CN109781465A - 一种按压式自动取水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种按压式自动取水装置，包括：定时取水装置、集水装置转动装置和支撑壳体，定时取水装置包括控制器、潜水泵和取水管，潜水泵设在水源中，控制器和潜水泵电性连接，取水管和潜水泵相连接；集水装置包括托盘和采样瓶，采样瓶有若干个，若干个采样瓶均布在托盘的同一圆周曲线上，取水管中的水的流入采样瓶中；转动装置包括电磁驱动机构和转动机构，电磁驱动机构和转动机构相连接，用于驱动转动机构转动，转动机构和托盘相连接，用于带动托盘转动；述支撑壳体包括底板，转动机构固定在底板上，本发明结构简单、造价低廉且使用方便。

Description

一种按压式自动取水装置

技术领域

本发明涉及水文物理规律模拟与预报及同位素水文研究设备技术领域，具体涉及一种按压式自动取水装置。

背景技术：

同位素水文学是利用稳定性同位素或放射性同位素研究水文循环及流域产汇流规律的学科。基于同位素的示踪作用，由使传统水文学方法难以解决的问题，可用同位素方法解决，推进和扩大了水文学的研究范围和能力。

20世纪50年代末，首次提出同位素水文学概念，至今同位素水文学作为一门独特的学科已得到长足的发展，其研究及应用领域不断的扩大。目前，同位素水文学理论已广泛应用于水文、水资源及环境地质等诸多领域，其研究方法也日臻完善。近60年来，环境同位素和人工同位素在水汽来源、降雨径流关系、干旱半干旱区的水资源评价、地表水与地下水的相互作用、地下水起源及测年、湖泊蒸发量及换水周期、水体污染的来源、地热资源以及气候变化和人类活动对水循环的影响等研究领域的应用十分广泛。在当前水文预报研究工作中，有学者通过对一次降水事件中降水、土壤水、地下水及河道各断面逐时采集的水样同位素含量进行测定，可对该次降雨的产汇流机理进行研究分析。

但在现阶段该方法的研究数据依赖于长期的多频次多地点的人工采样，需要对所研究的各条河段的多个节点派遣工作人员驻扎，每隔固定时间进行人工采样，这个过程就需要消耗大量的人力和研究经费；同时由于采样地点多设置在水流湍急的河流附近，且采样过程中大多伴有强降水，因此人工逐小时采集过程中，存在较大的人员安全问题。

为解决以上问题，多种河水采样装置应运而生，但当前实验中所能使用的设备效果并不尽如人意。一方面，当前已有设备大都造价高昂，且多依赖进口，设备难以普及大规模使用；另一方面，现有装置还存在着难以携带的问题，仅能在固定地点安插使用，难以针对研究目标进行地点上的调整，存在极大的不便。另外，当前很多自制野外自动采样器，由于驱动部件不够精细，经常面对部件已老化，致使切换采样瓶不当，影响采集工作的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种按压式自动取水装置，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷或缺陷之一。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一种按压式自动取水装置，包括：定时取水装置、集水装置转动装置和支撑壳体，所述定时取水装置包括控制器、潜水泵和取水管，所述潜水泵设在水源中，所述控制器和所述潜水泵电性连接，所述取水管和所述潜水泵相连接；所述集水装置包括托盘和采样瓶，所述采样瓶有若干个，若干个所述采样瓶均布在所述托盘的同一圆周曲线上，所述取水管中的水的流入所述采样瓶中；所述转动装置包括电磁驱动机构和转动机构，所述电磁驱动机构和所述转动机构相连接，用于驱动所述转动机构转动，所述转动机构和所述托盘相连接，用于带动所述托盘转动；述支撑壳体包括底板，所述转动机构固定在所述底板上，本发明结构简单、造价低廉且使用方便。

进一步的，转动机构包括转动支撑件和转动组件；转动支撑件包括导轨壳体和旋转轨道，所述导轨壳体和所述旋转轨道固定连接，且所述导轨壳***于所述旋转轨道的上方；所述导轨壳体为中空结构，所述导轨壳体的内壁均布有竖直方向滑道；旋转轨道固定在所述底板顶面，所述旋转轨道上设有支撑槽，所述支撑槽内连接有支撑柱，所述支撑柱的一端位于所述支撑槽内，另一端位于所述导轨壳体内；所述转动组件连接在所述支撑柱的外周，且所述转动组件滑动连接在所述滑道上。转动组件包括推杆和滑套；所述推杆为中空圆环，且所述推杆顶端连接有挡板，所述挡板的直径大于所述导轨壳体的内径，所述推杆外侧壁的底端设有与所述滑道相适配的第一滑轨，且相邻第一滑轨之间设有第一凸起，所述推杆滑动连接在所述导轨壳体内，且推杆顶部的挡板和所述导轨壳体之间设有第二弹簧；所述滑套为中空圆环，所述滑套外壁的顶端设有与所述滑道相适配的第二滑轨，相邻所述第二滑轨之间均布有与所述第一凸起相适配的第一凹槽，所述滑套滑动连接在所述导轨壳体内，且所述滑套为与所述支撑柱的外侧，所述滑套的底端和所述旋转轨道之间设有第二弹簧。

托盘中心设有通孔，所述通孔的直径大于所述导轨壳体的外径，所述托盘中设有一通道，所述通道内连接有连接杆，所述滑套外壁的底端连接有螺杆，所述连接杆和所述螺杆相连接；采样瓶的个数为第二滑轨的个数的二倍。

本发明的优点在于：

1、本发明造价低廉，使用方便且长期可靠，有效的在水文径流研究实验的采样过程中替代了人工定时采样过程，可安置在流域多点同时采样，极大地节省了人力时间，提高了实验效率。

2、本发明无需人工到河流边采样，提高了工作效率，保证了工作人员的安全。

3、本发明结构简单，能够随时用随时安装，携带方便、使用方便，且本装置中的转动构思巧妙、设计合理。

附图说明

图1为本发明具体实施方式按压式自动取水装置的整体示意图；

图2为本发明具体实施方式按压式自动取水装置中顶板及电磁驱动机构的连接示意图

图3为本发明具体实施方式按压式自动取水装置中顶板的俯视图；

图4为本发明具体实施方式按压式自动取水装置支撑壳体及转动支撑件的连接示意图

图5为本发明具体实施方式按压式自动取水装置中转动组件的示意图；

图6为本发明具体实施方式按压式自动取水装置中滑套18的俯视图；

图7为本发明具体实施方式按压式自动取水装置中托盘及其连接件的结构示意图。

其中：1、顶板；2、支撑壳体；3、托盘；5、采样瓶；6、定时取水装置；7、支撑腿；8、导轨壳体；9、滑道；10、支撑槽；11、旋转轨道；12、进水孔；13、支架；14、电磁铁；15、橡胶块；16、第一弹簧；17、推杆；18、滑套；19、第二弹簧；20、支撑柱；21、螺杆；22、槽体；23、连接杆；24、通道；25、内螺纹；26、取水管；27、潜水泵；28、控制器；29、电源；171、第一凸起；172、第一滑轨；181、第一凹槽；182、第二滑轨。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须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。本发明描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1至图7所示，一种按压式自动取水装置，包括：定时取水装置6、集水装置、转动装置和支撑壳体2，定时取水装置6用于从水源中取水，把取出的水传送到集水装置中，转动装置用于带动集水装置中的托盘3转动，对集满水的采样瓶5进行更换，支撑壳体2用于支撑转动装置，本装置能够自动取水自动更换采样瓶5，结构设计巧妙，本装置能适用多种采样环境采样，不需人工到河边采样，保证了工作人员的安全性。

具体的，定时取水装置6包括控制器28、潜水泵27、取水管26和电源29,，潜水泵27设在水源中，控制器28和潜水泵27电性连接，取水管26和潜水泵27相连接，潜水泵27和控制器28都和电源29电性连接，电源29为潜水泵27和控制器28提供电量，控制器28可以为电脑或其他带有处理器的控制装置。启动控制器28，潜水泵27抽水经过取水管26输送到集水装置中。集水装置包括托盘3和采样瓶5，采样瓶5有若干个，若干个采样瓶5均布在托盘3的同一圆周曲线上，取水管26中的水的流入采样瓶5中；由于取水管26是固定不动的，当一个采样瓶5的水集满后，转动托盘3，为了保证其他的采样瓶5能够取到水，所以设计多个采样瓶5在同一圆周曲线上。转动装置包括电磁驱动机构和转动机构，电磁驱动机构和转动机构相连接，用于驱动转动机构转动，转动机构和托盘3相连接，用于带动托盘3转动。

具体的，电磁驱动机构包括电磁铁14和贯穿电磁铁14中心的铁柱，电磁铁14外侧的设有线圈，线圈和外部电源相连接，外部电源和控制器28相连接，控制器28控制外部电源通电和断电。铁柱的顶端连接有第二连接板，第二连接板的直径大于电磁铁14的内径，第二连接板和电磁铁14之间设有第一弹簧16，外部电源给线圈通电，电磁铁14内部的铁柱会向下运动，铁柱底端连接有橡胶块15，铁柱带动橡胶块15相下运动，橡胶块向下运动挤压下面的转动机构，当线圈断电后，第二连接板和电磁铁之间的第一弹簧16恢复原状，带动铁柱向上运动，橡胶块15向上运动。支撑壳体2包括底板，转动机构固定在底板上。

转动机构包括转动支撑件和转动组件；转动支撑件包括导轨壳体8和旋转轨道11，导轨壳体8和旋转轨道11固定连接，导轨壳体8和旋转轨道11之间通过一支撑杆连接，如图5所示，且导轨壳体8位于旋转轨道11的上方。导轨壳体8用于连接转动机构，旋转轨道11用于固定支撑柱20，支撑柱20用于支撑转动机构。

进一步的，导轨壳体8为中空结构，导轨壳体8的内壁均布有竖直方向滑道9，滑道9的底端不是平齐的，有一定的倾斜角度。旋转轨道11固定在支撑壳体2中底板的顶面，旋转轨道11上设有支撑槽10，支撑槽10内连接有支撑柱20，支撑柱20的一端位于支撑槽10内，另一端位于导轨壳体8内，支撑柱20起到固定滑套18和推杆17，且起到导向作用，使滑套18只能在支撑柱20的外周滑动。

转动组件连接在支撑柱20的外周，且转动组件滑动连接在滑道9上，转动组件包括推杆17和滑套18；推杆17为中空圆环，且推杆17顶端连接有挡板，挡板的直径大于导轨壳体8的内径，推杆17外侧壁的底端设有与滑道9相适配的第一滑轨172，且相邻第一滑轨172之间设有第一凸起171，推杆17滑动连接在导轨壳体8内，且推杆17顶部的挡板和导轨壳体8之间设有第二弹簧19。工作时，橡胶块15向下运动，推动挡板向下运动，挡板带动推杆17向下运动，推杆17上的第一滑轨172在滑道9中滑动，推杆17在导轨壳体8中向下滑动；橡胶块15向上运动后，推杆17顶部的挡板和导轨壳体8之间的第二弹簧19复原，带动推杆17向上运动。

滑套18为中空圆环，滑套18外壁的顶端设有与滑道9相适配的第二滑轨182，相邻第二滑轨182之间均布有与第一凸起171相适配的第一凹槽181，滑套18滑动连接在导轨壳体8内，且滑套18为与支撑柱20的外侧，滑套18的底端和旋转轨道11之间设有第二弹簧19；工作时，推杆17向下运动，推杆17上的第一凸起171和第一凹槽181相适配，并推动滑套18向下运动。滑套18向下运动会挤压第二弹簧19，当滑套18中的第二滑轨182脱离滑道9后，松开推杆17，推杆17不在挤压滑套18，滑套18底部的第二弹簧19会推动滑套18向上运动，滑套18中的第一凹槽181和滑道9相适配，使滑套18转动一定的角度，滑套18转动的角度即为第二滑轨182和第一凹槽181之间的角度。

托盘3中心设有通孔，通孔的直径大于导轨壳体8的外径，托盘3中设有一通道24，通道24内连接有连接杆23，滑套18外壁的底端连接有螺杆21，连接杆23和螺杆21相连接。具体的，连接杆23的一段伸入到中心通孔内，伸入到通孔的一端设有和螺杆21相适配的内螺纹25，转动连接杆23使其和螺杆21相连接，因此托盘3被固定滑套18的底部，托盘3会跟随滑套18转动。在设计时，把采样瓶5的个数设计为第二滑轨182的个数的二倍，由于第二滑轨182和第一凹槽181是均匀布置的，所以当滑套18转动的角度为第二滑轨182和第一凹槽181之间的夹角时，托盘3转动的角度为相邻采样瓶5之间的角度。

在本实施例中，还包括顶板1，电磁驱动机构固定在顶板1的底面，具体的顶板1的底面中心设有一底部空心的圆柱，空心圆柱体内固定有一20N贯穿式24V直流电磁铁14。顶板1上还设有进水孔12，进水孔12和取水管26相连接，具体的，取水管26的一端和潜水泵27相连接，另一端连接到顶板1上的进水孔12内。顶板1上固定设有支架13，支架13用于支撑取水管26，支架13的另一个目的是，提高了取水管26在顶板1上的高度，使的潜水泵27停止吸水后，取水管26中多余的水会在重力的作用下回流到河中。为了保证水能够从进水孔12流到采样瓶中，进水孔12的位置设在采样瓶5瓶口所在位置的正上方。

在本实施例中，托盘3顶面的同一圆周上均布有12个向下的槽体22，槽体22能够和采样瓶5的瓶底相匹配，把采样瓶5对应放置到12个槽体22中。采样瓶5的瓶底部较大，瓶颈部向内收缩，采样瓶5中设有密封球，密封球为弹性不吸水的小球。采样瓶5中的水不断升高，带动采样瓶5中的密封球上升，当密封球的高度到达密封球的颈部后，即实现对采样瓶5的密封，防止托盘3转动时，采样瓶5中的水流出。

在本实施例中，底板上设有排水孔，底板底部连接有支撑腿7，底板上设的排水孔保证了漏到底板上的水能够顺利流到外部。

工作过程及原理：控制器28控制控制潜水泵27工作，潜水泵27从河流或其他水源中抽水，抽取的水经过取水管26流到进水孔12，水流从进水孔12流到采样瓶5中，当采样瓶5中的密封球堵住瓶口后，控制器28控制电磁铁14上线圈通电，线圈通电带动电磁铁14内部的铁柱向下运动，铁柱下方连接的橡胶块15向下运动，橡胶块15向下挤压推杆17，推杆17向下运动推动滑套18向下运动，当滑套18向下运动到滑套18上的第二滑轨182脱离滑道9后，控制器28给线圈断电，在第一弹簧16的作用下，电磁铁14内部的铁柱向上运动，橡胶块15不对推杆17挤压，推杆17在第二弹簧19的作用下会向上运动，滑套18在第二弹簧19的作用下也会向上运动，因为滑套18上的第一凹槽181的倾斜角度和滑道9底端的倾斜角度相同，所以滑套18在上升过程中，会使第一凹槽181和滑道9相适配，所以滑套18转动的角度为第一凹槽181和第二滑轨182之间的夹角，由于第一凹槽181和第二滑轨182是均匀布置的，又因为第二滑轨182的数量为采样瓶5数量的一半，所以，滑套18转动的角度即为相邻两个采样瓶5之间的夹角。滑套18带动采样瓶5转动后，控制器28控制潜水泵27抽取，一直循环，直至需要的采样瓶5都抽满水为止。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种按压式自动取水装置，其特征在于，包括：

定时取水装置（6），所述定时取水装置（6）包括控制器（28）、潜水泵（27）和取水管（26），所述潜水泵（27）设在水源中，所述控制器（28）和所述潜水泵（27）电性连接，所述取水管（26）和所述潜水泵（27）相连接；

集水装置，所述集水装置包括托盘（3）和采样瓶（5），所述采样瓶（5）有若干个，若干个所述采样瓶（5）均布在所述托盘（3）的同一圆周曲线上，所述取水管（26）中的水的流入所述采样瓶（5）中；

转动装置，所述转动装置包括电磁驱动机构和转动机构，所述电磁驱动机构和所述转动机构相连接，用于驱动所述转动机构转动，所述转动机构和所述托盘（3）相连接，用于带动所述托盘（3）转动；

支撑壳体（2），所述支撑壳体（2）包括底板，所述转动机构固定在所述底板上。

2.根据权利要求1所述的按压式自动取水装置，其特征在于，所述转动机构包括转动支撑件和转动组件；

所述转动支撑件包括导轨壳体（8）和旋转轨道（11），所述导轨壳体（8）和所述旋转轨道（11）固定连接，且所述导轨壳体（8）位于所述旋转轨道（11）的上方；

所述导轨壳体（8）为中空结构，所述导轨壳体（8）的内壁均布有竖直方向滑道（9）；

所述旋转轨道（11）固定在所述底板顶面，所述旋转轨道（11）上设有支撑槽（10），所述支撑槽（10）内连接有支撑柱（20），所述支撑柱（20）的一端位于所述支撑槽（10）内，另一端位于所述导轨壳体（8）内；所述转动组件连接在所述支撑柱（20）的外周，且所述转动组件滑动连接在所述滑道（9）上。

3.根据权利要求2所述的按压式自动取水装置，其特征在于，所述转动组件包括推杆（17）和滑套（18）；

所述推杆（17）为中空圆环，且所述推杆（17）顶端连接有挡板，所述挡板的直径大于所述导轨壳体（8）的内径，所述推杆（17）外侧壁的底端设有与所述滑道（9）相适配的第一滑轨（172），且相邻第一滑轨（172）之间设有第一凸起（171），所述推杆（17）滑动连接在所述导轨壳体（8）内，且推杆（17）顶部的挡板和所述导轨壳体（8）之间设有第二弹簧（19）；

所述滑套（18）为中空圆环，所述滑套（18）外壁的顶端设有与所述滑道（9）相适配的第二滑轨（182），相邻所述第二滑轨（182）之间均布有与所述第一凸起（171）相适配的第一凹槽（181），所述滑套（18）滑动连接在所述导轨壳体（8）内，且所述滑套（18）为与所述支撑柱（20）的外侧，所述滑套（18）的底端和所述旋转轨道（11）之间设有第二弹簧（19）。

4.根据权利要求3所述的按压式自动取水装置，其特征在于，所述托盘（3）中心设有通孔，所述通孔的直径大于所述导轨壳体（8）的外径，所述托盘（3）中设有一通道（24），所述通道（24）内连接有连接杆（23），所述滑套（18）外壁的底端连接有螺杆（21），所述连接杆（23）和所述螺杆（21）相连接。

5.根据权利要求4所述的按压式自动取水装置，其特征在于，所述采样瓶（5）的个数为第二滑轨（182）的个数的二倍。

6.根据权利要求1所述的按压式自动取水装置，其特征在于，所述电磁驱动机构包括电磁铁（14）和贯穿电磁铁（14）中心的铁柱，所述电磁铁（14）外侧的设有线圈，所述线圈和外部电源相连接，所述铁柱的顶端连接有第二连接板，所述第二连接板的直径大于所述电磁铁（14）的内径，所述第二连接板和所述电磁铁（14）之间设有第一弹簧（16）。

7.根据权利要求6所述的按压式自动取水装置，其特征在于，所述铁柱的底端连接有橡胶块（15）。

8.根据权利要求1所述的按压式自动取水装置，其特征在于，还包括顶板（1），所述电磁驱动机构固定在所述顶板（1）的底面，所述顶板（1）上还设有进水孔（12），所述进水孔（12）和所述取水管（26）相连接。

9.根据权利要求1所述的按压式自动取水装置，其特征在于，所述采样瓶（5）中设有密封球。

10.根据权利要求1所述的按压式自动取水装置，其特征在于，所述底板上设有排水孔，所述底板底部连接有支撑腿（7）。