CN111024453A - 一种多级式海洋水质分层取样设备及其取样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多级式海洋水质分层取样设备及其取样方法，包括漂浮板、放线装置和取样装置,所述的漂浮板为矩形结构，漂浮板上端安装有放线装置，漂浮板下方设置有取样装置，取样装置通过钢丝绳与放线装置相连接。本发明可以解决现有的设备在对海洋水质进行取样时，取样效果差、取样不准确，不能够有效的对不同深度的海水进行分层取样，不利于海洋水质的研究，而且现有的设备在对海洋水质进行取样时，不能够有效的对取样后的海水进行密封，导致取样后的海水易混杂不同区域深度的海水，从而造成取样样本不准确，影响水样分析结果的准确性等难题。
Description
技术领域
本发明涉及海水取样领域，特别涉及一种多级式海洋水质分层取样设备及其取样方法。
背景技术
随着国家海洋开发战略的实施，人们把越来越多的目光投向了海洋，海洋蕴藏着丰富的矿物资源、海洋生物资源和能源，海洋研究是世界各国研究重点之一。为了掌握第一手的海洋数据，研究人员需要对不同深度的海水进行取样分析。
目前，现有的海水水质在进行取样时，通常存在以下缺陷：1、现有的设备在对海洋水质进行取样时，取样效果差、取样不准确，不能够有效的对不同深度的海水进行分层取样，不利于海洋水质的研究；2、现有的设备在对海洋水质进行取样时，不能够有效的对取样后的海水进行密封，导致取样后的海水易混杂不同区域深度的海水，从而造成取样样本不准确，影响水样分析结果的准确性。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明可以解决现有的设备在对海洋水质进行取样时，取样效果差、取样不准确，不能够有效的对不同深度的海水进行分层取样，不利于海洋水质的研究，而且现有的设备在对海洋水质进行取样时，不能够有效的对取样后的海水进行密封，导致取样后的海水易混杂不同区域深度的海水，从而造成取样样本不准确，影响水样分析结果的准确性等难题。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种多级式海洋水质分层取样设备，包括漂浮板、放线装置和取样装置,所述的漂浮板为矩形结构，漂浮板上端安装有放线装置，漂浮板下方设置有取样装置，取样装置通过钢丝绳与放线装置相连接。
所述的取样装置包括壳体架、端盖、固定架、取样桶、压力机构、进液口和配重块，所述的壳体架呈圆柱形结构，壳体架上端通过螺钉安装有端盖，壳体架下端固定安装有配重块，壳体架中部设置有空腔，空腔内部下端安装有轴承座，轴承座上端安装有固定架，固定架内部均匀安装有取样桶，取样桶中部设置有U型槽，壳体架右侧均匀安装有压力机构，压力机构与取样桶位置相对应，壳体架左侧均匀设置有进液口，进液口与取样桶位置相对应，具体工作时，配重块带动壳体架逐渐向下运动，海水压力挤压压力机构，压力机构受力向左运动挤压取样桶，取样桶进而能够根据承受压力大小的不同实现对不同深度的海水进行收集取样的功能。
所述的压力机构包括安装筒、弹性垫、滑动板、压缩弹簧、压紧板、卡齿和限位座，所述的壳体架右端均匀设置有安装筒，安装筒右端安装有弹性垫，安装筒内部对称设置有滑槽，滑槽内部通过滑动配合的连接有滑动板，滑动板与滑槽之间安装有压缩弹簧，滑动板左侧中部安装有压紧板，压紧板上均匀设置有卡齿，卡齿外侧对称设置有限位座，限位座安装在安装筒内部，具体工作时，当壳体架逐渐下降时，海水压力弹性垫挤压滑动板，滑动板受力带动压紧板向左运动，限位座可以防止滑动板往回运动。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的放线装置包括固定板、驱动电机、减速器和收卷辊，所述的漂浮板上端通过螺钉对称安装有固定板，固定板之间通过轴承安装有收卷辊，收卷辊上缠绕有钢丝绳，位于漂浮板上端左侧的固定板上通过电机座安装有驱动电机，驱动电机的输出轴与减速器连接，减速器通过传动轴与收卷辊相连接，具体工作时，驱动电机通过减速器带动收卷辊转动，收卷辊通过钢丝绳带动取样装置匀速上下运动。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的固定架包括转动杆、卡接架和连接杆，所述的卡接架呈U型结构，卡接架与取样桶上的U型槽相卡接，卡接架之间通过连杆相连接，位于壳体架上端的卡接架上安装有转动杆，位于壳体架下端的卡接架上安装有连接杆，连接杆与轴承座转动连接，具体工作时，人工将取样桶安装在卡接架内部，然后将连接杆插入壳体架内部的轴承座内，之后，调节转动杆转动90°，使得取样桶外侧的定位架与定位槽相卡接，同时取样桶内部的进液支链外端与进液口相卡接，防止海水进入壳体架内部。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的取样桶包括桶体、固定筒、进液支链和挡料支链，所述的桶体为圆柱形结构，桶体中部安装有固定筒，固定筒上均匀设置有进液孔，固定筒内部安装进液支链，固定筒外侧与桶体之间对称安装有挡料支链，具体工作时，进液支链可以根据海水压力的不同对不同深度的海水进行分层取样的功能，挡料支链可以对取样后的海水进行密封，防止取样后的海水发生混料的现象，保证海水收集的准确性。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的挡料支链包括支架、橡胶塞、支杆和连接弹簧，所述的桶体内部安装有支架，支架上均匀设置有支杆，支杆内侧安装有橡胶塞，橡胶塞与进液孔密封连接，支杆外侧设置有连接弹簧，具体工作时，当固定筒内部进入海水时，海水通过进液孔挤压橡胶塞，橡胶塞与进液孔发生分离，海水进而能够进入取样桶内部，当固定筒内部没有海水压力时，连接弹簧发生复原，橡胶塞对进液孔进行堵塞。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的进液支链包括橡胶垫、移动杆、直线轴承、伸缩弹簧、密封垫和弧形槽，所述的固定筒左端安装有橡胶垫，固定筒中部安装有直线轴承，直线轴承内部安装有移动杆，移动杆左端与橡胶垫紧贴，移动杆上设置有伸缩弹簧，移动杆右端设置有弧形槽，位于壳体架内部的移动杆上弧形槽的位置逐渐向内偏移，移动杆右侧均匀设置有密封圈，具体工作时，压力机构受海水压力作用下挤压移动杆，移动杆通过挤压伸缩弹簧向左运动，当移动杆左端的弧形槽刚伸出桶体时，海水经弧形槽进入桶体，当弧形槽全部位于桶体外侧时，取样结束，挡料支链对桶体内部的海水进行密封收集，位于壳体架内部不同位置的伸缩弹簧根据不同深度的海洋压力产生同样的形变量，进而可以实现对不同深度的海水进行分层收集取样的功能。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的限位座包括横板、限位齿、限位弹簧和限位块，所述的横板安装在安装筒内部，横板内侧通过销轴安装有限位齿，限位齿的内凹面与横板之间安装有限位弹簧，限位齿右侧设置有限位块，限位块安装在横板，限位座可以起到对滑动板限位的作用，进而可以防止滑动板往回运动。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的壳体架包括外壳体和内壳体，所述的外壳体和内壳体均为圆柱形结构，外壳体和内壳体之间均匀安装有加强杆，外壳体和内壳体之间填充用保温材料。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的取样桶外侧对称安装有定位架，壳体架内部设置有与定位架配合的定位槽。
此外，本发明还提供了一种多级式海洋水质分层取样设备的取样方法，包括以下步：
S1、人工将取样桶依次卡入固定架内部，然后将固定架下端放入壳体架内部轴承座内部，然后转动固定架，使得定位架与壳体架内部的定位槽相卡接，同时取样桶内部的进液支链与进液口密封配合；
S2、将漂浮板放入海水平面上方，放线装置带动取样装置逐渐向下运动；
S3、当配重块带动壳体架逐渐下降时，壳体架内部的受到海水压力的作用下挤压压力机构，压力机构受力向右运动挤压取样桶，取样桶内的进液支链将不同深度的海水分别收集到取样桶内部；
S4、当配重块带动壳体架上升时，压力机构内部的限位座可以防止压紧板发生回弹，进而能够始终保证取样桶处于密封状态，防止取样桶内部取样的液体发生回流，保证海水取样的准确性。
(三)有益效果
1.本发明提供的多级式海洋水质分层取样设备及其取样方法，其根据海水内部不同深度的压力不同实现对海水进行分层取样的功能，取样效果好、操作简单方便，利于海洋海水资源的后续研究；
2.本发明提供的多级式海洋水质分层取样设备及其取样方法，其压力机构可以对不同深度的海水进行分层取样，取样准确，利于工作人员对海洋水质的研究；
3.本发明提供的多级式海洋水质分层取样设备及其取样方法，其取样桶可以对取样后的海水进行密封保存，防止取样后的海水发生与不同深度的海水混合的现象，保证取样的准确性，从而提高了取样水样的分析结果代表该水域环境的真实性和有效性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的漂浮板与放线装置之间的剖面结构示意图；
图3是本发明取样装置的剖面结构示意图；
图4是本发明固定架与取样桶的立体结构示意图；
图5是本发明固定架的结构示意图；
图6是本发明取样桶的剖面结构示意图；
图7是本发明压力机构的剖面结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图7所示，一种多级式海洋水质分层取样设备，包括漂浮板1、放线装置2和取样装置3,所述的漂浮板1为矩形结构，漂浮板1上端安装有放线装置2，漂浮板1下方设置有取样装置3，取样装置3通过钢丝绳与放线装置2相连接。
所述的放线装置2包括固定板21、驱动电机22、减速器23和收卷辊24，所述的漂浮板1上端通过螺钉对称安装有固定板21，固定板21之间通过轴承安装有收卷辊24，收卷辊24上缠绕有钢丝绳，位于漂浮板1上端左侧的固定板21上通过电机座安装有驱动电机22，驱动电机22的输出轴与减速器23连接，减速器23通过传动轴与收卷辊24相连接，具体工作时，驱动电机22通过减速器23带动收卷辊24转动，收卷辊24通过钢丝绳带动取样装置3匀速上下运动。
所述的取样装置3包括壳体架31、端盖32、固定架33、取样桶34、压力机构35、进液口36和配重块37，所述的壳体架31呈圆柱形结构，壳体架31上端通过螺钉安装有端盖32，壳体架31下端固定安装有配重块37，壳体架31中部设置有空腔，空腔内部下端安装有轴承座，轴承座上端安装有固定架33，固定架33内部均匀安装有取样桶34，取样桶34中部设置有U型槽，壳体架31右侧均匀安装有压力机构35，压力机构35与取样桶34位置相对应，壳体架31左侧均匀设置有进液口36，进液口36与取样桶34位置相对应，具体工作时，配重块37带动壳体架31逐渐向下运动，海水压力挤压压力机构35，压力机构35受力向左运动挤压取样桶34，取样桶34进而能够根据承受压力大小的不同实现对不同深度的海水进行收集取样的功能。
所述的壳体架31包括外壳体311和内壳体312，所述的外壳体311和内壳体312均为圆柱形结构，外壳体311和内壳体312之间均匀安装有加强杆，外壳体311和内壳体312之间填充用保温材料。
所述的固定架33包括转动杆331、卡接架332和连接杆333，所述的卡接架332呈U型结构，卡接架332与取样桶34上的U型槽相卡接，卡接架332之间通过连杆相连接，位于壳体架31上端的卡接架332上安装有转动杆331，位于壳体架31下端的卡接架332上安装有连接杆333，连接杆333与轴承座转动连接，具体工作时，人工将取样桶34安装在卡接架332内部，然后将连接杆333插入壳体架31内部的轴承座内，之后，调节转动杆331转动90°，使得取样桶34外侧的定位架345与定位槽相卡接，同时取样桶34内部的进液支链343外端与进液口36相卡接，防止海水进入壳体架31内部。
所述的取样桶34包括桶体341、固定筒342、进液支链343和挡料支链344，所述的桶体341为圆柱形结构，桶体341中部安装有固定筒342，固定筒342上均匀设置有进液孔，固定筒342内部安装进液支链343，固定筒342外侧与桶体341之间对称安装有挡料支链344，所述的取样桶34外侧对称安装有定位架345，壳体架31内部设置有与定位架345配合的定位槽，具体工作时，进液支链343可以根据海水压力的不同对不同深度的海水进行分层取样的功能，挡料支链344可以对取样后的海水进行密封，防止取样后的海水发生混料的现象，保证海水收集的准确性。
所述的进液支链343包括橡胶垫3431、移动杆3432、直线轴承3433、伸缩弹簧3434、密封垫3435和弧形槽3436，所述的固定筒342左端安装有橡胶垫3431，固定筒342中部安装有直线轴承3433，直线轴承3433内部安装有移动杆3432，移动杆3432左端与橡胶垫3431紧贴，移动杆3432上设置有伸缩弹簧3434，移动杆3432右端设置有弧形槽3436，位于壳体架31内部的移动杆3432上弧形槽3436的位置逐渐向内偏移，移动杆3432右侧均匀设置有密封圈，具体工作时，压力机构35受海水压力作用下挤压移动杆3432，移动杆3432通过挤压伸缩弹簧3434向左运动，当移动杆3432左端的弧形槽3436刚伸出桶体341时，海水经弧形槽3436进入桶体341，当弧形槽3436全部位于桶体341外侧时，取样结束，挡料支链344对桶体341内部的海水进行密封收集，位于壳体架31内部不同位置的伸缩弹簧3434根据不同深度的海洋压力产生同样的形变量，进而可以实现对不同深度的海水进行分层收集取样的功能。
所述的挡料支链344包括支架3441、橡胶塞3442、支杆3443和连接弹簧3444，所述的桶体341内部安装有支架3441，支架3441上均匀设置有支杆3443，支杆3443内侧安装有橡胶塞3442，橡胶塞3442与进液孔密封连接，支杆3443外侧设置有连接弹簧3444，具体工作时，当固定筒342内部进入海水时，海水通过进液孔挤压橡胶塞3442，橡胶塞3442与进液孔发生分离，海水进而能够进入取样桶内部，当固定筒342内部没有海水压力时，连接弹簧3444发生复原，橡胶塞3442对进液孔进行堵塞。
所述的压力机构35包括安装筒351、弹性垫352、滑动板353、压缩弹簧354、压紧板355、卡齿356和限位座357，所述的壳体架31右端均匀设置有安装筒351，安装筒351右端安装有弹性垫352，安装筒351内部对称设置有滑槽，滑槽内部通过滑动配合的连接有滑动板353，滑动板353与滑槽之间安装有压缩弹簧354，滑动板353左侧中部安装有压紧板355，压紧板355上均匀设置有卡齿356，卡齿356外侧对称设置有限位座357，限位座357安装在安装筒351内部，具体工作时，当壳体架31逐渐下降时，海水压力弹性垫352挤压滑动板353，滑动板353受力带动压紧板355向左运动，限位座357可以防止滑动板353往回运动。
所述的限位座357包括横板3571、限位齿3572、限位弹簧3573和限位块3574，所述的横板3571安装在安装筒351内部，横板3571内侧通过销轴安装有限位齿3572，限位齿3572的内凹面与横板3571之间安装有限位弹簧3573，限位齿3572右侧设置有限位块3574，限位块3574安装在横板3571，限位座357可以起到对滑动板353限位的作用，进而可以防止滑动板353往回运动。
此外，本发明还提供了一种多级式海洋水质分层取样设备的取样方法，包括以下步：
S1、人工将取样桶34依次卡入固定架33内部，然后将固定架33下端放入壳体架31内部轴承座内部，然后转动固定架33，使得定位架345与壳体架31内部的定位槽相卡接，同时取样桶34内部的进液支链343与进液口36密封配合；
S2、将漂浮板1放入海水平面上方，放线装置2带动取样装置3逐渐向下运动；
S3、当配重块37带动壳体架31逐渐下降时，壳体架31内部的受到海水压力的作用下挤压压力机构35，压力机构35受力向右运动挤压取样桶34，取样桶34内的进液支链343将不同深度的海水分别收集到取样桶34内部；
S4、当配重块37带动壳体架31上升时，压力机构35内部的限位座357可以防止压紧板355发生回弹，进而能够始终保证取样桶34处于密封状态，防止取样桶34内部取样的液体发生回流，保证海水取样的准确性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多级式海洋水质分层取样设备，包括漂浮板(1)、放线装置(2)和取样装置(3),其特征在于：所述的漂浮板(1)为矩形结构，漂浮板(1)上端安装有放线装置(2)，漂浮板(1)下方设置有取样装置(3)，取样装置(3)通过钢丝绳与放线装置(2)相连接；其中：
所述的取样装置(3)包括壳体架(31)、端盖(32)、固定架(33)、取样桶(34)、压力机构(35)、进液口(36)和配重块(37)，所述的壳体架(31)呈圆柱形结构，壳体架(31)上端通过螺钉安装有端盖(32)，壳体架(31)下端固定安装有配重块(37)，壳体架(31)中部设置有空腔，空腔内部下端安装有轴承座，轴承座上端安装有固定架(33)，固定架(33)内部均匀安装有取样桶(34)，取样桶(34)中部设置有U型槽，壳体架(31)右侧均匀安装有压力机构(35)，压力机构(35)与取样桶(34)位置相对应，壳体架(31)左侧均匀设置有进液口(36)，进液口(36)与取样桶(34)位置相对应；
所述的压力机构(35)包括安装筒(351)、弹性垫(352)、滑动板(353)、压缩弹簧(354)、压紧板(355)、卡齿(356)和限位座(357)，所述的壳体架(31)右端均匀设置有安装筒(351)，安装筒(351)右端安装有弹性垫(352)，安装筒(351)内部对称设置有滑槽，滑槽内部通过滑动配合的连接有滑动板(353)，滑动板(353)与滑槽之间安装有压缩弹簧(354)，滑动板(353)左侧中部安装有压紧板(355)，压紧板(355)上均匀设置有卡齿(356)，卡齿(356)外侧对称设置有限位座(357)，限位座(357)安装在安装筒(351)内部。
2.根据权利要求1所述的一种多级式海洋水质分层取样设备，其特征在于：所述的放线装置(2)包括固定板(21)、驱动电机(22)、减速器(23)和收卷辊(24)，所述的漂浮板(1)上端通过螺钉对称安装有固定板(21)，固定板(21)之间通过轴承安装有收卷辊(24)，收卷辊(24)上缠绕有钢丝绳，位于漂浮板(1)上端左侧的固定板(21)上通过电机座安装有驱动电机(22)，驱动电机(22)的输出轴与减速器(23)连接，减速器(23)通过传动轴与收卷辊(24)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种多级式海洋水质分层取样设备，其特征在于：所述的固定架(33)包括转动杆(331)、卡接架(332)和连接杆(333)，所述的卡接架(332)呈U型结构，卡接架(332)与取样桶(34)上的U型槽相卡接，卡接架(332)之间通过连杆相连接，位于壳体架(31)上端的卡接架(332)上安装有转动杆(331)，位于壳体架(31)下端的卡接架(332)上安装有连接杆(333)，连接杆(333)与轴承座转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种多级式海洋水质分层取样设备，其特征在于：所述的取样桶(34)包括桶体(341)、固定筒(342)、进液支链(343)和挡料支链(344)，所述的桶体(341)为圆柱形结构，桶体(341)中部安装有固定筒(342)，固定筒(342)上均匀设置有进液孔，固定筒(342)内部安装进液支链(343)，固定筒(342)外侧与桶体(341)之间对称安装有挡料支链(344)。
5.根据权利要求4所述的一种多级式海洋水质分层取样设备，其特征在于：所述的挡料支链(344)包括支架(3441)、橡胶塞(3442)、支杆(3443)和连接弹簧(3444)，所述的桶体(341)内部安装有支架(3441)，支架(3441)上均匀设置有支杆(3443)，支杆(3443)内侧安装有橡胶塞(3442)，橡胶塞(3442)与进液孔密封连接，支杆(3443)外侧设置有连接弹簧(3444)。
6.根据权利要求4所述的一种多级式海洋水质分层取样设备，其特征在于：所述的进液支链(343)包括橡胶垫(3431)、移动杆(3432)、直线轴承(3433)、伸缩弹簧(3434)、密封垫(3435)和弧形槽(3436)，所述的固定筒(342)左端安装有橡胶垫(3431)，固定筒(342)中部安装有直线轴承(3433)，直线轴承(3433)内部安装有移动杆(3432)，移动杆(3432)左端与橡胶垫(3431)紧贴，移动杆(3432)上设置有伸缩弹簧(3434)，移动杆(3432)右端设置有弧形槽(3436)，位于壳体架(31)内部的移动杆(3432)上弧形槽(3436)的位置逐渐向内偏移，移动杆(3432)右侧均匀设置有密封圈。
7.根据权利要求1所述的一种多级式海洋水质分层取样设备，其特征在于：所述的限位座(357)包括横板(3571)、限位齿(3572)、限位弹簧(3573)和限位块(3574)，所述的横板(3571)安装在安装筒(351)内部，横板(3571)内侧通过销轴安装有限位齿(3572)，限位齿(3572)的内凹面与横板(3571)之间安装有限位弹簧(3573)，限位齿(3572)右侧设置有限位块(3574)，限位块(3574)安装在横板(3571)。
8.根据权利要求1所述的一种多级式海洋水质分层取样设备，其特征在于：所述的壳体架(31)包括外壳体(311)和内壳体(312)，所述的外壳体(311)和内壳体(312)均为圆柱形结构，外壳体(311)和内壳体(312)之间均匀安装有加强杆，外壳体(311)和内壳体(312)之间填充用保温材料。
9.根据权利要求1所述的一种多级式海洋水质分层取样设备，其特征在于：所述的取样桶(34)外侧对称安装有定位架(345)，壳体架(31)内部设置有与定位架(345)配合的定位槽。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种多级式海洋水质分层取样方法，其特征在于：上述多级式海洋水质分层取样设备的取样方法包括以下步骤：
S1、人工将取样桶(34)依次卡入固定架(33)内部，然后将固定架(33)下端放入壳体架(31)内部轴承座内部，然后转动固定架(33)，使得定位架(345)与壳体架(31)内部的定位槽相卡接，同时取样桶(34)内部的进液支链(343)与进液口(36)密封配合；
S2、将漂浮板(1)放入海水平面上方，放线装置(2)带动取样装置(3)逐渐向下运动；
S3、当配重块(37)带动壳体架(31)逐渐下降时，壳体架(31)内部的受到海水压力的作用下挤压压力机构(35)，压力机构(35)受力向右运动挤压取样桶(34)，取样桶(34)内的进液支链(343)将不同深度的海水分别收集到取样桶(34)内部；
S4、当配重块(37)带动壳体架(31)上升时，压力机构(35)内部的限位座(357)可以防止压紧板(355)发生回弹，进而能够始终保证取样桶(34)处于密封状态，防止取样桶(34)内部取样的液体发生回流，保证海水取样的准确性。
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