CN115343112A - 一种水质监测的强化采样装置 - Google Patents
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Abstract
一种水质监测的强化采样装置,包括取样管道、过滤罩和取样头,取样管道连接有取样泵,取样头设有进水口和出水口,出水口连接至取样管道的末端,进水口设有滤网;取样头的前端开口上设有反冲口,反冲口的大小和形状与进水口的相同;进水口内侧、反冲口内侧设有单向阀;取样头内中心轴处设有转动轴,其前端与过滤网中心固定连接,其后端与转动电机的输出端连接;过滤网扣在取样头前端开口处;过滤罩套在取样头外,过滤罩上凹设有导流通道,导流通道的侧壁为由沿着水流方向延伸的条状物间隔排列构成,各条状物之间设有取样缝隙。本发明能够有效提高水质监测过程中水质采样效率,降低出现堵塞的几率,更好地保证水质监测的稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保监测技术,尤其是涉及一种水质监测的强化采样装置。
背景技术
水质状况的监测是环境保护大局中的重要一环,水质监测的常规的监测设备一般是对所在水源的水进行采样,再进行检测。从而能够实时或者按照指定时间获知水质状态。水质量需要监测的位置有很多,例如工厂、生活小区等的污水排放处,尤其是工业生产中,涉及到工业废水的排放的地方,需要进行环保水质监测的必要性更大。而环保水质监测设备一般都是对待检测区域的水源进行直接的取样,通过泵取获得待检测水样,并直接输送到检测设备中,进行检测。检测设备的取样管,一般在其端部会设有过滤网,过滤掉抽取的水样中含有杂物或者其他有可能会堵塞管道甚至于影响检测过程的物质。然而,在一些水质状况较差的位置,尤其是初步排出的工业废水中,往往不仅会带有杂物,而且还伴随有类似于凝胶泡沫等非硬质的杂质,而在水样抽取的过程中,普通的滤网头装置,无法很好的期待过滤和阻挡的作用,不是容易吸入大量的杂物,就是滤网头容易附着过多的杂物而将整个滤网头堵塞,无法取样。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种水质监测的强化采样装置,能够有效提高水质监测过程中水质采样效率,降低出现堵塞的几率。
本发明的技术解决方案是:
一种水质监测的强化采样装置,其中,包括取样管道、过滤罩和取样头,
所述取样管道连接有取样泵,所述取样管道一端连接至水质监测设备的采样口;
所述取样头为管状结构,设有进水口和出水口,所述出水口连接至所述取样管道的末端,所述进水口设有滤网;所述取样头的进水口大小为取样头前端开口1/3至1/2的面积,所述取样头的前端开口上设有反冲口,所述反冲口的大小和形状与所述进水口的相同;所述进水口内侧设有朝向取样头内部进水的单向阀,所述反冲口内侧设有朝向前端开口外流向的单向阀;所述取样头内中心轴处设有一转动轴,所述转动轴前端与所述过滤网中心固定连接,其后端与设置于所述取样头后端的一转动电机的输出端连接;所述过滤网扣在所述取样头前端开口处,且可以转动;
所述过滤罩套在所述取样头外,所述过滤罩上凹设有至少一个沿着水流方向开设的导流通道,所述导流通道的侧壁为由沿着所述水流方向延伸的条状物间隔排列构成,各所述条状物之间设有取样缝隙;所述导流通道延伸至所述取样头的进水口外一设定距离处。
如上所述的水质监测的强化采样装置,其中,所述过滤罩的前端设有密封的气泡室,所述气泡室内填充有空气,所述气泡室的大小与其沉入水体后产生的浮力相关,所述取样头投入水体后,气泡室所产生的浮力与所述取样头和过滤罩的重力相对应,所述取样头的前端开口在水体中保持水平朝向的状态。
如上所述的水质监测的强化采样装置,其中,所述气泡室的后端面为弧形曲面,所述导流通道的后端与所述过滤罩的衔接处为弧形曲面。
如上所述的水质监测的强化采样装置,其中,所述过滤罩于所述条状物后端设有与所述取样头连接的连接部,所述连接部经由转动轴承与所述取样头的外壳连接,所述过滤罩能够绕所述取样头转动。
如上所述的水质监测的强化采样装置,其中,所述气泡室的后端位置以所述取样头中心轴为中心,向外延伸有旋转叶片,经由所述旋转叶片的作用,当水流经过旋转叶片,能够带动过滤罩整体绕所述取样头的中心轴转动。
如上所述的水质监测的强化采样装置,其中,所述的水质监测的强化采样装置,其特征在于,所述旋转叶片为活动旋转叶片,通过枢接的方式固定在所述气泡室的外,其设有锁定结构,用于在转动所述旋转叶片后,固定叶片角度。
如上所述的水质监测的强化采样装置,其中,所述导流通道为于所述取样头外部螺旋环绕的螺旋通道。
如上所述的水质监测的强化采样装置,其中,所述取样头内设有压力检测器,所述取样泵、转动电机和所述压力检测器与一控制装置信号连接,当所述压力检测器检测取样头内部压力小于第一设定值时,所述控制装置控制所述转动电机旋转180度,控制所述取样泵在第一设定时间内反向泵出液体,经过第一设定时间后,控制所述取样泵根据预设的取样要求进行液体的正向泵取动作。
如上所述的水质监测的强化采样装置,其中,所述控制装置设有报警模块,当所述控制装置记录的所述转动电机转动的频率超过第二设定值时,启动报警动作。
如上所述的水质监测的强化采样装置,其中,所述反冲口外的过滤网外侧连接有反冲排出弯管,所述反冲排出弯管的开口与所述反冲口的外周缘轮廓对应,正对设置,其末端延伸至所述取样头后端的一设定距离处,用于将反冲口反冲所述过滤网后脱落的杂物导引至取样头的后端。
由以上说明得知,本发明确实具有如下的优点:
本发明的水质监测的强化采样装置,针对水质监测在采样过程中有可能遇到的水质状态不佳的情况,在水中放入采样头,通过设置具有初步过滤作用的过滤罩和进一步过滤的采样头的组合配置,得到了较现有常规技术更能够放置堵塞的采样装置。其中通过过滤罩的特殊结构,能够有效地经过导流通道进水,并且经过取样缝隙初步过滤水中的杂物,让采样头采集到水体样本;另外,通过采样头上在同一个腔室侧壁上设置有取样口和反冲口,通过控制过滤网的转动,使得粘有杂物的一侧转动至反冲口处,控制取样泵的反冲动作,对反冲口外的过滤网进行反向冲洗,使得过滤网上的杂物脱落冲走,借此,能够循环往复地获得干净的一半过滤网,不断地循环转动,则可以使得取样时能够顺利地抽取需要的液体样品,不会因堵塞而导致无法取样,或取样异常的情况。
附图说明
图1为本发明较佳实施例中的取样头的截面结构示意图;
图2为本发明较佳实施例中的过滤罩的截面结构示意图;
图3为本发明较佳实施例的截面结构示意图。
主要元件标号说明:
本发明:
1:取样头 2:取样管道 3:过滤网
4:转动电机 5:转动轴 6:单向阀
7:单向阀 8:进水口 9:反冲口
10:过滤罩 11:导流通道 12:取样缝隙
13:气泡室 14:转动轴承 15:旋转叶片
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。
本发明的一种水质监测的强化采样装置,其具有巧妙设计的取样结构,通过多重能够自清洁的过滤结构,实现了较现有常规技术更为高效的取样作用,有力地保证了取样设备在抽取水质样品时,能够长时间顺利地取样,不会因堵塞的问题出现取样异常的情况,提高了环保监测采样的效率。
本发明的水质监测的强化采样装置,其较佳的实施例中,包括取样管道2、过滤罩10和取样头1。所述取样管道2连接有取样泵,所述取样管道2一端连接至水质监测设备的采样口;较佳的情况下,所述取样管道2是一种防腐和耐高温的软管,也能够用于管外泵的挤压抽样动作。取样管道2的前端用于连接取样头1,另一端则用于连接至水质监测设备的采样口,当然也可以是连接至一个中间的采样槽,通过中间采样槽再提供给一台或多台水质监测设备进行水质采样检测。
所述取样头1为管状结构,设有进水口8和出水口,所述出水口连接至所述取样管道2的末端,所述进水口8设有滤网;所述取样头1的进水口8大小为取样头1前端开口1/3至1/2的面积,所述取样头1的前端开口上设有反冲口9,所述反冲口9的大小和形状与所述进水口8的相同。较佳的情况下,所述取样头1为圆形截面轮廓,所述进水口8和反冲口9分别为两个相对称的半圆轮廓,分别占据所述采样头前端开口的大约一半左右的面积。
所述进水口8内侧设有朝向取样头1内部进水的单向阀6,所述反冲口9内侧设有朝向前端开口外流向的单向阀7;通过设置上述单向阀,可以控制取样本工作在不同方向下时,取样头1的水流分别只会从进水口8或者反冲口9的其中一个通过,当一个方向打开,另一个单向阀就会关闭,从而实现不同方向的水流只会在进水口8或反冲口9流动。所述取样头1内中心轴处设有一转动轴5,所述转动轴5前端与所述过滤网3中心固定连接,其后端与设置于所述取样头1末端的一转动电机4的输出端连接;所述过滤网3扣在所述取样头1前端开口处,且可以转动;所述过滤网3通过转动电机4的带动,可以在取样头1的前端开口处转动,较佳的,其每一次转动的角度为180度,也就是用于将分别正对进水口8和反冲口9的过滤网3部分进行转动互换,以便于进水口8处的过滤网3堆积了杂物后,可以转动到反冲口9外,通过反冲口9冲出的水流对过滤网3进行反向的冲洗,将杂物从过滤网3上冲走。
所述过滤罩10套在所述取样头1外,所述过滤罩10上凹设有至少一个沿着水流方向开设的导流通道11,所述导流通道11的侧壁为由沿着所述水流方向延伸的条状物间隔排列构成,各所述条状物之间设有取样缝隙12;所述导流通道11延伸至所述取样头1的进水口8外一设定距离处。如图所示,较佳的,所述导流通道11为设置于所述过滤罩10上的与取样头1的中心轴的方向一致的通道,其可以将水流进行分流,也分离了水中的杂物,进入导流通道11的水体可以通过导流通道11向后端流出,同时有一部分通过条状物之间的取样缝隙12流入至取样头1的进水口8处,从而被进水口8抽取。当然,较佳的情况下,所述条状物之间的取样缝隙12宽度可以根据实际水体的情况来设置,杂物尺寸较大的,取样缝隙12可以间隔宽一些。通过导流通道11的水流的作用,大部分杂物会沿导流通道11方向移动,而经由侧面的取样缝隙12流入取样头1处的水为少部分,借此,以与水流方向平行的侧取样方式防止杂物粘连在过滤罩10上,能够有效地避免过滤罩10堵塞的情况出现,而且通过水流的作用,对过滤罩10上的取样缝隙12处存在的杂物,可以起到冲刷移除的作用,达到自动清洁的效果。当然,取样缝隙的设置一般是在取样头的进水口前端附近,且导流通道靠内侧的侧壁为取样缝隙结构,靠外侧的侧壁为实心侧壁结构。
如上所述的本发明的水质监测的强化采样装置,其较佳的实施例中,如图所示,所述过滤罩10的前端设有密封的气泡室13,所述气泡室13内填充有空气,所述气泡室13的大小与其沉入水体后产生的浮力相关,所述取样头1投入水体后,气泡室13所产生的浮力与所述取样头1和过滤罩10的重力相对应,所述取样头1的前端开口在水体中保持水平朝向的状态。较佳的,气泡室13用于产生设定的浮力,用于抬起取样头1的前端,气泡室13的大小的设定是关于整个取样头1的重力相对应的,气泡室13、过滤罩10整体和取样头1所产生的浮力与过滤罩10和取样头1的重力相关,取样头1沉入水后,取样头1的前端由于气泡室13的作用能够浮起,同时取样头1的整体能够在水中呈水平悬浮姿态,借此,保证取样过程中,取样头1取样是与水流方向在同一直线上的,避免了水流中的杂物与取样头1直接对冲,避免杂物直接挂留在取样头1或者过滤罩10上。
如上所述的本发明的水质监测的强化采样装置,其较佳的实施例中,如图所示,所述气泡室13的后端面为弧形曲面,所述导流通道11的后端与所述过滤罩10的衔接处为弧形曲面。通过设置弧形曲面,能够有效减少气泡室13部分对水流的阻力,同时,弧形曲面减少了水流中杂物挂留在气泡室13后端的迎接面上。
如上所述的本发明的水质监测的强化采样装置,其较佳的实施例中,所述过滤罩10于所述条状物后端设有与所述取样头1连接的连接部,所述连接部经由转动轴承14与所述取样头1的外壳连接,所述过滤罩10能够绕所述取样头1转动。如图所示,较佳的,所述过滤罩10外形为圆筒状结构,其内部设有至少一个导流通道11,而其中心轴位置则于所述取样头1的中心轴同轴,经由转动轴承14的连接,所述过滤罩10能够绕所述取样头1旋转,过滤罩10能够旋转,使得本发明的采样装置进入水体后,能够全面适应慢速和高速水流的情况,在水中能够保持稳定的悬浮状态,不会因为水流冲击到过滤罩10,使得取样头1扭转等各种异常情况,是取样头1的取样位置和取样状态更为稳定可靠。
如上所述的本发明的水质监测的强化采样装置,其较佳的实施例中,所述气泡室13的后端位置以所述取样头1中心轴为中心,向外延伸有旋转叶片15,经由所述旋转叶片15的作用,当水流经过旋转叶片15,能够带动过滤罩10整体绕所述取样头1的中心轴转动。如图所示,在所述气泡室13的后端设置有旋转叶片15,旋转叶片15的倾斜角度能够使的水流冲击后,带动整个过滤罩10旋转,借此,在取样头1前端存在水流流动时,根据水流的方向可以使整个过滤罩10以不同的方向旋转,并且根据水流冲击力的大小不同,旋转速度也不同。通过带动过滤罩10的旋转,使得导流通道11内的杂物可以在周向的旋转作用下,容易脱离导流通道11的侧壁,尤其是脱离导流通道11内的取样缝隙12位置;更进一步的,在旋转达到一定速度的情况下,产生离心作用,杂物会偏向原理取样头1的一侧运动,也就是远离取样缝隙12,不仅可以更好地清理掉取样缝隙12上的杂物,也能去报取样缝隙12不会被堵塞。
如上所述的本发明的水质监测的强化采样装置,其较佳的实施例中,所述旋转叶片15为活动旋转叶片,通过枢接的方式固定在所述气泡室13的外,其设有锁定结构,用于在转动所述旋转叶片15后,固定叶片角度。较佳的,所述旋转叶片15具有多个叶片,且多个叶片均枢接至所述气泡室13外表面,通过拨动,可以改变所述旋转叶片15的倾斜方向,并且通过锁定结构,将旋转叶片15固定在指定的倾斜角度。借此,可以控制旋转叶片15的倾斜方向,通过水流的冲击,使得过滤罩10整体根据旋转叶片15的倾斜方向而产生指定方向上的转动动作。通过适当运行时间后,调整改变过滤罩10的转动方向,可以使得过滤罩10在水体中取样过程中减少挂留杂物的情况,相当于洗衣机滚筒来回晃动的原理,杂物在一个方向挂留在过滤罩10上,则换个方向转动后,杂物就容易脱落。因此,能够更好的使得本发明的采样装置具有更好的防止杂物挂留的能力,避免取样头1堵塞的情况。
如上所述的本发明的水质监测的强化采样装置,其较佳的实施例中,所述导流通道11为于所述取样头1外部螺旋环绕的螺旋通道。较佳的,所述导流通道11为绕着取样头1周围螺旋环绕的结构,取样缝隙12是靠近取样头1一侧设置,因此,水流在螺旋通道内冲击的侧壁为导流通道11的外侧壁,这样的结构能够减少杂物接触取样缝隙12,减少杂物挂留在取样缝隙12上。
如上所述的本发明的水质监测的强化采样装置,其较佳的实施例中,所述取样头1内设有压力检测器,所述取样泵、转动电机4和所述压力检测器与一控制装置信号连接,当所述压力检测器检测取样头1内部压力小于第一设定值时,所述控制装置控制所述转动电机4旋转180度,然后控制所述取样泵在第一设定时间内向反冲口9外反向泵出液体,经过第一设定时间后,控制所述取样泵根据预设时间进行液体的正向泵取动作。较佳的,在一些特殊的水体中,例如杂物和废弃物比较多水体中,进水口8外的过滤网3很容易会被废弃物所覆盖堵塞,导致取样头1无法对水样进行有效的抽取。而本发明的取样头1内设有所述压力检测器,通过检测取样头1内的压力,通过实验标定,当废弃物堵塞过滤网3阻碍取样头1取样时,会导致取样头1内的压力减小,当压力减小到第一设定值时,判定为进水口8过滤网3堵塞,此时控制装置启动转动电机4,将另一半过滤网3转动至进水口8处,借此,可以直接将堵塞的过滤网3部分替换为干净的过滤网3部分,第一时间解决堵塞问题。同时挂留杂物过多的过滤网部分转动至反冲口9外,控制装置启动取样泵反向泵出,反冲口9处向外喷出水流,能够将从过滤网3外侧挂留的杂物冲出清离。在执行了一个设定时间的反冲后,再次控制取样泵正向抽水,取样头1的进水口8处就又可以继续正常的取样。
如上所述的本发明的水质监测的强化采样装置,其较佳的实施例中,所述控制装置设有报警模块,当所述控制装置记录的所述转动电机4转动的频率超过第二设定值时,启动报警动作。较佳的,本发明设有报警模块,能够在控制装置不断地进行转动电机4控制过滤网3转动的频率来判断,过滤网3上的堵塞情况是否存在过度堵塞的情况,或者是水流的杂物出现异常过多的情况。通过报警模块的报警功能,能够有效和及时地通知工作人员对取样点附近的水体进行检查,排查排污异常情况,或者是排查和解决取样头1被完全堵塞的异常情况。
如上所述的本发明的水质监测的强化采样装置,其较佳的实施例中,所述反冲口9外的过滤网3外侧连接有反冲排出弯管,所述反冲排出弯管的开口与所述反冲口9的外周缘轮廓对应,正对设置,其末端延伸至所述取样头1前端的一设定距离处,用于将反冲口9反冲所述过滤网3后脱落的杂物导引至取样头1的后端。较佳的,所述反冲排出弯管就是衔接所述反冲口9的一个管道,其开口包覆了反冲口9,其另一端延伸至所述气泡室13的前端外,使得反冲口9冲出的杂物废弃物不会再挂留在过滤罩10上。
本发明的水质监测的强化采样装置,针对水质监测在采样过程中有可能遇到的水质状态不佳的情况,在水中放入采样头,通过设置具有初步过滤作用的过滤罩和进一步过滤的采样头的组合配置,得到了较现有常规技术更能够放置堵塞的采样装置。其中通过过滤罩的特殊结构,能够有效地经过导流通道进水,并且经过取样缝隙初步过滤水中的杂物,让采样头采集到水体样本;另外,通过采样头上在同一个腔室侧壁上设置有取样口和反冲口,通过控制过滤网的转动,使得粘有杂物的一侧转动至反冲口处,控制取样泵的反冲动作,对反冲口外的过滤网进行反向冲洗,使得过滤网上的杂物脱落冲走,借此,能够循环往复地获得干净的一半过滤网,不断地循环转动,则可以使得取样时能够顺利地抽取需要的液体样品,不会因堵塞而导致无法取样,或取样异常的情况。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种水质监测的强化采样装置,其特征在于,包括取样管道、过滤罩和取样头,
所述取样管道连接有取样泵,所述取样管道一端连接至水质监测设备的采样口;
所述取样头为管状结构,设有进水口和出水口,所述出水口连接至所述取样管道的末端,所述进水口设有滤网;所述取样头的进水口大小为取样头前端开口1/3至1/2的面积,所述取样头的前端开口上设有反冲口,所述反冲口的大小和形状与所述进水口的相同;所述进水口内侧设有朝向取样头内部进水的单向阀,所述反冲口内侧设有朝向前端开口外流向的单向阀;所述取样头内中心轴处设有一转动轴,所述转动轴前端与所述过滤网中心固定连接,其后端与设置于所述取样头后端的一转动电机的输出端连接;所述过滤网扣在所述取样头前端开口处,且可以转动;
所述过滤罩套在所述取样头外,所述过滤罩上凹设有至少一个沿着水流方向开设的导流通道,所述导流通道的侧壁为由沿着所述水流方向延伸的条状物间隔排列构成,各所述条状物之间设有取样缝隙;所述导流通道延伸至所述取样头的进水口外一设定距离处。
2.如权利要求1所述的水质监测的强化采样装置,其特征在于,所述过滤罩的前端设有密封的气泡室,所述气泡室内填充有空气,所述气泡室的大小与其沉入水体后产生的浮力相关,所述取样头投入水体后,气泡室所产生的浮力与所述取样头和过滤罩的重力相对应,所述取样头的前端开口在水体中保持水平朝向的状态。
3.如权利要求2所述的水质监测的强化采样装置,其特征在于,所述气泡室的后端面为弧形曲面,所述导流通道的后端与所述过滤罩的衔接处为弧形曲面。
4.如权利要求3所述的水质监测的强化采样装置,其特征在于,所述过滤罩于所述条状物后端设有与所述取样头连接的连接部,所述连接部经由转动轴承与所述取样头的外壳连接,所述过滤罩能够绕所述取样头转动。
5.如权利要求4所述的水质监测的强化采样装置,其特征在于,所述气泡室的后端位置以所述取样头中心轴为中心,向外方向延伸设置有旋转叶片,经由所述旋转叶片的作用,当水流经过旋转叶片,能够带动过滤罩整体绕所述取样头的中心轴转动。
6.如权利要求5所述的水质监测的强化采样装置,其特征在于,所述旋转叶片为活动旋转叶片,通过枢接的方式固定在所述气泡室的外,其设有锁定结构,用于在转动所述旋转叶片后,固定叶片角度。
7.如权利要求6所述的水质监测的强化采样装置,其特征在于,所述导流通道为于所述取样头外部螺旋环绕的螺旋通道。
8.如权利要求7所述的水质监测的强化采样装置,其特征在于,所述取样头内设有压力检测器,所述取样泵、转动电机和所述压力检测器与一控制装置信号连接,当所述压力检测器检测取样头内部压力小于第一设定值时,所述控制装置控制所述转动电机旋转180度,控制所述取样泵在第一设定时间内反向泵出液体,经过第一设定时间后,控制所述取样泵根据预设的取样要求进行液体的正向泵取动作。
9.如权利要求8所述的水质监测的强化采样装置,其特征在于,所述控制装置设有报警模块,当所述控制装置记录的所述转动电机转动的频率超过第二设定值时,启动报警动作。
10.如权利要求9所述的水质监测的强化采样装置,其特征在于,所述反冲口外的过滤网外侧连接有反冲排出弯管,所述反冲排出弯管的开口与所述反冲口的外周缘轮廓对应,正对设置,其末端延伸至所述取样头后端的一设定距离处,用于将反冲口反冲所述过滤网后脱落的杂物导引至取样头的后端。
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CN116929854A (zh) * | 2023-09-18 | 2023-10-24 | 中建五局第三建设有限公司 | 采样装置及采水方法 |
CN118443390A (zh) * | 2024-07-08 | 2024-08-06 | 山东省地矿工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队) | 一种环境监测水文地质测试装置 |
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2022
- 2022-08-31 CN CN202211051428.XA patent/CN115343112A/zh active Pending
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