CN112798340A - 典型易燃易爆危化液体智能取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种典型易燃易爆危化液体智能取样装置，包括取样装置与分流装置。其中，取样装置采用两自由度机械臂，其执行器为由舵机控制的可旋转转台，转台上安装有多个取样头。各个取样头通过泵管分别与分流装置内安装的多个蠕动泵相连，输出端连接多个储液注射器。各取样头吸取的液体通过泵管输以及蠕动泵分别泵送至各储液注射器内，当取样头所取样的液体进入对应的储液注射器内，通过流入液体产生的压力推动活塞拉杆逐渐后移，直至活塞拉杆触碰对应位置的开关后，由开关控制对应的蠕动泵关闭。本发明可替代消防工作人员进入消防环境，提高了取样整体操作的自动化程度，降低消防人员的安全风险。

Description

典型易燃易爆危化液体智能取样装置

技术领域

本发明属于液体取样领域，涉及一种典型易燃易爆危化液体智能取样装置。

背景技术

消防环境下，针对急性职业中毒和危险化学品泄漏等突发性化学危害事件，往往需要对现场的有毒有害物质进行人工探测或取样分析，其环境的不确定性使得消防人员的安全风险极大。现有的液体取样装置通常采用人工手动取样的方式在固定地点完成某一固定液体的提取，且多用于食品样液检测。因此，人们希望提供一种可以应用于消防领域、提取几种不同典型易燃易爆危化液体的智能取样装置，并用其替代消防作业人员进行现场液体取样工作，推动消防业务的智能化水平发展。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种典型易燃易爆危化液体智能取样装置，以完成危险化学品泄漏等突发性化学危害事件中的多路危化液体取样、分流的工作任务。

本发明典型易燃易爆危化液体智能取样装置，包括取样装置与分流装置。其中，取样装置为两自由度机械臂，机械臂的执行器为具有至少3个取样头的可旋转转台。

分流装置由与取样头数量相同的蠕动泵以及储液注射器构成，各取样头吸取的液体通过泵管以及蠕动泵分别泵送至各储液注射器内。取液装置还具有开关，开关数量与取液器数量相等，分别用于控制各个蠕动泵的关闭；且各个开关分别位于各个储液注射器的活塞推杆对侧，当取样头所取样的液体进入对应的储液注射器内，通过流入液体产生的压力推动活塞拉杆逐渐后移，直至拉杆触碰分流箱后门上对应位置的开关后，由开关控制对应的蠕动泵关闭。

本发明的优点在于：

1、本发明典型易燃易爆危化液体智能取样装置，可通过遥控的方式实现样机的自动取样，替代消防工作人员进入消防环境，提高了取样整体操作的自动化程度，降低消防人员的安全风险。

2、本发明典型易燃易爆危化液体智能取样装置，采用多个蠕动泵轮流工作，通过多路取样头及多个储液注射器，可在一个工作周期内完成多种样液的取样，与手动单路液体取样装置对比提高了工作效率，并将液体取样应用在了消防环境下。

附图说明

图1为本发明典型易燃易爆危化液体智能取样装置的整体结构正视图。

图2为本发明典型易燃易爆危化液体智能取样装置中机械臂展开状态示意图。

图3为本发明典型易燃易爆危化液体智能取样装置中机械臂折叠状态示意图。

图4为本发明典型易燃易爆危化液体智能取样装置中取样头结构示意图。

图5为本发明典型易燃易爆危化液体智能取样装置的分流装置结构示意图。

图6为本发明典型易燃易爆危化液体智能取样装置中泵管连接方式示意图。

图中：

1-取样装置 2-分流装置 101-大臂

102-小臂 103-执行器 104-摇臂

105-传动杆 106-安装座 107-过滤网

108-螺纹连接头 109-包线管 110-变径直通头

103a-转台 103b-取样头 103c-驱动舵机

103d-泵管 201-分流箱 202-蠕动泵

203-储液架 204-储液注射器 205-支架

206-矩形侧板 207-安装台 208-凹槽

209-后门 210-把手 211-开关

具体实施方案

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明典型易燃易爆危化液体智能取样装置，包括取样装置1和2，如图1所示。

所述取样装置1采用两自由度机械臂，包括大臂101、小臂102、执行器103、摇臂104、传动杆105与安装座106，如图2、图3所示。其中，大臂101前端与小臂102铰接，形成转动副，构成小臂关节，铰接位置距离小臂102末端1/3小臂臂长。大臂101末端与安装座106以及摇臂104末端铰接，形成转动副，构成大臂关节。摇臂104的前端与小臂102末端间通过传动杆105铰接；使大臂101、小臂102、摇臂104以及传动杆104间构成平行四杆结构。上述传动杆104与平面固定一个确定角度，使机械臂仅需一个电机即可实现驱动。电机采用直流电机安装于安装座106与大臂101铰接位置，通过直流电机驱动机械臂展开或折叠；在机械臂在展开过程中，通过直流电机驱动大臂101前向转动，此时受传动杆作用，使小臂102同时具有向前及向下的运动。

所述执行器103包括转台103a、取样头103b、驱动舵机103c与泵管103d。其中，驱动舵机103c固定于小臂102前端，且输出轴朝向小臂102前端。转台103a通过舵机臂固定于驱动舵机103c的输出轴上，通过驱动舵机103c实现转台103a的旋转。

取样头103b至少为三个，采用筒状结构，内壁上设置有过滤网107，如图4所示。取样头103b末端设计有螺纹连接头108，该螺纹连接头108为与取样头103b内部相通的筒状结构，外壁周向设计螺纹。各个取样头103b分别与转台103a端面上设计的与取样头103b数量相同的螺纹孔螺纹拧紧固定，位于转台103a前端面上；且取样头103b固定后，使取样头103b的螺纹连接头108端部伸出转台103a后端面。本实施例中取样头为三个，三个取样头103b按圆周均布，取样头的具体数量可根据实际取样过程中液体的种类数具体选择。

在上述机械臂与执行器103的设计下，在机械臂展开与折叠过程中，转台103a平面与水平面角度始终保持在一定角度(30度)，该角度以及转台103a的大小的可根据实际情况进行调整，避免转台上安装的一个取样头103b进入液坑的时候，其他取样头也进入液坑，提前被污染。

泵管103d采用黑色氟橡胶，数量与取样头103b数量相同，设置于机械臂外围。各个泵管103d的输入端分别与各个取样头的螺纹连接头端部连接，进而与取样头103b内部相通。各个泵管103d通过包线管109整理成一路后，进一步通过可调粘式固定卡座将包线管109固定于机械臂上，通过包线管109将各个泵管103d的输出段引入分流装置2内，如图1所示。为避免泵管103d连接后对转台旋转的影响，在泵管103d安装时，需要留一定的余量。

所述分流装置2包括分流箱201，蠕动泵202、储液架203与储液注射器204，如图5所示。

其中，分流箱201为矩形结构，内部右侧设置蠕动泵202，蠕动泵202数量与取样头103b数量相等，采用PPS聚苯硫醚易装型泵头；各个蠕动泵202由上至下布置，分别通过在分流箱201内设计的纵向多层支架205支撑。分流箱201右侧壁上具有矩形开口，矩形开口处设置有矩形侧板206，矩形侧板206与分流箱201通过螺栓连接。矩形侧板206开有圆形穿孔，前述包线管1末端穿过穿孔，周向上与矩形侧板206固定连接，进而将各个泵管103d的输出端引入分流箱201内，并将各个泵管103d的输出端分别穿过各蠕动泵202的支架205上开孔定位后，与各个蠕动泵202的泵头相连。

分流箱201内部左侧安装有安装台207，安装台207上安装有储液架203。储液架203为矩形结构，上表面并排设计有多个沿前后方向的U形截面凹槽208，凹槽208的数量与取样头103b数量相同。

上述储液架203的各凹槽208中同轴设置储液注射器204，储液注射器204具有储液筒以及置于储液筒内部的活塞拉杆。各凹槽208前端与后端端部内壁上设计有半圆形突起，使储液注射器204的储液管前后端部位于凹槽208前后端部突起之间，进而通过凹槽208前部凸起与凹槽208后部凸起与储液管前端与后端端面配合，限制储液管的轴向移动，实现各储液注射器204的轴向定位。各个储液注射器204分别用于储存由各个泵管103d输出的液体；如图5所示，各个泵管103d的输出端安装有变径直通头110，将泵管103d的大直径输出端转换为小直径输出端，各个变径直通头110的输出端分别固定于各个储液管前端插孔内，周向与储液管前端固定，使各个泵管103d分别与各个储液管内部连通，最终实现各个取液器103b与各个储液管间的连通。

分流箱201后侧面上设计有由合页铰接的后门209，后门209上安装把手210，通过把手210打开后门209后，即可取出及更换内部储液注射器205。同时在后门209上安装有开关211，开关数量与取液器103b数量相等，在后门209关闭后，各个开关211分别位于各个储液注射器204的活塞推杆对侧。上述开关211与蠕动泵的连接方式为：开关211的管脚线与蠕动泵202的驱动电机在控制板上对应的引脚线相连接，蠕动泵202的驱动电机与蠕动泵202泵头间通过联轴器相连，进而通过各个开关211可分别实现各个蠕动泵202关闭。

上述分流装置2固定设置于移动载体(如移动推车等)上，取样装置1通过安装座106安装于移动载体上。

本发明典型易燃易爆危化液体智能取样装置用于完成危险化学品泄漏等突发性化学危害事件中的多路危化液体取样、分流的工作任务，所取样的样液为苯系物、含氧化合物等典型危化液体。在进行取样作业时：

首先，通过移动载体移动至取样场所后，控制直流电机将机械臂展开至伸长状态，使一个取样头103b探入液坑。

然后，启动探入液坑中的取样头103b所连接的蠕动泵202，使液坑中的样液受吸力进入取样头103b，并经由滤网107将泥沙等杂质过滤后进入该取样头103b所连接的泵管103d，随后流入该取样头所连接储液注射器205的储液管内，通过流入液体产生的压力推动活塞拉杆逐渐后移，直至拉杆触碰分流箱后门上对应位置的开关118后，停止蠕动泵202取样工作。

随后，通过控制直流电机将机械臂收起折叠至原始状态，完成第一路取样工作。

若需要进行多路取样时，控制驱动舵机103c旋转120°，使另一个取样头到达取样位，重复上述操作，完成其余各路取样工作。

待各路样液取样完毕，打开分流箱201后门209，取下储液注射器204，即可完成后续检测工作。

在进行泵管103d更换时，将泵管103d从包线管109中取出，随后打开并取下分流箱201的右侧板，打开蠕动泵202的蠕动泵头，将已从储液架203上取下的泵管103d、变径直通头110和储液注射器204分离，取出泵管103d。安装泵管103d时按照以上反序的顺序进行，即可完成泵管103d的更换。

Claims (7)

1.典型易燃易爆危化液体智能取样装置，包括取样装置；其特征在于：取样装置为两自由度机械臂，机械臂的执行器为具有至少3个取样头的可旋转转台；还具有分流装置，由与取样头数量相同的蠕动泵以及储液注射器构成，各取样头吸取的液体通过泵管输以及蠕动泵分别泵送至各储液注射器内。

2.如权利要求1所述典型易燃易爆危化液体智能取样装置，其特征在于：两自由度机械臂，包括大臂、小臂、执行器、摇臂、传动杆与安装座；其中，大臂前端与小臂铰接，形成转动副，构成小臂关节；大臂末端与安装座以及摇臂末端铰接，形成转动副，构成大臂关节；摇臂的前端与小臂末端间通过传动杆铰接；安装座与大臂铰接位置安装直流电机；执行器通过舵机臂固定于小臂前端驱动舵机的输出轴。

3.如权利要求1所述典型易燃易爆危化液体智能取样装置，其特征在于：取样头采用筒状结构，内壁上设置有过滤网，末端设计有螺纹连接头，用于与转台上螺纹孔管配合固定，以及连接泵管。

4.如权利要求1所述典型易燃易爆危化液体智能取样装置，其特征在于：各个取样头所连接的泵管通过包线管整理成一路后固定于机械臂上，通过包线管将各个泵管的输出段引入分流装置内。

5.如权利要求1所述典型易燃易爆危化液体智能取样装置，其特征在于：分流装置具有用于设置蠕动泵、储液注射器的分流箱；分流箱侧壁开口，开口处设置有矩形侧板，矩形侧板与分流箱通过螺栓连接；矩形侧板开有穿孔，包线管末端穿过穿孔，周向上与矩形侧板固连。

6.如权利要求1所述典型易燃易爆危化液体智能取样装置，其特征在于：储液注射器安装于储液架上表面并排设计的U形截面凹槽内，通过凹槽前后位置的限位凸起进行轴向定位。

7.如权利要求1所述典型易燃易爆危化液体智能取样装置，其特征在于：分流装置具有开关，开关数量与取液器数量相等，分别用于控制各个蠕动泵的开关；且各个开关分别位于各个储液注射器的活塞推杆对侧，当取样头所吸取的液样进入对应的储液注射器内，通过流入液体产生的压力推动活塞拉杆逐渐后移，直至活塞拉杆触碰对应位置的开关后，由开关控制对应的蠕动泵关闭。

Images