CN117168896A - 一种生态环境水质检测采样装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生态环境水质检测采样装置及其采样方法。采样装置包括第一输气管道、第二输气管道以及设置在所述第二输气管道下端的重力球、第一气囊和采样筒；所述第一气囊连通在所述第二输气管道的下端；通过所述第二输气管道对所述第一气囊进行充放气控制；所述重力球固定设置在所述第一气囊的内部；所述采样筒连接在所述重力球的下端；所述第一输气管道下端的两个第二气囊位于所述采样筒内；当所述第二气囊收缩时，与所述采样筒内壁产生间隙；当所述第二气囊充气时，与所述采样筒内壁紧密接触。通过第二输气管道向第一气囊内充气，根据充气的大小，调节第一气囊的浮力大小，从而使采样装置整体匀速上升或下降，提高装置稳定性。

Description

一种生态环境水质检测采样装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及节能环保技术领域，具体而言，涉及一种生态环境水质检测采样装置及其工作方法。

背景技术

水质检测是保障饮水安全和保护生态环境的重要手段之一。通过水质检测，能够及时掌握水源地和供水管网的水质情况，识别出污染水质的危害因子，并快速采取措施治理水污染。同时有效预防和控制大范围水污染事件的发生，提高节能环保效率，以便保证人民生命健康和生态环境的安全。此外，我国水资源在地区分布上具有显著的不均衡性，目前在调水工程运行的过程中亟需强化对水质的检测，减少不必要的能源浪费，也为解决我国水资源分配不均的问题奠定科学基础。

现场采样是开展水质检测工作的重要环节，在样本采集的过程中需要确保样本能够具有代表性和真实性，为实验结果的科学性奠定基础。但是，由于采样环境较为恶劣，并且样本采集的时间较短，由此将增加采样人员工作的难度，也会造成采样设备操作不规范。目前，一般利用重力块带动采样筒下沉到指定位置，重力块重量过大容易造成采样筒下沉速度过快，容易造成连接绳损坏或对采样筒造成损坏，从而影响正常的使用。同时在提升过程中，重力块与采样后的采样筒重量较大，在野外采样不方便使用，且不能实现自动取样和排出采样水的功能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种生态环境水质检测采样装置。

本发明的另一个目的，是提供上述生态环境水质检测采样装置的工作方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种生态环境水质检测采样装置，包括第一输气管道、第二输气管道以及设置在所述第二输气管道下端的重力球、第一气囊和采样筒；

所述第一气囊连通在所述第二输气管道的下端；通过所述第二输气管道对所述第一气囊进行充放气控制；所述重力球固定设置在所述第一气囊的内部；所述采样筒连接在所述重力球的下端；

所述第一输气管道下端的两个第二气囊位于所述采样筒内；当所述第二气囊收缩时，与所述采样筒内壁产生间隙；当所述第二气囊充气时，与所述采样筒内壁紧密接触。

在上述技术方案中，所述第一气囊通过第二密封箱体和第四输气管道连通在所述第二输气管道的下端；所述第四输气管道设置为多个，均匀分布在第二密封箱体的周向。

在上述技术方案中，所述重力球的下端周向均匀设置有多个连接杆，连接杆与采样筒固定连接。

在上述技术方案中，所述第一输气管道下端通过支撑杆与采样筒内壁连接。

在上述技术方案中，还包括浮标；所述第一输气管道和第二输气管道上端缠绕在转动轴上，所述转动轴通过第一安装架安装在所述浮标上；所述转动轴在第一驱动组件的驱动下正转或反转，以实现第一输气管道和第二输气管道的缠绕收集或释放。

在上述技术方案中，所述第一驱动组件包括通过固定架固定在浮标上的伺服电机、安装在所述伺服电机的输出轴上的第二传动齿轮和与所述第二传动齿轮啮合并设置在所述转动轴中部的第一传动齿轮。

在上述技术方案中，所述转动轴上安装有两个限位盘，分别位于所述第一传动齿轮的两侧。

在上述技术方案中，所述第一输气管道和第二输气管道的端部分别设置有充放气组件；

所述充放气组件包括固定安装在转动轴上的密封箱体、固定安装在浮标上的充气泵和用于连通所述密封箱体和充气泵的第三输气管道；

所述第三输气管道与所述密封箱体之间通过高速旋转气管接头转动密封连通；所述密封箱体与第一输气管道或第二输气管道端部固定密封连通。

在上述技术方案中，所述第三输气管道上固定套装有第二安装架，所述第二安装架固定安装在所述第一安装架上。

本发明的另一方面，上述生态环境水质检测采样装置的工作方法，首先，将第一气囊调整至合适的收缩状态，第一输气管道和第二输气管道牵引下端的重力球、第一气囊和采样筒，在重力球的重力作用与第一气囊的浮力作用下匀速下降至采样点；

然后，将第二气囊调整至收缩状态，使其与采样筒内壁之间产生间隙，使水样通过间隙进入采样筒内；采样后通过第一输气管道向第二气囊充气，使其膨胀与采样筒内壁之间紧密接触，防止水样流出；

最后，通过第二输气管道向第一气囊充气，使其膨胀浮力增加，第一输气管道和第二输气管道牵引下端的重力球、第一气囊和充满水样的采样筒，在第一气囊的浮力作用下匀速向上提起；上岸后，第二气囊放气收缩，水样排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明提供的生态环境水质检测采样装置，通过第二输气管道向第一气囊内充气，根据充气的大小，调节第一气囊的浮力大小，使采样装置整体匀速上升或下降，提高装置稳定性。

2.本发明提供的生态环境水质检测采样装置，在上升或下降的过程中，第一气囊起到保护第二输气管道的作用，防止因为在重力球升起或下降过程中，造成对第二输气管道的损坏，同时节约资源，延长使用寿命。

3.本发明提供的采样方法，两个第二气囊位于采样筒内的上、下位置不变，通过第二气囊充气膨胀与采样筒内壁贴合，实现对采样筒密封的功能，第二气囊放气收缩，实现自动采样或排出的功能。

附图说明

图1所示为生态环境水质检测采样装置的结构示意图。

图2所示为生态环境水质检测采样装置的剖面图。

图3所示为第二气囊充气状态剖面图。

图4所示为生态环境水质检测采样器的结构示意图。

图5所示为第一驱动组件结构示意图。

图6所示为充放气组件结构示意图。

图7所示为充放气组件剖面图。

图8所示为浮标的剖面图。

图中：1-浮标，2-防护管，3-第一通孔，4-第一安装架，5-转动轴，6-第一密封箱体，7-高速旋转气管接头，8-充气泵，9-第一输气管道，10-第二安装架，11-第三输气管道，12-第二输气管道，13-伺服电机，14-第二传动齿轮，15-第一传动齿轮，16-密封腔体，17-第二密封箱体，18-第四输气管道，19-第一气囊，20-重力球，21-连接杆，22-采样筒，23-第二通孔，24-第二气囊，25-限位盘，26-支撑杆。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种生态环境水质检测采样装置，如图1、图2所示，包括第一输气管道9、第二输气管道12以及设置在所述第二输气管道12下端的重力球20、第一气囊19和采样筒22。所述第一气囊19连通在所述第二输气管道12的下端；所述重力球20固定设置在所述第一气囊19的内部；所述采样筒22连接在所述重力球20的下端；所述第一输气管道9从重力球20中部的第二通孔23穿过，下端的两个第二气囊24位于所述采样筒22内。

所述第一气囊19通过第二密封箱体17和第四输气管道18连通在所述第二输气管道12的下端；所述第四输气管道18设置为多个，均匀分布在第二密封箱体17的周向，以保证第一气囊19和重力球20对第二输气管道12拉力的均匀性，延长第二输气管道12的使用寿命。

所述重力球20的下端周向均匀设置有多个连接杆21，连接杆21与采样筒22固定连接；提升重力球20与采样筒22连接的稳定性能。

所述第一输气管道9下端通过两个支撑杆26与采样筒22内壁连接，两个支撑杆26位于两个第二气囊24之间，以保证两个第二气囊24相对于采样筒22的位置不变。

实施例2

上述生态环境水质检测采样装置的工作方法：

首先，将第一气囊19调整至合适的收缩状态，第一输气管道9和第二输气管道12牵引下端的重力球20、第一气囊19和采样筒22，在重力球20的重力作用与第一气囊19的浮力作用下匀速下降至采样点。

然后，如图2所示，将第二气囊24调整至收缩状态，使其与采样筒22内壁之间产生间隙，使水样通过间隙进入采样筒22内；采样后通过第一输气管道9向第二气囊24充气，如图3所示，使其膨胀与采样筒22内壁之间紧密接触，防止水样流出。

最后，通过第二输气管道12向第一气囊19充气，使其膨胀浮力增加，第一输气管道9和第二输气管道12牵引下端的重力球20、第一气囊19和充满水样的采样筒22，在第一气囊19的浮力作用下匀速向上提起；上岸后，第二气囊24放气收缩，水样排出。

实施例3

一种生态环境水质检测采样装置，如图4所示，包括浮标1、防护管2和实施例1所述的生态环境水质检测采样装置；所述防护管2安装在所述浮标1的下方；如图8所示，所述浮标1中部开设有第一通孔3，第一输气管道9和第二输气管道12上端穿过所述第一通孔3缠绕在转动轴5上，所述转动轴5通过第一安装架4安装在所述浮标1上。

浮标1漂浮在水面上，提升采样的便捷性和灵活性能。

所述转动轴5在第一驱动组件的驱动下正转或反转，以实现第一输气管道9和第二输气管道12的缠绕收集或释放，进而实现采样筒22的上升或下降。如图5所示，所述第一驱动组件包括通过固定架固定在浮标1上的伺服电机13、安装在所述伺服电机13的输出轴上的第二传动齿轮14和与所述第二传动齿轮14啮合设置在所述转动轴5中部的第一传动齿轮15。

第一输气管道9和第二输气管道12的端部分别设置有充放气组件。如图6、图7所示，所述充放气组件包括固定安装在转动轴5上的密封箱体6、固定安装在浮标1上的充气泵8和用于连通所述密封箱体6和充气泵8的第三输气管道11；所述密封箱体6为中空结构，内部为密封腔体16；所述第三输气管道11的端部设置有高速旋转气管接头7；所述高速旋转气管接头7上的通气管穿过所述转动轴5与所述密封箱体6连通；所述密封箱体6与第一输气管道9或第二输气管道12端部固定密封连通。高速旋转气管接头7实现了第三输气管道11与密封箱体6之间的转动安装，使得密封箱体6在转动过程中，第三输气管道11固定不变，从而提升输气的顺利进行。所述第三输气管道11上固定套装有第二安装架10，所述第二安装架10固定安装在所述第一安装架4上。

所述转动轴5上安装有两个限位盘25，分别位于第一传动齿轮15的两侧。第一输气管道9和第二输气管道12分别限位于限位盘25与密封箱体6之间的转动轴5上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种生态环境水质检测采样装置，其特征在于：包括第一输气管道、第二输气管道以及设置在所述第二输气管道下端的重力球、第一气囊和采样筒；

所述第一气囊连通在所述第二输气管道的下端；通过所述第二输气管道对所述第一气囊进行充放气控制；所述重力球固定设置在所述第一气囊的内部；所述采样筒连接在所述重力球的下端；

所述第一输气管道下端的两个第二气囊位于所述采样筒内；当所述第二气囊收缩时，与所述采样筒内壁产生间隙；当所述第二气囊充气时，与所述采样筒内壁紧密接触。

2.如权利要求1所述的生态环境水质检测采样装置，其特征在于：所述第一气囊通过第二密封箱体和第四输气管道连通在所述第二输气管道的下端；所述第四输气管道设置为多个，均匀分布在第二密封箱体的周向。

3.如权利要求1所述的生态环境水质检测采样装置，其特征在于：所述重力球的下端周向均匀设置有多个连接杆，所述连接杆与所述采样筒固定连接。

4.如权利要求1所述的生态环境水质检测采样装置，其特征在于：所述第一输气管道下端通过支撑杆与采样筒内壁连接。

5.如权利要求1所述的生态环境水质检测采样装置，其特征在于：还包括浮标；所述第一输气管道和第二输气管道上端缠绕在转动轴上，所述转动轴通过第一安装架安装在所述浮标上；所述转动轴在第一驱动组件的驱动下正转或反转，以实现第一输气管道和第二输气管道的缠绕收集或释放。

6.如权利要求5所述的生态环境水质检测采样装置，其特征在于：所述第一驱动组件包括通过固定架固定在浮标上的伺服电机、安装在所述伺服电机的输出轴上的第二传动齿轮和与所述第二传动齿轮啮合并设置在所述转动轴中部的第一传动齿轮。

7.如权利要求6所述的生态环境水质检测采样装置，其特征在于：所述转动轴上安装有两个限位盘，分别位于所述第一传动齿轮的两侧。

8.如权利要求5所述的生态环境水质检测采样装置，其特征在于：所述第一输气管道和第二输气管道的端部分别设置有充放气组件；

所述充放气组件包括固定安装在转动轴上的密封箱体、固定安装在浮标上的充气泵和用于连通所述密封箱体和充气泵的第三输气管道；

所述第三输气管道与所述密封箱体之间通过高速旋转气管接头转动密封连通；所述密封箱体与第一输气管道或第二输气管道端部固定密封连通。

9.如权利要求8所述的生态环境水质检测采样装置，其特征在于：所述第三输气管道上固定套装有第二安装架，所述第二安装架固定安装在所述第一安装架上。

10.如权利要求1-9任一项所述的生态环境水质检测采样装置的工作方法，其特征在于，首先，将第一气囊调整至合适的收缩状态，第一输气管道和第二输气管道牵引下端的重力球、第一气囊和采样筒，在重力球的重力作用与第一气囊的浮力作用下匀速下降至采样点；

然后，将第二气囊调整至收缩状态，使其与采样筒内壁之间产生间隙，使水样通过间隙进入采样筒内；采样后通过第一输气管道向第二气囊充气，使其膨胀与采样筒内壁之间紧密接触，防止水样流出；

最后，通过第二输气管道向第一气囊充气，使其膨胀浮力增加，第一输气管道和第二输气管道牵引下端的重力球、第一气囊和充满水样的采样筒，在第一气囊的浮力作用下匀速向上提起；上岸后，第二气囊放气收缩，水样排出。