CN116165023B - 水体定深采样器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了水体定深采样器，涉及采样技术领域，包括机架，机架上转动安装有横向设置的卷管筒，卷管筒的表面设有螺纹槽，卷管筒上卷缠有螺接在螺纹槽内的取样管，机架上安装有主管道与多个样液储箱，主管道上设有多个分别连接样液储箱的第一支管；取样管的一端连通主管道，另一端连接有抽水器，抽水器包括机壳与潜水泵，取样管连通潜水泵的排水口；机架上安装有位于卷管筒下方的平移机构，平移机构的移动端上转动连接有第一导向轮，机架上安装有位于第一导向轮下方的第二导向轮；机架上设有驱动卷管筒与平移机构的第一驱动机构。本发明的取样管单层卷缠，避免了取样管相互挤压而阻塞的问题，并且可以准确测量下放距离，实现精确定深取样。

Description

水体定深采样器

技术领域

本发明涉及采样技术领域，具体涉及一种水体定深采样器。

背景技术

水体检测过程中，需要进行有效的取样工作，然而深坑水域的取样难度较大，目前常见的方式是采用管盘以及绳索，绳索牵引潜水泵，将潜水泵下放到深坑中，然后再抽水，这种方式存在如下问题：

1、管盘卷缠多层水管，导致水管相互挤压，影响水管的流动，造成阻塞等问题。

2、无法精确的在特定深度取样，取样误差大。

3、不具有避障功能，潜水泵下放过程中容易被坑洞内的障碍物阻挡。

4、水管使用过程中容易粘附杂质，清理繁琐。

发明内容

本发明的目的是提供水体定深采样器，旨在解决现有技术深坑水域取样繁琐的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

水体定深采样器，包括机架，机架上安装配电柜，机架上转动安装有横向设置的卷管筒，卷管筒上卷缠有取样管，卷管筒的表面设有螺纹槽，取样管螺接在螺纹槽内；机架上安装有主管道与多个样液储箱，主管道上设有多个第一支管，任一第一支管均连接一个样液储箱，第一支管上安装有第一电磁阀；取样管的一端连通主管道，另一端连接有抽水器，抽水器包括机壳，机壳上安装有潜水泵，取样管连通潜水泵的排水口；机架上安装有位于卷管筒下方的平移机构，平移机构的移动方向与卷管筒的轴向一致，平移机构的移动端上转动连接有第一导向轮，机架上安装有位于第一导向轮下方的第二导向轮，取样管竖向进入第一导向轮后变为横向设置，再进入第二导向轮后变为竖向设置；机架上设有驱动卷管筒与平移机构的第一驱动机构。

其中，取样管包括管体，管体内套接第一螺旋管。

其中，第一螺旋管内套接电线，电线电连接抽水器与配电柜。

其中，管体表面设有间隔排列的若干个环形凸起。

其中，机架上安装有位于第二导向轮正下方的输管机构，输管机构包括两个第一齿轮以及驱动第一齿轮在竖面转动的第二驱动机构，两个第一齿轮间隔设置，取样管竖向穿过两个第一齿轮之间，并由两个第一齿轮夹紧。

其中，第一齿轮的齿面设有第一环形凹槽，第一环形凹槽的槽面为弧形，且与取样管相配适。

其中，机壳内置多个泵体，泵体的进口端位于机壳顶部，泵体的出口端位于机壳侧部，泵体的出口端上均安装有第二电磁阀，多个泵体的出口端围绕机壳呈圆周排列，机壳侧部还安装有照明灯与光电传感器，光电传感器设有多个，多个光电传感器对应多个检测方位设置。

其中，机架上设有冲洗室与冲洗水储箱，冲洗室位于输管机构的下方，冲洗室内设顶板、底板以及位于二者之间的移动板，顶板与移动板之间连接有第二螺旋管，底板与移动板之间连接有第三螺旋管，顶板设有第一通道，底板设有第二通道，移动板上设有第三通道，取样管自上至下依次穿过第一通道、第二螺旋管内侧、第二通道、第三螺旋管内侧以及第三通道，抽水器向上穿过第三通道进入第三螺旋管内侧，且推动移动板上移；主管道上设有第二支管，第二支管连接冲洗水储箱，第二支管上安装第三电磁阀，冲洗水储箱的底部排水端口连接水泵的进水口，水泵的出水口通过三通电磁阀门分别连接第二螺旋管与第三螺旋管的端口，第二螺旋管与第三螺旋管的内侧均布若干个喷嘴。

其中，水体定深采样器还包括用于连接车体的固定架，机架水平滑动连接在固定架上，固定架上设有齿轨，齿轨的延伸方向与机架的滑动方向一致，机架上安装有由第三驱动机构驱动转动的第二齿轮，第二齿轮啮合在齿轨上。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

1、本发明的取样管单层卷缠，避免了取样管相互挤压而阻塞的问题，并且可以准确测量下放距离，实现精确定深取样。

2、本发明通过排气功能与排水功能进行反吹避障，有效避开坑洞障碍物。

3、本发明可有效清洗取样管与抽水器，保证取样后的取样管与抽水器的洁净度。

附图说明

图1为本发明水体定深采样器实施例一的结构示意图；

图2为图1中取样管的剖视图；

图3为本发明水体定深采样器实施例二中抽水器的结构示意图；

图4为本发明水体定深采样器实施例三的结构示意图；

图5为本发明水体定深采样器实施例四的结构示意图；

图中，机架1，主管道10，第一支管100，第一电磁阀101，第二支管102，第三电磁阀103，样液储箱11，第一电机12，第一齿轮13，第二齿轮14，第二导向轮15，冲洗水储箱16，水泵17，卷管筒2，螺纹槽20，旋转接头21，取样管22，管体220，第一螺旋管221，电线222，环形凸起223，平移机构3，第一导向轮30，抽水器4，机壳40，潜水泵41，泵体42，进口端420，出口端421，第二电磁阀422，光电传感器43，照明灯44，冲洗室5，顶板50，底板51，移动板52，第二螺旋管53，第三螺旋管54，固定架6，齿轨60。

具体实施方式

下面结合附图，进一步阐述本发明。

本说明书中涉及到的方位均以本发明水体定深采样器正常工作时的方位为准，不限定其存储及运输时的方位，仅代表相对的位置关系，不代表绝对的位置关系。

实施例一

如图1和图2共同所示，水体定深采样器包括机架1，机架1上安装为设备供电以及提供电动控制的配电柜，配电柜内置供电模块与控制模块。

机架1上还安装有卷管筒2与取样管22，卷管筒2横向设置，卷管筒2包括轴体以及同轴固接在轴体上的筒体，轴体的两端转动连接在机架1上，筒体上设有螺纹槽20，取样管22沿着螺纹槽20的螺旋方向卷缠在筒体上，并且取样管22部分位于螺纹槽20内。

机架1上还安装有主管道10以及多个样液储箱11，主管道10横向设置在卷管筒2的下方位置处，样液储箱11安装在机架1上，主管道10的底部安装多个第一支管100，每个第一支管100均连接一个样液储箱11，第一支管100上安装有第一电磁阀101，通过第一电磁阀101控制第一支管100的通断，从而控制不同的样液储箱11与主管道10之间的连通。

取样管22连通主管道10与抽水器4；抽水器4包括机壳40，机壳40上安装有潜水泵41，取样管22的进水端口连通潜水泵41的排水口。另外，抽水器4的底部通过紧固件可拆卸连接配重块，可以调整抽水器4的整体重量。

本实施方式中，机架1上安装旋转接头21，轴体的一端连接在旋转接头21上，并且轴体内置连通旋转接头21的进水通道，主管道10的进水端口同样连接的旋转接头21上，实现主管道10与进水通道的连通，取样管22的出水端口连接在轴体上，并且连通进水通道；抽水器4将水抽入取样管22，然后依次经过进水通道、旋转接头21、主管道10、第一支管100，最后进入样液储箱11。

机架1还上安装有平移机构3与第二导向轮15，平移机构3包括安装架与滑座，安装架上安装直线导轨，直线导轨的滑块固定在滑座上，安装架上还转动安装有螺杆，螺杆上螺接滚珠螺母，滚珠螺母固定在滑座上，直线导轨、螺杆以及轴体三者相互平行设置，通过驱动螺杆转动，即可带动滑座沿着直线导轨滑动，实现滑座的平移功能；滑座上转动安装有第一导向轮30，第一导向轮30用于在竖面内支撑导向取样管22，并且随着滑座同步平移；第二导向轮15位于第一导向轮30的下方位置处，第二导向轮15转动连接在机架1上。

通过第一导向轮30与第二导向轮15支撑导向取样管22，第一导向轮30与第二导向轮15分别支撑在取样管22相对的两侧上，并且第一导向轮30与第二导向轮15的轮面均设有第二环形凹槽，取样管22配合在第二环形凹槽内；从卷管筒2延伸下的取样管22是竖向的，进入第一导向轮30后变为横向，横向的取样管22再进入第二导向轮15后变为竖向，使得取样管22最终从机架底部以竖向状态输出。

机架1上设有第一驱动机构，本实施方式中，第一驱动机构为第一电机12，第一电机12的电机轴与轴体通过联轴器连接，轴体与螺杆通过齿轮组传动连接，通过第一电机12驱动轴体转动，在齿轮组的传动下，实现螺杆同步转动。

使用时，第一电机12启动，卷管筒2反向转动，从而下放取样管22，在重力作用下，抽水器4逐渐下移；卷管筒2转动的同时，平移机构3逐渐向右移动，在第一导向轮30与第二导向轮15的导向下，取样管22持续向下移动，并且取样管22从机架1出来后的部分始终是在同一位置竖放，使得取样管22可以定点取样。

通过卷管筒2的旋转圈数即可计算出取样管22下放的长度，从而计算出取样的深度，当抽水器4得到达预定深度h1时，第一电机12停止，第一个样液储箱11对应的第一电磁阀101启动，其余第一电磁阀101关闭，抽水泵17启动，将水通过取样管22抽入到第一个样液储箱11中，取样完成后抽水泵17关闭。

然后第一电机12启动，卷管筒2继续下放取样管22，直到抽水器4到达预定深度h2，第一电机12停止，第二个样液储箱11对应的第一电磁阀101启动，其余第一电磁阀101关闭，抽水泵17启动，将水通过取样管22抽入到第二个样液储箱11中，取样完成后抽水泵17关闭。

重复上述步骤，直到各个预定深度取样完成。

最后第一电机12驱动卷管筒2正向转动，从而卷缠取样管22，平移机构3同步向左移动，在第一导向轮30的导向作用下，使得取样管22复位到螺纹槽20内，从而完成取样工作。

优选地，取样管22包括管体220与第一螺旋管221，管体220为两层套接的橡胶管，两侧橡胶管粘接在一起，第一螺旋管221为金属管，第一螺旋管221套接在两侧橡胶管之间，通过第一螺旋管221来提高管体220的径向强度，避免管体220受拉后变形，导致阻塞。

进一步地，抽水器4与配电柜之间连接电线222，第一螺旋管221的管腔用于走线，电线222穿装在第一螺旋管221内，形成对电线222的保护。

进一步地，外层的橡胶管表面设有间隔排列的若干个环形凸起223，环形凸起223的截面为弧形，进一步提高取样管22的结构强度以及升降稳定性。

进一步地，机架1上安装有输管机构，输管机构位于第二导向轮15的正下方，输管机构包括两个第一齿轮13以及第二驱动机构，第二驱动机构用于驱动两个第一齿轮13在竖面同步转动。

两个第一齿轮13间隔设置，取样管22竖向穿过两个第一齿轮13的齿面之间，并由两个第一齿轮13夹紧。本实施方式中，第二驱动机构包括第二电机、蜗轮以及蜗杆，每个第一齿轮13的轴端均固接一个蜗轮，蜗杆转动连接在机架1上，蜗杆上设有两段旋向相反的螺纹齿，两个第一齿轮13分别啮合到两段螺纹齿上，第二电机与蜗杆通过联轴器连接，第二电机驱动蜗杆转动，带动两个第一齿轮13反向转动，两个齿轮持续的输送取样管22，使得取样管22更加稳定的升降。

更进一步地，第一齿轮13的齿面设有第一环形凹槽，第一环形凹槽的槽面为弧形，且与取样管22相配适，使得第一齿轮13与取样管22的接触面积更大，提高二者之间的摩擦力，进一步提高取样管22升降的稳定性。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于，如图3所示，机壳40内固定安装有多个泵体42，每个泵体42上设有进口端420与出口端421，进口端420贯穿机壳40顶部，出口端421贯穿机壳40侧部，出口端421安装有第二电磁阀422，多个出口端421围绕机壳40圆周排列，机壳40外侧安装有照明灯44以及多个光电传感器43，每个出口端421对应一个光电传感器43，多个光电传感器43围绕机壳40圆周排列。

当抽水器4在未入水之前下移，且碰到障碍物时，通过光电传感器43感应抽水器4对应障碍物的方位，然后开启该方位的出口端421所安装的第二电磁阀422，然后启动泵体42，使得该方位的出口端421喷气，气体冲击障碍物时，抽水器4受到反作用力而向着远离障碍物的方向偏移，实现避障功能，在缺乏光照的地方，可以通过照明灯44补光，维持光电传感器43的正常使用；

当抽水器4在水中碰到障碍物时，由于缺乏在水中的检测功能，因此所有出口端421均开启，然后泵体42抽水，所有出口端421同步排水，抽水器4受到障碍物方向的反作用力最大，从而驱使抽水器4向着远离障碍物的方向偏移，实现避障功能。

实施例三

本实施例与实施例一的不同之处在于，如图4所示，机架1上设有冲洗室5与冲洗水储箱16，冲洗室5位于输管机构的下方，冲洗室5内设顶板50、底板51以及位于二者之间的移动板52，顶板50与移动板52之间连接有第二螺旋管53，底板51与移动板52之间连接有第三螺旋管54，第二螺旋管53与第三螺旋管54均竖向延伸，且同轴设置，顶板50设有第一通道，底板51设有第二通道，移动板52上设有第三通道；取样管22可以自由穿行在第一通道、第二螺旋管53内侧、第二通道、第三螺旋管54内侧以及第三通道之间，而抽水器4只能穿过第三通道与第三螺旋管54的内侧。

主管道10上设有第二支管102，第二支管102连接冲洗水储箱16，第二支管102上安装第三电磁阀103，冲洗水储箱16的底部排水端口连接水泵17的进水口，水泵17的出水口通过三通电磁阀门分别连接第二螺旋管53与第三螺旋管54的端口，第二螺旋管53与第三螺旋管54的内侧均布若干个喷嘴。

初始状态时，移动板52在重力作用下会向下移动到最低处，此时第二螺旋管53是展开状态，第三螺旋管54是收拢状态；

抽水取样过程中，潜水泵41抽取一定量的水，存入冲洗水储箱16，取样完成后，取样管22逐渐上移，同时，三通电磁阀门连通第二螺旋管53与冲洗水储箱16，通过水泵17将冲洗水储箱16内的水抽入第二螺旋管53，再由第二螺旋管53内侧的喷嘴持续冲洗取样管22，实现取样管22的清洁；

当抽水器4进入第三螺旋管54内侧，且顶靠在移动板52上，抽水器4继续上移一段距离，使得第三螺旋管54展开，第二螺旋管53收拢，然后三通电磁阀门连通第三螺旋管54与冲洗水储箱16，通过水泵17将冲洗水储箱16内的水抽入第三螺旋管54，再由第三螺旋管54内侧的喷嘴持续的冲洗抽水器4，实现取抽水器4的清洁；

清洁后的污水通过机架1底部排出。

实施例四

本实施例与实施例一的不同之处在于，如图5所示，水体定深采样器还包括固定架6，固定架6可连接车体，使得整个采样器可以车载使用，机架1上安装辊轮，固定架6上设有轨道槽，辊轮滑动连接在轨道槽内，固定架6上设有齿轨60，齿轨60的延伸方向与机架1的滑动方向一致，机架1上安装有由第三驱动机构驱动转动的第二齿轮14，第二齿轮14啮合在齿轨60上，本实施方式中，第三驱动机构为第三电机，第三电机驱动第二齿轮14转动，在第二齿轮14与齿轨60的传动下，实现机架1相对固定架6的移动，从而有效调整取样位置。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.水体定深采样器，包括机架，机架上安装配电柜，其特征在于，

所述机架上转动安装有横向设置的卷管筒，所述卷管筒上卷缠有取样管，所述卷管筒的表面设有螺纹槽，所述取样管螺接在螺纹槽内；

所述机架上安装有主管道与多个样液储箱，所述主管道上设有多个第一支管，任一第一支管均连接一个样液储箱，所述第一支管上安装有第一电磁阀；

所述取样管的一端连通主管道，另一端连接有抽水器，所述抽水器包括机壳，所述机壳上安装有潜水泵，所述取样管连通潜水泵的排水口；

所述机架上安装有位于卷管筒下方的平移机构，所述平移机构的移动方向与卷管筒的轴向一致，所述平移机构的移动端上转动连接有第一导向轮，所述机架上安装有位于第一导向轮下方的第二导向轮，所述取样管竖向进入第一导向轮后变为横向设置，再进入第二导向轮后变为竖向设置；

机架上设有驱动卷管筒与平移机构的第一驱动机构；

所述机架上设有冲洗室与冲洗水储箱，所述冲洗室位于输管机构的下方，所述冲洗室内设顶板、底板以及位于二者之间的移动板，所述顶板与移动板之间连接有第二螺旋管，所述底板与移动板之间连接有第三螺旋管，所述顶板设有第一通道，所述底板设有第二通道，所述移动板上设有第三通道，所述取样管自上至下依次穿过第一通道、第二螺旋管内侧、第二通道、第三螺旋管内侧以及第三通道，所述抽水器向上穿过第三通道进入第三螺旋管内侧，且推动移动板上移；

所述主管道上设有第二支管，所述第二支管连接冲洗水储箱，所述第二支管上安装第三电磁阀，所述冲洗水储箱的底部排水端口连接水泵的进水口，所述水泵的出水口通过三通电磁阀门分别连接第二螺旋管与第三螺旋管的端口，所述第二螺旋管与第三螺旋管的内侧均布若干个喷嘴。

2.如权利要求1所述的水体定深采样器，其特征在于，所述取样管包括管体，所述管体内套接第一螺旋管。

3.如权利要求2所述的水体定深采样器，其特征在于，所述第一螺旋管内套接电线，所述电线电连接抽水器与配电柜。

4.如权利要求2所述的水体定深采样器，其特征在于，所述管体表面设有间隔排列的若干个环形凸起。

5.如权利要求2所述的水体定深采样器，其特征在于，所述机架上安装有位于第二导向轮正下方的输管机构，所述输管机构包括两个第一齿轮以及驱动第一齿轮在竖面转动的第二驱动机构，两个第一齿轮间隔设置，所述取样管竖向穿过两个第一齿轮之间，并由两个第一齿轮夹紧。

6.如权利要求5所述的水体定深采样器，其特征在于，所述第一齿轮的齿面设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽的槽面为弧形，且与取样管相配适。

7.如权利要求1所述的水体定深采样器，其特征在于，所述机壳内置多个泵体，所述泵体的进口端位于机壳顶部，所述泵体的出口端位于机壳侧部，所述泵体的出口端上均安装有第二电磁阀，多个泵体的出口端围绕机壳呈圆周排列，所述机壳侧部还安装有照明灯与光电传感器，所述光电传感器设有多个，多个光电传感器对应多个检测方位设置。

8.如权利要求1所述的水体定深采样器，其特征在于，所述水体定深采样器还包括用于连接车体的固定架，所述机架水平滑动连接在固定架上，所述固定架上设有齿轨，所述齿轨的延伸方向与机架的滑动方向一致，所述机架上安装有由第三驱动机构驱动转动的第二齿轮，所述第二齿轮啮合在齿轨上。

Images