CN116929855A - 水质监测分层取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于水质监测技术领域，尤其是水质监测分层取样装置，现提出如下方案，其包括壳体和安装在其底端的配重块，还包括：取样组件，取样组件环形阵列安装在壳体内的安装框架上，取样组件包括进水口延伸至壳体外部的调节式自动进水管、取样瓶和柔性管，调节式自动进水管的出水口通过柔性管连接有取样瓶；磁性吸附组件，磁性吸附组件安装在对应的取样瓶的尾端并对取样瓶实现磁性吸附固定，并在取样瓶内液体吸附满后克服磁性吸附力实现与取样瓶的分离。本发明一次取样即可实现多种不同深度的水体采样，且在采样后能够实现对采样好水体样本的密封保存，并同时能够在水体采样时直接对此深度的水体进行部分数据的实时检测，使用效果好。

Description

水质监测分层取样装置

技术领域

本发明涉及水质监测技术领域，尤其涉及水质监测分层取样装置。

背景技术

水质是水体质量的简称，水质标志着水体的色度、浊度、臭味等物理特性，无机物和有机物的含量等化学特性以及细菌、微生物、浮游生物、底栖生物含量等生物特性的状况。为了评价水体质量的状况，目前规定了一系列水质参数和水质标准，如生活饮用水、工业用水和渔业用水等水质标准。在水质采样时，多使用水质采样瓶来保存采集的水样。

申请号为202121796887.1的专利提出了一种便于存放的水质监测用取样装置，该便于存放的水质监测用取样装置在进行使用时，方便利用取样软管对一定深度的水中进行取样，方便水质监测，在整个装置取样操作完成后，该取样装置方便收纳在收纳外壳体的内部，但是其不能一次性实现多层次深度的水体采样工作，需要往复将取样软管伸入到不同深度的水体中，进行多次采样，采样效率低，为此我们提出一种水质监测分层取样装置。

发明内容

本发明提出的水质监测分层取样装置，解决了现有的水质监测用取样装置一次性大多只能对一个深度的水体进行采样，采样效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

水质监测分层取样装置，包括壳体和安装在其底端的配重块，还包括：取样组件，取样组件环形阵列安装在壳体内的安装框架上，取样组件包括进水口延伸至壳体外部的调节式自动进水管、取样瓶和柔性管，调节式自动进水管的出水口通过柔性管连接有取样瓶；磁性吸附组件，磁性吸附组件安装在对应的取样瓶的尾端并对取样瓶实现磁性吸附固定，并在取样瓶内液体吸附满后克服磁性吸附力实现与取样瓶的分离；辅助密封机构，辅助密封机构包括铰接在壳体外侧壁上的摆动杆，在取样瓶内液体吸附满后带动摆动杆一端的密封塞实现对调节式自动进水管上进水口的密封。

作为优选的实施例，所述辅助密封机构还包括：

固定框架，固定框架通过支架安装在壳体的外侧壁上，固定框架的内部滑动连接有两个运动块，且运动块相互远离的一侧壁与固定框架的侧壁之间连接有弹簧三；

限位块，限位块安装在运动块的顶端，两个限位块在靠近时用于对摆动杆的一端进行限位，摆动杆弯折状的一端与壳体之间固接有弹簧二；

滑动柱，滑动柱固接在对应运动块的底端，且两个滑动柱之间通过传动组件的传动在取样瓶转动时带动其连接的两个运动块相互远离。

作为优选的实施例，所述传动组件包括：U形传动块，U形传动块滑动插接在壳体的外侧壁上，U形传动块与壳体内壁之间连接有弹簧四，U形传动块延伸出壳体外部的两端均设有与滑动块配合的倾斜面；碰撞件，碰撞件的截面为Y形，碰撞件的一端固接在U形传动块位于壳体内部的一侧。

作为优选的实施例，所述调节式自动进水管包括：

进水管道，进水管道的截面为L形，进水管道的底端通过三通管连接有柔性管，进水管道的进水口处滑动密封连接有一端固接连接杆的锥形密封块；

滑动筒，滑动筒的一端固接在进水管道侧壁上，滑动筒的内部两侧分别滑动连接有传动块和滑块一，传动块和滑块一之间连接有弹簧一，滑块一同时与连接杆的另一端固接；

转动筒，转动筒转动密封连接在壳体顶壁上的转动孔内，转动筒的内部螺纹连接有底端为锥形的锥形块，锥形块的底端滑动插接有截面为U形的限位杆件，限位杆件的另一端固接在壳体的顶壁上。

作为优选的实施例，所述取样组件还包括：导水接头，导水接头通过支架转动连接在安装框架上，且导水接头的一端螺纹连接有取样瓶，导水接头的另一端固接有带有三通管的柔性管。

作为优选的实施例，所述壳体的横截面为正多边形，壳体的顶端固接有用于连接绳索的连接环，壳体的底端开有用于安装配重块的螺纹孔。

作为优选的实施例，所述壳体的内部还设有检测模块，检测模块包括：检测腔，检测腔安装在安装框架的底端中间位置，检测腔的内部安装有水质检测组件；微型液泵，微型液泵安装在安装框架的顶端中间位置，微型液泵的进水端通过吸水管与检测腔的内部底端连通，微型液泵的出水端通过排水管与壳体的外部连通；导液管，检测腔上通过多个导液管与对应的三通管的另一个接头连接，且导液管上安装有常闭电磁阀。

作为优选的实施例，所述磁性吸附组件包括：固定框，固定框的内部嵌入有磁性块，磁性块用于对取样瓶进行磁性吸附；连接框架，连接框架的顶端通过螺钉固定在安装框架上，连接框架的两侧均开有滑槽，滑槽的内部滑动连接有滑块二，两个滑块二之间通过转轴转动连接有固定框；拉簧，拉簧用于对连接框架和固定框之间进行固接；点动按钮，安装在滑槽的内部底端。

作为优选的实施例，每个常闭电磁阀和对应的点动按钮之间相互串联，并与电源、微型液泵和检测腔内的水质检测组件构成串联电路；不同组的常闭电磁阀和对应的点动按钮相互并联。

作为优选的实施例，还包括多个防护网罩；防护网罩的一端均匀铰接在所述壳体的外周面上，另一端通过搭扣活动固定在壳体的外周面上；防护网罩用于对辅助密封机构以及进水管道延伸至壳体外部的部分进行防护。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提出了一种水质监测分层取样装置，通过设置多组取样组件，通过调节调节式自动进水管上的进水压力，能够在一次下放装置取样过程中，实现对多种不同深度水质的取样，无需多次操作，取样效率高；

通过调节调节式自动进水管上的转动筒，能够对进水的压力进行调整，满足其在多种水深条件下的取水，也可以将其设置成同样的进水压力，实现同一个水深下一次采样多组水样本。

本发明提出了一种水质监测分层取样装置，通过可旋转的取样瓶、磁性吸附组件以及辅助密封机构的设置，能够在取样瓶内液体吸附满后克服磁性吸附力转动，并带动辅助密封机构实现对对应进水管道进水口的密封，防止其在后续运动过程中泄露或者与其它水深液体混合。

本发明提出了一种水质监测分层取样装置，通过三通管、点动按钮、常闭电磁阀、微型液泵以及检测腔的设置，能够在对应的取样瓶内进水后，点动按钮按压常闭电磁阀打开，将一部分水导入检测腔内进行实时检测，对一些需要及时检测的数据进行检测，减少后续测量的误差，检测精度高。

本发明一次取样即可实现多种不同深度的水体采样，且在采样后能够实现对采样好水体样本的密封保存，并同时能够在水体采样时直接对此深度的水体进行部分数据的实时检测，使用效果好。

附图说明

图1为本发明提出的水质监测分层取样装置的立体图；

图2为本发明提出的水质监测分层取样装置的局部剖视图；

图3为本发明提出的水质监测分层取样装置的壳体内部结构示意图；

图4为本发明提出的水质监测分层取样装置的取样组件和检测模块的结构示意图；

图5为本发明提出的水质监测分层取样装置的调节式自动进水管的剖视图；

图6为本发明提出的水质监测分层取样装置的磁性吸附组件、取样瓶、导水接头、柔性管和部分安装框架的连接示意图；

图7为本发明提出的水质监测分层取样装置的磁性吸附组件的结构示意图；

图8为本发明提出的水质监测分层取样装置的辅助密封机构和壳体的连接示意图；

图9为辅助密封机构的局部结构示意图；

图10为本发明提出的水质监测分层取样装置的配重块的结构示意图；

图11为本发明提出的水质监测分层取样装置的检测腔工作的电路原理图。

图中：1、配重块；2、防护网罩；3、壳体；4、调节式自动进水管；401、锥形块；402、转动筒；403、传动块；404、弹簧一；405、滑动筒；406、滑块一；407、进水管道；408、连接杆；409、锥形密封块；410、限位杆件；5、连接环；6、安装框架；7、检测腔；8、排水管；9、微型液泵；10、吸水管；11、导液管；12、常闭电磁阀；13、磁性吸附组件；1301、固定框；1302、磁性块；1303、点动按钮；1304、滑块二；1305、拉簧；1306、连接框架；1307、滑槽；14、取样瓶；15、导水接头；1501、导气管；16、柔性管；17、三通管；18、辅助密封机构；1801、密封塞；1802、弹簧二；1803、摆动杆；1804、限位块；1805、弹簧三；1806、运动块；1807、固定框架；1809、滑动柱；1810、U形传动块；18101、倾斜面；1811、碰撞件；1812、弹簧四。

具体实施方式

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。

参照图1-11，水质监测分层取样装置，包括壳体3和安装在其底端的配重块1，配重块1的设置便于装置克服水体的浮力进入水下，还包括：取样组件，取样组件环形阵列安装在壳体3内的安装框架6上，取样组件包括进水口延伸至壳体3外部的调节式自动进水管4、取样瓶14和柔性管16，调节式自动进水管4的出水口通过柔性管16连接有取样瓶14，柔性管16的设置，便于取样瓶14在取样满后进行旋转，所述取样组件还包括：导水接头15，导水接头15通过支架转动连接在安装框架6上，导水接头15上还连接有带有防水透气膜的导气管1501，用于在取样瓶14内进水时，减少其进水压力，且导水接头15的一端螺纹连接有取样瓶14，导水接头15的另一端固接有带有三通管17的柔性管16。

所述调节式自动进水管4包括：进水管道407，进水管道407的截面为L形，进水管道407的底端通过三通管17连接有柔性管16，进水管道407的进水口处滑动密封连接有一端固接连接杆408的锥形密封块409；滑动筒405，滑动筒405的一端固接在进水管道407侧壁上，滑动筒405的内部两侧分别滑动连接有传动块403和滑块一406，传动块403和滑块一406之间连接有弹簧一404，滑块一406同时与连接杆408的另一端固接；转动筒402，转动筒402转动密封连接在壳体3顶壁上的转动孔内，转动筒402的内部螺纹连接有底端为锥形的锥形块401，锥形块401的底端滑动插接有截面为U形的限位杆件410，限位杆件410的另一端固接在壳体3的顶壁上，在每次使用时，转动转动筒402，转动筒402与锥形块401螺纹连接，且锥形块401被U形的限位杆件410限位后只能上下运动，在锥形块401向下运动时，锥形块401与传动块403滑动连接，传动块403向一侧运动压缩弹簧一404，弹簧一404被压缩后通过滑块一406和连接杆408对锥形密封块409的压力增大，从而能够在不同水深的压力下打开进水。

所述壳体3的横截面为正多边形，壳体3的顶端固接有用于连接绳索的连接环5，壳体3的底端开有用于安装配重块1的螺纹孔，配重块1安装和拆卸方便，便于每次对取样瓶14的安装和拆卸。

所述壳体3的内部还设有检测模块，检测模块包括：检测腔7，检测腔7安装在安装框架6的底端中间位置，检测腔7的内部安装有水质检测组件，水质检测组件包括温度检测传感器、pH值检测传感器、溶解氧传感器、电导率检测传感器等等，微型液泵9，微型液泵9安装在安装框架6的顶端中间位置，微型液泵9的进水端通过吸水管10与检测腔7的内部底端连通，微型液泵9的出水端通过排水管8与壳体3的外部连通；导液管11，检测腔7上通过多个导液管11与对应的三通管17的另一个接头连接，且导液管11上安装有常闭电磁阀12，在取样瓶14内未进水时，取样瓶14及其上连接磁性块1302、连接框架1306的重力等于拉簧1305的拉力，此时不会对点动按钮1303产生按压力，只有取样瓶14内进水后，重力增大，才能对磁性吸附组件13上的点动按钮1303产生按压力。

磁性吸附组件13，磁性吸附组件13安装在对应的取样瓶14的尾端并对取样瓶14实现磁性吸附固定，并在取样瓶14内液体吸附满后克服磁性吸附力实现与取样瓶14的分离；所述磁性吸附组件13包括：固定框1301，固定框1301的内部嵌入有磁性块1302，磁性块1302用于对取样瓶14进行磁性吸附；连接框架1306，连接框架1306的顶端通过螺钉固定在安装框架6上，连接框架1306的两侧均开有滑槽1307，滑槽1307的内部滑动连接有滑块二1304，两个滑块二1304之间通过转轴转动连接有固定框1301；拉簧1305，拉簧1305用于对连接框架1306和固定框1301之间进行固接；点动按钮1303，安装在滑槽1307的内部底端。

每个常闭电磁阀12和对应的点动按钮1303之间相互串联，并与电源、微型液泵9和检测腔7内的水质检测组件构成串联电路；不同组的常闭电磁阀12和对应的点动按钮1303相互并联。

在使用时：先打开壳体3底端的配重块1，将取样瓶14安装在对应的导水接头15上，取样瓶14的尾端磁性吸附在磁性吸附组件13上，然后拧紧配重块1，同时通过旋转调节式自动进水管4上的转动筒402，调整进水压力，满足装置在不同水深下的进水要求，将装置通过连接绳放入需要检测的水体中，在重力作用下缓慢下降，在降低到一定位置后，预设压力最小的调节式自动进水管4动作，水体的压力大于弹簧一404上弹力，带动锥形密封块409向一侧运动，进水管道407的一端打开进水，水流通过三通管17、柔性管16、导水接头15进入取样瓶14内收集，当取样瓶14内收集液体重力增大时，带动磁性吸附组件13上的磁性块1302以及连接框架1306克服拉簧1305的拉力向下运动，带动滑块二1304在滑槽1307内向下运动，按压点动按钮1303，此时此处采样组件上导液管11上的常闭电磁阀12打开，水流同时通过导液管11进入检测腔7内，微型液泵9同时工作，不断将检测腔7内的水不断导出，使得检测腔7内保持流动的水流，并通过其上的水质检测组件进行实时的参数检测，在取样瓶14内的水采样满后，取样瓶14的重力大于磁性块1302的磁性吸附力进行摆动脱离，此时点动按钮1303恢复原位，如此对应的实时检测也会停止，在装置继续向下缓慢运动，不断重复上述过程，在不同深度时，水体的压力会大于对应的调节式自动进水管4的进水压力实现水体采用收集和实时检测，如此一次取样即可实现多种不同深度的水体采样。

实施例2，如图2、8、9所示，与实施例1不同的是，辅助密封机构18，辅助密封机构18包括铰接在壳体3外侧壁上的摆动杆1803，在取样瓶14内液体吸附满后带动摆动杆1803一端的密封塞1801实现对调节式自动进水管4上进水口的密封。

所述辅助密封机构18还包括：固定框架1807，固定框架1807通过支架安装在壳体3的外侧壁上，固定框架1807的内部滑动连接有两个运动块1806，且运动块1806相互远离的一侧壁与固定框架1807的侧壁之间连接有弹簧三1805；限位块1804，限位块1804安装在运动块1806的顶端，两个限位块1804在靠近时用于对摆动杆1803的一端进行限位，摆动杆1803弯折状的一端与壳体3之间固接有弹簧二1802；滑动柱1809，滑动柱1809固接在对应运动块1806的底端，且两个滑动柱1809之间通过传动组件的传动在取样瓶14转动时带动其连接的两个运动块1806相互远离。

所述传动组件包括：U形传动块1810，U形传动块1810滑动插接在壳体3的外侧壁上，且U形传动块1810与壳体3的连接处安装有密封圈，U形传动块1810与壳体3内壁之间连接有弹簧四1812，U形传动块1810延伸出壳体3外部的两端均设有与滑动柱1809配合的倾斜面18101；碰撞件1811，碰撞件1811的截面为Y形，碰撞件1811的一端固接在U形传动块1810位于壳体3内部的一侧。

如图1所示，还包括多个防护网罩2；防护网罩2的一端均匀铰接在所述壳体3的外周面上，另一端通过搭扣活动固定在壳体3的外周面上；防护网罩2用于对辅助密封机构18以及进水管道407延伸至壳体3外部的部分进行防护，防护网罩2防止水体内的杂质对辅助密封机构18进行磕碰，同时还能防止水体内的杂质堵塞进水管道407的进水口。

在使用时，当取样瓶14内液体吸附满后，取样瓶14及其内部液体的重力大于磁性吸附组件13的磁性吸附力，取样瓶14以及导水接头15围绕支架转动，取样瓶14的瓶体撞击碰撞件1811，碰撞件1811带动U形传动块1810克服弹簧四1812的弹力向一侧运动，U形传动块1810的两个倾斜面18101与两个滑动柱1809接触，通过滑动柱1809带动运动块1806及其上的限位块1804向两侧运动，压缩弹簧三1805，在限位块1804向两侧运动后不再对摆动杆1803的一端产生阻力，摆动杆1803的另一端在弹簧二1802的拉力作用下，带动摆动杆1803进行转动一定角度，其上的密封塞1801实现对进水管道407进水口的密封，如此便可保证取样后取样瓶14的密封稳定性，防止其在后续运动过程中泄露或者与其它水深液体混合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.水质监测分层取样装置，包括壳体（3）和安装在其底端的配重块（1），其特征在于，还包括：

取样组件，取样组件环形阵列安装在壳体（3）内的安装框架（6）上，取样组件包括进水口延伸至壳体（3）外部的调节式自动进水管（4）、取样瓶（14）和柔性管（16），调节式自动进水管（4）的出水口通过柔性管（16）连接有取样瓶（14）；

磁性吸附组件（13），磁性吸附组件（13）安装在对应的取样瓶（14）的尾端并对取样瓶（14）实现磁性吸附固定，并在取样瓶（14）内液体吸附满后克服磁性吸附力实现与取样瓶（14）的分离；

辅助密封机构（18），辅助密封机构（18）包括铰接在壳体（3）外侧壁上的摆动杆（1803），在取样瓶（14）内液体吸附满后带动摆动杆（1803）一端的密封塞（1801）实现对调节式自动进水管（4）上进水口的密封。

2.根据权利要求1所述的水质监测分层取样装置，其特征在于，所述辅助密封机构（18）还包括：

固定框架（1807），固定框架（1807）通过支架安装在壳体（3）的外侧壁上，固定框架（1807）的内部滑动连接有两个运动块（1806），且运动块（1806）相互远离的一侧壁与固定框架（1807）的侧壁之间连接有弹簧三（1805）；

限位块（1804），限位块（1804）安装在运动块（1806）的顶端，两个限位块（1804）在靠近时用于对摆动杆（1803）的一端进行限位，摆动杆（1803）弯折状的一端与壳体（3）之间固接有弹簧二（1802）；

滑动柱（1809），滑动柱（1809）固接在对应运动块（1806）的底端，且两个滑动柱（1809）之间通过传动组件的传动在取样瓶（14）转动时带动其连接的两个运动块（1806）相互远离。

3.根据权利要求2所述的水质监测分层取样装置，其特征在于，所述传动组件包括：

U形传动块（1810），U形传动块（1810）滑动插接在壳体（3）的外侧壁上，U形传动块（1810）与壳体（3）内壁之间连接有弹簧四（1812），U形传动块（1810）延伸出壳体（3）外部的两端均设有与滑动块（1809）配合的倾斜面（18101）；

碰撞件（1811），碰撞件（1811）的截面为Y形，碰撞件（1811）的一端固接在U形传动块（1810）位于壳体（3）内部的一侧。

4.根据权利要求1所述的水质监测分层取样装置，其特征在于，所述调节式自动进水管（4）包括：

进水管道（407），进水管道（407）的截面为L形，进水管道（407）的底端通过三通管（17）连接有柔性管（16），进水管道（407）的进水口处滑动密封连接有一端固接连接杆（408）的锥形密封块（409）；

滑动筒（405），滑动筒（405）的一端固接在进水管道（407）侧壁上，滑动筒（405）的内部两侧分别滑动连接有传动块（403）和滑块一（406），传动块（403）和滑块一（406）之间连接有弹簧一（404），滑块一（406）同时与连接杆（408）的另一端固接；

转动筒（402），转动筒（402）转动密封连接在壳体（3）顶壁上的转动孔内，转动筒（402）的内部螺纹连接有底端为锥形的锥形块（401），锥形块（401）的底端滑动插接有截面为U形的限位杆件（410），限位杆件（410）的另一端固接在壳体（3）的顶壁上。

5.根据权利要求1所述的水质监测分层取样装置，其特征在于，所述取样组件还包括：

导水接头（15），导水接头（15）通过支架转动连接在安装框架（6）上，且导水接头（15）的一端螺纹连接有取样瓶（14），导水接头（15）的另一端固接有带有三通管（17）的柔性管（16）。

6.根据权利要求1所述的水质监测分层取样装置，其特征在于，所述壳体（3）的横截面为正多边形，壳体（3）的顶端固接有用于连接绳索的连接环（5），壳体（3）的底端开有用于安装配重块（1）的螺纹孔。

7.根据权利要求1所述的水质监测分层取样装置，其特征在于，所述壳体（3）的内部还设有检测模块，检测模块包括：

检测腔（7），检测腔（7）安装在安装框架（6）的底端中间位置，检测腔（7）的内部安装有水质检测组件；

微型液泵（9），微型液泵（9）安装在安装框架（6）的顶端中间位置，微型液泵（9）的进水端通过吸水管（10）与检测腔（7）的内部底端连通，微型液泵（9）的出水端通过排水管（8）与壳体（3）的外部连通；

导液管（11），检测腔（7）上通过多个导液管（11）与对应的三通管（17）的另一个接头连接，且导液管（11）上安装有常闭电磁阀（12）。

8.根据权利要求1所述的水质监测分层取样装置，其特征在于，所述磁性吸附组件（13）包括：

固定框（1301），固定框（1301）的内部嵌入有磁性块（1302），磁性块（1302）用于对取样瓶（14）进行磁性吸附；

连接框架（1306），连接框架（1306）的顶端通过螺钉固定在安装框架（6）上，连接框架（1306）的两侧均开有滑槽（1307），滑槽（1307）的内部滑动连接有滑块二（1304），两个滑块二（1304）之间通过转轴转动连接有固定框（1301）；

拉簧（1305），拉簧（1305）用于对连接框架（1306）和固定框（1301）之间进行固接；

点动按钮（1303），安装在滑槽（1307）的内部底端。

9.根据权利要求1所述的水质监测分层取样装置，其特征在于，每个常闭电磁阀（12）和对应的点动按钮（1303）之间相互串联，并与电源、微型液泵（9）和检测腔（7）内的水质检测组件构成串联电路；

不同组的常闭电磁阀（12）和对应的点动按钮（1303）相互并联。

10.根据权利要求1所述的水质监测分层取样装置，其特征在于，还包括多个防护网罩（2）；

防护网罩（2）的一端均匀铰接在所述壳体（3）的外周面上，另一端通过搭扣活动固定在壳体（3）的外周面上；

防护网罩（2）用于对辅助密封机构（18）以及进水管道（407）延伸至壳体（3）外部的部分进行防护。