CN111579307A - 一种具有自动清洗功能的智能水样采集器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了水样采集技术领域内的一种具有自动清洗功能的智能水样采集器，包括具有容纳腔的箱体，箱体内可转动的连接有转动箱，转动箱上排布有若干个安装槽，安装槽内卡接有采样瓶，采样瓶上端的一侧设有固定轴，固定轴上从上到下依次套装有瓶盖和复位弹簧，复位弹簧的一端连接在采样瓶上，复位弹簧的另一端连接在瓶盖上，固定轴外侧的瓶盖上设有向外延伸的开关杆，箱体内壁上相对开关杆设有弹性凸台，瓶盖上方的箱体上连接有支撑板，支撑板上连接有水泵，水泵的进水口连接有用于进水的进水管，水泵的出水口连接有出水管，出水管可与采样瓶相连通，转动箱内安装有PLC控制器，PLC控制器与水泵电连接；本发明操作方便，可控时定点采样，智能化程度高。

Description

一种具有自动清洗功能的智能水样采集器

技术领域

本发明属于水样采集技术领域，特别涉及一种水样采集器。

背景技术

水是生命之源，人类在生活和生产活动中都离不开水，随着社会的发展、科学的进步和人民生活水平的提高，环境污染越来越严重，生态环境问题是当今世界的热点问题，因此，为保障水环境的水质安全，需要对水体进行定时和不定时的采样检测，保持对河流、湖泊以及海洋环境的水质监测，确保水质指标处于合理状态，是保护国家安全和人民利益的重要环节。

传统的水样采集，常常依靠人工的方式实现采样的采样，需要人工记录采样时间，采样效率低，采样信息不准确，且采样工人需要休息时，无法满足连续性采样的要求，而现有技术中的自动采样器中，采样容量小，采样瓶的排水多利用电动阀控制，采样器制造成本高，维修困难，且不能实现控时定点采集水样，智能化程度低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，解决现有技术中不能控时定点采样，智能化程度低的技术问题，提供一种具有自动清洗功能的智能水样采集器，本发明操作方便，可控时定点采样，智能化程度高。

本发明的目的是这样实现的：一种具有自动清洗功能的智能水样采集器，包括具有容纳腔的箱体，所述箱体内可转动的连接有转动箱，所述转动箱上排布有若干个安装槽，所述安装槽内卡接有采样瓶，所述采样瓶上端的一侧设有固定轴，所述固定轴上从上到下依次套装有瓶盖和复位弹簧，所述复位弹簧的一端连接在采样瓶上，复位弹簧的另一端连接在瓶盖上，所述固定轴外侧的瓶盖上设有向外延伸的开关杆，所述箱体内壁上相对开关杆设有弹性凸台，所述瓶盖上方的箱体上连接有支撑板，所述支撑板上连接有水泵，水泵的进水口连接有用于进水的进水管，水泵的出水口连接有出水管，所述出水管可与采样瓶相连通，所述转动箱内安装有PLC控制器，所述PLC控制器与水泵电连接。

本发明进行工作前，根据采集需要，设置PLC控制器的控时系统，然后将若干个采样瓶卡接到安装槽内，先控制转动箱转动，调整一个采样瓶的位置，使该采样瓶位置合适，本发明工作时，PLC控制器控制转动箱顺时针转动，转动箱的转动带动采样瓶顺时针转动，瓶盖随着采样瓶顺时针转动，当瓶盖的开关杆碰到弹性凸台时，开关杆受到弹性凸台的阻力作用，开关杆绕着固定轴逆时针转动，复位弹簧被拉伸，瓶盖与采样瓶的瓶口之间产生相对位移，瓶盖与采样瓶的瓶口之间错开一个小口，当转动箱转动一定角度后，采样瓶刚好在出水管的正下方，PLC控制器控制转动箱停止转动，启动水泵，河水从进水管进入水泵并经出水管流出，水再经小口流入采样瓶，根据设定时间，当水流入一段时间后，PLC控制器控制水泵停止工作，转动箱顺时针继续转动一段时间，弹簧继续被拉伸，开关杆会承受较大的拉力，反之，弹性凸台承受开关杆较大的推力，弹性凸台稍微向里发生形变，开关杆越过弹性凸台，在复位弹簧的回复力作用下，开关杆顺时针回复到初始位置，瓶盖再次将采样瓶的瓶口盖住，完成一个采样瓶的水样采集工作，到达设定的间隔时间后，在该采样时间点，PLC控制器再次控制转动箱顺时针转动，进行下一个采样瓶的水样采集工作，本发明中开关杆、复位弹簧和弹性凸台的设置，可实现控制采样瓶的瓶盖打开或者闭合，操作方便，工作效率高；PLC控制器、水泵和转动箱的设置，可实现自动控制时间定点采集水样，智能化程度高，可应用于智能化的水样采集工作中。

为了实现采样瓶在转动箱转动时，不会受转动离心力甩动倒下，所述转动箱的最外侧设有外壳，所述转动箱内设有隔套，所述安装槽在外壳与隔套之间，所述隔套与外壳之间的空间为采样腔，所述采样瓶可插入采样腔卡接在安装槽内。

为了防止采样瓶内水量超过设定采集水位，所述安装槽一侧的转动箱上还开有若干个漏液槽，漏液槽与外界相连通，所述采样瓶上连接有虹吸管，所述采样瓶底部开有排液孔，所述虹吸管的一端与排液孔相连通，虹吸管的另一端向下伸入漏液槽内。

为了实现采样瓶自动采集水样时，当水位到达需要采集的设定水位后可自动停止采样，所述采样瓶上设有采样液位刻度线，所述支撑板的下端设有向下延伸的竖直板，所述竖直板上连接有采样传感器，所述采样传感器与PLC控制器电连接，采样传感器与采样液位刻度线相对设置。

为了实现采样瓶可自动清洗采样瓶时，所述采样瓶上还设有冲洗液位刻度线，所述冲洗液位刻度线在采样液位刻度线的上方，所述竖直板上还连接有冲洗传感器，所述冲洗传感器与PLC控制器电连接，冲洗传感器与冲洗液位刻度线相对设置，所述虹吸管的最高处在采样液位刻度线与冲洗液位刻度线之间。

为了实现自动冲洗采样瓶后，排出冲洗的废水，所述转动箱下方的箱体上设有环形收集槽，所述箱体下端连接有伸入箱体内的排水管，所述排水管与环形收集槽相连通，所述漏液槽在环形收集槽的正上方。

作为本发明的进一步改进，所述支撑板上设有通孔，所述出水管穿过通孔向下伸出支撑板，所述支撑板下方的出水管在采样瓶上方。

为了实现转动箱的转动，所述转动箱的中心连接有转动电机，所述转动电机与PLC控制器电连接，电机外壳固定连接在转动箱的上侧，转动电机的定轴连接在箱体上。

作为本发明的进一步改进，所述转动箱的下端连接有若干个滚轮。

为了实现智能化操作以及防止河水中的泥沙等杂质堵塞水泵，还设有显示屏，所述显示屏与PLC控制器电连接，所述进水管上设有Y型过滤器。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明中采样瓶的结构示意图。

图4为图3中A处的局部放大图。

图5为本发明瓶盖打开时的结构示意图。

图中：1箱体，101容纳腔，102弹性凸台，103支撑板，103a通孔，104竖直板，105环形收集槽，2转动箱，201安装槽，202外壳，203隔套，204采样腔，205漏液槽，3采样瓶，301排液孔，302采样液位刻度线，303冲洗液位刻度线，4固定轴，5瓶盖，6开关杆，7水泵，8进水管，9出水管，10 PLC控制器，11复位弹簧，12虹吸管，13采样传感器，14冲洗传感器，15排水管，16转动电机，1601电机外壳，1602定轴，17滚轮，18显示屏，19Y型过滤器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1～图5所示的一种具有自动清洗功能的智能水样采集器，包括具有容纳腔101的箱体1，箱体1内可转动的连接有转动箱2，转动箱2的下端连接有若干个滚轮17，转动箱2上排布有若干个安装槽201，安装槽201内卡接有采样瓶3，转动箱2的最外侧设有外壳202，转动箱2内设有隔套203，安装槽201在外壳202与隔套203之间，隔套203与外壳202之间的空间为采样腔204，采样瓶3可插入采样腔204卡接在安装槽201内，安装槽201一侧的转动箱2上还开有若干个漏液槽205，漏液槽205与外界相连通，采样瓶3上连接有虹吸管12，采样瓶3底部开有排液孔301，虹吸管12的一端与排液孔301相连通，虹吸管12的另一端向下伸入漏液槽205内；采样瓶3上设有采样液位刻度线302和冲洗液位刻度线303，支撑板103的下端设有向下延伸的竖直板104，竖直板104上连接有采样传感器13，采样传感器13与采样液位刻度线302相对设置，冲洗液位刻度线303在采样液位刻度线302的上方，竖直板104上还连接有冲洗传感器14，采样传感器13和冲洗传感器14分别与PLC控制器10电连接，冲洗传感器14与冲洗液位刻度线303相对设置，虹吸管12的最高处在采样液位刻度线302与冲洗液位刻度线303之间；采样瓶3上端的一侧设有固定轴16024，固定轴16024上从上到下依次套装有瓶盖5和复位弹簧11，复位弹簧11的一端连接在采样瓶3上，复位弹簧11的另一端连接在瓶盖5上，固定轴16024外侧的瓶盖5上设有向外延伸的开关杆6，箱体1内壁上相对开关杆6设有弹性凸台102，瓶盖5上方的箱体1上连接有支撑板103，支撑板103上设有通孔103a，出水管9穿过通孔103a向下伸出支撑板103，支撑板103下方的出水管9在采样瓶3上方，支撑板103上连接有水泵7，水泵7的进水口连接有用于进水的进水管8，水泵7的出水口连接有出水管9，出水管9可与采样瓶3相连通，转动箱2内安装有PLC控制器10，PLC控制器10与水泵7电连接；转动箱2下方的箱体1上设有环形收集槽105，箱体1下端连接有伸入箱体1内的排水管15，排水管15与环形收集槽105相连通，漏液槽205在环形收集槽105的正上方；转动箱2的中心连接有转动电机16，转动电机16与PLC控制器10电连接，电机外壳1601固定连接在转动箱2的上侧，转动电机16的定轴1602连接在箱体1上；还设有显示屏18，显示屏18与PLC控制器10电连接，进水管8上设有Y型过滤器19。

本发明进行工作前，根据水样采集的时间间隔需要，设置好PLC的控时系统，设定出清洗模式和采样模式两种工作模式，将PLC控制器10连接入网，然后将若干个采样瓶3插入采样腔204内，使采样瓶3的瓶底部卡接到安装槽201内，将虹吸管12远离采样瓶3的一端插入漏液槽205内，虹吸管12经漏液槽205与环形收集槽105相连通，控制转动电机16转动，调整采样瓶3的位置，使采样瓶3位置合适，本发明工作时，开始进行第一个时间点的采样，PLC控制器10的系统先进入第一个时间点的清洗模式，防止采样瓶3内存在杂质干扰采集的水样质量，PLC控制器10控制转动电机16动作，转动电机16的定轴1602固定在箱体1上不动，电机外壳1601顺时针转动，电机外壳1601的转动驱动转动箱2，转动箱2在滚轮17作用下顺时针转动，采样瓶3随着转动箱2的转动而顺时针转动，瓶盖5随着采样瓶3顺时针转动，当瓶盖5的开关杆6碰到弹性凸台102时，开关杆6受到弹性凸台102的阻力作用，开关杆6绕着固定轴16024逆时针转动，复位弹簧11被拉伸，瓶盖5与采样瓶3的瓶口之间产生相对位移，瓶盖5与采样瓶3的瓶口之间错开一个小口，当转动箱2转动一定角度后，采样瓶3刚好在出水管9的正下方，PLC控制器10控制转动箱2停止转动，启动水泵7，河水从进水管8流入Y型过滤器19，河水中的泥沙等杂质被过滤下来，过滤后的水流入水泵7后再从出水管9流出，过滤后的水再从小口流入采样瓶3，当采样瓶3内的水位到达冲洗液位刻度线303的时候，冲洗传感器14感应水位信号并将信号传递给PLC控制器10，PLC控制器10控制水泵7停止工作，此时，由于冲洗液位刻度线303的水位高于虹吸管12的最高处高度，虹吸管12产生虹吸效应，采样瓶3内的洗瓶废水从底部排液孔301依次流入虹吸管12和漏液槽205，废水再从漏液槽205流入环形收集槽105，最后从排水管15排出，实现该采样瓶3的清洗，采样瓶3清洗完成后，PLC控制器10进入采样模式，PLC孔子器控制水泵7启动，河水从进水管8再次流入Y型过滤器19，河水中的泥沙等杂质被过滤下来，过滤后的水流入水泵7后再从出水管9流出，过滤后的水再从小口流入采样瓶3，当采样瓶3内的水位到达采样液位刻度线302的时候，采样传感器13感应水位信号并将信号传递给PLC控制器10，显示屏18显示采样时间，PLC控制器10控制水泵7停止工作，转动电机16顺时针继续转动一段时间，电机外壳1601顺时针转动，电机外壳1601的转动驱动转动箱2，转动箱2在滚轮17作用下继续顺时针转动，此时，弹簧继续被拉伸，开关杆6会承受较大的拉力，反之，弹性凸台102承受开关杆6较大的推力，弹性凸台102稍微向里发生形变，开关杆6越过弹性凸台102，在复位弹簧11的回复力作用下，开关杆6顺时针回复到初始位置，瓶盖5再次将采样瓶3的瓶口盖住，完成该时间点一个采样瓶3的水样采集工作，到达设定的间隔时间后，PLC控制器10再次进入清洗模式，对下一个时间点的采样瓶3进行清洗，依次类推，最终实现全部时间节点的水样采集工作，当需要舍弃已采集的水样时，可通过远程移动终端遥控PLC控制器10，让若干个采样瓶3再依次进入清洗模式，利用虹吸效应，使采样瓶3内的水流出，本发明中开关杆6、复位弹簧11和弹性凸台102的设置，可实现控制采样瓶3的瓶盖5打开或者闭合，操作方便，工作效率高；PLC控制器10、水泵7和转动箱2的设置，可实现自动控制时间定点采集水样，智能化程度高；Y型过滤器19的设置，可以过滤河水杂质，防止水泵7堵塞，可应用于智能化的水样采集工作中。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有自动清洗功能的智能水样采集器，其特征在于：包括具有容纳腔的箱体，所述箱体内可转动的连接有转动箱，所述转动箱上排布有若干个安装槽，所述安装槽内卡接有采样瓶，所述采样瓶上端的一侧设有固定轴，所述固定轴上从上到下依次套装有瓶盖和复位弹簧，所述复位弹簧的一端连接在采样瓶上，复位弹簧的另一端连接在瓶盖上，所述固定轴外侧的瓶盖上设有向外延伸的开关杆，所述箱体内壁上相对开关杆设有弹性凸台，所述瓶盖上方的箱体上连接有支撑板，所述支撑板上连接有水泵，水泵的进水口连接有用于进水的进水管，水泵的出水口连接有出水管，所述出水管可与采样瓶相连通，所述转动箱内安装有PLC控制器，所述PLC控制器与水泵电连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有自动清洗功能的智能水样采集器，其特征在于：所述转动箱的最外侧设有外壳，所述转动箱内设有隔套，所述安装槽在外壳与隔套之间，所述隔套与外壳之间的空间为采样腔，所述采样瓶可插入采样腔卡接在安装槽内。

3.根据权利要求2所述的一种具有自动清洗功能的智能水样采集器，其特征在于：所述安装槽一侧的转动箱上还开有若干个漏液槽，漏液槽与外界相连通，所述采样瓶上连接有虹吸管，所述采样瓶底部开有排液孔，所述虹吸管的一端与排液孔相连通，虹吸管的另一端向下伸入漏液槽内。

4.根据权利要求3所述的一种具有自动清洗功能的智能水样采集器，其特征在于：所述采样瓶上设有采样液位刻度线，所述支撑板的下端设有向下延伸的竖直板，所述竖直板上连接有采样传感器，所述采样传感器与PLC控制器电连接，采样传感器与采样液位刻度线相对设置。

5.根据权利要求4所述的一种具有自动清洗功能的智能水样采集器，其特征在于：所述采样瓶上还设有冲洗液位刻度线，所述冲洗液位刻度线在采样液位刻度线的上方，所述竖直板上还连接有冲洗传感器，所述冲洗传感器与PLC控制器电连接，冲洗传感器与冲洗液位刻度线相对设置，所述虹吸管的最高处在采样液位刻度线与冲洗液位刻度线之间。

6.根据权利要求5所述的一种具有自动清洗功能的智能水样采集器，其特征在于：所述转动箱下方的箱体上设有环形收集槽，所述箱体下端连接有伸入箱体内的排水管，所述排水管与环形收集槽相连通，所述漏液槽在环形收集槽的正上方。

7.根据权利要求4所述的一种具有自动清洗功能的智能水样采集器，其特征在于：所述支撑板上设有通孔，所述出水管穿过通孔向下伸出支撑板，所述支撑板下方的出水管在采样瓶上方。

8.根据权利要求7所述的一种具有自动清洗功能的智能水样采集器，其特征在于：所述转动箱的中心连接有转动电机，所述转动电机与PLC控制器电连接，电机外壳固定连接在转动箱的上侧，转动电机的定轴连接在箱体上。

9.根据权利要求8所述的一种具有自动清洗功能的智能水样采集器，其特征在于：所述转动箱的下端连接有若干个滚轮。

10.根据权利要求1～9任一项所述的一种具有自动清洗功能的智能水样采集器，其特征在于：还设有显示屏，所述显示屏与PLC控制器电连接，所述进水管上设有Y型过滤器。

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