CN103674616B - 重力活塞式采水器 - Google Patents

Abstract

本发明属于采水设备技术领域，尤其涉及一种重力活塞式采水器。包括位于中部的缸筒、位于缸筒顶部的上框架和位于缸筒底部的下框架；在缸筒内设有活塞、在缸筒外壁的底部设有带有阀门的出水口；在缸筒的顶壁上设有进水口，在该进水口内插设有底端连接至活塞顶部的拉杆，在拉杆的顶部设有锁头；所述进水口的上端和下端均为锥形台形状的敞口，锁头的下端以及拉杆与活塞的连接部均设有锥形密封台，两个锥形密封台分别与位于上方的敞口和位于下方的敞口配合；在所述上框架的顶部还设有用于卡住锁头并在使锤作用下松开锁头的释放机构。本发明的采水器结构简单、操作便捷、能够确保水样不被交叉污染。

Description

重力活塞式采水器

技术领域

本发明属于采水设备技术领域，尤其涉及一种重力活塞式采水器。

背景技术

在海洋化学等的采样过程中，涉及到海面以下各层水样的采集时通常用到采水器。采水器一般包括采水筒以及与采水筒相连的、在不同深度控制动作的采水器开关，根据不同的设计，触发采水器开关动作响应的形式可以是使锤触发、压力开关元件触发或线缆控制触发等形式。动作原理一般为：将采水器下放到预定深度，启动触发装置将完成采水的采水器封闭。现有技术中的采水器一般结构复杂、操作繁琐、完成采水后的采水筒其密封性能也难以保证，导致采水器上升的过程中水样与外界水体未充分隔离。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构简单、操作便捷、确保水样不被交叉污染的重力活塞式采水器。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：重力活塞式采水器包括位于中部的缸筒、位于缸筒顶部的上框架和位于缸筒底部的下框架；在缸筒内设有活塞、在缸筒外壁的底部设有带有阀门的出水口；在缸筒的顶壁上设有进水口，在该进水口内插设有底端连接至活塞顶部的拉杆，在拉杆的顶部设有锁头；所述进水口的上端和下端均为锥形台形状的敞口，锁头的下端以及拉杆与活塞的连接部均设有锥形密封台，两个锥形密封台分别与位于上方的敞口和位于下方的敞口配合；在所述上框架的顶部还设有用于卡住锁头并在使锤作用下松开锁头的释放机构。

本发明的优点和积极效果是：由于采用了上述设计，本发明结构简单、轻便小巧、单人小船即可完成采样工作。通过采用活塞式动作原理，整个采水器的采水部件在下放和回收的过程中始终保持密封状态，因此不会产生水样的污染，完全能够满足海洋生态环境监测的水样采集工作。同时，整个采样过程简单便捷，动作部件的复位操作便捷，采水深度可根据需要人工设定。

优选地：所述释放机构包括与上框体固接的法兰盘，在法兰盘的顶部固接有与钢丝绳连接的钢丝绳接头；在法兰盘的底部固接有机构本体，在机构本体内设有横向的轴孔，在该轴孔内设有推杆；所述推杆包括弹力作用段、细径段和粗径段，在弹力作用段和细径段之间设有凸台，在弹力作用段套设有推杆弹簧，该推杆弹簧采用套设在推杆端部并与机构本体固接的锁紧螺丝锁紧；在机构本体的底部设有与轴孔贯通的竖直的中心孔，锁头包括位于上方的用于***中心孔的芯轴，在芯轴上设有横向的过孔以及由顶部贯通至该过孔的槽口，所述过孔的直径大于推杆粗径段的直径，所述槽口的宽度大于推杆细径段的直径且小于粗径段的直径；在粗径段上设有径向的插孔，在机构本体的底部设有贯通至轴孔的销孔，在该销孔内设有销轴；还包括将销轴向下拔出的击打释放装置。

优选地：所述击打释放装置包括固接于销轴底端的导向杆连接板以及底端与导向杆连接板固接、中部位于开设在法兰盘上的竖直通孔内、顶部固接有击打环的导向杆，在导向杆位于法兰盘与击打环之间的部分套设有导向杆弹簧；所述击打环套设在钢丝绳上。

优选地：所述销轴和导向杆两者的轴线平行且均垂直于所述推杆的轴线。

优选地：所述推杆、拉杆和销轴三者的轴线共面。

优选地：所述钢丝绳与拉杆两者的轴线共线。

优选地：所述钢丝绳接头与法兰盘之间采用螺纹连接。

优选地：在推杆粗径段的外端设有矩形截面的连接杆，在机构本体上、轴孔的外端设有矩形截面的连接孔，所述连接杆由该连接孔伸出并在端部设有按柄。

优选地：在所述下框架的底部还设有可旋动的、用于将活塞顶起的顶丝。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图及局部剖视图；

图2是图1中释放机构的主视结构示意图及局部剖视图；

图3是图2中A向结构示意图及局部剖视图。

图中：1、钢丝绳接头；  2、释放机构；  2-1、锁紧螺丝；  2-2、机构本体；  2-3、推杆弹簧；  2-4、推杆；  2-5、导向杆连接板；  2-6、销轴；  2-7、按柄；  2-8、法兰盘；  2-9、内六角螺钉；  2-10、导向杆；  2-11、导向杆弹簧；  2-12、击打环；  3、上框架；  4、拉杆；  5、缸筒；  6、活塞；  7、出水口；  8、下框架；  9、锁头；10、进水口；  11、顶丝。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例详细说明如下：

请参见图1，本发明包括位于中部的缸筒5、位于缸筒5顶部的上框架3和位于缸筒5底部的下框架8，在缸筒5内设有活塞6、在缸筒5外壁的底部设有带有阀门的出水口7。缸筒5用于存放采水水样，水样由出水口7放出。

采水水样的进水口10设置在缸筒5的顶壁上，在该进水口10内插设有底端连接至活塞6顶部的拉杆4，在拉杆4的顶部设有锁头9。缸筒5、拉杆4和活塞6三者构成类似注射器的结构，当活塞6和拉杆4向下移动，采水水样即由进水口10进入缸筒5。为了避免采水水样被采水器与水样接触的部件所污染，本实施例中可以将采水器与水样接触的部件如缸筒5的内壁、缸筒5的顶壁和活塞6的顶壁采用化学性质更为稳定的聚四氟乙烯材料制造，上述材料不会吸附和溶出油类物质，因此本采水器还可以作为含油水样的采集。

进水口10的上端和下端均为锥形台形状的敞口，锁头9的下端以及拉杆4与活塞6的连接部均设有锥形密封台，两个锥形密封台分别与位于上方的敞口和位于下方的敞口配合，实现密封。当向上拉动拉杆4带动活塞6到达上极限位置，活塞6顶部的锥形密封台***进水口10位于下方的敞口中，此时缸筒5处于密封状态，整个采水器在水中下放的过程中均保持密封。当到达预定深度，释放拉杆4及活塞6使两者依靠自身重力下降，水样即进入缸筒5内，当拉杆4及活塞6到达下极限位置时，锁头9下端的锥形密封台***进水口10上方的敞口中，缸筒5再次处于密封状态，整个采水器在水中回收上升的过程中均保持密封状态，有效地保证了外界水样与采集水样之间的隔离。

在上框架3的顶部还设有用于卡住锁头9并在使锤作用下松开锁头9的释放机构，该机构是本采水器动作的关键机构。

图2和图3展示了释放机构2的具体结构，可以看出：释放机构2包括与上框体3固接的法兰盘2-8，在法兰盘2-8的顶部固接有与钢丝绳连接的钢丝绳接头1。钢丝绳作为船体与采水器之间的连接部件，通过计量其放开的长度可以得知采水器当前所在深度信息。本实施例中，钢丝绳接头1与法兰盘2-8之间采用螺纹连接，提升安装与拆卸维护的便捷性。

在法兰盘2-8的底部采用多个内六角螺钉2-9固接有机构本体2-2，在机构本体2-2内设有横向的轴孔，在该轴孔内设有推杆2-4。推杆2-4包括弹力作用段、细径段和粗径段，在弹力作用段和细径段之间设有凸台，在弹力作用段套设有推杆弹簧2-3，该推杆弹簧2-3采用套设在推杆2-4端部并与机构本体2-2固接的锁紧螺丝2-1锁紧。

在机构本体2-2的底部设有与轴孔贯通的竖直的中心孔，锁头9包括位于上方的用于***该中心孔的芯轴，在芯轴上设有横向的过孔以及由顶部贯通至该过孔的槽口，其中过孔的直径大于推杆2-4粗径段的直径，槽口的宽度大于推杆2-4细径段的直径且小于粗径段的直径。在粗径段上设有径向的插孔，在机构本体2-2的底部设有贯通至轴孔的销孔，在该销孔内设有销轴2-6，销轴2-6向上***插孔内即可对推杆2-4的横向位置进行固定，将销轴2-6由插孔内拔出时推杆2-4即可复位。

对锁头9进行固定的动作原理为：锁头9的芯轴向上***机构本体2-2的中心孔内，推杆2-4的细径段由槽口向下进入过孔内，横向推动推杆2-4使粗径段进入过孔，推杆2-4移动到直至销轴2-6向上能够***插孔中进行锁定，此时推杆弹簧2-3处于压缩状态。

将销轴2-6向下拔出的操作由击打释放装置实现。本实施例中，击打释放装置包括固接于销轴2-6底端的导向杆连接板2-5以及底端与导向杆连接板2-5固接、中部位于开设在法兰盘2-8上的竖直通孔内、顶部固接有击打环2-12的导向杆2-10，在导向杆2-10位于法兰盘2-8与击打环2-12之间的部分套设有导向杆弹簧2-11，击打环2-12套设在钢丝绳上。

对锁头9进行释放的动作原理为：采水器在水下稳定之后，将使锤套设在钢丝绳上，锁紧使锤上的防脱螺钉，放手令使锤自由下落。使锤沿钢丝绳快速下滑，击打环2-12在使锤的击打作用下迫使导向杆2-10下移，导向杆连接板2-5向下拔出销轴2-6，之后推杆2-4在推杆弹簧2-3的作用下复位，即细径段移动到中部，此时锁头9在自身重力的作用下得到释放。

本实施例中，为了更好地利用力学原理，实现只需很小的冲击力即可释放同一方向的较大负载，对如下部件的位置关系进行了优化设定：销轴2-6和导向杆2-10两者的轴线平行且均垂直于推杆2-4的轴线；推杆2-4、拉杆4和销轴2-6三者的轴线共面；钢丝绳与拉杆4两者的轴线共线。

为了便于实施对推杆2-4的移动及锁头9的固定操作，本实施例中在推杆2-4粗径段的外端设有矩形截面的连接杆，在机构本体2-2上、轴孔的外端设有矩形截面的连接孔，连接杆由该连接孔伸出并在端部设有按柄2-7。矩形截面的连接孔和连接杆的配合还起到防止推杆2-4转动的作用，销轴2-6与插孔更容易对正。

完成采水后，整个采水器回收至地面，之后即可对缸筒5内的水样进行取用。由于在活塞6、拉杆4和水样三者重力的作用下，锁头9上的锥形密封台***进水口10的敞口内实现了密封，故直接打开阀门进行放水时水样是不会出来的，必须先上提活塞6使缸筒5内恢复常压。本实施例中，在下框架8的底部还设有可旋动的、用于将活塞顶起的顶丝11。通过旋动顶丝11实现活塞6的微动上升，解除锥形密封台与进水口10之间的密封配合。

Claims (9)

1.一种重力活塞式采水器，其特征在于：包括位于中部的缸筒（5）、位于缸筒（5）顶部的上框架（3）和位于缸筒（5）底部的下框架（8）；在缸筒（5）内设有活塞（6）、在缸筒（5）外壁的底部设有带有阀门的出水口（7）；在缸筒（5）的顶壁上设有进水口（10），在该进水口（10）内插设有底端连接至活塞（6）顶部的拉杆（4），在拉杆（4）的顶部设有锁头（9）；所述进水口（10）的上端和下端均为锥形台形状的敞口，锁头（9）的下端以及拉杆（4）与活塞（6）的连接部均设有锥形密封台，两个锥形密封台分别与位于上方的敞口和位于下方的敞口配合；在所述上框架（3）的顶部还设有用于卡住锁头（9）并在使锤作用下松开锁头（9）的释放机构（2）。

2.如权利要求1所述的重力活塞式采水器，其特征在于：所述释放机构（2）包括与上框体（3）固接的法兰盘（2-8），在法兰盘（2-8）的顶部固接有与钢丝绳连接的钢丝绳接头（1）；在法兰盘（2-8）的底部固接有机构本体（2-2），在机构本体（2-2）内设有横向的轴孔，在该轴孔内设有推杆（2-4）；所述推杆（2-4）包括弹力作用段、细径段和粗径段，在弹力作用段和细径段之间设有凸台，在弹力作用段套设有推杆弹簧（2-3），该推杆弹簧（2-3）采用套设在推杆（2-4）端部并与机构本体（2-2）固接的锁紧螺丝（2-1）锁紧；在机构本体（2-2）的底部设有与轴孔贯通的竖直的中心孔，锁头（9）包括位于上方的用于***中心孔的芯轴，在芯轴上设有横向的过孔以及由顶部贯通至该过孔的槽口，所述过孔的直径大于推杆（2-4）粗径段的直径，所述槽口的宽度大于推杆（2-4）细径段的直径且小于粗径段的直径；在粗径段上设有径向的插孔，在机构本体（2-2）的底部设有贯通至轴孔的销孔，在该销孔内设有销轴（2-6）；还包括将销轴（2-6）向下拔出的击打释放装置。

3.如权利要求2所述的重力活塞式采水器，其特征在于：所述击打释放装置包括固接于销轴（2-6）底端的导向杆连接板（2-5）以及底端与导向杆连接板（2-5）固接、中部位于开设在法兰盘（2-8）上的竖直通孔内、顶部固接有击打环（2-12）的导向杆（2-10），在导向杆（2-10）位于法兰盘（2-8）与击打环（2-12）之间的部分套设有导向杆弹簧（2-11）；所述击打环（2-12）套设在钢丝绳上。

4.如权利要求3所述的重力活塞式采水器，其特征在于：所述销轴（2-6）和导向杆（2-10）两者的轴线平行且均垂直于所述推杆（2-4）的轴线。

5.如权利要求3所述的重力活塞式采水器，其特征在于：所述推杆（2-4）、拉杆（4）和销轴（2-6）三者的轴线共面。

6.如权利要求3所述的重力活塞式采水器，其特征在于：所述钢丝绳与拉杆（4）两者的轴线共线。

7.如权利要求3所述的重力活塞式采水器，其特征在于：所述钢丝绳接头（1）与法兰盘（2-8）之间采用螺纹连接。

8.如权利要求2至7任一项所述的重力活塞式采水器，其特征在于：在推杆（2-4）粗径段的外端设有矩形截面的连接杆，在机构本体（2-2）上、轴孔的外端设有矩形截面的连接孔，所述连接杆由该连接孔伸出并在端部设有按柄（2-7）。

9.如权利要求2至7任一项所述的重力活塞式采水器，其特征在于：在所述下框架（8）的底部还设有可旋动的、用于将活塞（6）顶起的顶丝（11）。