CN210375803U - 自动垂线平均水质采样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型目的提供了自动垂线平均水质采样器，包括装置腔体及顶部的气囊储气罐、排气管、电磁阀，装置腔体内的底部设置有采水室，所述装置腔体的腔体壁侧面设置有排气口以及进水口，所述采水室进水口与采水室的腔体壁紧密接触，所述排气管的排气管口与装置腔体的腔体壁紧密接触；所述排气管口设置有单向阀；所述采水室的通过驱动电机驱动旋转。驱动电机在预设的停留时间后继续旋转预设的角度，使得外壳的进水孔和排气孔分别与下一个采水室的进水口和排气管口对齐，下一采水室进行采水，实现采集不同水层的水，本装置体积小，可以独立运行，解决了现有的不同水层水质采样设备大，能耗大的问题。

Description

自动垂线平均水质采样器

技术领域

本实用新型属于水质采样器，具体涉及自动垂线平均水质采样器。

背景技术

现有的压力式、虹吸式、负压式等采样器等，由于压力控制部分设计复杂，无法充分利用采水空间，只能在人工操作的情况下，完成一次采水，不能实现自动连续采样功能。其采得水样是采样点所在垂线上一点的水样，不能反映垂线平均水质，对于水深超过5m的水体，国家环保局规定需分层采样，部分采水器可以通过重复多次分层采水达到分层采样的目的，但重复的动作十分繁琐且需要人工操作。这些装置由于人工操作参与多、所以只适合短期内、水流条件平稳的地区使用，或是用于实验室教学，应用范围不广。

泵式采水器是目前应用较多的一种装置，是通过水泵抽水来达到连续采水的目的，这类采水器一方面需要功率较大的电源装置完成吸水的动作；另一方面，泵式采水器需在岸边设立泵站或抽水装置，在水位上涨时，由于水流湍急、水面漂浮物多，抽水装置容易被各种漂浮物撞击，造成设备失灵损害。

实用新型内容

本实用新型目提供了自动垂线平均水质采样器，解决了现有的不同水层水质采样设备大，能耗大的问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

自动垂线平均水质采样器，包括装置腔体，所述装置腔体顶部设置有连接管，连接管顶端固定安装有连接气管的三通，所述三通的顶部支管连通气囊；三通侧面两个支管其中一个连接储气罐，另一侧面支管连接气囊排气管，三通与储气罐的连通支管上设置有进气电磁阀，三通与气囊排气管连通的支管上设置有阀门；所述装置腔体内的底部设置有采水室，所述采水室包括多个中心对称分布的采水内腔室，每个采水内腔室临近装置腔体腔体壁的侧面上部设置有采水室进水口，每个采水内腔室的顶部都设置有独立的空气室，每个空气室内都设置有毛细气管，所述毛细气管将每个采水内腔室与采水内腔室对应的空气室连通，每个空气室临近装置腔体腔体壁的侧面设置有排气管；所述装置腔体的腔体壁侧面设置有排气口以及进水口，排气口在进水口的正上方，在所述进水口与所述采水室进水口处于同一水平面上，所述排气口与排气管的排气管口处于同一水平面上；所述采水室进水口与采水室的腔体壁紧密接触，所述排气管的排气管口与装置腔体的腔体壁紧密接触；所述排气管口设置有单向阀；所述采水室的通过驱动电机驱动旋转。装置放入水中后，通过驱动电机旋转预设的角度，使外壳的进水口与采水室的进水口对齐、排气管口与外壳的排气口对齐，由于水位差使水从下孔逐渐流入，挤出空气，而充满采水腔室内；空气的流出速度控制着进水速度，装置在下降的过程中，通过采用毛细气管控制进水速度，使得采水均匀；驱动电机在预设的停留时间后继续旋转预设的角度，使得外壳的进水孔和排气孔分别与下一个采水室的进水口和排气管口对齐，下一采水室进行采水，装在在下降过程中，依次使采水室进行采水，实现采集不同水层的水，本装置体积小，可以独立运行，解决了现有的不同水层水质采样设备大，能耗大的问题。

进一步的，装置腔体内的顶部设置电气腔，所述电气腔与装置腔体固定连接。

进一步的，电气腔的底部中央固定设置有电机腔且电机腔延伸至采水室的顶部，所述驱动电机固定设置于电机腔的底部且所述驱动电机位于采水室的顶部，所述驱动电机的驱动轴上固定设置有驱动齿轮，所述采水室的顶部设置有驱动齿轮安装座，驱动齿轮位于驱动齿轮安装座内通过齿轮啮合。

进一步的，电气腔与装置腔体采用同一个腔体盖，腔体盖通过多个螺栓可拆卸的固定在装置腔体的腔体壁顶部，腔体盖与电气腔之间也通过多个螺栓进行固定连接，腔体盖与电气腔以及装置腔体的腔壁顶部连接处还设置有密封圈；所述电气腔与装置腔体内部紧密配合。

进一步的，空气室为圆柱形，空气室上端安装有空气室固定板，所述空气室固定板的上设置有多个匹配空气室的孔；所述空气室固定板的中央还设置有匹配电机腔的孔，所述电机腔为圆柱形。

进一步的，装置腔体的进水口所在平面的腔体壁上，以及所述采水室的采水室进水口所在平面的采水室腔体壁上都设置弧形凹槽，且装置腔体与采水室的弧形凹槽之间设置有一圈第一防水垫，第一防水垫上设置有与进水口同轴的孔，所述第一防水垫固定设置在装置腔体的腔体壁上。

进一步的，装置腔体的排气口所在平面的腔体壁上设置有弧形凹槽，以及所述排气管的排气管口是弧形设置，所述装置腔体的排气口所在的弧形凹槽与排气管口之间设置有一圈第二防水垫，第二防水垫上设置有与排气口同轴的孔，所述第二防水垫固定设置在装置腔体的腔体壁上。

进一步的，装置腔体外顶部还设置水压传感器，所述水压传感器连接有控制电路，所述控制电路连接驱动电路，驱动电路连接驱动电机，所述控制电路还连接进气电磁阀；所述控制电路、驱动电路位于电气腔内。。

本实用新型具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型装置放入水中后，通过驱动电机旋转预设的角度，使外壳的进水口与采水室的进水口对齐、排气管口与外壳的排气口对齐，由于水位差使水从下孔逐渐流入，挤出空气，而充满采水腔室内；空气的流出速度控制着进水速度，装置在下降的过程中，通过采用毛细气管控制进水速度，使得采水均匀；驱动电机在预设的停留时间后继续旋转预设的角度，使得外壳的进水孔和排气孔分别与下一个采水室的进水口和排气管口对齐，下一采水室进行采水，通过控制进气电磁阀、排气电磁阀的开启与关闭，完成气囊的充气与放气，实现装置的上升和下沉；通过驱动电机的旋转动作，实现采样口和进水口的对接和错开，达到进水和储水的功能；装置在下降过程中，依次使采水室进行采水，实现采集不同水层的水，本装置体积小，可以独立运行，解决了现有的不同水层水质采样设备大，能耗大的问题；

2、本实用新型装置的电力仅用于机械旋转和气阀起闭动作，对电源的要求更低；

3、本实用新型本装置只有在采水动作完成时才会浮出水面，大大减少了与水面接触的时间，降低被漂浮物撞击的概率，安全性更高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1是本实用新型的外部结构示意图。

图2是本实用新型装置腔体内部结构示意图。

图3是本实用新型采水室结构示意图。

图4是本实用新型图2中A处的放大示意图。

图5是本实用新型图2中B处的放大示意图。

图6是本实用新型空气室固定板结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-气囊，2-进气电磁阀，3-气囊排气管，4-储气罐，5-连接管，6-排气口， 7-装置腔体，8-进水口，9-缓冲板，10-采水室，11-空气室，12-毛细气管，13- 排气管，14-第一防水垫，15-驱动电机，16-驱动齿轮，17-单向阀，18-空气室固定板，601-排气管口，701-电气腔，702-电机腔，801-采水室进水口，1001- 驱动齿轮安装座，1401-第二防水垫。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

如图1-图3所示，本实施例提供了自动垂线平均水质采样器，包括装置腔体7，所述装置腔体7顶部设置有连接管5，连接管5顶端固定安装有连接气管的三通，所述三通的顶部支管连通气囊1；三通侧面两个支管其中一个连接储气罐4，另一侧面支管连接气囊排气管3，三通与储气罐4的连通支管上设置有进气电磁阀2，三通与气囊排气管3连通的支管上设置有阀门；所述装置腔体7 内的底部设置有采水室10，所述采水室10包括多个中心对称分布的采水内腔室，每个采水内腔室临近装置腔体7腔体壁的侧面上部设置有采水室进水口801，每个采水内腔室的顶部都设置有独立的空气室11，每个空气室11内都设置有毛细气管12，所述毛细气管12将每个采水内腔室与采水内腔室对应的空气室11连通，每个空气室11临近装置腔体7腔体壁的侧面设置有排气管13；所述装置腔体7的腔体壁侧面设置有排气口6以及进水口8，排气口6在进水口8的正上方，在所述进水口8与所述采水室进水口801处于同一水平面上，所述排气口6与排气管13的排气管口601处于同一水平面上；所述排气管口(601)设置有单向阀17；所述采水室进水口801与采水室10的腔体壁紧密接触，所述排气管13的排气管口601与装置腔体7的腔体壁紧密接触；所述采水室10的通过驱动电机15驱动旋转。

实施时，如图1-图6所示，装置腔体7内的顶部设置电气腔701，所述电气腔701与装置腔体7固定连接。电气腔701的底部中央固定设置有电机腔702 且电机腔702延伸至采水室10的顶部，所述驱动电机15固定设置于电机腔702 的底部且所述驱动电机15位于采水室10的顶部，所述驱动电机15的驱动轴上固定设置有驱动齿轮16，所述采水室10的顶部设置有驱动齿轮安装座1001，驱动齿轮16位于驱动齿轮安装座1001内通过齿轮啮合。电气腔701与装置腔体7采用同一个腔体盖，腔体盖通过多个螺栓可拆卸的固定在装置腔体7的腔体壁顶部，腔体盖与电气腔701之间也通过多个螺栓进行固定连接，腔体盖与电气腔701以及装置腔体7的腔壁顶部连接处还设置有密封圈；所述电气腔701 与装置腔体7内部紧密配合。空气室11为圆柱形，空气室11上端安装有空气室固定板18，所述空气室固定板18的上设置有多个匹配空气室11的孔；所述空气室固定板18的中央还设置有匹配电机腔702的孔，所述电机腔702为圆柱形。装置腔体7的进水口8所在平面的腔体壁上，以及所述采水室10的采水室进水口801所在平面的采水室腔体壁上都设置弧形凹槽，且装置腔体7与采水室10的弧形凹槽之间设置有一圈第一防水垫14，第一防水垫14上设置有与进水口8同轴的孔，所述第一防水垫14固定设置在装置腔体7的腔体壁上。装置腔体7的排气口6所在平面的腔体壁上设置有弧形凹槽，以及所述排气管13的排气管口601是弧形设置，所述装置腔体7的排气口6所在的弧形凹槽与排气管口601之间设置有一圈第二防水垫1401，第二防水垫1401上设置有与排气口6同轴的孔，所述第二防水垫1401固定设置在装置腔体7的腔体壁上。装置腔体7外顶部还设置水压传感器，所述水压传感器连接有控制电路，所述控制电路连接驱动电路，驱动电路连接驱动电机15，所述控制电路还连接进气电磁阀2；所述控制电路、驱动电路位于电气腔701内。

本装置主要利用压力差完成采水动作，利用气球体积膨胀产生的的浮力变化完成上浮下沉动作，从而实现定时自动连续垂线采样。本装置的电力仅用于机械旋转，对电源的要求更低。

本装置控制***主要是控制电路***、动作***。控制***：控制进气电磁阀的开启、关闭时间，以及控制轮盘旋转的时间；动作***：主要包括进气电磁阀、排气电磁阀、气囊和驱动电机，驱动电机采用步进电机，可以精确控制旋转角度；可通过控制进气电磁阀、排气电磁阀的开启与关闭，完成气囊的充气与放气，实现装置的上升和下沉；通过驱动电机的旋转动作，实现采样口和进水口的对接和错开，达到进水和储水的功能。

该装置的运作模式为：装置开始处于待机状态，当到达某一指定时刻时，或者接收到水压传感器的夜里值达到预设值时，由控制装置生成运作指令；同时，向动作***发送动作指令信号。当动力***接收到来自控制***的信号的电力时，开始运作，实现装置的采水与储水功能。当完成上述一系列动作之后，装置再次进入待机状态，等待下一时刻的指令。依据上述步骤，实现装置的自动采水、储水功能。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.自动垂线平均水质采样器，其特征在于：包括装置腔体(7)，所述装置腔体(7)顶部设置有连接管(5)，连接管(5)顶端固定安装有连接气管的三通，所述三通的顶部支管连通气囊(1)；三通侧面两个支管其中一个连接储气罐(4)，另一侧面支管连接气囊排气管(3)，三通与储气罐(4)的连通支管上设置有进气电磁阀(2)，三通与气囊排气管(3)连通的支管上设置有排气电磁阀；所述装置腔体(7)内的底部设置有采水室(10)，所述采水室(10)包括多个中心对称分布的采水内腔室，每个采水内腔室临近装置腔体(7)腔体壁的侧面上部设置有采水室进水口(801)，每个采水内腔室的顶部都设置有独立的空气室(11)，每个空气室(11)内都设置有毛细气管(12)，所述毛细气管(12)将每个采水内腔室与采水内腔室对应的空气室(11)连通，每个空气室(11)临近装置腔体(7)腔体壁的侧面设置有排气管(13)；所述装置腔体(7)的腔体壁侧面设置有排气口(6)以及进水口(8)，排气口(6)在进水口(8)的正上方，在所述进水口(8)与所述采水室进水口(801)处于同一水平面上，所述排气口(6)与排气管(13)的排气管口(601)处于同一水平面上；所述排气管口(601)设置有单向阀(17)；所述采水室进水口(801)与采水室(10)的腔体壁紧密接触，所述排气管(13)的排气管口(601)与装置腔体(7)的腔体壁紧密接触；所述采水室(10)的通过驱动电机(15)驱动旋转。

2.根据权利要求1所述的自动垂线平均水质采样器，其特征在于：所述装置腔体(7)内的顶部设置电气腔(701)，所述电气腔(701)与装置腔体(7)固定连接。

3.根据权利要求2所述的自动垂线平均水质采样器，其特征在于：所述电气腔(701)的底部中央固定设置有电机腔(702)且电机腔(702)延伸至采水室(10)的顶部，所述驱动电机(15)固定设置于电机腔(702)的底部且所述驱动电机(15)位于采水室(10)的顶部，所述驱动电机(15)的驱动轴上固定设置有驱动齿轮(16)，所述采水室(10)的顶部设置有驱动齿轮安装座(1001)，驱动齿轮(16)位于驱动齿轮安装座(1001)内通过齿轮啮合。

4.根据权利要求2所述的自动垂线平均水质采样器，其特征在于：所述电气腔(701)与装置腔体(7)采用同一个腔体盖，腔体盖通过多个螺栓可拆卸的固定在装置腔体(7)的腔体壁顶部，腔体盖与电气腔(701)之间也通过多个螺栓进行固定连接，腔体盖与电气腔(701)以及装置腔体(7)的腔壁顶部连接处还设置有密封圈；所述电气腔(701)与装置腔体(7)内部紧密配合。

5.根据权利要求2中所述的自动垂线平均水质采样器，其特征在于：所述空气室(11)为圆柱形，空气室(11)上端安装有空气室固定板(18)，所述空气室固定板(18)的上设置有多个匹配空气室(11)的孔；所述空气室固定板(18)的中央还设置有匹配电机腔(702)的孔，所述电机腔(702)为圆柱形。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的自动垂线平均水质采样器，其特征在于：所述装置腔体(7)的进水口(8)所在平面的腔体壁上，以及所述采水室(10)的采水室进水口(801)所在平面的采水室腔体壁上都设置弧形凹槽，且装置腔体(7)与采水室(10)的弧形凹槽之间设置有一圈第一防水垫(14)，第一防水垫(14)上设置有与进水口(8)同轴的孔，所述第一防水垫(14)固定设置在装置腔体(7)的腔体壁上。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的自动垂线平均水质采样器，其特征在于：所述装置腔体(7)的排气口(6)所在平面的腔体壁上设置有弧形凹槽，以及所述排气管(13)的排气管口(601)是弧形设置，所述装置腔体(7)的排气口(6)所在的弧形凹槽与排气管口(601)之间设置有一圈第二防水垫(1401)，第二防水垫(1401)上设置有与排气口(6)同轴的孔，所述第二防水垫(1401)固定设置在装置腔体(7)的腔体壁上。

8.根据权利要求1中所述的自动垂线平均水质采样器，其特征在于：所述装置腔体(7)外顶部还设置水压传感器，所述水压传感器连接有控制电路，所述控制电路连接驱动电路，驱动电路连接驱动电机(15)，所述控制电路还连接进气电磁阀(2)；所述控制电路、驱动电路位于电气腔(701)内。

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