連接至卷筒，并且 操作者將第二開關(guān)從"切斷"位置切換至"接通"位置，從而啟動DC馬達(dá)的操作。
[0013] 根據(jù)本文中提供的描述內(nèi)容，另外的適用范圍將變得明顯。本
【發(fā)明內(nèi)容】
中的描述 內(nèi)容和具體示例僅意在為說明的目的，而并非意在限定本公開的范圍。
【附圖說明】
[0014] 本文中描述的附圖僅出于對所選取的實(shí)施方式而非所有可能的實(shí)施方案的說明 性目的，并且不意在限制本公開的范圍。
[0015] 圖1是本公開的地下水采樣栗的正視圖；
[0016] 圖2是圖1的栗的端視圖；
[0017] 圖3是在圖1的截面3處截取的截面?zhèn)纫晥D；
[0018] 圖4是本公開的葉輪殼體組件的正視圖；
[0019] 圖5是在圖4的截面5處截取的截面正視圖；
[0020] 圖6是圖4的葉輪殼體的俯視平面圖；
[0021 ]圖7是圖4的殼體組件的葉輪保持構(gòu)件的仰視平面圖；
[0022]圖8是本公開的地下水采樣栗和卷筒組件的前視立體圖，該卷筒組件包括圖1的地 下水采樣栗；
[0023]圖9是安裝至井管道的地下水采樣系統(tǒng)的局部截面正視圖；
[0024]圖10是設(shè)置在地下水采集系統(tǒng)的卷筒上的控制面板的正視圖；
[0025] 圖11是關(guān)于本公開的地下水采樣系統(tǒng)的流量對井深度的曲線圖；
[0026] 圖12是用于圖8的地下水采樣栗的控制系統(tǒng)的電路圖；
[0027] 圖13是用于圖8的地下水采樣栗的栗控制系統(tǒng)部分的電路圖；
[0028] 圖14是根據(jù)本公開的地下水采樣栗的另一實(shí)施方式的側(cè)視圖；
[0029] 圖15是圖14的栗組件的一部分的視圖；
[0030] 圖15a是圖15中的被圈出的部分的放大圖；
[0031] 圖16是卡口銷的截面?zhèn)纫晥D，其中，卡口銷接合在其相應(yīng)的槽內(nèi)并對墊圈進(jìn)行壓 縮以實(shí)現(xiàn)栗殼體內(nèi)的水密密封；
[0032] 圖17是在圖14的栗組件中使用的環(huán)形的、可更換的馬達(dá)軸密封件的截面?zhèn)纫晥D；
[0033] 圖18是在圖14的栗組件中使用的葉輪保持件的第一表面的平面圖；
[0034]圖19是圖18的葉輪保持件的側(cè)視圖；
[0035] 圖20是圖18的葉輪保持件的第二表面(即相反表面)的平面圖；
[0036] 圖21是在圖14的栗組件中使用的葉輪殼體的第一表面的平面圖；
[0037] 圖22是圖21中所示的葉輪殼體的側(cè)視圖；以及
[0038] 圖23是圖21的葉輪殼體的第二表面(即相反表面)的平面圖。
[0039] 貫穿附圖的若干視圖，相應(yīng)的附圖標(biāo)記指示相應(yīng)的部件。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 現(xiàn)在將參照附圖對示例性實(shí)施方式進(jìn)行更充分地描述。
[0041] 參照圖1，采樣栗組件10包括栗外部殼體12,該栗外部殼體12具有以可釋放的方式 連接至栗外部殼體12的殼體入口端部14。殼體入口端部14包括多個入水端口 16。殼體入口 端部14利用一個或更多個卡口銷18連接至栗外部殼體12,所述一個或更多個卡口銷18徑向 地延伸穿過形成在第一殼體連接件22中的L形槽20。殼體入口端部14定向成使得卡口銷18 接納在L形槽中，并且殼體入口端部14被軸向地旋轉(zhuǎn)以將殼體入口端部14以可釋放的方式 鎖定就位。在栗外部殼體12的與殼體入口端部14相反的端部處設(shè)置有出口端蓋24，類似地， 該出口端蓋24利用接納在第二殼體連接件30的L形槽28中的一個或更多個卡口銷26連接。 出口端蓋24接納用于以可釋放的方式連接參照圖9示出并更詳細(xì)地描述的流出物管的管連 接件32。傳感器34延伸超出出口端蓋24,并且該傳感器34在采樣栗組件10被操作并且浸沒 在水體積表面下方的期間提供感測功能，如參照圖9所更詳細(xì)地描述的。根據(jù)若干方面，諸 如栗外部殼體12、殼體入口端部14和出口端蓋24之類的采樣栗組件部件可以由諸如不銹鋼 之類的金屬材料構(gòu)造而成。也可以使用其他材料。
[0042]參照圖2并再次參照圖1，管連接件32與排出室36連通，由采樣栗組件10栗送的水 被接納在該排出室36中以便排出。還設(shè)置有能夠接納并密封向采樣栗組件10的操作部件提 供電力和控制信號的導(dǎo)管的導(dǎo)管連接件38。
[0043]參照圖3并再次參照圖1至圖2,導(dǎo)管39被示出為處于由導(dǎo)管連接件38保持的示例 性位置中。如先前指出的，導(dǎo)管39提供用于操作采樣栗組件10的部件的電力。殼體入口端部 14設(shè)置有臨近殼體入口端壁部14a的入口室40。諸如金屬濾網(wǎng)或塑料濾網(wǎng)之類的過濾器42 以可釋放的方式連接至入口端壁部44，該入口端壁部44限定入口室40的與殼體入口端壁部 14a相反的邊界壁部。經(jīng)由入水端口 16流到入口室40中的水穿過過濾器42并且進(jìn)入葉輪室 46中。入口端壁部44限定殼體入口端部14的如下部分:所述部分在卡口銷18接合的同時被 使用諸如〇型圈之類的一個或更多個密封構(gòu)件48抵靠栗外部殼體12的內(nèi)周壁密封。定位在 葉輪室46內(nèi)的"再生式"葉輪50形式的栗元件利用葉輪保持件52保持在旋轉(zhuǎn)位置中。連接構(gòu) 件54部分地延伸穿過葉輪50并且以可旋轉(zhuǎn)的方式形狀接合葉輪50。連接構(gòu)件54延伸穿過馬 達(dá)軸密封件55以允許葉輪50的流體密封式的旋轉(zhuǎn)。葉輪50連接至無刷DC馬達(dá)56并且通過無 刷DC馬達(dá)56的操作而旋轉(zhuǎn)，該無刷DC馬達(dá)56具有延伸到連接構(gòu)件54中并與連接構(gòu)件54連接 的馬達(dá)軸57。馬達(dá)軸密封件55防止葉輪室46內(nèi)的水進(jìn)入其中容置有DC馬達(dá)56的密封的封閉 空間中。電路板58和DC馬達(dá)56定位在由栗內(nèi)殼體62提供的水密腔60內(nèi)，該栗內(nèi)殼體62以可 滑動的方式接納在栗外部殼體12內(nèi)。電路板58的部件可以被封裝以將電路板58的所述部件 密閉地密封。此外，多個導(dǎo)電金屬銷61可以從電路板58突出到馬達(dá)56與電路板58的邊緣之 間的空間中，以檢測該空間中是否存在水。金屬銷61通過檢測在金屬銷61之間形成了導(dǎo)電 路徑而感測水的存在。
[0044] 利用再生式葉輪50,無刷DC馬達(dá)56可以以比已知栗系統(tǒng)的速度低的速度（約8， 000rpm(轉(zhuǎn)每分））操作。這提供了所需的升程(lift)，同時使栗的空穴現(xiàn)象最小化。
[0045] 在栗內(nèi)殼體62的管狀外周壁與管狀栗外部殼體12的內(nèi)壁之間周向地形成有流動 通道64。通過葉輪50的操作而排出的流體沿流動方向"A"穿過流動通道64以隨后從采樣栗 組件10排出。當(dāng)葉輪50通過DC馬達(dá)56的操作而旋轉(zhuǎn)時，通過葉輪50從葉輪室46抽吸的流體 徑向向外排放到與流動通道64連通的葉輪出口區(qū)域66中。
[0046]在水從葉輪出口區(qū)域66流出并且流動穿過流動通道64之后，水流進(jìn)入一個或更多 個采集端口 68中并且進(jìn)一步流動通過形成在栗頂端構(gòu)件72中的排出端口 70。栗頂端構(gòu)件72 接納在出口端蓋24內(nèi)并且設(shè)置有諸如0型圈之類的多個端構(gòu)件密封件74,以提供栗頂端構(gòu) 件72與栗內(nèi)殼體62的內(nèi)壁之間的流體密封。因此，端構(gòu)件密封件74防止采集端口68或排出 端口 70內(nèi)的水進(jìn)入水密腔60中。被栗送的水在流動通過排出口 70之后進(jìn)入排出室36中。管 連接件32利用連接件螺紋部76以可釋放的方式聯(lián)接至栗頂端構(gòu)件72,使得管連接件32的排 出孔78與排出室36同軸地對準(zhǔn)。因此，通過葉輪50的旋轉(zhuǎn)而被栗送的所有水都從排出室36 經(jīng)由排出孔78排出。與管連接件32類似，導(dǎo)管連接件38利用導(dǎo)管連接件螺紋部80以可螺紋 連接的方式連接至栗頂端構(gòu)件72。根據(jù)若干方面，設(shè)置有卡口銷18中的兩個徑向相對的設(shè) 置為卡口銷18、18 '的卡口銷、以及卡口銷26中的兩個徑向相對的設(shè)置為卡口銷26、26 '的卡 口銷?？阡N的數(shù)量可以由制造商酌情改變。
[0047]參照圖4并再次參照圖3，葉輪組件82包括從葉輪殼體84部分地延伸的葉輪保持件 52。葉輪殼體84可以例如通過焊接而繞其外周固定至栗外部殼體12。
[0048]參照圖5并再次參照圖4,葉輪組件82設(shè)置有葉輪殼體84,該葉輪殼體84包括殼體 凸緣86,該殼體凸緣86從葉輪殼體84徑向向外延伸以提供用于將葉輪殼體84固定至栗外部 殼體12的位置。殼體圓筒壁88呈圓筒狀并且包括形成在其中的第一擴(kuò)孔90和第二擴(kuò)孔92兩 者。葉輪50以可旋轉(zhuǎn)的方式定位在第一擴(kuò)孔90內(nèi)，并且葉輪保持件52以不可旋轉(zhuǎn)的方式接 納在第二擴(kuò)孔92內(nèi)。第一擴(kuò)孔90具有比第二擴(kuò)孔92的直徑小的直徑，使得葉輪保持件52與 葉輪50重疊。在葉輪50的外周壁與由第一擴(kuò)孔90限定的內(nèi)壁之間設(shè)置有間隙"B"。間隙"B" 允許在葉輪50與殼體圓筒壁88之間持續(xù)地提供有水膜，從而使葉輪50旋轉(zhuǎn)時的摩擦最小 化。穿過葉輪50居中地形成有連接構(gòu)件槽94,該連接構(gòu)件槽94接納并接合從馬達(dá)軸57延伸 的連接構(gòu)件54，從而提供用于葉輪50旋轉(zhuǎn)的形狀接合。臨近連接構(gòu)件槽94設(shè)置有密封環(huán)槽 96以提供連接構(gòu)件54與葉輪殼體84之間的密封。
[0049]葉輪殼體84設(shè)置有排出開口 98,通過葉輪50的旋轉(zhuǎn)而移位的水經(jīng)由該排出開口 98 被接納。排出開口 98與半圓形的排出通道100連通，該排出通道100形成為葉輪殼體84的殼 體內(nèi)表面101上的凹部。排出通道100與延伸穿過葉輪50的多個葉輪流動通道102流體連通。 殼體內(nèi)表面101也通過流體層與葉輪50的葉輪排出側(cè)104間隔開，從而使葉輪50旋轉(zhuǎn)時的摩 擦最小化。在葉輪50的與葉輪排出側(cè)104相反的一側(cè)設(shè)置有葉輪供給側(cè)106。半圓形的供給 通道107形成為葉輪保持件52的保持件表面108中的凹部。定位在葉輪流動通道102內(nèi)的多 個葉輪葉片109將通過半圓形的供給通道107提供的水引導(dǎo)到半圓形的排出通道100中。半 圓形的供給通道107形成在保持件第一部分110中，如先前指出的，保持件第一部分110接納 在殼體圓筒壁88的第二擴(kuò)孔92內(nèi)。在可以具有比保持件第一部分110的直徑小的直徑的保 持件第二部分114中形成有螺紋孔112。螺紋孔112允許使用螺紋工具(未示出）來移除葉輪 保持件52從而移除葉輪50，以便于維修。
[0050] 參照圖6并再次參照圖5,半圓形的排出通道100從漸縮的最小面積通道端部116沿 半圓形路徑延伸至鄰近排出開口 98定位的最大面積通道端部118。因而，進(jìn)入半圓形的排出 通道100的所有水都通過排出開口 98排出。
[0051] 參照圖7并再次參照圖5,形成在葉輪保持件52的保持件面108中的半圓形供給通 道107始于漸縮的最小面積通道端部120處并沿半圓形的路徑延伸至鄰近入口孔124定位的 最大面積通道端部122,該入口孔124軸向地延伸穿過葉輪保持件52的保持件第一部分110。 因此，進(jìn)入入口孔124的所有水都穿過半圓形的供給通道107，以經(jīng)由葉輪50的葉輪葉片109 被抽吸并被排出到半圓形的排出通道100中。
[0052]參照圖8并再次參照圖1至圖3,采樣栗組件10形成地下水采樣栗系統(tǒng)126的一部 分。地下水采樣栗系統(tǒng)126還包括卷筒組件125,卷筒組件125具有可以由例如金屬管制成的 A形框架128 j形框架128包括第一臂部130和相對地定位的第二臂部132,第一臂部130和第 二臂部132中的每一者均由兩者之間的把手部134支撐。把手部134設(shè)置成允許手動運(yùn)載地 下水采樣栗系統(tǒng)126。第一腿部136相對于第一臂部130的遠(yuǎn)端以大致橫向取向延伸。第二腿 部138從第二臂部132以類似的方式延伸。第一腿部136和第二腿部138允許地下水采樣栗系 統(tǒng)126由地面支撐或者由井管道支撐，這將參照圖9進(jìn)行更好地描述。第一臂部130和第二臂 部132中的每一者之間均固定有支架140,并且該支架140將卷筒142以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐在 A形框架128上。電纜組件144纏繞到卷筒142上并且電連接至采樣栗組件10。支撐在卷筒142 的中央部分處的控制面板146為操作者提供對地下水采樣栗系統(tǒng)126的本地控制和操作，如 將參照圖9和圖10更好地描述的。中空管148固定至第一臂部130和第二臂部132中的每一者 并且固定在第一臂部130和第二臂部132與第一腿部136和第二腿部138的接合點(diǎn)附近。中空 管148還用作儲存管，采樣栗組件10在不使用時可以儲存在該儲存管內(nèi)部。采樣栗組件10利 用可釋放的銷150保持在儲存管或中空管148內(nèi)，該可釋放的銷150利用連接至該可釋放的 銷150的銷環(huán)152安裝或撤出。
[0053]固定至儲存管或中空管148的柱156連接有U形扣件15LU形扣件154有助于將地下 水采集栗系統(tǒng)126安裝至井管道，這參照圖9示出并進(jìn)行更好地描述。除連接至采樣栗組件 10的電纜組件144以外，具有孔眼160的剛性支撐桿158可以以可釋放的方式固定至采樣栗 組件的栗頂端構(gòu)件72。如果需要使用用于將采樣栗組件10從井移除的額外的提升能力，則 諸如編織鋼絲之類的提升線纜162可以連接至孔眼160并且可以連同采樣栗組件10-起延 伸到井中。
[0054]參照圖9并再次參照圖3至圖8,地下水采樣栗系統(tǒng)126可以臨時地附接至井164,該 井164通常構(gòu)造成部分地在地平面166上方延伸且主要地在地平面166下方延伸的井管道。 采樣栗組件10向下插入到井164的內(nèi)孔168中以通過將電纜組件從卷筒142退繞而從井164 抽吸水樣。U形扣件154定位在井164的內(nèi)孔168內(nèi)并且與井內(nèi)壁表面170直接接觸，同時第二 腿部138定位成與井上表面172直接接觸，并且第一腿部136定位成與井164的井外壁表面 174直接接觸。地下水采樣栗系統(tǒng)126的這種構(gòu)型將柱156定位成鄰近井164的開口。除支撐U 形扣件154以外，柱156還提供了在采樣栗組件10插入到井164中以及/或者從井164取出時 用于電纜組件144的滑動運(yùn)動的支承表面。在采樣栗組件10的插入之前，諸如透明的塑料管 之類的流出物管176被連接至采樣栗組件10的管連接件32。在采樣栗組件10的插入期間，電 纜組件144和流出物管176兩者均以幾乎相同的速率下降以防止在井內(nèi)的這些物件中的任 一者中形成彎曲部。如果還使用提升線纜162,則提升線纜62、電纜組件144和流出物管176 都以幾乎相同的速率下降以防止在井內(nèi)的這些物品中的任一者中形成彎曲部。
[0055] 當(dāng)采樣栗組件10準(zhǔn)備下降到井中時，位于控制面板146上的第一開關(guān)178c從"切 斷"位置切換至"接通"位置。設(shè)置在卷筒142上的內(nèi)部電池(結(jié)合圖13討論的部件210)在采 樣栗組件10下降時提供用于傳感器34的操作的足夠電力。還設(shè)置在控制面板146上的LED 180在采樣栗組件10下降到井中時并在傳感器34接觸到井內(nèi)的水體積182之前持續(xù)地閃爍。 水體積182在井164的正常狀態(tài)下通常位于井下端部184的上方，使得入水端口 16定位在井 底上方。當(dāng)采樣栗組件10進(jìn)入水體積182中并且在水位表面186下方延伸時，水接觸傳感器 134,傳感器134產(chǎn)生指示整個采樣栗組件10定位在水位表面186下方的電信號。此時，LED 180從持續(xù)閃爍狀態(tài)變成持續(xù)通電的"亮燈"狀態(tài)。LED 180的"亮燈"狀態(tài)向操作者直觀地指 示:采樣栗組件10完全浸沒在水體積182內(nèi)。
[0056] 在LED 180變成持續(xù)"亮燈"狀態(tài)之后，操作者可以將采樣栗組件10向上手動地取 出，直到LED 180變回至持續(xù)的閃爍操作為止，此時，操作者可以直觀地使用多個距離標(biāo)記 188,所述多個距離標(biāo)記188提供了由從采樣栗組件10處的零位開始沿著電纜組件144的外 殼向上以1英尺遞增的位置指示的深度。出于記錄和栗操作的目的，距離標(biāo)記188提供了采 樣栗組件10在井164內(nèi)的位置的以英尺為單位的可測量深度。隨后，操作者將采樣栗組件10 重新降回到井164中，直到LED 180再次變成持續(xù)"亮燈"狀態(tài)為止。此時，操作者將第一開關(guān) 178的位置變回至"切斷"狀態(tài)并且將具有12VDC電力的外部電源連接至卷筒142。在連接了 具有電力的外部電源之后，操作者將第二開關(guān)190從"切斷"位置切換至"接通"位置，從而啟 動設(shè)置在采樣栗組件10內(nèi)的DC馬達(dá)56的操作。在DC馬達(dá)56持續(xù)操作一段時間之后，水流從 流出物管176離開。隨后，將污水從井中被栗送出一段時間，直到新鮮水被抽吸到井164中為 止。在額外的用于將來自流出物管176的存留的污水凈化的時間段之后，新鮮水樣隨后被收 集在樣本容器192中。
[0057] 在第一開關(guān)178返回至其"切斷"位置之后，操作者通過手動地進(jìn)行電力聯(lián)接件194 與設(shè)置在控制面板146上的電力連接件196之間的插入式連接而將外部電力連接至卷筒 142。電力聯(lián)接件194經(jīng)由電力線纜198連接至諸如自動車輛的12伏DC電池之類的12VDC電源 200。諸如通常設(shè)置有自動跨接線纜組的手操作夾持件(未示出）也可以連接至電力線纜198 的端部處，以有助于地下水采樣栗系統(tǒng)126以可釋放的方式連接至電源200。在栗操作期間， 傳感器由12伏DC電池供給電力。傳感器34提供附加的接通-切斷特征，使得DC馬達(dá)56在傳感 器34檢測到采樣栗組件10位于井水體積182的水位表面186上方時自動地斷電。
[0058] 參照圖10并再次參照圖9,設(shè)置在控制面板146上的部件包括：（1)第一開關(guān)178,第 一開關(guān)178可以是"接通/切斷"撥動式開關(guān)或者任何類型的單極開關(guān)；（2)第二開關(guān)190,也 可以是"接通/切斷"撥動開關(guān)或者任何類型的單極開關(guān)；（3)LED 180，LED 180根據(jù)若干方 面可以提供綠色指示燈；以及(4)連接件196,操作者將電力聯(lián)接件194連接至該連接件196。 控制面板146還設(shè)置有栗速度選擇器202,該栗速度選擇器202根據(jù)若干方面是可軸向旋轉(zhuǎn) 的電位計，該電位計由操作者進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以控制DC馬達(dá)56在零操作速度與最大操作速度之間 的操作速度。DC馬達(dá)56的最大速度、進(jìn)而DC馬達(dá)56的最大栗送速率取決于采樣栗組件10定 位在井164內(nèi)的深度，因此DC馬達(dá)56所需的提升總量或總高度是基于高度"(r'（參照圖9中所 示）。在地下水采樣栗系統(tǒng)126的操作期間，操作者可以將栗速度選擇器202旋轉(zhuǎn)至其最大的 旋轉(zhuǎn)"接通"位置，從而允許以最大流量從流出物管176排出一段時間，該一段時間由操作者 確定。在該操作時段之后，操作者隨后可以將栗速度選擇器202逆時針旋轉(zhuǎn)以選擇來自流出 物管176的排出流的緩慢速率，該速率適合樣本容器192的所需填充速率。
[0059] 參照圖11并再次參照圖3、圖9和圖10，諸如自動車輛的電池之類的標(biāo)準(zhǔn)12VDC電池 可以提供用于無刷DC馬達(dá)56的操作的操作電力。在1至8安培的電流下，DC馬達(dá)56的功率消 耗在約50瓦特至150瓦特之間變化。相比之下，如本文中指出的，已知的離心栗地下水采樣 栗系統(tǒng)的功率消耗可以從20安培變化至高達(dá)40安培，并且通常需要與DC電力相轉(zhuǎn)換的高電 流AC電源，因此與已知的系統(tǒng)相比，該地下水采樣栗系統(tǒng)126的功率消耗減少了高達(dá)約 80%?；?2VDC電源200的使用，圖11的曲線1表明下述范圍：在井表面或地平面166處的用 于地下水采樣栗系統(tǒng)126的約為1.25gpm(加侖每分）的流量減小至在約145至150英尺的最 大井深度處的為零gpm的流量。
[0060] 根據(jù)其他方面，可以設(shè)置增壓器(參照圖12示出并描述的），該增壓器將12VDC電壓 升至高達(dá)18VDC。利用增壓器，如圖11的曲線2所示的用于地下水采樣栗系統(tǒng)126的流量范圍 可以從井表面或地平面166處的增大為約1.6gpm的流量減小至150英尺井深度"C"處的約 〇.7gpm的流量?？深A(yù)期到，盡管仍利用相同的12VDC電源200,但利用增壓器可以提供約180 英尺的最大栗操作深度。
[0061] 參照圖12,電路圖提供了用于地下水采樣栗系統(tǒng)126的操作的部件和數(shù)據(jù)輸入及 輸出端口。在ESC202處設(shè)置有用于DC栗的電子速度控制器(ESC)，該電子速度控制器連接至 第一微控制器204。傳感器34的輸出也連接至第一微控制器204,第一微控制器204還設(shè)置有 編程端口 206以輸入系統(tǒng)操作變量和控制設(shè)定點(diǎn)。設(shè)置電力輸入和調(diào)節(jié)器部段208以控制用 于操作無刷DC馬達(dá)56的電力，電力輸入和調(diào)節(jié)器部段208可以包括將電壓輸出從12VDC增大 至約18VDC的增壓器以便增大采樣栗組件10的操作深度。微控制器204還可以用于形成計時 表以追蹤DC馬達(dá)56操作的總時間。該總時間可以通過控制LED 180的閃爍動作（如亮燈/滅 燈動作)而顯示給使用者。例如，如果總運(yùn)行時間為〇至100小時之間，則LED 180可以在組件 10首先被供給電力時閃爍一次。如果總運(yùn)行時間為100至200小時之間，則LED 180可以閃爍 兩次，如果總運(yùn)行時間為200至300小時之間，則LED 180可以閃爍三次，以此類推。在每次亮 燈/滅燈序列之間具有短暫的滅燈間隔的情況下，閃爍動作可以重復(fù)、例如重復(fù)三次。此后， LED 180可以結(jié)合其水感測操作使用以指示栗外部殼體12是否浸沒在水中。
[0062]參照圖13并再次參照圖9,還可以提供用于地下水采樣栗系統(tǒng)126的遠(yuǎn)程操作和數(shù) 據(jù)采集。在卷筒142上定位有諸如9伏電池之類的小容量第二電池210,并且第二電池210在 采樣栗組件10最初安裝到井164中期間提供用于LED 180和傳感器34的操作電力、以及在未 連接12VDC主電源時向微控制器204和第二微控制器212提供電力。第二電池210在采集栗組 件10插入井之前為無刷DC馬達(dá)56的測試操作提供足夠的電力。第二電池210連接至第二微 控制器212,第二微控制器212繼而與LED 180和栗速度選擇器202兩者通信并且調(diào)節(jié)LED 180和栗速度選擇器202兩者的操作。還可以可選地使用無線頻率收發(fā)器、例如藍(lán)牙?.協(xié)議無 線收發(fā)器214,該藍(lán)牙《.協(xié)議無線收發(fā)器214經(jīng)由通信路徑216與第二微控制器212通信。藍(lán) 牙?.協(xié)議收發(fā)器214經(jīng)由無線信號路徑220提供用于地下水采樣栗系統(tǒng)126與諸如智能手機(jī) 之類的便攜式電子設(shè)備218之間的遠(yuǎn)程無線通信。便攜式電子設(shè)備218還可以利用無線傳輸 路徑224在采樣栗系統(tǒng)126與一個或更多個基于云的子系統(tǒng)222之間傳送數(shù)據(jù)。
[0063]除提供用于LED 180和傳感器34的操作的臨時電力的小的第二電池210以外，卷筒 142還可以設(shè)置有額外的較大容量的可充電電池226。電池226被設(shè)定型號成提供用于DC馬 達(dá)56的有限的操作時間，以在電源200不可用時提供來自井164的樣本流。為方便起見，電池 226可以經(jīng)由任何合適的安裝支架或固定裝置（未示出）以可釋放的方式安裝至A形框架 128〇
[0064]地下水采樣栗系統(tǒng)126可以利用諸如智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、或幾乎任 何其他形式的個人電子設(shè)備之類的便攜式電子設(shè)備218被控制、被操作以及進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳 或數(shù)據(jù)下載。這允許針對每個井對馬達(dá)速度控制、水位狀態(tài)指示、馬達(dá)56的操作時間、電池 狀態(tài)、故障檢修、諸如以往的馬達(dá)操作運(yùn)轉(zhuǎn)時間和速度設(shè)定之類的歷史數(shù)據(jù)、以及其他數(shù)據(jù) 進(jìn)行采集并遠(yuǎn)程地訪問。因此，操作者還可以訪問除來自井164的先前數(shù)據(jù)以外的其他井場 數(shù)據(jù)以確定用于地下水采樣栗系統(tǒng)126在諸如井164的特定井處的操作的潛在設(shè)置。
[0065]地下水采樣栗系統(tǒng)126提供了若干優(yōu)勢。這些優(yōu)勢包括：（1)提供了具有12伏無刷 DC馬達(dá)的栗系統(tǒng)，該栗系統(tǒng)具有設(shè)置在栗組件殼體中的電路、以及與從栗組件殼體的電路 延伸至定位在地平面位置處的卷筒的電力線纜劃分在一起的用于對該系統(tǒng)進(jìn)行控制的通 信線路，使得DC馬達(dá)的操作速度和電流與現(xiàn)有采樣栗系統(tǒng)相比減小，從而提高了操作效率； (2)具有12伏無刷DC馬達(dá)的再生式葉輪的使用允許DC馬達(dá)的操作速度從在具有離心式葉輪 的現(xiàn)有采樣栗系統(tǒng)的情況下約為12,000至15,000印111降低至約為8,000印111，這顯著地減小 了葉輪處的空穴現(xiàn)象，從而提高了栗組件和葉輪的壽命并減小了對從井所抽吸的水樣的影 響；（3)用于保持栗組件的電力并控制布線的卷筒包括嵌入式控制器，該嵌入式控制器提供 對栗組件的本地控制；（4)栗組件設(shè)置有水傳感器，該水傳感器遠(yuǎn)程地連接至位于卷筒的面 板上的LED，從而在栗被浸沒在井水體積中時提供視覺指示；（5)卷筒還設(shè)置有諸如9伏電池 之類的本地電池，該本地電池在12伏主電力系統(tǒng)連接至栗組件10之前提供用于傳感器的電 力；（6)來自傳感器的信號提供了附加的接通/切斷特征，使得在傳感器指示出栗組件位于 井水體積上方時栗自動斷電；（7)接合在栗組件殼體的L形槽中的卡口銷提供可釋放組件； (8)在卷筒中還可以設(shè)置除用于LED操作的9伏電池以外的單獨(dú)的電池，以提供DC馬達(dá)的有 限操作；以及(9)地下水采樣栗系統(tǒng)126可以利用諸如便攜式手機(jī)或平板電腦之類的遠(yuǎn)程設(shè) 備被控制、被操作以及進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳或數(shù)據(jù)下載，從而允許針對各個井對馬達(dá)速度控制、水 位狀態(tài)指示、馬達(dá)操作時間、電池狀態(tài)、故障檢修、諸如以往的馬達(dá)操作運(yùn)行時間和速度設(shè) 定之類的歷史數(shù)據(jù)、以及其他數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并遠(yuǎn)程地訪問。
[0066]參照圖14,可以看到根據(jù)本公開的另一實(shí)施方式的采樣栗組件300。栗組件300在 結(jié)構(gòu)和操作方面與以上所討論的采樣栗組件10基本上相同，除下面指出的之外。采樣栗組 件300包括殼體302，該殼體302在第一端部304處具有彎曲的J形槽306并且在與殼體入口端 部件312相關(guān)聯(lián)的殼體連接件308中具有類似的彎曲的J形槽310。圖15A更詳細(xì)地示出了 J形 槽310。由于在該示例中J形槽306和310的結(jié)構(gòu)是相同的，因此將僅提供J形槽310的細(xì)節(jié)結(jié) 構(gòu)。另外，將領(lǐng)會的是，殼體302上包括有彼此間隔開約180度的一對J形槽306,并且同樣地， 殼體連接件308上也包括有一對J形槽310并且所述一對J形槽310彼此間隔開約180度，盡管 圖14中僅可看到J形槽306和310中的每一者中的一個J形槽。
[0067] J形槽310包括逐漸彎曲部段314和輕微擴(kuò)大端部部分316。端部部分316有助于限 定下述點(diǎn)318:當(dāng)卡口銷320(圖15)被推入J形槽310的逐漸彎曲部段314中并隨后推動到點(diǎn) 318上方時，該點(diǎn)318提供形狀固位特征。
[0068] 進(jìn)一步參照圖15、圖15A和圖16,在行進(jìn)到彎曲部段314并行進(jìn)穿過彎曲部分314期 間，隨著卡口銷320到達(dá)點(diǎn)318并移動經(jīng)過點(diǎn)318,至少一個內(nèi)部墊圈322(圖16)將開始被葉 輪室326的遠(yuǎn)端邊緣324壓縮。點(diǎn)318有助于當(dāng)卡口銷320在點(diǎn)318上方被推動成完全接合在 擴(kuò)大端部部分316內(nèi)時產(chǎn)生形狀"卡扣"或"咬合"動作/觸感。卡扣/咬合動作的產(chǎn)生通過以 上提到的內(nèi)部墊圈的輕微的壓縮性來輔助。由于擴(kuò)大端部部分316限定了比距離D2略小的 距離D1，因此出現(xiàn)了卡口銷320的形狀固位以及擴(kuò)大端部部分316內(nèi)的鎖定動作。當(dāng)卡口銷 320被推動到點(diǎn)318上方并且完全接合在端部部分316內(nèi)時，使用者感到明顯的卡扣或咬合 動作（即，觸覺反饋），這表明卡口銷完全地坐置在擴(kuò)大端部部分316中。在該階段，點(diǎn)318有 助于防止卡口銷320在沒有被使用者施加某種明確的反向旋轉(zhuǎn)力的情況下被推回到彎曲部 分314中。因此，這種固位以及部件302與312之間的良好液密密封得以實(shí)現(xiàn)，而不需要如某 些先前研發(fā)的卡口鎖定設(shè)計所需要的任何單獨(dú)的套筒或鎖定環(huán)。
[0069]圖17示出了結(jié)合到栗組件300中的容易觸及且可更換的環(huán)形馬達(dá)軸密封件350。在 該示例中，可以看到，馬達(dá)軸57與連接構(gòu)件54接合。圍繞連接構(gòu)件54的是環(huán)形密封件350。密 封件350可以優(yōu)選的是能夠從派克漢泥汾公司商購的聚四氟乙烯(PTFE) FlexiSeal?密封 元件，或者任何適合的等同形式的密封件。圍繞密封件350的可以是密封保持件352,該密封 保持件352具有本體部354和一對0型圈356和358,所述一對0型圈356和358分別坐置在上環(huán) 形凹部360和下環(huán)形凹部362中。密封件350和密封保持件352兩者擱置在精確設(shè)定尺寸的間 隔件364上，該間隔件364轉(zhuǎn)而擱置在馬達(dá)軸57的端面366上。將指出的是，間隔件364的外徑 比本體部354的外徑僅略微大例如約0.015英寸，而優(yōu)選地比可移動支承保持件部件368的 凹部363的內(nèi)徑僅略微小約0.005英寸。該緊密公差允許密封件350居中地定位于貫穿圖17 中示出的整個組件的連接構(gòu)件54，而不會移動偏離中心。
[0070]可移除支承保持件部件368具有一對孔370,所述一對孔370接納有一對螺紋緊固 件372。螺紋緊固件372結(jié)合在馬達(dá)軸57的端面366中的螺紋盲孔內(nèi)。螺紋緊固件372使支承 保持件部件368能夠通過個人利用諸如艾倫扳手、螺絲刀之類的常規(guī)的手工工具就地快速 且容易地移除。拆卸和重新組裝可以就地執(zhí)行而不需要復(fù)雜的工序。在拆卸時，PTFE MexiSeal #S封元件350以及/或者密封保持件352因此可以容易地更換而不需要特殊工 具。密封保持件352與PTFE F丨exiSeal_?S封元件350的同心布置還使得密封保持件352能夠 與密封元件350和馬達(dá)軸57基本上完全同心地對準(zhǔn)，這進(jìn)一步有助于確保支承保持件部件 368與馬達(dá)軸57之間的水密密封。參照圖18至圖20,可以看到根據(jù)本公開的另一實(shí)施方式的 葉輪保持件380的各種視圖。圖21至圖24示出了可以與葉輪保持件380-起使用的葉輪殼體 382的另一實(shí)施方式的各種視圖。葉輪保持件380形成具有傾斜表面384(圖20)的栗入口，傾 斜表面384有助于將進(jìn)入流甚至更效地引導(dǎo)到渦旋狀部分386(圖18)中。在圖18和圖20中， 渦旋狀部分384a和渦旋狀部分386a彼此連通。類似地，在圖21至圖23中，葉輪殼體382包括 傾斜部388，傾斜部388甚至更高效地有助于將液流從渦旋狀部分390中引導(dǎo)出。在圖21和圖 23中，液流在點(diǎn)390a處進(jìn)入渦旋狀部分390中并且在渦旋狀部分390的部分390b處離開。液 流在離開的部分390a時進(jìn)入圖21中的傾斜部分388。因此，傾斜部分384和傾斜部分388使得 能夠?qū)⒁毫鞲咝У匾龑?dǎo)到由渦旋狀部分386和渦旋狀部分390形成的渦旋狀部分中以及 將液流從由渦旋狀部分386和渦旋狀部分390形成的渦旋狀部分中引導(dǎo)出。
[0071] 提供了示例性實(shí)施方式，從而本公開將會是詳盡的，并且將會向本領(lǐng)域技術(shù)人員 完整地表達(dá)本公開的范圍。闡述了許多具體細(xì)節(jié)如特定部件、裝置及方法的示例以提供對 本公開的實(shí)施方式的透徹的理解。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將明顯的是不必采用具體細(xì) 節(jié)，并且可以以多種不同的形式來具體表達(dá)實(shí)施示例性實(shí)施方式，并且明顯的是，具體細(xì)節(jié) 和示例性實(shí)施方式都不應(yīng)當(dāng)被解釋為限定本公開的范圍。在一些示例性實(shí)施方式中，并未 詳細(xì)地描述公知的過程、公知的裝置結(jié)構(gòu)以及公知的技術(shù)方法。
[0072] 本文中使用的術(shù)語僅用于描述特定示例性實(shí)施方式，并且并非意在為限制性的。 如本文中所使用的，單數(shù)形式"一"、"一個"以及"所述"也可以意在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下 文另有明確說明。術(shù)語"包含"、"包括"、"包括有"以及"具有"是包括性的，并因此確定所闡 述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或更多個特征、整體、步 驟、操作、元件、部件和/或組的存在或增加。本文中描述的方法步驟、過程及操作不應(yīng)當(dāng)被 解釋為必須以所論述或說明的特定次序來完成，除非具體指明按次序進(jìn)行。還應(yīng)當(dāng)理解的 是，可以采用另外的步驟或替代性步驟。
[0073] 當(dāng)元件或?qū)颖环Q為"在…上"、"接合至"、"連接至"或者"聯(lián)接至"另一元件或?qū)訒r， 它可以直接在其它元件或?qū)由?、與其它元件或?qū)又苯咏雍?、直接連接或者直接聯(lián)接，或者可 以存在中間元件或中間層。相比之下，當(dāng)元件被稱為"直接在…上"、"直接接合至"、"直接連 接至"或者"直接聯(lián)接至"另一元件或?qū)訒r，可以沒有中間元件或中間層。應(yīng)當(dāng)以相同的方式 來理解用以描述元件之間的關(guān)系的其它用詞(例如，"在…之間"與"直接在…之間"、"鄰近" 與"直接鄰近"等）。如本文中所使用的，術(shù)語"和/或"包括一個或更多個相關(guān)列出的項(xiàng)的任 意和所有組合。
[0074] 盡管本文中可以使用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/ 或部段，但這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部段不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語限定。這些術(shù)語可以僅用 于區(qū)別一個元件、部件、區(qū)域、層或部段與另一區(qū)域、層或部段。當(dāng)用在本文中時，術(shù)語如"第 一"、"第二"及其它數(shù)字術(shù)語并不意味著順序或次序，除非上下文清楚表明。因此，下面所論 述的第一元件、部件、區(qū)域、層或部段能夠被稱為是第二元件、部件、區(qū)域、層或部段，而不脫 離示例性實(shí)施方式的教示。
[0075] 為了便于進(jìn)行描述，本文中可以使用與空間相關(guān)的術(shù)語如"位于…內(nèi)"、"位于… 外"、"位于…之下"、"位于…下方"、"下"、"位于…上方"、"上"以及類似術(shù)語來描述如附圖 中示出的一個元件或特征與另一元件或特征的關(guān)系?？臻g相關(guān)的術(shù)語可以意在包括除了附 圖中所描繪的定向之外，裝置在使用或操作時的不同的定向。例如，如果附圖中的裝置被翻 轉(zhuǎn)，則被描述為在其它元件或特征"下方"或"之下"的元件隨后將被定向成在其它元件或特 征的"上方"。因此示例性術(shù)語"位于…下方"能夠包括上方和下方兩種定向。裝置可以以另 外的方式進(jìn)行定向（旋轉(zhuǎn)90度或者處于其它定向），因此可以理解本文中所使用的空間相對 的描述語。
[0076]為了進(jìn)行說明和描述，提供了實(shí)施方式的上述描述內(nèi)容。該描述內(nèi)容并非意在為 窮盡的或者限定本公開。特定實(shí)施方式的各個元件或特征通常不限于該特定實(shí)施方式，而 是在應(yīng)用時能夠進(jìn)行互換并且能夠用于選取的實(shí)施方式，即使這并未明確示出或描述。也 可以以多種方式來改變特定實(shí)施方式的各個元件或特征。這種改變不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是脫離本 公開，并且所有這種修改意在被包括在本公開的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種采樣栗，所述采樣栗構(gòu)造成在井孔中使用以用于栗送在所述井孔中采集的液 體，所述采樣栗包括： 栗部件，所述栗部件具有外部殼體，所述外部殼體構(gòu)造成插入到所述井孔中，所述外部 殼體具有入口和出口； 栗元件，所述栗元件容置在所述殼體中； 直流(DC)馬達(dá)，所述直流馬達(dá)容置在所述外部殼體內(nèi)以用于驅(qū)動所述栗元件，所述栗 元件與所述入口和所述出口連通，并且所述栗元件構(gòu)造成在由所述DC馬達(dá)旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動時將 液體從所述井孔抽吸到所述外部殼體中并且抽吸至所述出口； 柔性電纜組件，所述柔性電纜組件與所述栗部件連通，所述柔性電纜組件在所述栗部 件下降到所述井孔中并且布置在所述井孔中的流體中時向所述栗部件供給DC電力； 卷筒組件，所述卷筒組件具有卷筒，所述卷筒由框架以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐，所述卷筒構(gòu) 造成使所述柔性電纜組件在所述栗部件未使用時能夠纏繞在所述卷筒上、并且在所述栗外 部殼體下降到所述井孔中時能夠從所述卷筒退繞； DC連接件，所述DC連接件支撐在所述框架上以使外部DC電源能夠聯(lián)接至所述卷筒組 件，以便向所述DC馬達(dá)供給電力； 液位傳感器，所述液位傳感器與所述外部殼體以可操作的方式相關(guān)聯(lián)，以檢測所述外 部殼體是否定位在流體中；以及 控制面板，所述控制面板由所述卷筒組件的所述框架支撐，所述控制面板與所述流體 傳感器電通信并且構(gòu)造成使得使用者能夠： 控制所述DC馬達(dá)的接通及切斷操作；以及 將外部DC電源連接至所述控制面板以向所述栗元件供給電力。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣栗，其中，所述栗元件包括葉輪。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的采樣栗，其中，所述栗元件包括再生式栗元件。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣栗，其中，所述柔性電纜組件包括位于所述柔性電纜組件 上的指示測量長度單位的標(biāo)記。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣栗，其中，所述DC馬達(dá)包括無刷DC馬達(dá)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣栗，還包括： DC電池，所述DC電池承載在所述框架上并且電聯(lián)接至所述傳感器以向所述傳感器供給 電力； 第一開關(guān)，所述第一開關(guān)與所述控制面板相關(guān)聯(lián)以用于接通及切斷所述傳感器的DC電 力；以及 指示器，所述指示器與所述傳感器通信以用于指示所述外部殼體是否存在于所述井孔 中的流體中。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的采樣栗，還包括位于所述控制面板上的用于使用者能夠使所 述DC馬達(dá)通電及斷電的第二開關(guān)。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的采樣栗，其中，所述指示器包括光學(xué)裝置，所述光學(xué)裝置提供 用于向使用者指示所述傳感器是否已浸沒在流體中的信號。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的采樣栗，其中，所述指示器包括光學(xué)元件，所述光學(xué)元件在通 電的情況下在接觸流體之前間歇地閃爍，并且隨后在浸沒于流體中時保持處于持續(xù)照亮的 狀態(tài)。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣栗，其中，所述框架包括用于接納所述栗部件并且在所 述栗部件未使用時儲存所述栗部件的結(jié)構(gòu)。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣栗，還包括使用者可調(diào)節(jié)的速度控制器，所述使用者可 調(diào)節(jié)的速度控制器與所述控制面板以可操作的方式相關(guān)聯(lián)，以使使用者能夠調(diào)節(jié)所述DC馬 達(dá)的速度并因此能夠調(diào)節(jié)由所述栗元件產(chǎn)生的流量。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣栗，其中，所述傳感器構(gòu)造成在所述傳感器檢測到其不 再浸沒在流體中時自動地切斷所述DC馬達(dá)。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣栗，其中，所述控制面板構(gòu)造成記錄所述栗元件運(yùn)行的 總運(yùn)行時間并向使用者顯示所述總運(yùn)行時間。14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣栗，還包括用于使所述控制面板能夠與使用者的遠(yuǎn)程個 人電子設(shè)備無線通信的短程無線收發(fā)器。15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣栗，還包括管，所述管適于固定至所述栗部件的所述出 口以用于將由所述栗部件栗送的流體引導(dǎo)出所述井孔。16. -種采樣栗，所述采樣栗構(gòu)造成在井孔中使用以用于栗送在所述井孔中采集的液 體，所述采樣栗包括： 栗部件，所述栗部件具有外部殼體，所述外部殼體構(gòu)造成插入到所述井孔中； 入口和出口，所述入口和所述出口各自在所述外部殼體的兩個相反端部處與所述外部 殼體以可操作的方式相關(guān)聯(lián)； 栗元件，所述栗元件容置在所述外部殼體中； 直流(DC)馬達(dá)，所述直流馬達(dá)容置在所述外部殼體內(nèi)以用于驅(qū)動所述栗元件，所述栗 元件與所述入口和所述出口連通，并且所述栗元件構(gòu)造成在由所述DC馬達(dá)旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動時將 液體從所述井孔中抽吸到所述外部殼體中并且抽吸至所述出口； 柔性電纜組件，所述柔性電纜組件與所述出口連通以用于在所述栗部件定位在所述井 孔中時向所述栗部件供給DC電力； 卷筒組件，所述卷筒組件具有卷筒，所述卷筒由框架以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐，所述卷筒構(gòu) 造成使所述柔性電纜組件在所述栗部件未使用時能夠纏繞在所述卷筒上； DC電連接件，所述DC電連接件支撐在所述框架上以用于使來自外部DC電源的DC電力能 夠聯(lián)接至所述卷筒組件，以便向所述DC馬達(dá)供給電力； 液位傳感器，所述液位傳感器與所述殼體以可操作的方式相關(guān)聯(lián)以用于檢測所述殼體 是否定位在流體中，所述傳感器構(gòu)造成在所述傳感器浸沒在水中時顯示第一光信號并且在 所述傳感器沒有浸沒在水中時顯示第二光信號； DC電池，所述DC電池支撐在所述卷筒組件上，以在未對所述DC馬達(dá)供給電力時向所述 液位傳感器提供電力； 使用者可接合開關(guān)，所述使用者可接合開關(guān)用于在未對所述DC馬達(dá)供給電力時選擇性 地向所述液位傳感器供給電力以及切斷所述液位傳感器的電力； 控制面板，所述控制面板由所述卷筒組件的所述框架支撐，所述控制面板與所述流體 傳感器電通信并且構(gòu)造成使得使用者能夠： 控制所述DC馬達(dá)的接通及切斷操作；以及 將來自外部DC電源的DC電力連接至所述控制面板。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的采樣栗，還包括第一殼體連接件和卡口銷，所述第一殼體連 接件設(shè)置在所述外部殼體的第一端部處并且使所述入口能夠經(jīng)由形成在所述第一殼體連 接件上的L形槽或J形槽中的至少一者以可移除的方式聯(lián)接至所述外部殼體，所述卡口銷從 所述入口突出。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的采樣栗，其中，所述殼體包括所述J形槽，并且所述J形槽提 供形狀上的、可觸知的卡合式的接合以向使用者指示所述卡口銷形狀接合在所述J形槽內(nèi)。19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的采樣栗，還包括第二殼體連接件和卡口銷，其中，所述第二 殼體連接件設(shè)置在所述外部殼體的第二端部處并且使所述出口能夠經(jīng)由形成在所述第二 殼體連接件上的L形槽以可移除的方式聯(lián)接至所述外部殼體，所述卡口銷從所述出口突出。20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的采樣栗，還包括第二開關(guān)，所述第二開關(guān)與所述控制面板以 可操作的方式相關(guān)聯(lián)以便使用者能夠控制所述DC馬達(dá)的操作。21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的采樣栗，還包括使用者可調(diào)節(jié)的速度控制器，所述使用者可 調(diào)節(jié)的速度控制器與所述控制面板以可操作的方式相關(guān)聯(lián)以便使用者能夠調(diào)節(jié)所述DC馬 達(dá)的速度并且因此能夠調(diào)節(jié)由所述栗元件產(chǎn)生的流量。22. -種采樣栗組件，包括： 栗外部殼體，所述栗外部殼體具有包括多個入水端口的入口端蓋，所述入口端蓋利用 卡口銷連接至所述栗外部殼體，所述卡口銷延伸穿過第一殼體連接件中的一對L形槽或所 述第一殼體連接件中的一對J形槽中的至少一者； 出口端蓋，所述出口端蓋利用卡口銷連接至所述栗外部殼體，并且所述出口端蓋具有 用于將流出物管以可釋放的方式連接至所述出口端蓋的管連接件； 栗組件，所述栗組件具有連接至無刷DC馬達(dá)的再生式葉輪，所述無刷DC馬達(dá)定位在所 述栗外部殼體內(nèi)并且所述再生式葉輪定位在所述入口端蓋內(nèi)，所述無刷DC馬達(dá)以約8， OOOrpm操作，從而提供高達(dá)150英尺的升程； 傳感器，所述傳感器延伸超出所述出口端蓋，所述傳感器在所述栗組件浸沒在所述栗 外部殼體所處的井孔中的水表面下方時提供感測信號； 卷筒組件，所述卷筒組件具有可旋轉(zhuǎn)支撐卷筒以用于將柔性電纜組件支撐在所述可旋 轉(zhuǎn)支撐卷筒上，所述柔性電纜組件構(gòu)造成向所述無刷DC馬達(dá)供給DC電力，所述柔性電纜組 件能夠纏繞在所述可旋轉(zhuǎn)支撐卷筒上并且能夠在所述栗組件下降到所述井孔中時從所述 可旋轉(zhuǎn)支撐卷筒退繞； 至少一個內(nèi)部電池，所述至少一個內(nèi)部電池由所述卷筒組件承載，所述至少一個內(nèi)部 電池提供用于所述傳感器的電力； LED，所述LED設(shè)置在所述卷筒組件上，并且所述LED構(gòu)造成在所述栗組件下降到所述井 孔中時并且在所述傳感器接觸水之前時持續(xù)地閃爍； 所述LED在所述栗組件延伸到水位表面以下時變成持續(xù)照亮的狀態(tài)；以及 多個距離標(biāo)記，所述多個距離標(biāo)記形成在所述柔性電纜組件上，以使使用者能夠確定 所述栗外部殼體定位在所述井孔內(nèi)的深度。
【文檔編號】H02J11/00GK105849415SQ201480065766
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月3日
【發(fā)明人】道格拉斯·D·科爾比, 托馬斯·T·里斯貝克
【申請人】Q.E.D.環(huán)境系統(tǒng)公司