CN111551397A - 一种海水比例浓缩的微塑料采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采样装置，尤其是涉及一种海水比例浓缩的微塑料采样装置。海水比例浓缩的微塑料采样装置，包括带有输入端和输出端的采集盒以及设置在采集盒输出端的网兜，所述的采集盒的两侧均设置有浮动翅片，网兜上沿着网兜的延伸方向设置有若干个支撑杆，纵向相邻两个支撑杆之间设置有扭动翅片，扭动翅片通过韧性连杆与浮动翅片相连。本发明具有能够改变网兜的浮动频率、浮动方向，从而改变网兜孔隙大小，便于填充在网眼孔隙处的微塑料被挤出，避免网兜堵塞等有益效果。

Description

一种海水比例浓缩的微塑料采样装置

技术领域

本发明涉及一种采样装置，尤其是涉及一种海水比例浓缩的微塑料采样装置。

背景技术

在生产制造过程中产生的塑料会分解成微小的塑料颗粒进行排放，海水中会混杂微塑料。在对海水中的微塑料检测时会采用采样装置进行采样，现有的采样装置是利用采集盒和网兜的结构，海水由采集盒的输入端经过采集盒，再由输出端排出到达网兜进行采集。现有的比例采集是可以根据需要更换适合网眼大小的网兜，但海水中的微塑料的颗粒大小不定，大颗粒的微塑料容易填满网兜的孔隙，而网兜跟随海水流动方向的漂浮的浮动频率很低，网眼的孔隙大小基本保持不变，空隙内填满的大颗粒微塑料很难从孔隙处脱离出来，使用时间久了之后网兜会失去效果。采集盒的两侧会通过螺栓或者铆钉固定浮力翅片，利用浮力翅片在海水中的浮力时采集盒漂浮在海水的水面上进行采集。但这类浮力翅片与采集盒是固定连接方式，而且浮力翅片所在的平面与采集盒的轴线是平行的，无法保证浮力翅片带动采集盒始终漂浮但又有一部分沉入海水。虽然现有的一类采集装置的浮力翅片的材料可以更换，以方便根据海水的浮力更换适合的材料，但操作不方便。

发明内容

本发明主要是针对上述问题，提供一种海水比例浓缩的微塑料采样装置。本发明的第一发明目的是能够改变网兜的浮动频率、浮动方向，从而改变网兜孔隙大小，便于填充在网眼孔隙处的微塑料被挤出，避免网兜堵塞。本发明的第二发明目的是能够有效地根据海水自身存在的无序的波动而自动调节采集盒在海水表面的位置、保证采集盒始终位于海水表面的同时仍然有一部分能够沉入海水中。

本发明的第一发明目的主要是通过下述方案得以实现的：一种海水比例浓缩的微塑料采样装置，包括带有输入端和输出端的采集盒以及设置在采集盒输出端的网兜，所述的采集盒的两侧均设置有浮动翅片，网兜上沿着网兜的延伸方向设置有若干个支撑杆，纵向相邻两个支撑杆之间设置有扭动翅片，扭动翅片通过韧性连杆与浮动翅片相连。采集盒用来采集海水样品，带有微塑料的海水经过采集盒进入网兜进行采样收集。采集盒的两侧均设置浮动翅片，浮动翅片不仅能够跟随海水的波动而浮动，而且能够相对于采集盒浮动，相对于固定式的浮力翅片来说更能够跟随海水的浮动而相对于采集盒浮动。在网兜上设置支撑杆，利用支撑杆作为支撑骨架来支撑网兜，在纵向相连两个支撑杆之间设置扭动翅片，扭动翅片通过韧性较强的韧性连杆与浮动翅片相连，当浮动翅片上下浮动时，能够通过韧性连杆带动扭动翅片上下浮动，而海水自身的波动能够使浮动翅片和扭动翅片的摆动方向和摆动频率产生无序性，利用韧性连杆自身的韧性使扭动翅片在海水表面形成与网兜的轴线方向垂直的扭动，进而使支撑杆发生扭动，支撑杆的扭动能够带动网兜扭动，当网兜扭动时，能够将网兜的网眼孔隙内的微塑料挤出，避免微塑料长时间塞满网眼孔隙。即利用韧性连杆传递浮动翅片的力，韧性连杆发生变形能够对扭动翅片进一步振动，进而带动网兜扭动挤出网眼孔隙内填入的微塑料，避免网兜网眼孔隙堵死。而扭动翅片自身能够有一定的浮力，避免网兜在海水中过度扭转，保证网兜轴向通畅。整个装置利用了海水自身的高频波动，以浮动翅片带动韧性连杆来带动扭转翅片形成轻微扭转，同时能够利用韧性连杆自身韧性形成振动，进而实现网兜的高频振动，而这个高频振动是利用海水自身的波动作为动力源，避免网兜网眼孔隙堵死。

作为优选，浮动翅片和扭动翅片上均设置有一端封闭且一端开口的定位套，韧性连杆的端部位于定位套内。浮动翅片和扭动翅片上均设置定位套，定位套可以是焊接在浮动翅片和扭动翅片上，也可以是通过注塑工艺注塑在浮动翅片和扭动翅片上。将韧性连杆的两端插入到定位套中，定位套的一端是封闭的，当浮动翅片和扭动翅片靠近时，韧性连杆弯曲变形，再利用自身韧性撑开，这个过程中能够对扭动翅片形成网兜轴线方向的波动，配合扭转翅片在网兜径向方向的扭动实现网兜网眼孔隙的挤压和振动。

本发明的第二发明目的主要是通过下述方案得以实现的：所述的采集盒的两侧设置有滑槽，滑槽倾斜设置，滑槽靠近输入端的一端距离采集盒底面的高度小于滑槽靠近输出端的一端距离采集盒底面的高度；浮动翅片的一端滑动连接在滑槽内，浮动翅片所在的平面与滑槽的延伸方向交叉设置；采集盒的输入端的内底面处设置有导向凸台，导向凸台的厚度由输入端至输出端逐渐增大。采集盒的两侧设置滑槽，滑槽靠近输入端的一端距离采集盒底面的高度小于滑槽靠近输出端的一端距离采集盒底面的高度，即滑槽是有针对性的倾斜设置。浮动翅片所在的平面与滑槽的延伸方向交叉设置，即浮动翅片也是有针对性的倾斜设置。当海水自身波动时，海水与倾斜的浮动翅片底面接触对浮动翅片产生斜向上的分力，与此同时，经过导向凸台的的海水由于导向凸台的斜面方向对导向凸台具有斜向下的分力。即在海水流经整个采样装置时，采集盒的输入端受到海水对导向凸台的分解压力向下移动，浮动翅片受到斜向上的推力向上移动，形成了浮动翅片与采集盒的相对滑动，而且是方向相反的相对滑动，即使浮动翅片始终位于海水表面，依然能够保证采集盒具有朝向海水下方移动的压力，使海水能够从输入端流经采集盒，不会使采集盒整体漂浮在海水表面而造成无水流入的现象。利用海水自身的高频波动作为驱动力，对浮动翅片和采集盒施加方向相反的斜向上推力和斜向下压力。

作为优选，所述的浮动翅片靠近采集盒的一端设置有连接柱套，连接柱套贯穿于滑槽处，连接柱套远离浮动翅片的一端连接有限位头。浮动翅片的一端设置连接柱套，利用连接柱套在滑槽内滑动，同时能够利用连接柱套螺纹连接限位头，实现浮动翅片的安装。

作为优选，所述的限位头包括限位柱和若干个沿着限位柱的母线方向设置的延伸片，限位柱的一端位于连接柱套内并与连接柱套螺纹连接，延伸片围绕限位柱的轴线分布。限位头的限位柱的一端插入到连接柱套内并与连接柱套螺纹连接，限位柱外壁上沿着限位柱的母线方向焊接多个延伸片，由于采集盒的一部分位于海水上、一部分位于海水下，当海水的流向波动流经采集盒时能够对限位柱靠下的延伸片施加推力，同时利用海水无序的高频波动能够使海水同时能够对相邻的靠上的延伸片施加推力，海水的无序波动能够使两个相邻的延伸片受到的推力不同，即限位头能够发生轻微的正向和反向的往复旋转，即限位柱与连接柱套的螺纹连接处能够发生正向和反向的无序的往复旋转，避免限位柱与连接柱套的螺纹贴合面保持不变，避免螺纹连接处长时间浸泡在海水中生锈而造成螺纹锈死。通过带有延伸片的限位头，利用海水无序的波动推动延伸片，使限位柱能够发生高频小幅度的正向和反向的旋转，避免连接柱套和限位柱的锈死。

作为优选，所述的采集盒内部靠近采集盒的侧壁位置设置有隔板，隔板垂直于采集盒的底面，隔板与采集盒的侧壁之间形成流道，限位头位于流道内。在采集盒内设置隔板，隔板可以采用焊接方式固定在采集盒内，使采集盒的两侧靠近限位头的位置形成一个流道，使流经流道的海水能够相对稳定，避免对采集盒内其他构件产生影响，通过流道为限位头提供专属流道。

作为优选，延伸片为四个且均匀围绕限位柱的轴线分布。延伸片的设置无序使限位柱产生圆周转动，只需要利用延伸片接受海水推力产生往复旋转即可，所以延伸片的数量无需过多，过多会造成延伸片受力均匀而导致限位柱过度转动或无法转动，延伸片为四个，相邻两个延伸片之间的距离能够有一定的保证，接受的推力方向和推力大小无序性强。

作为优选，所述的采集盒的中部靠近输入端的位置设置有流速计。

作为优选，网兜远离采集盒的一端可拆卸连接有采集囊。

作为优选，网兜与采集盒可拆卸连接。

因此，本发明的海水比例浓缩的微塑料采样装置具备下述优点：整个装置利用了海水自身的高频波动，以浮动翅片带动韧性连杆来带动扭转翅片形成轻微扭转，同时能够利用韧性连杆自身韧性形成振动，进而实现网兜的高频振动，而这个高频振动是利用海水自身的波动作为动力源，避免网兜网眼孔隙堵死。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图；

附图2是本发明中浮动翅片与采集盒连接处的局部放大图；

附图3是导向凸台处的受力示意图；

附图4是浮动翅片处的受力示意图；

附图5是限位头的受力示意图。

图示说明：1-采集盒，2-浮动翅片，3-流速计，4-采集囊，5-网兜，6-导向凸台，7-滑槽，8-连接柱套，9-限位柱，10-延伸片，11-流道，12-隔板，13-扭动翅片，14-定位套，15-韧性连杆，16-支撑杆；

其中：附图3中F1的箭头方向为导向凸台受到的海水作用力的方向；附图4中部F2的箭头方向为浮动翅片受到海水作用力的方向；附图5中F3的箭头方向为延伸片受到海水作用力的方向。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：如图1、2、3、4、5所示，一种海水比例浓缩的微塑料采样装置，包括带有输入端和输出端的采集盒1以及设置在采集盒输出端的网兜5，网兜与采集盒可拆卸连接。采集盒的中部靠近输入端的位置设置有流速计3。网兜远离采集盒的一端可拆卸连接有采集囊4。采集盒的两侧均设置有浮动翅片2，网兜上沿着网兜的延伸方向设置有若干个支撑杆16，纵向相邻两个支撑杆之间设置有扭动翅片13，扭动翅片通过韧性连杆15与浮动翅片相连。浮动翅片和扭动翅片上均设置有一端封闭且一端开口的定位套14，韧性连杆的端部位于定位套内。采集盒的两侧设置有滑槽7，滑槽倾斜设置，滑槽靠近输入端的一端距离采集盒底面的高度小于滑槽靠近输出端的一端距离采集盒底面的高度；浮动翅片的一端滑动连接在滑槽内，浮动翅片所在的平面与滑槽的延伸方向交叉设置；采集盒的输入端的内底面处设置有导向凸台6，导向凸台的厚度由输入端至输出端逐渐增大。浮动翅片靠近采集盒的一端设置有连接柱套8，连接柱套贯穿于滑槽处，连接柱套远离浮动翅片的一端连接有限位头。限位头包括限位柱和若干个沿着限位柱9的母线方向设置的延伸片10，限位柱的一端位于连接柱套内并与连接柱套螺纹连接，延伸片围绕限位柱的轴线分布。采集盒内部靠近采集盒的侧壁位置设置有隔板12，隔板垂直于采集盒的底面，隔板与采集盒的侧壁之间形成流道11，限位头位于流道内。延伸片为四个且均匀围绕限位柱的轴线分布。

采集盒用来采集海水样品，带有微塑料的海水经过采集盒进入网兜进行采样收集。采集盒的两侧均设置浮动翅片，浮动翅片不仅能够跟随海水的波动而浮动，而且能够相对于采集盒浮动，相对于固定式的浮力翅片来说更能够跟随海水的浮动而相对于采集盒浮动。在网兜上设置支撑杆，利用支撑杆作为支撑骨架来支撑网兜，在纵向相连两个支撑杆之间设置扭动翅片，扭动翅片通过韧性较强的韧性连杆与浮动翅片相连，当浮动翅片上下浮动时，能够通过韧性连杆带动扭动翅片上下浮动，而海水自身的波动能够使浮动翅片和扭动翅片的摆动方向和摆动频率产生无序性，利用韧性连杆自身的韧性使扭动翅片在海水表面形成与网兜的轴线方向垂直的扭动，进而使支撑杆发生扭动，支撑杆的扭动能够带动网兜扭动，当网兜扭动时，能够将网兜的网眼孔隙内的微塑料挤出，避免微塑料长时间塞满网眼孔隙。即利用韧性连杆传递浮动翅片的力，韧性连杆发生变形能够对扭动翅片进一步振动，进而带动网兜扭动挤出网眼孔隙内填入的微塑料，避免网兜网眼孔隙堵死。而扭动翅片自身能够有一定的浮力，避免网兜在海水中过度扭转，保证网兜轴向通畅。整个装置利用了海水自身的高频波动，以浮动翅片带动韧性连杆来带动扭转翅片形成轻微扭转，同时能够利用韧性连杆自身韧性形成振动，进而实现网兜的高频振动，而这个高频振动是利用海水自身的波动作为动力源，避免网兜网眼孔隙堵死。浮动翅片和扭动翅片上均设置定位套，定位套可以是焊接在浮动翅片和扭动翅片上，也可以是通过注塑工艺注塑在浮动翅片和扭动翅片上。将韧性连杆的两端插入到定位套中，定位套的一端是封闭的，当浮动翅片和扭动翅片靠近时，韧性连杆弯曲变形，再利用自身韧性撑开，这个过程中能够对扭动翅片形成网兜轴线方向的波动，配合扭转翅片在网兜径向方向的扭动实现网兜网眼孔隙的挤压和振动。采集盒的两侧设置滑槽，滑槽靠近输入端的一端距离采集盒底面的高度小于滑槽靠近输出端的一端距离采集盒底面的高度，即滑槽是有针对性的倾斜设置。浮动翅片所在的平面与滑槽的延伸方向交叉设置，即浮动翅片也是有针对性的倾斜设置。当海水自身波动时，海水与倾斜的浮动翅片底面接触对浮动翅片产生斜向上的分力，与此同时，经过导向凸台的的海水由于导向凸台的斜面方向对导向凸台具有斜向下的分力。即在海水流经整个采样装置时，采集盒的输入端受到海水对导向凸台的分解压力向下移动，浮动翅片受到斜向上的推力向上移动，形成了浮动翅片与采集盒的相对滑动，而且是方向相反的相对滑动，即使浮动翅片始终位于海水表面，依然能够保证采集盒具有朝向海水下方移动的压力，使海水能够从输入端流经采集盒，不会使采集盒整体漂浮在海水表面而造成无水流入的现象。利用海水自身的高频波动作为驱动力，对浮动翅片和采集盒施加方向相反的斜向上推力和斜向下压力。浮动翅片的一端设置连接柱套，利用连接柱套在滑槽内滑动，同时能够利用连接柱套螺纹连接限位头，实现浮动翅片的安装。限位头的限位柱的一端插入到连接柱套内并与连接柱套螺纹连接，限位柱外壁上沿着限位柱的母线方向焊接多个延伸片，由于采集盒的一部分位于海水上、一部分位于海水下，当海水的流向波动流经采集盒时能够对限位柱靠下的延伸片施加推力，同时利用海水无序的高频波动能够使海水同时能够对相邻的靠上的延伸片施加推力，海水的无序波动能够使两个相邻的延伸片受到的推力不同，即限位头能够发生轻微的正向和反向的往复旋转，即限位柱与连接柱套的螺纹连接处能够发生正向和反向的无序的往复旋转，避免限位柱与连接柱套的螺纹贴合面保持不变，避免螺纹连接处长时间浸泡在海水中生锈而造成螺纹锈死。通过带有延伸片的限位头，利用海水无序的波动推动延伸片，使限位柱能够发生高频小幅度的正向和反向的旋转，避免连接柱套和限位柱的锈死。在采集盒内设置隔板，隔板可以采用焊接方式固定在采集盒内，使采集盒的两侧靠近限位头的位置形成一个流道，使流经流道的海水能够相对稳定，避免对采集盒内其他构件产生影响，通过流道为限位头提供专属流道。延伸片的设置无序使限位柱产生圆周转动，只需要利用延伸片接受海水推力产生往复旋转即可，所以延伸片的数量无需过多，过多会造成延伸片受力均匀而导致限位柱过度转动或无法转动，延伸片为四个，相邻两个延伸片之间的距离能够有一定的保证，接受的推力方向和推力大小无序性强。

应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种海水比例浓缩的微塑料采样装置，包括带有输入端和输出端的采集盒以及设置在采集盒输出端的网兜，其特征在于，所述的采集盒的两侧均设置有浮动翅片，网兜上沿着网兜的延伸方向设置有若干个支撑杆，纵向相邻两个支撑杆之间设置有扭动翅片，扭动翅片通过韧性连杆与浮动翅片相连。

2.根据权利要求1所述的一种海水比例浓缩的微塑料采样装置，其特征在于，浮动翅片和扭动翅片上均设置有一端封闭且一端开口的定位套，韧性连杆的端部位于定位套内。

3.根据权利要求1所述的一种海水比例浓缩的微塑料采样装置，其特征在于，所述的采集盒的两侧设置有滑槽，滑槽倾斜设置，滑槽靠近输入端的一端距离采集盒底面的高度小于滑槽靠近输出端的一端距离采集盒底面的高度；浮动翅片的一端滑动连接在滑槽内，浮动翅片所在的平面与滑槽的延伸方向交叉设置；采集盒的输入端的内底面处设置有导向凸台，导向凸台的厚度由输入端至输出端逐渐增大。

4.根据权利要求2所述的一种海水比例浓缩的微塑料采样装置，其特征在于，所述的浮动翅片靠近采集盒的一端设置有连接柱套，连接柱套贯穿于滑槽处，连接柱套远离浮动翅片的一端连接有限位头。

5.根据权利要求3所述的一种海水比例浓缩的微塑料采样装置，其特征在于，所述的限位头包括限位柱和若干个沿着限位柱的母线方向设置的延伸片，限位柱的一端位于连接柱套内并与连接柱套螺纹连接，延伸片围绕限位柱的轴线分布。

6.根据权利要求4所述的一种海水比例浓缩的微塑料采样装置，其特征在于，所述的采集盒内部靠近采集盒的侧壁位置设置有隔板，隔板垂直于采集盒的底面，隔板与采集盒的侧壁之间形成流道，限位头位于流道内。

7.根据权利要求4所述的一种海水比例浓缩的微塑料采样装置，其特征在于，延伸片为四个且均匀围绕限位柱的轴线分布。

8.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种海水比例浓缩的微塑料采样装置，其特征在于，所述的采集盒的中部靠近输入端的位置设置有流速计。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种海水比例浓缩的微塑料采样装置，其特征在于，网兜远离采集盒的一端可拆卸连接有采集囊。

10.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种海水比例浓缩的微塑料采样装置，其特征在于，网兜与采集盒可拆卸连接。

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