CN113218705A - 一种自动化多批次雨水收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动化多批次雨水收集装置，有效解决多次降雨取样操作不便，及样品收集的问题；其解决的技术方案是包括箱体，箱体内设置收集模块和控制模块，收集模块包括固定的分液板，分液板上横向均布有多个接头，每个接头对应一个收集袋；分液板的上方安装有收集斗，收集斗的出水口经管道连接有喷头，喷头能沿分液板左右移动，喷头能与多个接头一一对应；收集斗外套装有能转动的大齿轮，箱体上安装有左竖轴和右竖轴，左竖轴和右竖轴上均安装有一个与大齿轮啮合的小齿轮；左竖轴的上端固定有盖子，盖子能盖在收集斗上方；控制模块能控制盖子的打开个关闭以及雨水进入到收集袋中的时机；本发明每次降雨样品的自动采集同时对样品进行隔离存储。

Description

一种自动化多批次雨水收集装置

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，特别是一种自动化多批次雨水收集装置。

背景技术

准确地采集降水样品难度很大，在降水前，必须盖好采样器，只在降水实际出现之后才打开。每次降水取全过程水样（降水开始到结束）。传统的采样器一般由人为进行控制当下雨时，打开盖子，当停止下雨后，关闭盖子。采用该种方式，需要观察人员时刻注意下雨的状态；操作较为繁琐。另外也有部分装置采用雨感器来进行感应，但雨感器容易受到鸟屎、雾气等影响造成误触。

传统的也有采用海绵等吸水等方式来进行感雨，但是响应和复位均比较慢，不灵敏，易受到干沉降影响；另外在梅雨天气，或夏季雷阵雨天气，由于降雨次数多，且每次降雨量不一致，需要频繁多次的进行打开和关闭盖子；同时还应保证每次收集的样品能够被完全的存储和分隔开，并且多次的样品要尽可能的节省空间，从而收集更多的样品。

同时，当需要对一些连阴雨天气，当对其前中后期的成分进行分别研究时，还需要收集装置能对样品进行划分，避免干扰，方便研究。因此针对此种情况需要特殊的装置来进行应对。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术中存在的问题，本发明之目的就是提供一种自动化多批次雨水收集装置，可有效解决一天内多次降雨取样操作不便, 以及样品分类收集的问题。

其解决的技术方案是包括箱体，箱体内设置收集模块和控制模块，收集模块包括固定的分液板，分液板上横向均布有多个接头，箱体的底部设置有多个支撑杆，支撑杆上安装有多个上下叠放的托盘，托盘能上下移动，托盘能停留在任意高度；每个托盘的上方均有一个收集袋；多个接头与多个收集袋之间经软管一一连接；分液板的上方安装有收集斗，收集斗的出水口经管道连接有喷头，喷头能沿分液板左右移动，喷头能与多个接头一一对应；收集斗外套装有能转动的大齿轮，箱体上安装有左竖轴和右竖轴，左竖轴和右竖轴上均安装有一个与大齿轮啮合的小齿轮；左竖轴的上端固定有盖子，盖子能盖在收集斗的上方；

所述的控制模块包括固定在右侧的漏斗，漏斗的上方有滤网，漏斗的下方固定有接液盒，接液盒的下方安装有弹簧，接液盒上安装有溢流管；接液盒的下方固定有微动开关；左竖轴和箱体之间安装有扭簧，右竖轴的下端安装有横杆，右竖轴的下方有支撑座，支撑座上有能左右移动的底座，底座上安装有左右两个竖直的挡片，微动开关能控制底座左右移动；底座每向左或向右移动一次，右竖轴转动半圈。

所述的箱体的左侧固定安装有线盒，线盒内缠绕有绳索，绳索能自动收缩进线盒内，绳索的中部固定在喷头上，右竖轴上安装有线轮，绳索的自由端固定在线轮上；分液板的左右两侧固定有竖直的限位块。

所述的右竖轴的上端安装有轴肩，轴肩位于箱体的上方，右竖轴能上下移动；右竖轴向上移动后，右竖轴上的小齿轮与大齿轮脱离啮合。

所述的右竖轴转动一圈，喷头移动的间距为两个接头之间的间距。

所述的溢流管的右端安装有调节阀。

所述的盖子的上方安装有横向的刷子，刷子置于滤网的上方。

所述的底座上安装有连杆，支撑座上固定有固定块，连杆能沿固定块左右移动，连杆的右端固定有永磁铁，连杆上套装有位于固定块和永磁铁之间的压簧；支撑座上固定有电磁铁，按压微动开关，电磁铁通电，松开微动开关，电磁铁断电。

所述的箱体的底部安装有竖直的螺纹杆，托盘能沿螺纹杆上下移动，每个托盘上均固定有凸起，凸起上安装又能左右移动的销钉，销钉的内侧与螺纹杆接触，销钉的内侧设置斜面，销钉的外端和凸起之间连接有拉簧。

所述的箱体的右侧设置有斜板。

所述的箱体的底部固定有固定板，固定板上插装有多个导杆，导杆的上端固定在接液盒的底部，导杆上套装有压簧，微动开关放置与固定板上。

所述的箱体的右侧为开口状，每个收集袋的右端均安装有放液阀。

每个所述的接头的内部安装有一个延时开关，延时开关的按钮朝下并安装有浮球；按压延时开关后，电磁铁断电，并持续S后再次通电；多个延时开关通过PLC进行控制。

本发明好处实现每次降雨样品的自动采集同时对样品进行隔离存储。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的主视剖面图。

图3为本发明图2中A-A剖面状态图。

图4为本发明图2中B处的局部放大图。

图5为本发明图2中C处的局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。

由图1至图5给出，本发明包括箱体1，箱体1内设置收集模块2和控制模块3，收集模块2包括固定的分液板201，分液板201上横向均布有多个接头202，箱体1的底部设置有多个支撑杆203，支撑杆203上安装有多个上下叠放的托盘204，托盘204能上下移动，托盘204能停留在任意高度；每个托盘204的上方均有一个收集袋205；多个接头202与多个收集袋205之间经软管206一一连接；分液板201的上方安装有收集斗207，收集斗207的出水口经管道连接有喷头208，喷头208能沿分液板201左右移动，喷头208能与多个接头202一一对应；收集斗207外套装有能转动的大齿轮209，箱体1上安装有左竖轴211和右竖轴212，左竖轴211和右竖轴212上均安装有一个与大齿轮209啮合的小齿轮210；左竖轴211的上端固定有盖子213，盖子213能盖在收集斗207的上方；

所述的控制模块3包括固定在右侧的漏斗301，漏斗301的上方有滤网302，漏斗301的下方固定有接液盒303，接液盒303的下方安装有弹簧304，接液盒303上安装有溢流管305；接液盒303的下方固定有微动开关306；左竖轴211和箱体1之间安装有扭簧307，右竖轴212的下端安装有横杆308，右竖轴212的下方有支撑座309，支撑座309上有能左右移动的底座310，底座310上安装有左右两个竖直的挡片311，微动开关306能控制底座310左右移动；底座310每向左或向右移动一次，右竖轴212转动半圈。

为了实现喷头208的左右移动，所述的箱体1的左侧固定安装有线盒216，线盒216内缠绕有绳索217，绳索217能自动收缩进线盒216内，绳索217的中部固定在喷头208上，右竖轴212上安装有线轮221，绳索217的自由端固定在线轮221上；分液板201的左右两侧固定有竖直的限位块222。

为了方便给扭簧307上劲，所述的右竖轴212的上端安装有轴肩，轴肩位于箱体1的上方，右竖轴212能上下移动；右竖轴212向上移动后，右竖轴212上的小齿轮210与大齿轮209脱离啮合。

为了实现喷头208一定距离的确定，所述的右竖轴212转动一圈，喷头208移动的间距为两个接头202之间的间距。

为了调节灵敏度，所述的溢流管305的右端安装有调节阀312。

为了避免滤网302堵塞，所述的盖子213的上方安装有横向的刷子313，刷子313置于滤网302的上方。

为了实现微动开关306控制底座310左右移动，所述的底座310上安装有连杆314，支撑座309上固定有固定块，连杆314能沿固定块左右移动，连杆314的右端固定有永磁铁315，连杆314上套装有位于固定块和永磁铁315之间的压簧；支撑座309上固定有电磁铁316，按压微动开关306，电磁铁316通电，松开微动开关306，电磁铁316断电。

为了实现托盘204能停留在任意高度，所述的箱体1的底部安装有竖直的螺纹杆214，托盘204能沿螺纹杆214上下移动，每个托盘204上均固定有凸起，凸起上安装又能左右移动的销钉215，销钉215的内侧与螺纹杆214接触，销钉215的内侧设置斜面，销钉215的外端和凸起之间连接有拉簧。

为了使漏斗301内的水不流入箱体1的内部，所述的箱体1的右侧设置有斜板317。

为了实现接液盒303的上下移动，所述的箱体1的底部固定有固定板，固定板上插装有多个导杆，导杆的上端固定在接液盒303的底部，导杆上套装有压簧，微动开关306放置与固定板上。

为了方便取出样品，所述的箱体1的右侧为开口状，每个收集袋205的右端均安装有放液阀218。

为了避免单次样品量超出单个收集袋205的容量，每个所述的接头202的内部安装有一个延时开关219，延时开关219的按钮朝下并安装有浮球220；按压延时开关219后，电磁铁316断电，并持续5S后再次通电；多个延时开关219通过PLC进行控制。

本发明使用时，首先将整个装置放置于空旷，无遮挡物的区域，并通过支腿或者其他物体支撑，将外箱体1垫高，一般以一米高度左右，取样最佳。本装置的使用前需要进行蓄力操作，具体操作以及原理如下。

由于右竖轴212的下端的横杆308被底座310上的两个挡片311限位，因此左竖轴211、大齿轮209，均无法转动；当需要对左竖轴211上劲时，首先向上提拉右竖轴212，右竖轴212能够上下移动，因此向上提拉右竖轴212后，此时右竖轴212下端的小齿轮210会与收集斗207的大齿轮209脱离啮合；而后顺指针转动左竖轴211，使左竖轴211和箱体1之间的扭簧307蓄力；蓄力结束后，再次向下按压右竖轴212，使右竖轴212上的小齿轮210再次与大齿轮209啮合，实现右竖轴212的限位。左竖轴211上劲至最大程度时，喷头208会被左侧的限位块222阻挡，实现定位。

之后便可以自动进行收集；本装置中分液板201上的接头202可以根据需要进行设计，设定相邻两个接头202之间的间隔为2L；而小齿轮210每次转动180度，则喷头208一定的间距为L，因此喷头208在移动时，能够移动至两个接头202之间的位置；在初始情况下，喷头208处于最左侧的接头202左侧的L距离处。防止杂物进入到及接头202内。

当每次下雨前期，控制模块3中的漏斗301会首先接受到雨滴，并沿着漏斗301进入到接液盒303内，接液盒303受到雨滴后，重量增大会下降，并挤压微动开关306，使电磁体通电。

当电磁铁316通电后，电磁铁316会产生磁力，并推着永磁铁315，使永磁铁315远离电磁铁316，此时永磁铁315会向左移动，并通过连杆314带动底座310向左移动；参见附图3；此时底座310由附图中3.a变化至3.b；原始状态时，两个挡片311中右侧的挡片311处于阻挡右竖轴212的状态，同时右竖轴212均有顺指针转动的趋势；当电磁铁316通电后，底座310和左右两个挡片311同时向左移动，则两个挡片311中，左侧的挡片311会处于阻挡的状态，因此右竖轴212和左竖轴211均能够逆时针转动180度；同时喷头208会从初始位置向右移动L距离，此时喷头208与最左侧的第一个接头202对应。

左竖轴211逆时针转动180度，盖子213会转动至收集斗207的左侧，并不在覆盖收集斗207；收集斗207被打开，雨水可以进行收集；而喷头208与最左侧的第一个接头202对应，该接头202接头202会与最下方的收集袋205连通；因此雨水会顺着收集斗207，经管道和喷头208，进入到接头202并顺着软管206进入到收集袋205中。收集袋205在进入雨水后，会不断的膨胀变大；并使其上方的推盘向上移动；由于托盘204上安装有销钉215，销钉215能够在拉簧的作用下压紧螺纹杆214，因此托盘204上升后，会通过销钉215卡紧螺纹杆214；实现了托盘204的只能上升不能下降。

在整个降雨的过程中，接液盒303内一直有雨，因此电磁铁316一直处于通电的状态；同时接液盒303中溢流管305会缓慢的向外流水。当不下雨后，接液盒303内的雨水一旦流完，则接液盒303会向上复位；此时电磁铁316断电。与上述过程类似，此时右竖轴212再次逆时针转动180度；同时左竖轴211逆时针转动180度。

则盖子213再次盖在了收集斗207上，停止收集雨水，同时喷头208会处于左侧第一个和左侧第二个接头202中间的位置，等待下一次的转动。

依次往复，便可以实现每次降雨时，进行自动收集和关闭，同时通过收集袋205将每次收集到的雨水进行分别存储。可以实现样品的分别检测，全过程不需要人为的干预。当喷头208移动至最右侧后，喷头208后被分液板201上的右侧的限位块222阻挡，使整个装置停止工作。

收集结束后，通过打开收集袋205右端的放液阀218对样品进行下一步的处理。

通过调节调节阀312的开端，可以控制接液盒303内溢流的速度，能够针对性的调节微动开关306打开和关闭时的灵敏度。

本装置尤其针对于夏季的雷阵雨进行收集，由于雷阵雨来得快去得快，并且每次雨量大，且每次下雨的量的多少不一样。本装置对雷阵雨的特点具有一一的针对性。通过旁侧的常开漏斗301，能够实时的检测降雨的情况，从而对盖子213的打开和关闭进行动作，能够在每次降雨和停止时，实现自动化的打开和关闭。同时针对于每次雨量的不同，设计收集袋205进行收集，通过收集袋205的膨胀，可以充分的利用箱体1内部的空间，自适应的提高托盘204的高度来区分每次收集到雨水的多少。

本装置中，通过扭簧存储能量，不需要额外的动力，利用控制模块的微动开关306来判断下雨和停雨，可以快速响应的和复位，且位置准确；能够充分的避免干沉降的影响，并且装置能够持续工作，适合于频繁多次的采样，且每次采集的样品分别隔离开，便于更好的研究。

本装置通过在每个接头的内部设置延时开关，当某一个收集袋内的样品收集满之后，收集袋内的水逐渐的向上并填充满管道和接头，从而使该接头内的延时开关被触发，继而实现电磁铁断电，并等待5S后电磁铁再次通电；通过该种方式实现了转盘转动两次，即断电一次，再次通电一次；从而使转盘上的通孔对应上下一个的收集袋，继续进行收集；即一次下雨对应多个收集袋。因此可以满足及时遇到暴雨，也可以满足样品量的收集。同时通过该特性，本装置还能够实现对于一天内持续下雨情况的收集，可以有效的避免收集袋不够用的情况，并且对下雨的前中后期进行分别研究或合并研究。

Claims (10)

1.一种自动化多批次雨水收集装置，包括箱体（1），其特征在于，箱体（1）内设置收集模块（2）和控制模块（3），收集模块（2）包括固定的分液板（201），分液板（201）上横向均布有多个接头（202），箱体（1）的底部设置有多个支撑杆（203），支撑杆（203）上安装有多个上下叠放的托盘（204），托盘（204）能上下移动，托盘（204）能停留在任意高度；每个托盘（204）的上方均有一个收集袋（205）；多个接头（202）与多个收集袋（205）之间经软管（206）一一连接；分液板（201）的上方安装有收集斗（207），收集斗（207）的出水口经管道连接有喷头（208），喷头（208）能沿分液板（201）左右移动，喷头（208）能与多个接头（202）一一对应；收集斗（207）外套装有能转动的大齿轮（209），箱体（1）上安装有左竖轴（211）和右竖轴（212），左竖轴（211）和右竖轴（212）上均安装有一个与大齿轮（209）啮合的小齿轮（210）；左竖轴（211）的上端固定有盖子（213），盖子（213）能盖在收集斗（207）的上方；

所述的控制模块（3）包括固定在右侧的漏斗（301），漏斗（301）的上方有滤网（302），漏斗（301）的下方固定有接液盒（303），接液盒（303）的下方安装有弹簧（304），接液盒（303）上安装有溢流管（305）；接液盒（303）的下方固定有微动开关（306）；左竖轴（211）和箱体（1）之间安装有扭簧（307），右竖轴（212）的下端安装有横杆（308），右竖轴（212）的下方有支撑座（309），支撑座（309）上有能左右移动的底座（310），底座（310）上安装有左右两个竖直的挡片（311），微动开关（306）能控制底座（310）左右移动；底座（310）每向左或向右移动一次，右竖轴（212）转动半圈。

2.根据权利要求1所述的一种自动化多批次雨水收集装置，其特征在于，所述的箱体（1）的左侧固定安装有线盒（216），线盒（216）内缠绕有绳索（217），绳索（217）能自动收缩进线盒（216）内，绳索（217）的中部固定在喷头（208）上，右竖轴（212）上安装有线轮（221），绳索（217）的自由端固定在线轮（221）上；分液板（201）的左右两侧固定有竖直的限位块（222）。

3.根据权利要求1所述的一种自动化多批次雨水收集装置，其特征在于，所述的右竖轴（212）的上端安装有轴肩，轴肩位于箱体（1）的上方，右竖轴（212）能上下移动；右竖轴（212）向上移动后，右竖轴（212）上的小齿轮（210）与大齿轮（209）脱离啮合。

4.根据权利要求1所述的一种自动化多批次雨水收集装置，其特征在于，所述的右竖轴（212）转动一圈，喷头（208）移动的间距为两个接头（202）之间的间距；溢流管（305）的右端安装有调节阀（312）；盖子（213）的上方安装有横向的刷子（313），刷子（313）置于滤网（302）的上方。

5.根据权利要求1所述的一种自动化多批次雨水收集装置，其特征在于，所述的底座（310）上安装有连杆（314），支撑座（309）上固定有固定块，连杆（314）能沿固定块左右移动，连杆（314）的右端固定有永磁铁（315），连杆（314）上套装有位于固定块和永磁铁（315）之间的压簧；支撑座（309）上固定有电磁铁（316），按压微动开关（306），电磁铁（316）通电，松开微动开关（306），电磁铁（316）断电。

6.根据权利要求1所述的一种自动化多批次雨水收集装置，其特征在于，所述的箱体（201）的底部安装有竖直的螺纹杆（214），托盘（204）能沿螺纹杆（214）上下移动，每个托盘（204）上均固定有凸起，凸起上安装又能左右移动的销钉（215），销钉（215）的内侧与螺纹杆（214）接触，销钉（215）的内侧设置斜面，销钉（215）的外端和凸起之间连接有拉簧。

7.根据权利要求1所述的一种自动化多批次雨水收集装置，其特征在于，所述的箱体（1）的右侧设置有斜板（317）。

8.根据权利要求1所述的一种自动化多批次雨水收集装置，其特征在于，所述的箱体（1）的底部固定有固定板，固定板上插装有多个导杆，导杆的上端固定在接液盒（303）的底部，导杆上套装有压簧，微动开关（306）放置与固定板上。

9.根据权利要求1所述的一种自动化多批次雨水收集装置，其特征在于，所述的箱体（1）的右侧为开口状，每个收集袋（205）的右端均安装有放液阀（218）。

10.根据权利要求1所述的一种自动化多批次雨水收集装置，其特征在于，每个所述的接头（202）的内部安装有一个延时开关（219），延时开关（219）的按钮朝下并安装有浮球（220）；按压延时开关（219）后，电磁铁（316）断电，并持续5S后再次通电；多个延时开关（219）通过PLC进行控制。

Images