CN116296609B - 一种无人值守污水监测系统及监测用取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无人值守污水监测系统及监测用取样装置，涉及污水监测取样技术领域，包括设置在污水池侧壁上的多组取样模块，每组取样模块包括封堵块、丝杆一、导向杆、取样孔管、启闭组件，封堵块为等腰梯形，污水池的槽壁内开设有封堵槽，封堵槽的内侧开设有纵向通槽，取样孔管由启闭组件控制启闭；导向杆穿设在封堵块内用于配合丝杆一驱动导向；纵向通槽的两侧设有两组导向滑槽，导向滑槽内用于置入封堵板，污水池顶端的盖板上开设供封堵块纵向通过的缺口一和供封堵板纵向通过的缺口二，缺口二上由封板封合，本发明无需动力水泵的驱动，即可采集出不同位置和不同高度处的污水样品，且当发生堵塞时，维护自动化程度较高，人员操作风险也较低。

Description

一种无人值守污水监测系统及监测用取样装置

技术领域

本发明涉及一种污水监测取样技术领域，尤其是一种无人值守污水监测系统及监测用取样装置。

背景技术

工业产生的污水一般需要存入污水池内，而污水池在集存污水的过程中，还需要随时针对污水池内的污水进行取样检测，从而以便根据取样检测的结果来确定后续的净化方向，尤其是针对大型的污水池而言，为了确保取样检测的准确性，故而还需要采集不同深度、不同位置的污水来进行检测；

目前，针对上述情况，污水池内一般会在不同位置和不同高度处开设有取样孔，取样孔与取样管道相连，且通过电磁阀控制启闭来完成取样和封口的操作，此设计方式下的取样操作，为无需使用水泵，仅是依靠水的自然流动性来进行的取样，因此能够做到无动力取样，但是由于污水内的杂质普遍较多，因此极易发生取样管道堵塞的现象，而一旦出现取样管堵塞，则还需要拆除电磁阀和取样管道，疏通后再进行取样操作，拆装操作的劳动强度较大，且人员接触污水的风险也较高，尤其是针对有些顶部需要封盖的污水池而言，顶部封盖处理是为了降低污水散发的气味对于环境的污染和对于人员的伤害，故而上述的取样操作方式也急需被改进。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种无人值守污水监测系统及监测用取样装置，无需动力水泵的驱动，即可采集出不同位置和不同高度处的污水样品，且当发生堵塞时，人员更换维护的操作亦较为便捷，自动化程度较高，人员操作风险也较低。

本发明提供了如下的技术方案：

一种无人值守污水监测系统及监测用取样装置，包括设置在污水池侧壁上的多组取样模块，每组取样模块包括封堵块、丝杆一、导向杆、取样孔管、启闭组件，封堵块为等腰梯形，污水池的槽壁内开设有封堵槽，封堵槽为顶端扩口形，封堵槽的内侧开设有与污水池的内腔贯通的纵向通槽，且封堵块由封堵槽的顶端嵌入用于封堵在纵向通槽的外侧，封堵块上沿纵向设置有多组与污水池连通的取样孔管，取样孔管由启闭组件控制启闭，从而来实现控制取样；

丝杆一由安装在封堵槽底部的电机一驱动，且螺纹连接在封堵块内纵向设置的螺纹孔内，封堵槽的底端还固定有至少一组纵向的导向杆，导向杆穿设在封堵块内用于配合丝杆一驱动导向；

纵向通槽的两侧还设置有两组固定在污水池侧壁内的导向滑槽，导向滑槽内用于置入封堵在纵向通槽内侧的封堵板，污水池顶端的盖板上开设有供封堵块纵向通过的缺口一和供封堵板纵向通过的缺口二，且盖板上还设置有用于盖合在缺口二上的可拆卸连接的封板，当取样孔管未堵塞，处于正常使用状态时，封堵板由导向滑槽内取出，且使用封板将缺口二密封，而当取样孔管堵塞时，可拆除封板，将封堵板由缺口二置入到导向滑槽内，进而将纵向通槽封堵，再启动电机一控制丝杆一旋转，封堵块上移，进而能够快速的由缺口一取出，且在更换新的封堵块时，新的封堵块由封堵槽的顶端开口处置入，且由于封堵块为等腰梯形的设置，故而封堵块在下移直至抵接封堵槽的侧壁和底边后，持续旋转丝杆一，则可将封堵块的周边压紧在封堵槽内，实现更好的密封效果。

优选的，启闭组件为连接在取样孔管上的电磁阀。

优选的，启闭组件包括顶推封块、活塞套、顶推弹簧、推板、凸环，污水池的侧壁上开设有用于定位活塞套的槽腔，顶推封块的一端伸入到活塞套内与活塞套内的顶推弹簧顶压配合，其另一端穿过槽腔进入封堵槽内且穿入封堵块封堵在取样孔管的中部，顶推封块的中部设有一圈凸环，凸环的一侧设有一组伸出槽腔的推板，且通过推动推板压缩顶推弹簧，来驱动顶推封块脱出取样孔管，进而可以留出污水通过的通道，且当需要更换封堵块时，通过持续压缩顶推弹簧，使得顶推封块由封堵块内脱出，从而能够留出封堵块运动的空间，且更换时，无需更换启闭组件，因此可以可以降低更换成本，且更换后仅需要贯通取样孔管即可，维护也较为方便。

优选的，两组导向滑槽之间还设置有至少两组横向的丝杆二，丝杆二由导向滑槽内的电机二驱动，且其上螺纹连接有两组反向运动的压条，两组导向滑槽的槽内还滑动连接有两组配合条，配合条和压条的接触面为倾斜面，且通过旋转丝杆二，两组压条背向运动且顶推抵压两组配合条朝向封堵板抵压配合，用于将封堵板密封压接在污水池的侧壁上盖合纵向通槽，使得在更换封堵块时，能够更好的封堵纵向通槽。

优选的，盖板上还设置有用于自动取样的集样模块。

优选的，集样模块包括位于滑动连接在盖板上的一组滑架，滑架由安装在盖板上的丝杆三和电机三驱动，当电机三启动时，可带动滑架沿污水池长度方向上直线滑动，滑架的两端还设置有两组位于污水池外侧的采集单元，采集单元包括丝杆四、导杆、圆形板块、外围板块、定位块，丝杆四转动连接在滑架上且由滑架上的电机四驱动旋转，其外侧螺纹连接有一组圆形板块，导杆固定在滑架上，圆形板块套设在导杆外，且在丝杆四的驱动下升降运动，外围板块转动连接在圆形板块的外圈，其内圈还固定有一圈内齿圈，圆形板块上由电机五驱动连接有一组与内齿圈啮合的驱动齿轮，定位块设有多组且沿环形均匀分布在外围板块上，每组定位块均由丝杠电机驱动且沿外围板块的径向上往复滑动，其上层设置有用于定位取样瓶底端槽口内的定位柱。

优选的，定位块的一侧还设置有一组推架，推架内架设连接有一组螺杆，顶板的一端滑动连接在推架上且与螺杆螺纹连接，螺杆由推架上的推动电机驱动旋转，且用于移动顶板顶推推板压缩顶推弹簧，从而来达到开启取样孔管进行污水取样的目的，且在放松推板后，则顶推封块可在顶推弹簧的压力下再次对于取样孔管进行封堵处理。

优选的，为了避免纵向通槽内发生堵塞，故而封堵块的内侧还设置有置于纵向通槽内的纵向防堵条。

一种无人值守污水监测系统，包括基于上述中的一种无人值守污水监测系统监测用取样装置，还包括安装在封盖上用于检测污水深度的深度传感器以及用于与深度传感器、电机一、电机二、电机三、电机四、电机五电性连接的控制器，故而，可通过深度传感器检测到的污水深度，来确定最顶端取样的位置。

本发明的有益效果是：

1本发明通过将取样孔管设置在可拆卸安装的封堵块上，当取样发生堵塞时，通过电动驱动封堵块的更换，即可完成多组取样孔管的更换，且等腰梯形结构的封堵块结构，也可更加便捷和效果更好的实现封堵密封；

2取样时无需动力水泵的驱动，即可采集出不同位置和不同高度处的污水样品，且当发生堵塞时，当人员进行取样时，仅需要开启对应深度处的取样孔管即可，不仅取样安全性较好，而且更换维护时，自动化程度较高，人员操作风险也较低。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是实施例1中设置在污水侧壁上的取样模块的俯视剖面图；

图2是图1中取样模块的主视结构示意图；

图3是盖板的局部俯视结构示意图；

图4是实施例2中设置在污水侧壁上的取样模块的俯视剖面图；

图5是图4中取样模块的主视结构示意图；

图6是实施例3中设置在污水侧壁上的取样模块的俯视剖面图；

图7是图6中A部分的局部放大图；

图8是实施例4中设置在污水池侧壁上的取样模块的俯视示意图；

图9是实施例4中设置在盖板上剖除推架后的集样模块俯视示意图；

图10是图9中集样模块的俯视结构示意图；

图11是图10中的部分结构示意图；

图中的标记：1为污水池，2为封堵块，3为丝杆一，4为导向杆，5为取样孔管，6为启闭组件，7为纵向通槽，8为封堵槽，9为导向滑槽，10为封堵板，11为缺口一，12为缺口，13为盖板，14为封板，15为防堵条，

16为丝杆二，17为压条，18为配合条，

19为滑架，20为丝杆四，21为导杆，22为圆形板块，23为外围板块，24为定位块，25为内齿圈，26为驱动齿轮，27为丝杠电机，28为定位柱，29为取样瓶，30为推架，31为螺杆，32为顶板，33为丝杆三，

61为推封块，62为活塞套，63为顶推弹簧，64为推板，65为凸环，66为槽腔。

具体实施方式

实施例1

如图1-3所示，一种无人值守污水监测系统监测用取样装置，在本实施例中，包括设置在污水池1侧壁上的多组取样模块，每组取样模块包括封堵块2、丝杆一3、导向杆4、取样孔管5、启闭组件6，封堵块2为等腰梯形，污水池1的槽壁内开设有封堵槽8，封堵槽8为顶端扩口形，封堵槽8的内侧开设有与污水池1的内腔贯通的纵向通槽7，且封堵块2由封堵槽8的顶端嵌入用于封堵在纵向通槽7的外侧，封堵块2上沿纵向设置有多组与污水池1连通的取样孔管5，取样孔管5由启闭组件6控制启闭，从而来实现控制取样；

丝杆一3由安装在封堵槽8底部的电机一驱动，且螺纹连接在封堵块2内纵向设置的螺纹孔内，封堵槽8的底端还固定有至少一组纵向的导向杆4，导向杆4穿设在封堵块2内用于配合丝杆一3驱动导向；

纵向通槽7的两侧还设置有两组固定在污水池1侧壁内的导向滑槽9，导向滑槽9内用于置入封堵在纵向通槽7内侧的封堵板10，污水池1顶端的盖板13上开设有供封堵块2纵向通过的缺口一11和供封堵板10纵向通过的缺口二12，且盖板13上还设置有用于盖合在缺口二12上的可拆卸连接的封板14，当取样孔管5未堵塞，处于正常使用状态时，此时封堵板10的状态是由导向滑槽9内取出的，且使用封板14将缺口二12密封，而当取样孔管5堵塞时，可拆除封板14，将封堵板10由缺口二12置入到导向滑槽9内，进而将纵向通槽7封堵，再启动电机一控制丝杆一3旋转，封堵块2上移，进而能够快速的由缺口一11取出，且在更换新的封堵块2时，新的封堵块2由封堵槽8的顶端开口处置入，且由于封堵块2为等腰梯形的设置，故而封堵块2在下移直至抵接封堵槽8的侧壁和底边后，持续旋转丝杆一3，则可将封堵块2的周边压紧在封堵槽8内，实现更好的密封效果。

启闭组件6为连接在取样孔管5上的电磁阀。

为了避免纵向通槽7内发生堵塞，故而封堵块2的内侧还设置有置于纵向通槽7内的纵向防堵条15。

实施例2

如图4-5所示，一种无人值守污水监测系统监测用取样装置，在本实施例中，与实施例1的不同之处在于，启闭组件6包括顶推封块61、活塞套62、顶推弹簧63、推板64、凸环65，污水池1的侧壁上开设有用于定位活塞套62的槽腔66，顶推封块61的一端伸入到活塞套62内与活塞套62内的顶推弹簧63顶压配合，其另一端穿过槽腔66进入封堵槽8内且穿入封堵块2封堵在取样孔管5的中部，顶推封块61的中部设有一圈凸环65，凸环65的一侧设有一组伸出槽腔66的推板64，且通过推动推板64压缩顶推弹簧63，来驱动顶推封块61脱出取样孔管5，进而可以留出污水通过的通道，且当需要更换封堵块2时，通过持续压缩顶推弹簧63，使得顶推封块61由封堵块2内脱出，从而能够留出封堵块2运动的空间，且更换时，无需更换启闭组件6，因此可以可以降低更换成本，且更换后仅需要贯通取样孔管5即可，维护也较为方便。

实施例3

如图6-7所示，一种无人值守污水监测系统监测用取样装置，在本实施例中，与实施例2的不同之处在于，两组导向滑槽9之间还设置有至少两组横向的丝杆二16，丝杆二16由导向滑槽9内的电机二驱动，且其上螺纹连接有两组反向运动的压条17，两组导向滑槽9的槽内还滑动连接有两组配合条18，配合条18和压条17的接触面为倾斜面，且通过旋转丝杆二16，两组压条17背向运动且顶推抵压两组配合条18朝向封堵板10抵压配合，用于将封堵板10密封压接在污水池1的侧壁上盖合纵向通槽7，使得在更换封堵块2时，能够更好的封堵纵向通槽7。

实施例4

如图8-11所示，一种无人值守污水监测系统监测用取样装置，在本实施例中，与实施例2的不同之处在于，盖板13上还设置有用于自动取样的集样模块。

集样模块包括位于滑动连接在盖板13上的一组滑架19，滑架19由安装在盖板13上的丝杆三33和电机三驱动，当电机三启动时，可带动滑架19沿污水池1长度方向上直线滑动，滑架19的两端还设置有两组位于污水池1外侧的采集单元，采集单元包括丝杆四20、导杆21、圆形板块22、外围板块23、定位块24，丝杆四20转动连接在滑架19上且由滑架19上的电机四驱动旋转，其外侧螺纹连接有一组圆形板块22，导杆21固定在滑架19上，圆形板块22套设在导杆21外，且在丝杆四20的驱动下升降运动，外围板块23转动连接在圆形板块22的外圈，其内圈还固定有一圈内齿圈25，圆形板块22上由电机五驱动连接有一组与内齿圈25啮合的驱动齿轮26，定位块24设有多组且沿环形均匀分布在外围板块23上，每组定位块24均由丝杠电机27驱动且沿外围板块23的径向上往复滑动，其上层设置有用于定位取样瓶29底端槽口内的定位柱28。

定位块24的一侧还设置有一组推架30，推架30内架设连接有一组螺杆31，顶板32的一端滑动连接在推架30上且与螺杆31螺纹连接，螺杆31由推架30上的推动电机驱动旋转，且用于移动顶板32顶推推板64压缩顶推弹簧63，从而来达到开启取样孔管5进行污水取样的目的，且在放松推板64后，则顶推封块61可在顶推弹簧63的压力下再次对于取样孔管5进行封堵处理。

实施例5

一种无人值守污水监测系统，包括基于上述实施例中的一种无人值守污水监测系统监测用取样装置，还包括安装在封盖上用于检测污水深度的深度传感器以及用于与深度传感器、电机一、电机二、电机三、电机四、电机五电性连接的控制器，故而，可通过深度传感器检测到的污水深度，来确定最顶端取样的位置。

本发明的工作原理是：当取样孔管5未堵塞，处于正常使用状态时，此时封堵板10的状态是由导向滑槽9内取出的，且使用封板14将缺口二12密封，此时操作人员若要取样，则可通过开启启闭组件6，使得取样孔管5贯通，污水即可流出；

而当取样孔管5堵塞时，可拆除封板14，将封堵板10由缺口二12置入到导向滑槽9内，进而将纵向通槽7封堵，再启动电机一控制丝杆一3旋转，封堵块2上移，进而能够快速的由缺口一11取出，且在更换新的封堵块2时，新的封堵块2由封堵槽8的顶端开口处置入，且由于封堵块2为等腰梯形的设置，故而封堵块2在下移直至抵接封堵槽8的侧壁和底边后，持续旋转丝杆一3，则可将封堵块2的周边压紧在封堵槽8内，实现更好的密封效果；

且通过辅助增加集样模块，在取样时，丝杆四20旋转，可带动滑架19沿着污水池1的长度延伸方向上行走，当运动到取样模块上方时暂停，丝杆三33旋转可带动圆形板块22下降至对应深度处的取样孔管5端口处，进而定位有取样瓶29的定位块24可由丝杠电机27驱动水平朝向取样孔管5下方运动，进而启动螺杆31旋转，使得顶板32朝向推板64运动直至压缩顶推弹簧63使得取样孔管5贯通，污水由取样孔管5的管口流出，取样完成后，螺杆31控制顶板32返回，推板64再次在顶推弹簧63的驱动下封堵住取样孔管5的管口；

而当需要取不同深度处的样品时，则可在上述定位块24返回原位后，再次驱动丝杆三33旋转来带动圆形板块22继续升降至对应深度处的取样孔管5端口处，同时电机五驱动外围板块23旋转，直至下一组取样瓶29旋转到正对取样孔管5，同上再次进行取样的操作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无人值守污水监测系统监测用取样装置，其特征在于，包括设置在污水池（1）侧壁上的多组取样模块，每组取样模块包括封堵块（2）、丝杆一（3）、导向杆（4）、取样孔管（5）和启闭组件（6），所述封堵块（2）为等腰梯形，所述污水池（1）的槽壁内开设有封堵槽（8），所述封堵槽（8）为顶端扩口形，所述封堵槽（8）的内侧开设有与所述污水池（1）的内腔贯通的纵向通槽（7），且封堵块（2）由封堵槽（8）的顶端嵌入用于封堵在纵向通槽（7）的外侧，所述封堵块（2）上沿纵向设置有多组与污水池（1）连通的取样孔管（5），所述取样孔管（5）由启闭组件（6）控制启闭；

所述丝杆一（3）由安装在封堵槽（8）底部的电机一驱动，且螺纹连接在所述封堵块（2）内纵向设置的螺纹孔内，所述封堵槽（8）的底端还固定有至少一组纵向的导向杆（4），所述导向杆（4）穿设在封堵块（2）内用于配合丝杆一（3）驱动导向；

所述纵向通槽（7）的两侧还设置有两组固定在污水池（1）侧壁内的导向滑槽（9），所述导向滑槽（9）内用于置入封堵在纵向通槽（7）内侧的封堵板（10），所述污水池（1）顶端的盖板（13）上开设有供所述封堵块（2）纵向通过的缺口一（11）和供所述封堵板（10）纵向通过的缺口二（12），且所述盖板（13）上还设置有用于盖合在缺口二（12）上的可拆卸连接的封板（14）；

所述启闭组件（6）包括顶推封块（61）、活塞套（62）、顶推弹簧（63）、推板（64）和凸环（65），所述污水池（1）的侧壁上开设有用于定位活塞套（62）的槽腔（66），顶推封块（61）的一端伸入到活塞套（62）内与活塞套（62）内的顶推弹簧（63）顶压配合，其另一端穿过槽腔（66）进入封堵槽（8）内且穿入封堵块（2）封堵在取样孔管（5）的中部，所述顶推封块（61）的中部设有一圈凸环（65），所述凸环（65）的一侧设有一组伸出所述槽腔（66）的推板（64），且通过推动推板（64）压缩顶推弹簧（63），来驱动顶推封块（61）脱出取样孔管（5）。

2.根据权利要求1所述的一种无人值守污水监测系统监测用取样装置，其特征在于，所述启闭组件（6）为连接在取样孔管（5）上的电磁阀。

3.根据权利要求1所述的一种无人值守污水监测系统监测用取样装置，其特征在于，两组导向滑槽（9）之间还设置有至少两组横向的丝杆二（16），所述丝杆二（16）由导向滑槽（9）内的电机二驱动，且其上螺纹连接有两组反向运动的压条（17），两组导向滑槽（9）的槽内还滑动连接有两组配合条（18），所述配合条（18）和压条（17）的接触面为倾斜面，且通过旋转丝杆二（16），两组压条（17）背向运动且顶推抵压两组配合条（18）朝向封堵板（10）抵压配合，用于将封堵板（10）密封压接在污水池（1）的侧壁上盖合纵向通槽（7）。

4.根据权利要求1所述的一种无人值守污水监测系统监测用取样装置，其特征在于，所述盖板（13）上还设置有用于自动取样的集样模块。

5.根据权利要求4所述的一种无人值守污水监测系统监测用取样装置，其特征在于，所述集样模块包括位于滑动连接在盖板（13）上的一组滑架（19），所述滑架（19）由安装在盖板（13）上的丝杆三（33）和电机三驱动，当电机三启动时，可带动滑架（19）沿污水池（1）长度方向上直线滑动，所述滑架（19）的两端还设置有两组位于污水池（1）外侧的采集单元，所述采集单元包括丝杆四（20）、导杆（21）、圆形板块（22）、外围板块（23）和定位块（24），所述丝杆四（20）转动连接在滑架（19）上且由滑架（19）上的电机四驱动旋转，其外侧螺纹连接有一组圆形板块（22），所述导杆（21）固定在滑架（19）上，所述圆形板块（22）套设在导杆（21）外，且在丝杆四（20）的驱动下升降运动，所述外围板块（23）转动连接在圆形板块（22）的外圈，其内圈还固定有一圈内齿圈（25），所述圆形板块（22）上由电机五驱动连接有一组与内齿圈（25）啮合的驱动齿轮（26），所述定位块（24）设有多组且沿环形均匀分布在外围板块（23）上，每组定位块（24）均由丝杠电机（27）驱动且沿外围板块（23）的径向上往复滑动，其上层设置有用于定位取样瓶（29）底端槽口内的定位柱（28）。

6.根据权利要求5所述的一种无人值守污水监测系统监测用取样装置，其特征在于，所述定位块（24）的一侧还设置有一组推架（30），所述推架（30）内架设连接有一组螺杆（31），顶板（32）的一端滑动连接在推架（30）上且与所述螺杆（31）螺纹连接，所述螺杆（31）由推架（30）上的推动电机驱动旋转，且用于移动顶板（32）顶推所述推板（64）压缩所述顶推弹簧（63）。

7.根据权利要求1所述的一种无人值守污水监测系统监测用取样装置，其特征在于，所述封堵块（2）的内侧还设置有置于纵向通槽（7）内的纵向防堵条（15）。

8.一种无人值守污水监测系统，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的一种无人值守污水监测系统监测用取样装置，还包括安装在封盖上用于检测污水深度的深度传感器以及用于与深度传感器、电机一、电机二、电机三、电机四和电机五电性连接的控制器。