CN113029707B - 一种大气采样器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境监测技术领域，提出了一种大气采样器，包括基座，基座上具有取膜位、采样位和收膜位，在基座上设有两个贮膜器，两个贮膜器分别位于取膜位和收膜位，基座上还设有用于在取膜位、采样位和收膜位间输送膜盒的输送机构，膜盒包括盒体和盒盖，盒盖可封闭盒体；基座上还设有开盖机构和收膜装置，开盖机构位于取膜位，用于在输送机构将膜盒由取膜位输送到采样位时打开膜盒，收膜装置位于收膜位，用于将位于收膜位的膜盒关闭并收纳至收膜位的贮膜器内。通过上述技术方案，解决了现有技术中的大气采样设备膜盒为敞口结构，容易导致滤膜被污染，影响采样分析结果的问题。

Description

一种大气采样器

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，具体的，涉及一种大气采样器。

背景技术

大气采样器是采集大气污染物或受到污染的大气的仪器或装置，按采集对象可分为气体(包括蒸气)采样器和颗粒物采样器。进行颗粒物采样时，一般使用滤膜收集悬浮的颗粒物。现有的用于颗粒物采样的大气采样器，一般会包括两个贮膜器和一个采样工位，其中一个贮膜器内放置未使用的滤膜，通过传动机构将其中的滤膜运到采样工位进行采样，采样完成后再将滤膜运送到另一个贮膜器内收集。滤膜一般装在标准的膜盒内，通过转运膜盒来转运滤膜，但现有的膜盒一般均为敞口结构，容易导致膜盒内的滤膜被污染，影响采样分析的准确性。

发明内容

本发明提出了一种大气采样器，解决了现有技术中的大气采样设备膜盒为敞口结构，容易导致滤膜被污染，影响采样分析结果的问题。

本发明的技术方案如下：

一种大气采样器，包括基座，所述基座上具有取膜位、采样位和收膜位，在所述基座上设有两个贮膜器，两个贮膜器分别位于取膜位和收膜位，所述基座上还设有用于在取膜位、采样位和收膜位间输送膜盒的输送机构，

所述膜盒包括盒体和盒盖，所述盒盖可封闭所述盒体；

所述基座上还设有开盖机构和收膜装置，所述开盖机构位于所述取膜位，用于在所述输送机构将所述膜盒由取膜位输送到采样位时打开所述膜盒，所述收膜装置位于所述收膜位，用于将位于收膜位的膜盒关闭并收纳至收膜位的所述贮膜器内。

进一步，所述盒盖包括：

固定座，所述固定座设置在所述盒体上；

转动座，所述转动座转动设置在所述固定座上；

齿圈，设置在所述转动座上，随所述转动座转动；

转动叶，为多个，均转动设置在所述固定座上，多个所述转动叶可封闭所述盒体的敞口；

开合齿轮，每个转动叶上设有一个开合齿轮，所述开合齿轮与所述齿圈啮合。

进一步，所述开盖机构包括：

引导槽，所述转动座的顶面设有引导槽，所述引导槽贯穿所述转动座；

引导杆，位于取膜位的所述贮膜器底部设置有引导杆，所述引导杆位于所述膜盒的运动路径上，所述引导杆可伸入所述引导槽内在所述膜盒运动时引导所述转动座转动。

进一步，所述收膜装置包括：

推盘，所述推盘沿竖直方向滑动设置在所述基座上，且可以绕竖直轴转动；

推顶机构，所述推顶机构用于带动所述推盘沿竖直方向运动；

转动机构，所述转动机构用于带动所述推盘转动。

进一步，所述推顶机构包括：

驱动盘，转动设置在所述机构上，绕水平的转动轴转动；

滑块，所述滑块沿竖直方向滑动设置在所述基座上，所述滑块上具有弧形滑道；

插杆，所述插杆设置在所述驱动盘上，所述插杆伸进所述弧形滑道内，所述弧形滑道的半径与所述插杆的转动半径相同；

推杆，设置在所述滑块上；

所述推盘转动设置在所述推杆上，并随所述推杆上下滑动。

进一步，所述转动机构包括：

第一锥齿轮，与所述驱动盘同轴设置；

第二锥齿轮，与所述第一锥齿轮啮合；

间歇盘，所述间歇盘与所述推盘同轴设置，所述间歇盘绕周向均匀设置有多个切槽；

转动盘，所述转动盘与所述第二锥齿轮同轴设置，

间歇杆，设置在所述转动盘上，所述间歇杆可伸进所述切槽内。

进一步，所述收膜装置还包括：

自锁盘，所述自锁盘与所述第二锥齿轮同轴设置，其外周具有两段半径不同的弧面；

自锁尺，所述自锁尺的中部转动设置在所述基座上，其一端与所述自锁盘的外周弧面接触，另一端设有自锁杆，所述自锁杆可伸进所述切槽内；

弹簧，提供使所述自锁尺的端部与所述自锁盘外周接触的弹力。

进一步，所述取膜位、采样位和收膜位在同一圆周上依次设置在所述基座上，所述输送机构包括输送盘，所述输送盘转动设置在所述基座上，所述输送盘上设有绕周向分布的定位孔，所述定位孔随所述输送盘转动在所述取膜位、采样位、收膜位间运动。

进一步，所述转动座的外周设有第一定位槽，所述贮膜器的内壁对应设有定位滑道，所述定位孔内对应设有第一定位块。

进一步，所述盒体的底部设有第二定位槽，所述推盘上对应设有第二定位块。

本发明的工作原理及有益效果为：

本发明中，基座作为安装平台，贮膜器、输送机构和收膜装置均安装在基座上，取膜位的贮膜器用于放置未采样的膜盒，收膜位的贮膜器用于收纳采样完成后的膜盒。大气采样器使用时人工将一定数量的膜盒装入取膜位的贮膜器内，取膜位的贮膜器释放膜盒，在将膜盒从取膜位输送到采样位的过程中通过开盖机构将膜盒的盒盖打开，在采样位通过滤膜进行空气颗粒采样，采样完成后输送机构再次将膜盒输送至收膜位，在收膜位通过收膜装置将膜盒关闭收入到贮膜器内。设计采用带有盒盖的膜盒，解决敞口的膜盒容易使滤膜被污染的问题，实现了大气采样器的加载滤膜、采集样品和回收滤膜的功能，并且膜盒能够封闭后存放、运输，解决滤膜污染的问题，提升采样的准确性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为大气采样器结构示意图；

图2为大气采样器剖视图；

图3为输送机构结构示意图；

图4为开盖机构结构示意图；

图5为盒盖结构示意图；

图6为盒体底部结构示意图；

图7为收膜装置结构示意图；

图8为推顶机构结构示意图；

图中：1、基座，2、贮膜器，21、定位滑道，22、卡珠，3、膜盒，31、盒体，311、第二定位槽，32、盒盖，321、固定座，322、转动座，323、齿圈，324、转动叶，325、开合齿轮，326、第一定位槽，4、开盖机构，41、引导槽，42、引导杆，5、收膜装置，51、推盘，5101、第二定位块，52、驱动盘，53、滑块，5301、弧形滑道，54、插杆，55、推杆，56、第一锥齿轮，57、第二锥齿轮，58、间歇盘，5801、切槽，59、转动盘，510、间歇杆，511、自锁盘，512、自锁尺，513、自锁杆，514、弹簧，6、输送机构，61、输送盘，62、定位孔，63、第一定位块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

如图1～图8所示，本实施例提出了

一种大气采样器，包括基座1，基座1上具有取膜位、采样位和收膜位，在基座1上设有两个贮膜器2，两个贮膜器2分别位于取膜位和收膜位，基座1上还设有用于在取膜位、采样位和收膜位间输送膜盒3的输送机构6，

膜盒3包括盒体31和盒盖32，盒盖32可封闭盒体31；

基座1上还设有开盖机构4和收膜装置5，开盖机构4位于取膜位，用于在输送机构6将膜盒3由取膜位输送到采样位时打开膜盒3，收膜装置5位于收膜位，用于将位于收膜位的膜盒3关闭并收纳至收膜位的贮膜器2内。

本实施例中，基座1作为安装平台，贮膜器2、输送机构6和收膜装置5均安装在基座1上，取膜位的贮膜器2用于放置未采样的膜盒3，收膜位的贮膜器2用于收纳采样完成后的膜盒3。大气采样器使用时人工将一定数量的膜盒3装入取膜位的贮膜器2内，取膜位的贮膜器2释放膜盒3，在将膜盒3从取膜位输送到采样位的过程中通过开盖机构4将膜盒3的盒盖32打开，在采样位通过滤膜进行空气颗粒采样，采样完成后输送机构6再次将膜盒3输送至收膜位，在收膜位通过收膜装置5将膜盒3关闭收入到贮膜器2内。设计采用带有盒盖32的膜盒3，解决敞口的膜盒3容易使滤膜被污染的问题，实现了大气采样器的加载滤膜、采集样品和回收滤膜的功能，并且膜盒3能够封闭后存放、运输，解决滤膜污染的问题，提升采样的准确性。

膜盒3在贮膜器2内堆叠放置，贮膜器2内部设有用于卡住膜盒3的卡珠22，取膜位的贮膜器2的卡珠22处于收起状态，膜盒3可自由落下，通过输送机构6即可将最底下膜盒3输送走，上面的膜盒3自由落下，依次输送；收膜位的贮膜器2的卡珠22处于伸出状态，膜盒3无法自由下落，膜盒3在收膜位需要通过收膜机构将膜盒3收纳到贮膜器2内，使卡珠22卡珠22膜盒3，使膜盒3其无法从贮膜器2中落下，依次堆叠。

可以通过转动盒盖32打开盒体，在一种实施例中，

盒盖32包括：

固定座321，固定座321设置在盒体31上；

转动座322，转动座322转动设置在固定座321上；

齿圈323，设置在转动座322上，随转动座322转动；

转动叶324，为多个，均转动设置在固定座321上，多个转动叶324可封闭盒体31的敞口；

开合齿轮325，每个转动叶324上设有一个开合齿轮325，开合齿轮325与齿圈323啮合。

固定座321可以采用与盒体31可拆分固定的方式也可采用与盒体31一体化的方式，固定座321与盒体31截面均为圆形，且固定座321直径大于盒体31的直径，在固定座321上设置转动座322，转动座322与固定座321同轴设置，转动座322内设置齿圈323，在固定座321上绕周向均匀设置一周转动叶324，转动叶324的转动轴上设置开合齿轮325与齿圈323啮合，通过转动齿圈323可带动转动叶324转动，使转动叶324打开和和或封闭盒体31，采用虹膜机构实现盒体31的打开与封闭，也可以采用其他相似结构。

开盖机构4包括：

引导槽41，转动座322的顶面设有引导槽41，引导槽41贯穿转动座322；

引导杆42，位于取膜位的贮膜器2底部设置有引导杆42，引导杆42位于膜盒3的运动路径上，引导杆42可伸入引导槽41内在膜盒3运动时引导转动座322转动。

在输送机构6将膜盒3从取膜位运送到采样位时，盒体31被输送机构6固定，在盒盖32关闭时，由于膜盒3的运动方向与引导槽41的方向呈夹角，膜盒3运动时，伸进引导槽41内的引导杆42会带动转动座322转动，从而使膜盒3打开，其结构简单，控制方便。

收膜装置5包括：

推盘51，推盘51沿竖直方向滑动设置在基座1上，且可以绕竖直轴转动；

推顶机构，推顶机构用于带动推盘51沿竖直方向运动；

转动机构，转动机构用于带动推盘51转动。

推顶机构包括：

驱动盘52，转动设置在机构上，绕水平的转动轴转动；

滑块53，滑块53沿竖直方向滑动设置在基座1上，滑块53上具有弧形滑道5301；

插杆54，插杆54设置在驱动盘52上，插杆54伸进弧形滑道5301内，弧形滑道5301的半径与插杆54的转动半径相同；

推杆55，设置在滑块53上；

推盘51转动设置在推杆55上，并随推杆55上下滑动；

转动机构包括：

第一锥齿轮56，与驱动盘52同轴设置；

第二锥齿轮57，与第一锥齿轮56啮合；

间歇盘58，间歇盘58与推盘51同轴设置，间歇盘58绕周向均匀设置有多个切槽5801；

转动盘59，转动盘59与第二锥齿轮57同轴设置，

间歇杆510，设置在转动盘59上，间歇杆510可伸进切槽5801内。

通过推顶机构和转动机构使推盘51做上下的往复运动和间歇转动，驱动盘52和第一锥齿轮56由电机提供扭矩。

推顶机构中，当插杆54位于弧形滑道5301的一端时，驱动盘52转动时会通过插杆54带动滑块53在竖直方向上滑动，而当弧形滑道5301的圆心与插杆54的转动圆心相同时，驱动盘52转动时插杆54将在弧形滑动内转动而不会带动滑块53运动，而当插杆54转动到弧形滑道5301的另一端时则会继续带动滑块53向反向运动，滑块53带动推盘51同步运动，实现推盘51的上下往复运动，并在最高点停留一端时间的功能；

转动机构中，第一锥齿轮56和驱动盘52同步转动，第一锥齿轮56带动第二锥齿轮57转动，使转动盘59随之转动，转动盘59每转动一周会有一次间歇杆510进入切槽5801并从切槽5801从脱出的阶段，此阶段歇杆会带动间歇盘58转动，同步带动推盘51转动，实现推盘51的间歇转动；

推盘51的转动时间在推盘51在高点的停留时间段内，实现将膜盒3升顶到位然后转动盒体31使盒体31封闭的功能。

收膜装置5还包括：

自锁盘511，自锁盘511与第二锥齿轮57同轴设置，其外周具有两段半径不同的弧面；

自锁尺512，自锁尺512的中部转动设置在基座1上，其一端与自锁盘511的外周弧面接触，另一端设有自锁杆513，自锁杆513可伸进切槽5801内；

弹簧514，提供使自锁尺512的端部与自锁盘511外周接触的弹力。

自锁盘511与第二锥齿轮57同轴设置，同步转动，自锁尺512的一端始终在弹簧514弹力的作用下与自锁盘511的外周接触，当自锁尺512与小直径的弧面接触时自锁杆513未伸入切槽5801内，同时间歇杆510伸入一个切槽5801内，此时带动间歇盘58转动，当自锁尺512与大直径的弧面接触时自锁杆513伸进一个切槽5801内，同时间歇杆510未伸入切槽5801，可以避免间歇盘58转动，实现自锁功能。

取膜位、采样位和收膜位在同一圆周上依次设置在基座1上，输送机构6包括输送盘61，输送盘61转动设置在基座1上，输送盘61上设有绕周向分布的定位孔62，定位孔62随输送盘61转动在取膜位、采样位、收膜位间运动。

取膜位、采样位和收膜位在同一圆周上，采用转动的输送盘61输送膜盒3，结构简单，定位孔62在取膜位接收膜盒3后随输送盘61的转动依次通过采样位和收膜位，继续转再次回到取膜位，可以很方便的实现取膜、采样和收膜的循环。

转动座322的外周设有第一定位槽326，贮膜器2的内壁对应设有定位滑道21，定位孔62内对应设有第一定位块63。

通过第一定位槽326与定位滑道21的配合，保证膜盒3落到定位孔62内时第一定位槽326与第一定位块63配合，使得在输送过程中盒体31相对定位孔62固定，并能够保证在输送过程中引导杆42伸进转动座322上的引导槽41中，引导转动座322转动，使盒盖32打开。

盒体31的底部设有第二定位槽311，推盘51上对应设有第二定位块5101。

通过第二定位槽311与第二定位块5101配合，是推盘51与盒体31相对固定，盒盖32的转动座322则通过定位滑道21与第一定位槽326的配合相对固定，保证推盘51可以带动盒体31转动，使盒体31与转动座322相对转动完成使盒盖32封闭的功能。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种大气采样器，包括基座（1），所述基座（1）上具有取膜位、采样位和收膜位，在所述基座（1）上设有两个贮膜器（2），两个贮膜器（2）分别位于取膜位和收膜位，所述基座（1）上还设有用于在取膜位、采样位和收膜位间输送膜盒（3）的输送机构（6），其特征在于，

所述膜盒（3）包括盒体（31）和盒盖（32），所述盒盖（32）可封闭所述盒体（31）；

所述基座（1）上还设有开盖机构（4）和收膜装置（5），所述开盖机构（4）位于所述取膜位，用于在所述输送机构（6）将所述膜盒（3）由取膜位输送到采样位时打开所述膜盒（3），所述收膜装置（5）位于所述收膜位，用于将位于收膜位的膜盒（3）关闭并收纳至收膜位的所述贮膜器（2）内，

所述盒盖（32）包括：

固定座（321），所述固定座（321）设置在所述盒体（31）上；

转动座（322），所述转动座（322）转动设置在所述固定座（321）上；

齿圈（323），设置在所述转动座（322）上，随所述转动座（322）转动；

转动叶（324），为多个，均转动设置在所述固定座（321）上，多个所述转动叶（324）可封闭所述盒体（31）的敞口；

开合齿轮（325），每个转动叶（324）上设有一个开合齿轮（325），所述开合齿轮（325）与所述齿圈（323）啮合，

所述开盖机构（4）包括：

引导槽（41），所述转动座（322）的顶面设有引导槽（41），所述引导槽（41）贯穿所述转动座（322）；

引导杆（42），位于取膜位的所述贮膜器（2）底部设置有引导杆（42），所述引导杆（42）位于所述膜盒（3）的运动路径上，所述引导杆（42）可伸入所述引导槽（41）内在所述膜盒（3）运动时引导所述转动座（322）转动。

2.根据权利要求1所述的大气采样器，其特征在于，所述收膜装置（5）包括：

推盘（51），所述推盘（51）沿竖直方向滑动设置在所述基座（1）上，且可以绕竖直轴转动；

推顶机构，所述推顶机构用于带动所述推盘（51）沿竖直方向运动；

转动机构，所述转动机构用于带动所述推盘（51）转动。

3.根据权利要求2所述的大气采样器，其特征在于，所述推顶机构包括：

驱动盘（52），转动设置在所述转动机构上，绕水平的转动轴转动；

滑块（53），所述滑块（53）沿竖直方向滑动设置在所述基座（1）上，所述滑块（53）上具有弧形滑道（5301）；

插杆（54），所述插杆（54）设置在所述驱动盘（52）上，所述插杆（54）伸进所述弧形滑道（5301）内，所述弧形滑道（5301）的半径与所述插杆（54）的转动半径相同；

推杆（55），设置在所述滑块（53）上；

所述推盘（51）转动设置在所述推杆（55）上，并随所述推杆（55）上下滑动。

4.根据权利要求3所述的大气采样器，其特征在于，所述转动机构包括：

第一锥齿轮（56），与所述驱动盘（52）同轴设置；

第二锥齿轮（57），与所述第一锥齿轮（56）啮合；

间歇盘（58），所述间歇盘（58）与所述推盘（51）同轴设置，所述间歇盘（58）绕周向均匀设置有多个切槽（5801）；

转动盘（59），所述转动盘（59）与所述第二锥齿轮（57）同轴设置，

间歇杆（510），设置在所述转动盘（59）上，所述间歇杆（510）可伸进所述切槽（5801）内。

5.根据权利要求4所述的大气采样器，其特征在于，所述收膜装置（5）还包括：

自锁盘（511），所述自锁盘（511）与所述第二锥齿轮（57）同轴设置，其外周具有两段半径不同的弧面；

自锁尺（512），所述自锁尺（512）的中部转动设置在所述基座（1）上，其一端与所述自锁盘（511）的外周弧面接触，另一端设有自锁杆（513），所述自锁杆（513）可伸进所述切槽（5801）内；

弹簧（514），提供使所述自锁尺（512）的端部与所述自锁盘（511）外周接触的弹力。

6.根据权利要求1所述的大气采样器，其特征在于，所述取膜位、采样位和收膜位在同一圆周上依次设置在所述基座（1）上，所述输送机构（6）包括输送盘（61），所述输送盘（61）转动设置在所述基座（1）上，所述输送盘（61）上设有绕周向分布的定位孔（62），所述定位孔（62）随所述输送盘（61）转动在所述取膜位、采样位、收膜位间运动。

7.根据权利要求6所述的大气采样器，其特征在于，所述转动座（322）的外周设有第一定位槽（326），所述贮膜器（2）的内壁对应设有定位滑道（21），所述定位孔（62）内对应设有第一定位块（63）。

8.根据权利要求3所述的大气采样器，其特征在于，所述盒体（31）的底部设有第二定位槽（311），所述推盘（51）上对应设有第二定位块（5101）。

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