CN113375978B - 一种组合式多功能水质采样器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组合式多功能水质采样器。一种组合式多功能水质采样器，包括样品吸取器、盘式升降器和可调支撑座，样品吸取器包括拉绳电缆、限位盘、固定板、底座和多套取样组件；绞盘式升降器包括控制面板、筒形连接件、继电开关、磁控开关、伸缩杆、绞盘和防水罩；可调支撑座包括支撑底座和与支撑底座铰接的支撑架；根据不同采样条件，将样品吸取器和盘式升降器组合或者上述三者组合，一次采样可取得多个样品，便于携带，操作方便，采样效率高，性能稳定。

Description

一种组合式多功能水质采样器

技术领域

本发明涉及一种组合式多功能水质采样器，属于河流、湖泊等地表水体质量检测器具。

背景技术

河流、湖泊等地表水体的水质直接关系国民经济和人体健康，对其抽样和检测是国家环保监管工作的主要内容之一。在监测采样过程中，常常会遇到路途遥远、人烟稀少、环境恶劣、气候多变等不利条件，这些不利条件往往给采样工作带来很大的困难，增加了劳动强度，降低了工作效率，甚至影响采样结果的可靠程度。因此，一种便于携带、功能多样、拆装快捷、性能稳定、能够适应各种不利环境的采样器不仅可以使采样结果更为准确可靠，同时还可以降低采样工作的劳动强度，提高工作效率。

目前，使用比较广泛的采样器是设置多种传感器，微型水泵，连接抽水管，这种结构效率高，但存在一定的弊端，如专利申请号CN201610572414.0，公开了一种分层采样系统，提供一种结构简单、控制精准的分层采样器，但其采样系统采用的是采样管结合采样泵的采样方式，由于采样泵、采样管等自身因素影响，采样的样品存在时间差，并且多次采样受采样管中样液残留的影响，样品的精准度受到影响，未能真正满足国家水质采样规范的要求。又如专利申请号CN201810578721.9，公开了一种水位定深多功能水质采样器，其可采集预定水深的水样，并功能多样，但其采用的水深传感器、小型动物传感器等电子元器件必须在水下工作，不仅造价高，而且容易损坏，故障率高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种组合式多功能水质采样器，可通过简单拼装和组合适用于不同情况的水质采样，便于携带，操作方便，采样效率高，性能稳定。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种组合式多功能水质采样器，包括样品吸取器和绞盘式升降器，样品吸取器包括拉绳电缆、限位盘、固定板、底座和多套取样组件，与拉绳电缆相连的限位盘通过限位调节螺杆与固定板相连，限位盘上设置有连接凸台，固定板上表面设置有防水盒，防水盒内设置有与拉绳电缆相连的多头连接杆，连接杆每个端部均设置有电磁铁，电磁铁的数量与取样组件套数相同；取样组件包括气缸、采样瓶、通气管、分配头、采样瓶支座和磁控转件，气缸筒顶端外壁与固定板相连，其下端固定在底座上，活塞与底座之间设置有压缩弹簧，采样瓶支座通过采样瓶调节螺杆与底座相连，采样瓶设置在采样瓶支座上，其瓶口通过密封环与设置在固定板下表面的分配头相连，在分配头上设置有与采样瓶连通的进水管和进气管，进水管上连接有进水阀，通气管上端与进气管相连，其下端连接在邻近底座的气缸内壁上，在邻近电磁铁一端的磁控转件上设置有铁块，磁控转件在电磁铁作用下能够压住或放开活塞；绞盘式升降器包括控制面板、筒形连接件、继电开关、磁控开关、伸缩杆、绞盘和防水罩，控制面板和筒形固定件均设置在伸缩杆的固定部的端部，绞盘通过转轴与伸缩杆的固定部连接，在伸缩杆的伸缩端设置有定滑轮，在定滑轮侧壁上均布永磁铁，缠绕在绞盘上的拉绳电缆绕过定滑轮伸入防水罩内，与拉绳电缆固定连接的防水罩为倒置的圆桶，在防水罩侧壁上设置有卡槽，防水罩与限位盘通过该卡槽和连接凸台密封连接，继电开关和磁控开关分别设置在邻近转轴的伸缩杆的固定部上和与永磁铁相应位置的伸缩部上，控制面板与继电开关、电磁铁、磁控开关和拉绳电缆电连接。

作为本发明的进一步改进，本发明还包括电机、减速机和连轴器，与减速机相连的电机通过连轴器与绞盘的转轴相连。

作为本发明的进一步改进，本发明的取样组件为4套。

作为本发明的进一步改进，限位盘上设置有手提把手。

作为本发明的进一步改进，样品吸取器上的拉绳电缆上端和防水罩内的拉绳电缆端部均设置快速接线头。

作为本发明的进一步改进，拉绳电缆的横断面从外到内依次为抗拉耐磨纤维、防水层、绝缘层和铜质导线。

作为本发明的进一步改进，进水阀包括阀体、进水压缩弹簧、阀芯，阀芯和进水压缩弹簧分别设置在阀体内的进水端和出水端，出水端一侧的阀体外壁上设置有与分配头连接的螺纹。

作为本发明的进一步改进，绞盘上设置有转动手柄，伸缩杆的固定部上设置有支撑定位手柄；支撑定位手柄可以锁定伸缩杆伸出长度，在绞盘式升降器安装在可调支撑座上时，充当定位和辅助支撑。

定滑轮上的永磁铁为4块。

作为本发明的进一步改进，本发明还包括可调支撑座，可调支撑座包括支撑底座和与支撑底座铰接的支撑架，在支撑架顶部一端设置有固定柱，其一端设置有U形卡槽，支撑底座远离U形卡槽一端通过拉绳与设置有固定柱一端的支撑架顶部相连。

发明有益效果

本发明与现有的水质采样器相比，具备便于携带、功能多样、拆装快捷、性能稳定、能够适应各种不利环境的优点，具体说明如下：

1、本发明的样品吸取器、绞盘式升降器和可调支撑座可以根据实际情况灵活组合：如果人工流动采样，可将样品吸取器与绞盘式升降器二者分开携带，工作时组合即可进行水采样集，携带方便；如果乘船采样，可将样品吸取器、绞盘式升降器和可调支撑座三者组合，降低劳动强度；如果深水采样，可将样品吸取器、绞盘式升降器和可调支撑座组合，并拆卸掉转动手柄，通过连轴器连接电机减速器和电机，可进一步降低劳动强度；

2、样品吸取器中的采样瓶底座高度可通过旋转采样瓶调节螺杆进行调整，适用于不同大小的采样瓶，完成采样后，采样瓶取下直接用作样品存放，不需要移装样品，减少了操作环节，能有效防止样品污染；样品吸取器一次可放置4个采样瓶，分别由4个电磁铁控制采样，采样时，可以根据不同的深度通过控制面板预定的程序控制采样，采样器一次降升过程可以采集最多4个不同深度的样品，提高了工作效率；分配头上安装的进水阀，在下降和提升过程中是关闭的，可以有效防止样品污染，确保采样的可靠度，同时进水阀可拆卸，方便清洗；

3、手动采样时，一只手臂穿过筒形连接件握住支撑定位手柄，另一支手旋动转动手柄即可实现样品吸取器的升降，方便省力；伸缩杆可根据实际情况在一定范围内伸长和缩短，并通过支撑定位手柄锁紧，采样更方便、更安全；绞盘式升降器安装永磁铁和磁控开关，通过磁控计数的方法计算样品吸取器的深度，深度值可在控制面板上显示，深度测量更准确，而且本发明在夜间也可以顺利地完成采样；绞盘采用特制的拉线电缆，通过该拉线电缆能同时实现提拉和电控功能，性能更稳定，使用更方便；控制面板、继电开关等电子元器件均远离水面，便于防护，例如雨天采样，只需在操作端做好防雨就可以采样，对不利条件的适应性更强；

4、可调支撑座采用支撑底座和支撑架铰接，根据需要通过调整拉绳的长度来调节支撑架的角度；安放绞盘升降器时只将绞盘升降器的筒形连接件套在可调支撑座的固定柱上，将固定手柄放入U形卡槽即可；配重块可以就地取材，组装快捷、操作方便、效率高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是样品吸取器的结构示意图；

图3是图2沿A-A面剖视图；

图4是图2在B处的局部放大图；

图5是电机驱动绞盘式升降器的结构示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是可调支撑座结构示意图；

图8是拉绳电缆横断面的示意图。

附图标记：

1-样品吸取器；2-绞盘式升降器；3-可调支撑座；4-手提把手；5-快速接线头；6-卡扣；7-拉绳电缆；8-固定板；9-进水阀；10-采样瓶；11-通气管；12-压缩弹簧；13-底座；14-连接凸台；15-限位盘16- 限位调节螺杆17-防水盒18-进气管；19-分配头；20-密封环；21-磁控转件；22-取样组件；23-气缸筒；24-气缸；25-活塞；26-采样瓶支座；27-采样瓶调节螺杆；28-电磁铁；29-连接杆；30-铁块；31-限位销；32-销轴； 33- 进水管；34-阀体；35-阀芯；36-进水压缩弹簧；37-控制面板；38-筒形连接件；39-减速机；40-电机；41-绞盘；42-转动手柄；43-固定部；44-伸缩杆；45-伸缩部46-定滑轮；47-永磁铁；48-防水罩；49-卡槽；50-密封圈；51-继电开关；52-支撑定位手柄；53-磁控开关；54-连轴器；55-拉绳；56-固定柱；57-支撑架；58- U形卡槽；59-配重块；60-支撑底座；61-铜质导线；62-绝缘层；63-防水层；64-抗拉耐磨纤维。

具体实施方式

本发明包括样品吸取器1、绞盘式升降器2、可调支撑座3、电机40、减速机39和连轴器54。样品吸取器1包括拉绳电缆7、限位盘15、固定板8、底座13和多套取样组件22，限位盘15上设置有手提把手4，拉绳电缆7通过两个卡扣6与限位盘15固定连接，拉绳电缆7的上端设置有快速接线头5，拉绳电缆7下端与多头连接杆29相连。限位盘15通过限位调节螺杆16与固定板8相连，通过限位调节螺杆16可调整固定板8与限位盘15之间的距离，从而调节活塞25的最高升起高度。限位盘15上设置有圆柱形连接凸台14，固定板8上表面设置有防水盒17，多头连接杆29设置在防水盒17内，连接杆29的每个端部均设置有电磁铁28，电磁铁28的数量与取样组件22套数相同，如图3所示，电磁铁28的数量为四个，它们分别通过控制电路与控制面板37相连。取样组件22包括气缸24、采样瓶10、通气管11、分配头19、采样瓶支座26、磁控转件21和限位销31，邻近连接杆29端部的电磁铁28位置的磁控转件21上设置有圆柱形铁块30，远离连接杆29一端的磁控转件21设置在活塞25顶面上，电磁铁28通电后，在电磁铁28的吸力作用下，磁控转件21绕着设置在固定板8上的销轴32转动，从而使磁控转件21与活塞25顶面脱离，活塞25在压缩弹簧12作用下升起，从气缸筒23顶端伸出，升至活塞25顶部与限位盘15接触。限位销31设置在固定板8上，且位于活塞25一侧，用于磁控转件21复位的限位。气缸筒23顶端通过外壁与固定板8相连，其下端固定在底座13上，活塞25与底座13之间设置有压缩弹簧12，采样瓶支座26底端与采样瓶调节螺杆27焊接，采样瓶调节螺杆27与底座13相连，通过采样瓶调节螺杆27能改变采样瓶支座26的位置，从而适应不同规格的采样瓶10 。采样瓶10设置在采样瓶支座26上，其瓶口通过密封环20与设置在固定板8下表面的分配头19相连，在分配头19上设置有与采样瓶10连通的进水管33和进气管18，进水管33上连接有进水阀9，进水阀9包括阀体34、进水压缩弹簧36、阀芯35，阀芯35和进水压缩弹簧36分别设置在阀体34内的进水端和出水端，在出水端一侧的阀体34的外壁上设置有螺纹，阀体34通过螺纹安装在分配头19上。通气管11上端与进气管18相连，其下端相连在邻近底座13的气缸24内壁上，即采样瓶10内部与活塞25下方的气缸24内部用通气管11连通。绞盘式升降器2包括控制面板37、筒形连接件38、继电开关51、磁控开关53、伸缩杆44、绞盘41和防水罩48，控制面板37和筒形固定件38均设置在伸缩杆44的固定部43的端部，控制面板37通过销轴32与固定部43相对转动，绞盘41通过其转轴的一端与伸缩杆44的固定部43转动连接，转轴的另一端设置有连轴器54，与减速机39相连的电机40通过连轴器54与绞盘41的转轴相连。绞盘41上设置有转动手柄42，伸缩杆44的固定部43上设置有支撑定位手柄52，在伸缩杆44的伸缩端设置有定滑轮46，在定滑轮46侧壁上均布4块永磁铁47，缠绕在绞盘41上的拉绳电缆7绕过定滑轮46伸入防水罩48内，在拉绳电缆7端部设置快速接线头5。通过两个卡扣6与拉绳电缆固定7的防水罩48为倒置的圆桶，在防水罩48的侧壁上设置有卡槽49，防水罩48与限位盘15通过该卡槽49和限位盘15上的连接凸台14实现连接，防水罩48与限位盘15的连接端面上设置有密封圈50，密封连接能有效阻止防水罩48内进水，对通过快速接线头5连接的拉绳电缆7起到保护作用。继电开关51设置在邻近绞盘41转轴的伸缩杆44的固定部43上，磁控开关53设置在与永磁铁47相应位置的伸缩部45上，控制面板37分别与继电开关51、磁控开关53、拉绳电缆7和连接杆29端部的每块电磁铁28通过电路连接，实现电控功能。控制面板37为有操作面板和显示屏的，拉绳电缆7的横断面从外到内依次为抗拉耐磨纤维64、防水层63、绝缘层62和铜质导线61。可调支撑座3包括支撑底座60和与支撑底座60铰接的支撑架57，在支撑架57顶部一端设置有固定柱56，其一端设置有U形卡槽58，支撑底座60远离U形卡槽58一端通过拉绳55与设置有固定柱56一端的支撑架57顶部相连，在支撑底座60远离U形卡槽58一端与支撑底座60和支撑架57的铰接点之间设置有配重块59。

人工流动采样前，先将样品吸取器1与绞盘式升降器2组合，其过程是旋动采样瓶支座26安装采样瓶10，按下活塞25并用磁控转件21卡住活塞25顶面，通过快速接线头5把拉绳电缆7接好，将限位盘15上端与防水罩48下端对正，按下并转动防水罩48将限位盘15的圆柱形连接凸台14卡在防水罩的卡槽19内。采样过程是将左手臂伸入筒形连接件38，然后用左手握住支撑定位手柄52，将样品吸取器1放置在水面，右手旋动转动手柄42，样品吸取器1下降，随着定滑轮46的转动，磁控开关53开始读数，此时控制面板37上显示样品吸取器1进水口的深度，当达到目标深度时，在控制面板37上操作，启动一块电磁铁28，与之对应的磁控转件21发生转动，离开其压紧的活塞25，活塞25就会在气缸压缩弹簧12的作用下上升，此时气缸24和通气管11内就会产生负压，在压力的作用下进水阀9开启，采样点的水流入采样瓶10中，当活塞25不再上升，进水阀9在进水压缩弹簧36的作用下自动关闭，重复上述操作就会在一次降升过程中采取不同深度的水样。采样完成后，反向旋动转动手柄42，提升收回样品吸取器1至水面，用手握住样品吸取器1的手提把手4将其提出水面，向下旋动采样瓶支座26，取下采样瓶10，盖上瓶盖保存即可。手动按下活塞25，至其完成退回气缸筒24内，再将磁控转件21复位，至其靠在限位销31上，重复上述采样过程，完成多次采样。

乘船或是有操作平台的条件下的采样，应将样品吸取器1、绞盘式升降器2和可调支撑座3组合。先将样品吸取器1、绞盘式升降器2组合，过程同上，再将绞盘升降器2的筒形连接件38套在可调支撑座3的固定柱56上，同时将绞盘式升降器2的支撑定位手柄52卡在可调支撑座3的U形卡槽58内，并就地取材在支撑底座60上放置适当的配重块59以确保本发明稳定性。然后进行采样过程。

深水采样时，需将样品吸取器1、绞盘式升降器2和可调支撑座3组合，组合方式同上，拆卸掉转动手柄42，通过连轴器54连接减速机39、电机40，用电机40驱动，降低操作强度。

Claims (10)

1.一种组合式多功能水质采样器，其特征在于包括样品吸取器和绞盘式升降器，样品吸取器包括拉绳电缆、限位盘、固定板、底座和多套取样组件，与拉绳电缆相连的限位盘通过限位调节螺杆与固定板相连，限位盘上设置有连接凸台，固定板上表面设置有防水盒，防水盒内设置有与拉绳电缆相连的多头连接杆，连接杆每个端部均设置有电磁铁，电磁铁的数量与取样组件套数相同；取样组件包括气缸、采样瓶、通气管、分配头、采样瓶支座和磁控转件，气缸筒顶端外壁与固定板相连，其下端固定在底座上，活塞与底座之间设置有压缩弹簧，采样瓶支座通过采样瓶调节螺杆与底座相连，采样瓶设置在采样瓶支座上，其瓶口通过密封环与设置在固定板下表面的分配头相连，在分配头上设置有与采样瓶连通的进水管和进气管，进水管上连接有进水阀，通气管上端与进气管相连，其下端连接在邻近底座的气缸内壁上，在邻近电磁铁一端的磁控转件上设置有铁块，磁控转件在电磁铁作用下能够压住或放开活塞；绞盘式升降器包括控制面板、筒形连接件、继电开关、磁控开关、伸缩杆、绞盘和防水罩，控制面板和筒形固定件均设置在伸缩杆的固定部的端部，绞盘通过转轴与伸缩杆的固定部连接，在伸缩杆的伸缩端设置有定滑轮，在定滑轮侧壁上均布永磁铁，缠绕在绞盘上的拉绳电缆绕过定滑轮伸入防水罩内，与拉绳电缆固定连接的防水罩为倒置的圆桶，在防水罩侧壁上设置有卡槽，防水罩与限位盘通过该卡槽和连接凸台密封连接，继电开关和磁控开关分别设置在邻近转轴的伸缩杆的固定部上和与永磁铁相应位置的伸缩部上，控制面板与继电开关、电磁铁、磁控开关和拉绳电缆电连接。

2.如权利要求1所述的一种组合式多功能水质采样器，其特征在于包括电机、减速机和连轴器，与减速机相连的电机通过连轴器与绞盘的转轴相连。

3.如权利要求1所述的一种组合式多功能水质采样器，其特征在于取样组件为4套。

4.如权利要求1所述的一种组合式多功能水质采样器，其特征在于限位盘上设置有手提把手。

5.如权利要求1所述的一种组合式多功能水质采样器，其特征在于样品吸取器上的拉绳电缆上端和防水罩内的拉绳电缆端部均设置快速接线头。

6.如权利要求5所述的一种组合式多功能水质采样器，其特征在于拉绳电缆的横断面从外到内依次为抗拉耐磨纤维、防水层、绝缘层和铜质导线。

7.如权利要求1所述的一种组合式多功能水质采样器，其特征在于进水阀包括阀体、进水压缩弹簧、阀芯，阀芯和进水压缩弹簧分别设置在阀体内的进水端和出水端，出水端一侧的阀体外壁上设置有与分配头连接的螺纹。

8.如权利要求1所述的一种组合式多功能水质采样器，其特征在于绞盘上设置有转动手柄，伸缩杆的固定部上设置有支撑定位手柄。

9.如权利要求1所述的一种组合式多功能水质采样器，其特征在于定滑轮上的永磁铁为4块。

10.如权利要求1所述的一种组合式多功能水质采样器，其特征在于包括可调支撑座，可调支撑座包括支撑底座和与支撑底座铰接的支撑架，在支撑架顶部一端设置有固定柱，其一端设置有U形卡槽，支撑底座远离U形卡槽一端通过拉绳与设置有固定柱一端的支撑架顶部相连。

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