CN113567200B - 一种环境监测用污水采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境监测技术领域，更具体地说，是一种环境监测用污水采样装置，包括采样箱、钩环以及采集腔，所述采集腔设置在采样箱内，所述钩环与采样箱之间通过绳索连接，还包括：过水流道，设置在采样箱上且贯穿采样箱；收卷盘，活动设置在采样箱内，所述绳索卷绕在所述收卷盘上；锁止模块，设置在采样箱和收卷盘之间，用于固定所述收卷盘；阀门单元，设置在所述采样箱上，用于控制所述采集腔的启闭；以及测量系统，设置在所述过水流道内，用于测量所述采样箱位于水体内的位置；实现对采样箱的位置进行精准固定以及自动采集预期水层的污水的工作，相较于传统人工通过自身感觉投放采样箱的方式，精准度以及自动化程度均较高。

Description

一种环境监测用污水采样装置

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，更具体地说，是一种环境监测用污水采样装置。

背景技术

随着我国社会经济的发展，河流水环境问题日益突出，部分区域河流水已受到严重污染。对已受污染的河流水进行科学准确的调查、评价与治理变得越来越重要。

通常利用采样装置对污染水域的污水进行采样是环境防护工作中的必要的程序之一，但是现有的污水采样装置存在一定的缺陷。

传统为了方便对不同层次的水域进行采样工作，需要工作人员将绳索和采样箱连接并释放到水域内的不同层次处，但是整个过程凭借工作人员自身感觉对采样箱进行定位工作，精准度较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环境监测用污水采样装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种环境监测用污水采样装置，包括采样箱、钩环以及采集腔，所述采集腔设置在采样箱内，所述钩环与采样箱之间通过绳索连接，还包括：

过水流道，设置在采样箱上且贯穿采样箱；

收卷盘，活动设置在采样箱内，所述绳索卷绕在所述收卷盘上；

锁止模块，设置在采样箱和收卷盘之间，用于固定所述收卷盘；

阀门单元，设置在所述采样箱上，用于控制所述采集腔的启闭；以及

测量系统，设置在所述过水流道内，用于测量所述采样箱位于水体内的位置，所述采样箱到达水体内的设定位置时，所述测量系统控制所述阀门单元和锁止模块工作；其中

所述测量系统包括转叶和测量模块，所述转叶活动设置在过水流道内，所述测量模块设置在所述采样箱内且与锁止模块以及阀门单元均电性连接。

本申请更进一步的技术方案：所述锁止模块包括顶杆、至少一组第二电磁铁、安装座以及锁止头；

所述顶杆和安装座均活动设置在采样箱内且两者相连接，所述安装座与采样箱弹性连接，所述锁止头设置在安装座上，并且，收卷盘上设有若干个供锁止头插入的卡槽，每组所述电磁铁设置在所述顶杆和采样箱之间。

本申请更进一步的技术方案：所述阀门单元包括堵塞头和一组第一电磁铁；

所述堵塞头活动设置在采样箱上且两者弹性连接，并且，采集腔上设有与堵塞头相配的进水孔，一组所述第一电磁铁设置在堵塞头和采样箱之间。

本申请更进一步的技术方案：所述测量模块包括齿轮、棘轮组以及触发件；

所述齿轮与转叶连接，所述棘轮组包括棘轮、若干个棘爪以及转盘，所述棘轮活动设置在采样箱内且设有若干个与齿轮啮合的齿部，所述转盘通过转轴活动设在采样箱内，并且若干个棘爪环布在转盘上且与棘轮相配合，所述触发件设置在转盘和转轴之间。

本申请又进一步的技术方案：所述触发件包括导电条和导电块，所述导电条设置在转盘上，所述导电块可拆卸的设置在转轴上，所述转轴上设有供导电块安装的安装槽。

本申请又进一步的技术方案：还包括上浮复位系统，用于控制所述采样箱复位到水面；其中

所述上浮复位系统包括：

气囊，设置在采样箱内的凹槽中；

充气组件，设置在采样箱上，用于为向所述气囊内充入气体；以及

监测单元，设置在采集腔内，用于监测采集腔内的采集物含量，当所述采集物含量达到设定阈值时，所述监测单元控制所述充气组件工作。

本申请又进一步的技术方案：所述充气组件包括压缩气罐、控制箱以及滑动座；

所述压缩气罐设置在采样箱上，所述控制箱将压缩气罐和气囊连通，所述滑动座活动设置在控制箱内且两者弹性连接，所述滑动座与控制箱的内壁贴合密封且滑动座上设有通孔。

本申请再进一步的技术方案：所述监测单元包括伸缩件和活塞；

活塞活动设置在采集腔内，所述伸缩件设置在活塞和采样箱之间，所述伸缩件的固定端和活塞弹性连接，所述伸缩件的固定端还与所述控制箱连通。

采用本发明实施例提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明实施例通过设置转叶和测量模块，在采样箱下沉的同时，通过经过过水流道的水流和转叶之间的配合，带动转叶转动，从而控制测量模块工作对采样箱的位置进行实时检测，当采样箱达到预期水层时，测量模块控制阀门单元和锁止模块工作，实现对采样箱的位置进行精准固定以及自动采集预期水层的污水的工作，相较于传统人工通过自身感觉投放采样箱的方式，精准度以及自动化程度均较高。

附图说明

图1为本发明实施例中环境监测用污水采样装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中环境监测用污水采样装置中测量模块的结构示意图；

图3为本发明实施例中环境监测用污水采样装置中转叶和齿轮的结构示意图；

图4为本发明实施例中环境监测用污水采样装置中锁止模块的结构示意图；

图5为本发明实施例中环境监测用污水采样装置中A处放大的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1-采样箱、2-过水流道、3-收卷盘、4-转柄、5-钩环、6-压缩气罐、7-测量系统、71-转叶、72-测量模块、721-齿轮、722-棘轮、723-转盘、724-棘爪、725-导电条、726-导电块、727-安装槽、8-采集腔、9-活塞、10-阀门单元、101-堵塞头、102-第一电磁铁、11-气囊、12-顶盖、13-控制箱、14-滑动座、15-通孔、16-锁止模块、1601-顶杆、1602-第二电磁铁、1603-安装座、1604-锁止头、17-卡槽、18-气缸。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

请参阅图1-5，本申请的一个实施例中，一种环境监测用污水采样装置，包括采样箱1、钩环5以及采集腔8，所述采集腔8设置在采样箱1内，所述钩环5与采样箱1之间通过绳索连接，还包括：

过水流道2，设置在采样箱1上且贯穿采样箱1；

收卷盘3，活动设置在采样箱1内，所述绳索卷绕在所述收卷盘3上；

锁止模块16，设置在采样箱1和收卷盘3之间，用于固定所述收卷盘3；

阀门单元10，设置在所述采样箱1上，用于控制所述采集腔8的启闭；以及

测量系统7，设置在所述过水流道2内，用于测量所述采样箱1位于水体内的位置，所述采样箱1到达水体内的设定位置时，所述测量系统7控制所述阀门单元10和锁止模块16工作；其中

所述测量系统7包括转叶71和测量模块72，所述转叶71活动设置在过水流道2内，所述测量模块72设置在所述采样箱1内且与锁止模块16以及阀门单元10均电性连接。

在本实施例的一个具体情况中，所述锁止模块16包括顶杆1601、至少一组第二电磁铁1602、安装座1603以及锁止头1604；

所述顶杆1601和安装座1603均活动设置在采样箱1内且两者相连接，所述安装座1603与采样箱1弹性连接，所述锁止头1604设置在安装座1603上，并且，收卷盘3上设有若干个供锁止头1604插入的卡槽17，每组所述电磁铁设置在所述顶杆1601和采样箱1之间。

在本实施例的另一个具体情况中，所述阀门单元10包括堵塞头101和一组第一电磁铁102；

所述堵塞头101活动设置在采样箱1上且两者弹性连接，并且，采集腔8上设有与堵塞头101相配的进水孔，一组所述第一电磁铁102设置在堵塞头101和采样箱1之间。

需要具体说明的是，本实施例中并非局限于电磁铁一种结构来控制堵塞头101或者锁止头1604移动，还可以采用线性电机、电缸或者液压缸代替，在此不做具体限定。

需要补充说明的是，所述采样箱上设有转柄4，所述转柄4和收卷盘3连接，以方便后期的收卷盘3对绳索的卷绕工作。

在实际应用时，工作人员拉动钩环5并向河流上释放采样箱1，在采样箱1在其重力作用下自由落入水体中，并且在此过程中，收卷盘3不断转动释放绳索，在此过程中，河流中的水穿过过水流道2，使得转叶71转动并带动测量模块72工作，测量模块72实时检测整个装置整个装置所达到的深度，直到整个采样箱1达到设定位置时，测量系统7中的测量模块72控制第一电磁铁102和第二电磁铁1602分别通电，第一电磁铁102通电时相吸，使得堵塞头101脱离进水孔，从而使得采集腔8打开，使得当前深度的水层中的水进入采集腔8内，并且第二电磁铁1602通电时相斥，使得顶杆1601如图4所示方向上移，从而使得锁止头1604卡入收卷盘3上的卡槽17内，进而实现对收卷盘3的锁紧工作，从而实现精准定位进行不同层次污水的采集工作，相对于传统人工手动释放定位的方式，精度程度较高，自动化程度也较高。

请参阅图1-3，作为本申请另一个优选的实施例，所述测量模块72包括齿轮721、棘轮722组以及触发件；

所述齿轮721与转叶71连接，所述棘轮722组包括棘轮722、若干个棘爪724以及转盘723，所述棘轮722活动设置在采样箱1内且设有若干个与齿轮721啮合的齿部，所述转盘723通过转轴活动设在采样箱1内，并且若干个棘爪724环布在转盘723上且与棘轮722相配合，所述触发件设置在转盘723和转轴之间。

在本实施例中示例性的，所述触发件包括导电条725和导电块726，所述导电条725设置在转盘723上，所述导电块726可拆卸的设置在转轴上，所述转轴上设有供导电块726安装的安装槽727。

当然，所述触发件并非局限于上述一种电气元件配合的方式，还可以一组电极片或者插头与插座配合的方式，在此不做一一列举。

在将采样箱1释放到水域中时，采样箱1下沉，相当于水流顺着过水流道2上移，从而带动转叶71以及齿轮721转动，在齿轮721和棘轮722之间的啮合作用下，带动棘轮722转动，并且在棘轮722和棘爪724之间的配合下，带动转盘723以及导电条725移动，直到采样箱1到达设定层次的水域时，导电条725和导电块726之间接触，触发第一电磁铁102和第二电磁铁1602通电工作，实现对采样箱1的精准定位以及污水的采集工作，同时通过设置棘轮722组之间的配合，避免在后期采样箱1上浮倒上水面时，水溶液对导电条725和导电块726的位置造成影响，并且后期通过将导电块726安装在不同位置的安装槽727内，以实现对不同水层的污水进行采集工作。

请参阅图1和图5，作为本申请另一个优选的实施例，还包括上浮复位系统，用于控制所述采样箱1复位到水面；其中

所述上浮复位系统包括：

气囊11，设置在采样箱1内的凹槽中；

充气组件，设置在采样箱1上，用于为向所述气囊11内充入气体；以及

监测单元，设置在采集腔8内，用于监测采集腔8内的采集物含量，当所述采集物含量达到设定阈值时，所述监测单元控制所述充气组件工作。

在本实施例的一个具体情况中，所述充气组件包括压缩气罐6、控制箱13以及滑动座14；

所述压缩气罐6设置在采样箱1上，所述控制箱13将压缩气罐6和气囊11连通，所述滑动座14活动设置在控制箱13内且两者弹性连接，所述滑动座14与控制箱13的内壁贴合密封且滑动座14上设有通孔15。

需要具体说明的是，本实施例中的充气组件并非局限于上述机械结构，还可以采用气泵或者风机直接向气囊11内注入气体的方式，在此不做具体说明。

在本实施例的另一个具体情况中，所述监测单元包括伸缩件和活塞9；

活塞9活动设置在采集腔8内，所述伸缩件设置在活塞9和采样箱1之间，所述伸缩件的固定端和活塞9弹性连接，所述伸缩件的固定端还与所述控制箱13连通。

需要特别说明的是，所述伸缩件可以为气缸18或者液压缸，在本实施例中，所述伸缩件优选为气缸18，所述气缸18连接在活塞9和采样箱1之间。

需要具体说明的是，所述凹槽上可拆卸的安装有顶盖12，如图1所示。

在采样箱1到达预期水层时，采集腔8打开收集当前水层的污水，并且随着采集腔8内的污水含量的逐渐增多，使得活塞9下移，带动气缸18收缩，气缸18固定端的气体被挤入控制箱13内并推动滑动座14如图5所示方向右移，从而调节通孔15的位置使得气囊11和压缩气罐6连通，压缩气罐6内的压缩气体被释放并注入气囊11内，导致气囊11膨胀顶开顶盖12暴露在采样箱1的外壁，从而使得整个装置的体积增大，在浮力的作用下，带动采集完毕的采样箱1上浮，最终达到水面，从而避免工作人员在不知采集进度的情况下手动拉扯采样箱1。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种环境监测用污水采样装置，包括采样箱、钩环以及采集腔，所述采集腔设置在采样箱内，所述钩环与采样箱之间通过绳索连接，其特征在于，还包括：

过水流道，设置在采样箱上且贯穿采样箱；

收卷盘，活动设置在采样箱内，所述绳索卷绕在所述收卷盘上；

锁止模块，设置在采样箱和收卷盘之间，用于固定所述收卷盘；

阀门单元，设置在所述采样箱上，用于控制所述采集腔的启闭；以及

测量系统，设置在所述过水流道内，用于测量所述采样箱位于水体内的位置，所述采样箱到达水体内的设定位置时，所述测量系统控制所述阀门单元和锁止模块工作；其中

所述测量系统包括转叶和测量模块，所述转叶活动设置在过水流道内，所述测量模块设置在所述采样箱内且与锁止模块以及阀门单元均电性连接；

所述测量模块包括齿轮、棘轮组以及触发件；

所述齿轮与转叶连接，所述棘轮组包括棘轮、若干个棘爪以及转盘，所述棘轮活动设置在采样箱内且设有若干个与齿轮啮合的齿部，所述转盘通过转轴活动设在采样箱内，并且若干个棘爪环布在转盘上且与棘轮相配合，所述触发件设置在转盘和转轴之间；

所述触发件包括导电条和导电块，所述导电条设置在转盘上，所述导电块可拆卸的设置在转轴上，所述转轴上设有供导电块安装的安装槽；

所述锁止模块包括顶杆、至少一组第二电磁铁、安装座以及锁止头；

所述顶杆和安装座均活动设置在采样箱内且两者相连接，所述安装座与采样箱弹性连接，所述锁止头设置在安装座上，并且，收卷盘上设有若干个供锁止头插入的卡槽，每组所述第二电磁铁设置在所述顶杆和采样箱之间；

所述阀门单元包括堵塞头和一组第一电磁铁；

所述堵塞头活动设置在采样箱上且两者弹性连接，并且，采集腔上设有与堵塞头相配的进水孔，一组所述第一电磁铁设置在堵塞头和采样箱之间；

在将采样箱释放到水域中时，采样箱下沉，相当于水流顺着过水流道上移，从而带动转叶以及齿轮转动，在齿轮和棘轮之间的啮合作用下，带动棘轮转动，并且在棘轮和棘爪之间的配合下，带动转盘以及导电条移动，直到采样箱到达设定层次的水域时，导电条和导电块之间接触，触发第一电磁铁和第二电磁铁通电工作，实现对采样箱的精准定位以及污水的采集工作。

2.根据权利要求1所述的环境监测用污水采样装置，其特征在于，还包括上浮复位系统，用于控制所述采样箱复位到水面；其中

所述上浮复位系统包括：

气囊，设置在采样箱内的凹槽中；

充气组件，设置在采样箱上，用于向所述气囊内充入气体；以及

监测单元，设置在采集腔内，用于监测采集腔内的采集物含量，当所述采集物含量达到设定阈值时，所述监测单元控制所述充气组件工作。

3.根据权利要求2所述的环境监测用污水采样装置，其特征在于，所述充气组件包括压缩气罐、控制箱以及滑动座；

所述压缩气罐设置在采样箱上，所述控制箱将压缩气罐和气囊连通，所述滑动座活动设置在控制箱内且两者弹性连接，所述滑动座与控制箱的内壁贴合密封且滑动座上设有通孔。

4.根据权利要求3所述的环境监测用污水采样装置，其特征在于，所述监测单元包括伸缩件和活塞；

活塞活动设置在采集腔内，所述伸缩件设置在活塞和采样箱之间，所述伸缩件的固定端和活塞弹性连接，所述伸缩件的固定端还与所述控制箱连通。