CN116223129A - 一种水体检测混合取样机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水体检测混合取样机，有效解决机械设备不能够按照时间间隔和流量变化定时取样的问题；其解决的技术方案是包括横向的支撑杆，支撑杆的左端套装有第一套筒，第一套筒能间歇转动；第一套筒上均布有两个竖杆，竖杆的端部固定有横向的取样器，竖杆上设置有与取样器对应的第一导流槽，支撑杆的右侧设置有收集箱，收集箱上设置有连接第一导流槽和收集箱的第二导流槽，支撑杆上套装有第二套筒，第二套筒和每个取样器的第一套环之间均连接有绳索，第二套筒转动后，两个绳索拉紧，使第一套环和第二套环同步转动，并使进水孔和出水孔被封堵，随后第二套筒转动半圈，本发明能够按照指定的时间间隔，进行定时取样，取样水量实时动态变化。

Description

一种水体检测混合取样机

技术领域

本发明涉及水体采样技术领域，特别是一种水体检测混合取样机。

背景技术

水体取样的方式和方法较多，总体上可分为瞬时采样和混合采样两大类。

瞬时采样：即对于生产工艺过程连续且稳定，废水量和水质均较稳定的水体，瞬时样品具有较好的代表性；当水体组分及含量随时间和空间变化时就应隔时、多点采集瞬时样分别进行分析摸清水质的变化规律。例如专利文献：CN209513345U一种混合式污水取样装置、CN206177640U环保监测用污水取样器4、CN108507836B一种一次多点取样的水体取样器4等，均为多点瞬时采样。

混合水样：即工业废水的排放量和污染组分的浓度往往随时间起伏较大，为使监测结果具有代表性，需要增大采样和测定频率，但这势必增加工作量，此时比较好的办法是采集平均混合水样或平均比例混合水样。

平均混合水样：指每隔相同时间，取等量废水混合而成。如果废水排放和流量比较恒定，则在24小时内每隔相同时间，采集等量水样，最后混合而成平均水样。

平均比例混合水样：指采样次数与采样水的流速成正比例关系。若废水流量有变化，则照相同的时间，根据废水流量的大小来取样流量大时多取，流量小时少取。一般取一昼夜，然后均匀混合而成。

对于混合水样，由于需要检测水体的流量，因此现有的设备一般需要使用流量计配合水泵来进行取样，例如专利文献CN108709771A 用于农业面源污染监测的连续性水样采集器及其监测方法，其需要流量计和水泵通过一定的算法来来实现联动，该设备的研发、购置以及维护成本较高。同时该设备为连续化取样，对于工业废水进行取样时，不需要连续化取样，一般间隔一到两个小时取样，而后混合即可，既能够满足取样需求，也能够简化工作量。

另有专利文献CN107764593A公开了一种连续混合水样采集装置及其水样采集方法，其采用了类似于水车的方式来进行取样，虽然能够实现根据流速进行取样频率的变化，但是其取样也处于连续不断的状态，取样的数量较多，无法满足长时间内等间隔的取样需求。

综上，目前的电器化设备虽然也能够实现按流量来进行取样，但是成本高，功能繁杂，传统的机械设备不能够在指定的时间内，按照时间间隔并按流量变化进行取样，无法满足工业废水取样的需求。

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水体检测混合取样机，可有效解决机械设备不能够按照时间间隔和流量变化定时取样的问题。

其解决的技术方案是包括横向的支撑杆，支撑杆的左端套装有第一套筒，第一套筒能间歇转动；第一套筒上均布有两个竖杆，竖杆的端部固定有横向的取样器，竖杆上设置有与取样器对应的第一导流槽，支撑杆的右侧设置有收集箱，收集箱上设置有连接第一导流槽和收集箱的第二导流槽；

所述的取样器包括外筒体，外筒体内插装有左右两个内筒体，外筒体能左右移动并朝向外筒体的中间复位，外筒体的中部开设有进水孔，每个内筒体上均开设有一个出水孔，外筒体上套装有能转动的第一套环，每个内筒体上套装有能转动的第二套环，第一套环开设有与进水孔对应的第一让位孔；第二套环开设有与出水孔对应的第二让位孔；

支撑杆上套装有第二套筒，第二套筒和每个取样器的第一套环之间均连接有绳索，第二套筒转动后，两个绳索拉紧，使第一套环和第二套环同步转动，并使进水孔和出水孔被封堵，随后第二套筒转动半圈。

所述的套筒上安装有限位销钉，支撑杆上均布有两个与限位销钉对应的定位槽，限位销钉置于定位槽内时，竖杆处于竖直的状态。

所述的第一套环上设置有左右两个横向的导杆，导杆分别穿过左右两个第二套环，导杆上套装有拉簧。

所述的第一套环上开设有弧形通槽，竖杆的端部穿过弧形通槽与外筒体固定，弧形通槽内安装有压簧，压簧的一端与竖杆固定，另一端与弧形通槽的侧壁固定。

本发明：1、能够按照指定的时间间隔，进行定时取样，并且每次取样量会根据流量的大小自适应；2、不需要依靠泵和流量计即可完成取样，避免了污水对泵等设备的腐蚀，不需要算法和复杂程序支持，设备简单，成本低维护方便，易上手。3、通过内外筒体的配合，巧妙的利用了流量的大小，机械化的实现了取样量与流量的正相关。4、通过两个取样器相互配合的方式，实现了连续不断工作，自动取样和排出样品。5、取样操作方便，通过控制电机的间隔转动，亦或是手摇的方式即可完成整个取样的过程。

附图说明

图1为本发明的整体示意图。

图2为本发明取样器的立体示意图（视角一）。

图3为本发明取样器的立体示意图（视角二）。

图4为本发明取样器中内筒和外筒配合的立体示意图。

图5为本发明取样器的俯视剖面图（初始状态）。

图6为本发明取样器的俯视剖面图（伸长状态）。

图7为本发明图1中的局部放大剖面图。

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7给出，本发明包括横向的支撑杆1，支撑杆1的左端套装有第一套筒2，第一套筒2能间歇转动；第一套筒2上均布有两个竖杆3，竖杆3的端部固定有横向的取样器4，竖杆3上设置有与取样器4对应的第一导流槽5，支撑杆1的右侧设置有收集箱，收集箱上设置有连接第一导流槽5和收集箱的第二导流槽6；

所述的取样器4包括外筒体401，外筒体401内插装有左右两个内筒体402，外筒体401能左右移动并朝向外筒体401的中间复位，外筒体401的中部开设有进水孔403，每个内筒体402上均开设有一个出水孔404，外筒体401上套装有能转动的第一套环405，每个内筒体402上套装有能转动的第二套环406，第一套环405开设有与进水孔403对应的第一让位孔407；第二套环406开设有与出水孔404对应的第二让位孔408；

支撑杆1上套装有第二套筒7，第二套筒7和每个取样器4的第一套环405之间均连接有绳索8，第二套筒7转动后，两个绳索8拉紧，使第一套环405和第二套环406同步转动，并使进水孔403和出水孔404被封堵，随后第二套筒7转动半圈。

为了实现套筒转动的限制和定位，所述的套筒上安装有限位销钉9，支撑杆1上均布有两个与限位销钉9对应的定位槽10，限位销钉9置于定位槽10内时，竖杆3处于竖直的状态。

为了实现第一套环405和第二套环406的同步转动，以及内筒体402的左右移动的复位，所述的第一套环405上设置有左右两个横向的导杆409，导杆409分别穿过左右两个第二套环406，导杆409上套装有拉簧410。

为了实现第一套环405和第二套环406的转动并复位，所述的第一套环405上开设有弧形通槽411，竖杆3的端部穿过弧形通槽411与外筒体401固定，弧形通槽411内安装有压簧412，压簧412的一端与竖杆3固定，另一端与弧形通槽411的侧壁固定。

为了实现水流对外筒体401的推动，所述的出水孔404位于进水孔403的对侧。

为了实现第一套环405和第二套环406的转动，所述的第一套环405和第二套环406的内壁上均设置有环形凸起，外筒体401和内筒体402上设置有与环形凸起对应的环形槽；第一套环405和第二套环406的内缘面上均设置有密封层。

为了实现方便清理内筒体402，所述的内筒体402远离外筒体401的一端旋拧有端盖413。

为了实现内筒体402和外筒体401之间的左右滑动，所述的内筒体402的外缘面上设置有横向的键，外筒体401的内缘面上设置有键槽。

为了实现第二套筒7的转动，所述的第二套筒7经电机驱动进行转动，电机经控制器控制。

为了实现第二套筒7的转动，所述的第二套筒7的外缘面上均布有多个手柄。

本发明使用时，首先将本发明中横向的支撑杆1进行固定，并使竖杆3下端的取样器4置于取样的水体中，一般为水渠或者排水管，本装置中取样器4设置为上下对称的两个，随着转动，两个取样器4的位置能够互换。

为了使取样器4对于水流的流速变化更为灵敏，同时取样更加的方便，可以通过管道等设备对排水渠进行轻微的改造，即截取排水渠中一部分水流，使该水流正对取样器4的进水孔403，实现水流直冲进水孔403，而取样器4的其余部分不受水流影响。

一般情况下，可以将取样器4直接放入流动的水体中，使取样器4的进水孔403迎着水流，出水孔404自然与水流方向一致，水流会通过进水孔403进入到取样器4内，并从出水孔404流出。

由于水流具有一定的冲击力，且进水孔403的直径大于出水孔404的直径，因此水进入到取样器4的内部后，会使取样器4的内部产生一定的压力，继而使取样器4中左右两个内筒体402向两侧移动，随着水流流速的增加，移动的距离也会增大；并且处于持续的变化中，即随着实时水流的大小，内筒体402的移动处于实时变化的状态中。

当需要取样时，此时电机或者认为的驱动第二套筒7进行转动，第二套筒7会首先拉动绳索8，绳索8拉紧后，由于绳索8的端部与第一套环405连接，并且缠绕有一定的长度，此时绳索8会拉动取样器4中的第一套环405进行转动，第二竖杆3由于限位销钉9的作用，暂时不转动，即内筒体402和外筒体401均保持不转动；随着第一套环405通过导杆409带动第二套环406同步转动，此时第一套环405上的第一让位孔407不再于进水孔403对应，同时第二套环406上的第二让位孔408也不再与出水孔404对应，因此进水孔403和出水孔404会同时被封堵，即水样会保留在内筒体402和外筒体401的内部。

并且由于整个转动的过程较快，因此在封堵的时候，外筒体401会保持伸长的状态，使水样被完全的封堵在内部，使的此时取出的水样的量与当时的流速呈正相关。

随后第一套环405和第二套环406的转动达到最大程度，绳索8也被拉紧，随着第二套筒7的继续转动，会通过两根绳索8带动整个竖杆3和竖杆3端部的取样器4进行转动，竖杆3转动半圈后，停止转动，两个取样器4的位置发生互换。

为了避免绳索8拉紧后，第二套筒7通过绳索带动第一套筒2较为费力，可以在第一套筒2右端面上开设一个弧形凹槽，在第二套筒上设置一个置于弧形凹槽内的拨杆，从而配合绳索7的预紧动作，起到辅助第二套筒7带动第一套筒2转动的作用。

当竖杆3停止转动后，电机或者人工不在驱动第二套筒7，第一套环405会在压簧412的作用下复位，继而使出水孔404和进水孔403被打开。

此时位于上方的取样器4内的水样会从出水孔404和进水孔403同时流出，由于进水孔403直径大，因此大部分从进水孔403流出，并且也不会残留。流出的水样通过第一导流槽5和第二导流槽6的导流作用下流入到收集箱内，完成了水样的收集。同时处于下方的取样器4会继续重复上述过程。

因此通过转动，首先会使瞬间完成取样器4中出水孔404的进水孔403的封堵，使水样截留在取样器4内部，而后克服了限位销钉9的阻力后，整个装置会继续转动半圈，实现了两个取样器4的位置的互换，以及水样的自动排除。

通过控制器的设定，可以根据需要定时对整个装置进行驱动转动，以实现等时间间隔的取样，例如每隔一个小时，连续工作24个小时。或者根据工厂的生产情况，例如白天1小时取一次样，夜晚2小时取一次样。最终使混合后的样品尽可能的接近真是的排放情况。

本装置中出水孔404靠近端盖413的位置，因此水流在取样器4的内部持续的流动，不存在残留，保证了可以随时进行取样，同时通过水流在取样器4的流动，利用流动的动能，带动内筒体402进行实时的移动，实现了取样器4取样流量的实时动态变化。

若需要进行定量采样时，可以在导杆409的外端安装一个压紧螺栓，即可避免内筒体402的晃动，实现定量采样。从而满足多种需求。

本装置通过机械化的方式，实现了取样量随流速的实时变化，同时通过转动的动作，能够首先快速封堵取样器4，保证了取样的准确，而后通过两个取样器4的交替，实现了自动化的连续取样，整体结构简单，采样透明化，维护方便，成本低廉，制造方便，满足了定时根据流量变化进行取样的需求，填补了混合取样设备的空白。

Claims (10)

1.一种水体检测混合取样机，包括横向的支撑杆（1），其特征在于，支撑杆（1）的左端套装有第一套筒（2），第一套筒（2）能间歇转动；第一套筒（2）上均布有两个竖杆（3），竖杆（3）的端部固定有横向的取样器（4），竖杆（3）上设置有与取样器（4）对应的第一导流槽（5），支撑杆（1）的右侧设置有收集箱，收集箱上设置有连接第一导流槽（5）和收集箱的第二导流槽（6）；

所述的取样器（4）包括外筒体（401），外筒体（401）内插装有左右两个内筒体（402），外筒体（401）能左右移动并朝向外筒体（401）的中间复位，外筒体（401）的中部开设有进水孔（403），每个内筒体（402）上均开设有一个出水孔（404），外筒体（401）上套装有能转动的第一套环（405），每个内筒体（402）上套装有能转动的第二套环（406），第一套环（405）开设有与进水孔（403）对应的第一让位孔（407）；第二套环（406）开设有与出水孔（404）对应的第二让位孔（408）；

所述的支撑杆（1）上套装有第二套筒（7），第二套筒（7）和每个取样器（4）的第一套环（405）之间均连接有绳索（8），第二套筒（7）转动后，两个绳索（8）拉紧，使第一套环（405）和第二套环（406）同步转动，并使进水孔（403）和出水孔（404）被封堵，随后第二套筒（7）转动半圈。

2.根据权利要求1所述的一种水体检测混合取样机，其特征在于，所述的套筒上安装有限位销钉（9），支撑杆（1）上均布有两个与限位销钉（9）对应的定位槽（10），限位销钉（9）置于定位槽（10）内时，竖杆（3）处于竖直的状态。

3.根据权利要求1所述的一种水体检测混合取样机，其特征在于，所述的第一套环（405）上设置有左右两个横向的导杆（409），导杆（409）分别穿过左右两个第二套环（406），导杆（409）上套装有拉簧（410）。

4.根据权利要求1所述的一种水体检测混合取样机，其特征在于，所述的第一套环（405）上开设有弧形通槽（411），竖杆（3）的端部穿过弧形通槽（411）与外筒体（401）固定，弧形通槽（411）内安装有压簧（412），压簧（412）的一端与竖杆（3）固定，另一端与通槽（411）的侧壁固定。

5.根据权利要求1所述的一种水体检测混合取样机，其特征在于，所述的出水孔（404）位于进水孔（403）的对侧。

6.根据权利要求1所述的一种水体检测混合取样机，其特征在于，所述的第一套环（405）和第二套环（406）的内壁上均设置有环形凸起，外筒体（401）和内筒体（402）上设置有与环形凸起对应的环形槽；第一套环（405）和第二套环（406）的内缘面上均设置有密封层。

7.根据权利要求1所述的一种水体检测混合取样机，其特征在于，所述的内筒体（402）远离外筒体（401）的一端旋拧有端盖（413）。

8.根据权利要求1所述的一种水体检测混合取样机，其特征在于，所述的内筒体（402）的外缘面上设置有横向的键，外筒体（401）的内缘面上设置有键槽。

9.根据权利要求1所述的一种水体检测混合取样机，其特征在于，所述的第二套筒（7）经电机驱动进行转动，电机经控制器控制。

10.根据权利要求1所述的一种水体检测混合取样机，其特征在于，所述的第二套筒（7）的外缘面上均布有多个手柄。

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