CN110887704A

CN110887704A - 水质监测深层水体取样装置

Info

Publication number: CN110887704A
Application number: CN201911383558.1A
Authority: CN
Inventors: 贾涛
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-12-28
Filing date: 2019-12-28
Publication date: 2020-03-17

Abstract

本发明涉及水质监测深层水体取样装置，有效的解决了水体分层取样需多次操作，水样容易混杂的问题；解决的技术方案包括套装的外壳体和内壳体，内壳体底部安装有压簧，外壳体上部侧壁开有通孔，内壳体内部分隔成圆周分布的几个储水室，每个储水室顶部均开有一个进水孔，外壳体的内壁顶端固定有多个与进水孔一一对应的竖向的柱塞，每个柱塞上均设有一个环形槽，多个柱塞上的环形槽高度均不相同且多个环形槽的高度成等差数列分布，外壳体的右侧壁上安装有可向左弹出的弹块，内壳体的右侧外壁开设有多个竖向均布的卡槽，弹块右端可弹入卡槽内；本发明大大减少了取样操作次数，不需电磁阀控制，取样后能及时密封，解决了不同层深的水样混合的问题。

Description

水质监测深层水体取样装置

技术领域

本发明涉及水质监测领域，具体是水质监测深层水体取样装置。

背景技术

水质取样是水质监测的重要环节，要求准确的提取特定时间和空间位置处的水体样本；对深水进行取样时，经常需要按深度梯度进行多个层深的取样，目前在进行分层取样时，一般采用一个取水容器下放到指定深度，取水容器上设有可单向开合的盖板，下放过程中开启，提升过程中关闭，从而实现取样工作，这种方法存在诸多弊端：其一，每次只能取一个深度的样本，分层取样时需要多次下放容器取样；其二，下方过程中盖板开启，水体进入到容器内，且提升过程中盖板难以完全密封容器，致使混入其他深度层的水样；为解决水样混杂的问题，出现了电磁阀控制开启的取样装置，到达指定深度后电磁阀开启进行取样，但是电器元件在水下工作容易漏水损坏，需要设计极其可靠的防水装置，即使设计防水装置，电器元件依然会逐渐受潮，大大缩短使用寿命，总而言之，电器元件无论从成本上还是可靠性上，都不宜用于本领域。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了水质监测深层水体取样装置，有效的解决了目前水体分层取样需多次操作，水样容易混杂的问题。

其解决的技术方案是，水质监测深层水体取样装置，包括外壳体和内壳体，外壳体和内壳体均为竖向的筒状结构，外壳体的底部设有抽气口，抽气口上安装有一个出气单向阀，内壳体安装在外壳体内且可在外壳体内上下滑动，内壳体与外壳体底部之间安装有第一压簧，外壳体上部侧壁开有通孔，外壳体顶端连接有吊绳；内壳体轴线处设有一个芯柱，芯柱上圆周均布多个径向的隔板，隔板将内壳体内部分隔成圆周分布的几个独立的储水室，每个储水室顶部均开有一个进水孔，外壳体的内壁顶端固定有多个与进水孔一一对应的竖向的柱塞，柱塞下端插入进水孔内且与进水孔可滑动贴合，每个柱塞上均设有一个环形槽，多个柱塞上的环形槽高度均不相同且多个环形槽的高度成等差数列分布；外壳体的右侧壁上安装有一个可向左弹出的弹块，弹块左端为斜面在上的楔形，内壳体的右侧外壁开设有多个竖向均布的卡槽，卡槽的数量比储水室的数量多一个，卡槽之间的间距等于环形槽的高度公差，弹块右端可弹入卡槽内。

本发明大大减少了取样操作次数，不需电磁阀控制，取样后能及时密封，解决了不同层深的水样混合的问题。

附图说明

图1为本发明的俯视剖视图；图中虚线为进水孔位置。

图2为本发明取样前的主视剖视图。

图3为本发明完成第一个取样深度取样后的主视剖视图。

图4为本发明取样前的左视剖视图。

图5为图2中A部分的放大图。

图6为图4中B部分的放大图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步详细说明。

由图1至图6给出，本发明包括外壳体1和内壳体2，外壳体1和内壳体2均为竖向的筒状结构，外壳体1的底部设有抽气口3，抽气口3上安装有一个出气单向阀4，内壳体2安装在外壳体1内且可在外壳体1内上下滑动，内壳体2与外壳体1底部之间安装有第一压簧5，外壳体1上部侧壁开有通孔6，外壳体1顶端连接有吊绳7；内壳体2轴线处设有一个芯柱8，芯柱8上圆周均布多个径向的隔板9，隔板9将内壳体2内部分隔成圆周分布的几个独立的储水室10，每个储水室10顶部均开有一个进水孔11，外壳体1的内壁顶端固定有多个与进水孔11一一对应的竖向的柱塞12，柱塞12下端插入进水孔11内且与进水孔11可滑动贴合，每个柱塞12上均设有一个环形槽13，多个柱塞12上的环形槽13高度均不相同且多个环形槽13的高度成等差数列分布；外壳体1的右侧壁上安装有一个可向左弹出的弹块14，弹块14左端为斜面在上的楔形，内壳体2的右侧外壁开设有多个竖向均布的卡槽15，卡槽15的数量比储水室10的数量多一个，卡槽15之间的间距等于环形槽13的高度公差，弹块14右端可弹入卡槽15内。

所述的弹块14的安装方式为：外壳体1的右侧壁上开有横向的安装孔16，弹块14安装在安装孔16内且左端伸入外壳体1内，弹块14可左右滑动，弹块14右端安装有第二压簧17。

所述的安装孔16的右端旋装有螺栓18，第二压簧17安装在螺栓18和弹块14之间，旋拧第二压簧17可调节第二压簧17的预紧力。

所述的通孔6在外壳体1上部侧壁密布有多个，可保证内壳体2上方的水保持足够的流动性，避免残留非所处深度的水样。

所述的外壳体1的下端经螺纹旋装有端盖19，打开端盖19可将内壳体2从外壳体1内取出。

为保证外壳体1取样时竖直下沉，所述的端盖19的底部安装有配重块20。

所述的每个进水孔11处均安装有第一密封圈21，可保证与柱塞12配合时不漏水。

所述的内壳体2的外壁安装有第二密封圈22，第二密封圈22高于最上方的卡槽15，且内壳体2上下移动过程中卡槽15不与任一通孔6相对，第二密封圈22与外壳体1内壁配合可防止内壳体2上方的水压作用与弹块14左端；所述的外壳体1的内壁安装有第三密封圈23，第三密封圈23低于最下方的通孔6，第三密封圈23与内壳体2外壁配合可防止内壳体2上下方空间连通。

所述的内壳体2底部经轴承安装有一个水平的转盘24，端盖19上端固定有一个竖向的螺杆25，螺杆25不自锁，螺杆25穿过转盘24圆心且与转盘24螺纹配合；内壳体2带动转盘24向下移动时，转盘24与螺杆25配合可使转盘24转动，由于转盘24的质量使其不会以很高的速度转动，因此可延缓内壳体2下降的速度，从而延长进水孔11与环形槽13配合的时间，保证储水室10内采集足够的水样。

所述的芯柱8的下端开有一个竖向的避让孔26，避让孔26为上端封闭的盲孔，内壳体2下移时螺杆25可伸入避让孔26内。

以下以储水室10数量为三个为例介绍本发明的使用方法和工作原理：为便于叙述，将环形槽13高度的公差记为L；初始位置时，内壳体2位于最高位置，此时在第二压簧17的作用下，弹块14左端卡在最下方的卡槽15内，各进水孔11均位于对应的柱塞12上的环形槽13上方，多个进水孔11均被封闭。

取样前，首先用抽气设备通过抽气口3将外壳体1底部的空气抽出，避免底部的空气对内壳体2的下移形成阻力，同时第一压簧5的预紧力等于内壳体2上端的大气压力，内壳体2上下受力平衡。

取样时，将本装置吊垂至水体中并逐渐下放，水经通孔6进入到外壳体1内，随着水深增加，水压逐渐增大，内壳体2上端的压力逐渐增大，内壳体2上下端的压力差也逐渐增大，当下放到取样梯度H深度后，此时内壳体2上下端的压力差达到了第二压簧17可提供的最大卡紧力，弹块14被向右挤压退出卡槽15，内壳体2在压力差的作用下下移，使第一压簧5进一步压缩弹力逐渐增大，直至内壳体2下移L距离后，内壳体2上下端的压力再次达到平衡，且此时弹块14在第二压簧17的作用下卡进下起第二个卡槽15内，将内壳体2定位在此位置。

在内壳体2下移的过程中，最高的环形槽13对应的储水室10上的进水孔11从上至下经过该环形槽13，在该环形槽13与该进水孔11配合期间，水从环形槽13和进水孔11的间隔进入储水室10内进行水样采集；将本装置在此深度停留一段时间，使内壳体2有足够的时间下移L距离，内壳体2下移L距离后，完成取样的储水室10上的进水孔11移动至对应的环形槽13的下方，该进水孔11再次被柱塞12封闭，从而完成H深度处的取样。

在内壳体2下移的过程中，转盘24与螺杆25配合使转盘24转动，由于转盘24的质量使其不会以很高的速度转动，因此可延缓内壳体2下降的速度，从而延长进水孔11与环形槽13配合的时间，保证储水室10内采集足够的水样。

H深度取样完成后，继续下放本吊绳7，内壳体2上端水压继续升高，当下放至2H深度时，内壳体2上下两端的压力差再次达到弹块14可提供的最大卡紧力，壳体再次下移L距离，在内壳体2下移的过程中，中间高度的环形槽13对应的储水室10上的进水孔11从上至下经过该环形槽13，水进入该储水室10内，完成2H深度处的取样；如此继续下放完成3H深度处的取样；当储水室10更多时如此类推。

取样完成后，将本装置提出水面，弹块14与卡槽15配合使内壳体2只能单向向下运动而不能向上运动，提出水面后，打开端盖19，取出内壳体2即可提取储水室10内的水样；再次取样时先拧下螺栓18，再将内壳体2装入外壳体1中并推至初始位置，然后拧上螺栓18，装上端盖19即可；可在外壳体1上部内壁设置挡块用来定位内壳体2的初始位置。

需要改变取样深度梯度时，通过旋拧螺栓18调节第二压簧17的预紧力，从而调节弹块14的最大卡紧力即可，螺栓18向左旋拧，最大卡紧力增大，取样深度梯度增大，反之梯度减小。

本发明能够一次操作完成不同深度层的水体取样工作，大大减少了取样操作次数，节省精力和时间，而且达到取样深度后自动开始取样，不需电磁阀控制，解决了电器元件在水下工作容易受潮渗水损坏，使用寿命短的问题，同时取样后能及时密封，解决了不同层深的水样混合的问题。

Claims

1.水质监测深层水体取样装置，其特征在于，包括外壳体（1）和内壳体（2），外壳体（1）和内壳体（2）均为竖向的筒状结构，外壳体（1）的底部设有抽气口（3），抽气口（3）上安装有一个出气单向阀（4），内壳体（2）安装在外壳体（1）内且可在外壳体（1）内上下滑动，内壳体（2）与外壳体（1）底部之间安装有第一压簧（5），外壳体（1）上部侧壁开有通孔（6），外壳体（1）顶端连接有吊绳（7）；内壳体（2）轴线处设有一个芯柱（8），芯柱（8）上圆周均布多个径向的隔板（9），隔板（9）将内壳体（2）内部分隔成圆周分布的几个独立的储水室（10），每个储水室（10）顶部均开有一个进水孔（11），外壳体（1）的内壁顶端固定有多个与进水孔（11）一一对应的竖向的柱塞（12），柱塞（12）下端插入进水孔（11）内且与进水孔（11）可滑动贴合，每个柱塞（12）上均设有一个环形槽（13），多个柱塞（12）上的环形槽（13）高度均不相同且多个环形槽（13）的高度成等差数列分布；外壳体（1）的右侧壁上安装有一个可向左弹出的弹块（14），弹块（14）左端为斜面在上的楔形，内壳体（2）的右侧外壁开设有多个竖向均布的卡槽（15），卡槽（15）的数量比储水室（10）的数量多一个，卡槽（15）之间的间距等于环形槽（13）的高度公差，弹块（14）右端可弹入卡槽（15）内。

2.根据权利要求1所述的水质监测深层水体取样装置，其特征在于，所述的弹块（14）的安装方式为：外壳体（1）的右侧壁上开有横向的安装孔（16），弹块（14）安装在安装孔（16）内且左端伸入外壳体（1）内，弹块（14）可左右滑动，弹块（14）右端安装有第二压簧（17）。

3.根据权利要求2所述的水质监测深层水体取样装置，其特征在于，所述的安装孔（16）的右端旋装有螺栓（18），第二压簧（17）安装在螺栓（18）和弹块（14）之间。

4.根据权利要求1所述的水质监测深层水体取样装置，其特征在于，所述的通孔（6）在外壳体（1）上部侧壁密布有多个。

5.根据权利要求1所述的水质监测深层水体取样装置，其特征在于，所述的外壳体（1）的下端经螺纹旋装有端盖（19）。

6.根据权利要求1所述的水质监测深层水体取样装置，其特征在于，所述的端盖（19）的底部安装有配重块（20）。

7.根据权利要求1所述的水质监测深层水体取样装置，其特征在于，所述的每个进水孔（11）处均安装有第一密封圈（21）。

8.根据权利要求1所述的水质监测深层水体取样装置，其特征在于，所述的内壳体（2）的外壁安装有第二密封圈（22），第二密封圈（22）高于最上方的卡槽（15），且内壳体（2）上下移动过程中卡槽（15）不与任一通孔（6）相对；所述的外壳体（1）的内壁安装有第三密封圈（23），第三密封圈（23）低于最下方的通孔（6）。

9.根据权利要求1所述的水质监测深层水体取样装置，其特征在于，所述的内壳体（2）底部经轴承安装有一个水平的转盘（24），端盖（19）上端固定有一个竖向的螺杆（25），螺杆（25）不自锁，螺杆（25）穿过转盘（24）圆心且与转盘（24）螺纹配合。

10.根据权利要求1所述的水质监测深层水体取样装置，其特征在于，所述的芯柱（8）的下端开有一个竖向的避让孔（26），避让孔（26）为上端封闭的盲孔，内壳体（2）下移时螺杆（25）可伸入避让孔（26）内。