CN117782690A - 一种水质取样装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水务检测技术领域，特别是涉及一种水质取样装置及使用方法。可取样指定深度的水液，不受水深、环境影响，检测的参数精确至指定水深所在的取样水液。包括机架、所述机架一侧设有调节机构，所述调节机构上设有可横向滑动的调节座，所述调节座上设有升降机构，所述升降机构上设有取样机构；所述取样机构包括配重机构，所述配重机构底部设有进水机构；所述进水机构包括放置筒，所述放置筒内设有隔板，所述隔板将放置筒分为上筒腔、下筒腔，所述下筒腔内设有电机，所述电机输出端贯穿隔板，所述上筒腔内设有开合筒，所述放置筒壁面开设有进水口，所述进水口与开合筒对应。

Description

一种水质取样装置及使用方法

技术领域

本发明属于水务检测技术领域，特别是涉及一种水质取样装置及使用方法。

背景技术

水是人类社会经济发展和维护生态环境不可替代的战略性基础资源和基本支撑要素，水务检测是保障水务工程以及水务现场正常运转的重要工作，通过人工巡检、设备数据采集的方式进行，水务是对水源的原水品质、污染物含量、泥沙含量乃至污水处理后的质量状况等因素进行实时检测作业，故而需要定点、定期进行水液取样检测处理。

现有技术中的水质取样装置存在一定的缺陷，取样装置进入至水面下方时，水液即进入，其检测的取样水源均为表面区域的水体，不方便对指定水深坐标位置的水液状况进行取样检测。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种可取样指定深度的水液，不受水深、环境影响，检测的参数精确至指定水深所在的取样水液。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种水质取样装置， 包括机架、所述机架一侧设有调节机构，所述调节机构上设有可横向滑动的调节座，所述调节座上设有升降机构，所述升降机构上设有取样机构；所述取样机构包括配重机构，所述配重机构底部设有进水机构；所述进水机构包括放置筒，所述放置筒内设有隔板，所述隔板将放置筒分为上筒腔、下筒腔，所述下筒腔内设有电机，所述电机输出端贯穿隔板，所述上筒腔内设有开合筒，所述放置筒壁面开设有进水口，所述进水口与开合筒对应；所述开合筒包括固定半筒以及转动安装于固定半筒轴线处的中支轴，所述中支轴上设有开合弧形筒；所述电机输出端与中支轴连接、且驱动中支轴于固定半筒轴线处转动，所述中支轴带动开合弧形筒于固定半筒内转动。

进一步地，所述固定半筒轴线处对称设有半筒开口，所述开合弧形筒轴线处对称设有弧形筒开口，所述中支轴可转动安装于半筒开口内，所述中支轴与弧形筒开口固定连接；所述放置筒顶面设有轴孔Ⅰ，所述隔板上开设有轴孔Ⅱ，所述中支轴一端安装于轴孔Ⅰ内、中支轴另一端安装于轴孔Ⅱ内且与电机输出端连接。

进一步地，所述调节机构包括吊装支框，所述吊装支框底部设有调节支框，所述调节支框内设有调节轨道，所述吊装支框内设有驱动丝杠，所述驱动丝杠两端设有安装于吊装支框内的支撑轴承；所述驱动丝杠上设有丝杠驱动块，所述调节轨道上设有滑动块，所述丝杠驱动块与滑动块连接，所述滑动块与调节座顶部连接。

进一步地，所述升降机构包括升降框，所述升降框内设有卷扬机，所述卷扬机上缠绕吊绳一端，所述吊绳另一端连接在取样机构上。

进一步地，所述配重机构包括装载筒，所述装载筒内设有配重腔，所述配重腔底面设有固定块，所述固定块上设有支撑弹簧一端，所述支撑弹簧另一端设有托板，所述托板上装有配重块。

进一步地，所述升降机构与调节座之间设有连接框，所述连接框顶面与调节座底面连接，所述连接框左面与升降机构连接；所述升降机构、调节座与连接框形成90°夹角。

进一步地，所述装载筒底面设有圆形凸台，沿所述圆形凸台的圆周方向设有向装载筒内壁面向下倾斜延伸的截面呈楔形的圆环；所述装载筒的内壁面与圆环相接处周向均布设有排水孔，所述排水孔贯穿装载筒壁面。

进一步地，所述吊绳上设有可拆卸副配重块，所述吊绳位于取样机构一端设有底板，所述底板用以承载副配重块； 所述副配重块于吊绳上滑动至底板顶面。

进一步地，所述副配重块呈水滴形；所述副配重块包括左半块、右半块，所述左半块纵向中心线设有左半通道，所述左半块上均布设有安装孔，所述右半块纵向中心线设有右半通道，所述右半块上均布设有安装柱；所述左半通道与右半通道组成圆形通道于吊绳上滑动；所述安装柱与安装孔插入配合用以将左半块与右半块组合固定。

一种水质取样装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、水质取样装置通过机架固定于相关设备上，用以实施；

S2、通过调节机构水平移动调节座至取样位置；

S3、根据采样水的深度，在配重机构中增加配重块以达到需要下潜的深度；

S4、启动升降机构，将取样机构下降至需取样的水深度，取样机构在下潜过程中为闭合状态、无水进入；

S5、到达采样水深度，升降机构停止，电机启动、驱动中支轴转动打开开合弧形筒，此时水进入固定半筒内，电机驱动中支轴转动关闭开合弧形筒；

S6、升降机构启动带动取样机构上升，取样机构上升过程中为闭合状态、无水进入、流出；

S7、取样机构上升出水面后，此时的取样机构内的水为在指定水深度所采集到的。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

对水务检测的水液取样过程进行优化，机架架设于相关的取样机架上，调节座可沿着调节机构横向移动，从而调节取样机构的取样位置；调节座上安装有升降机构，将取样机构下沉至相应的检测取样的水深坐标位置进行取样处理，进水机构的顶端设置有配重机构，使得取样机构下沉，克服水体内浮力的影响，下沉至相应的水深坐标位置；控制进水机构打开，使得水深坐标位置的水液进入至进水机构内，进而保证取样检测的准确程度，能够对不同水深坐标位置的水液状况进行取样检测。

取样机构在抵达指定水深坐标位置之前，其固定半筒内因开合弧形筒的闭合不会进入水液，只有抵达到待取样水深坐标位置时，由电机驱动中支轴转动、从而开合弧形筒相对于中支轴转动，此时的固定半筒内腔开始进入水液，再由电机驱动开合弧形筒对固定半筒内腔进行闭合，在取样机构上升至水面过程中，固定半筒内腔内的水液不会发生变化、保证水液为水深坐标位置的取样。

调节机构可根据取样位置进行移动，通过丝杠驱动块与驱动丝杠滑动配合，从而带动与丝杠驱动块一体成型的滑动块于调节轨道的移动，使得调节座移动到合适位置。

升降机构上的吊绳设有厘米尺寸的数字标识，下降的深度可根据数字标识计算得出吊绳潜入水中的深度、在加上取样机构的尺寸高度，可以得出水深坐标位置的深度。

配重机构起到抵消水体浮力、便于取样机构快速下沉、以及抵达到指定水深坐标位置，通过添加一定重量的配重块来实现前述效果。

装载筒升顶部开口、便于配重块的装入、拆除，但开口也会使得水液进入其腔室内，当装载筒上升至水面以上，腔室内的水液会从排水孔排出；截面呈楔形的圆环可以使装载筒上升过程进入腔室内的其他小的杂质通过斜坡及水流作用一同从排水孔排出。

因水下深度不同、水流多变，浮力易受水流影响，以及临时性改变取样水深坐标位置，如在上升取样机构至水面、通过添加配重块，时效大大降低、重复操作；因此通过增设副配重块来实现已在水下的取样机构增加重量克服浮力继续下降至新的水深坐标位置。副配重块为可拆卸、组合结构，圆形通道的直径大于吊绳直径，水滴形的副配重块沿吊绳轨迹进入水下、克服水体浮力下降至底板，水滴形的设计可以在同等重量下的其他形状下降速度更快，此时取样机构因配重增加整体重量可继续下降，根据需要可使用多个副配重块。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明开合筒结构示意图；

图3为本发明图2爆炸结构示意图；

图4为本发明调节机构与升降机构结构示意图；

图5为本发明配重机构与进水机构结构示意图；

图6为本发明装载筒结构示意图；

图7为本发明副配重块实施结构示意图；

图8为本发明副配重块结构示意图；

图9为本发明图8中左半块结构示意图；

图10为本发明图8中右半块结构示意图；

图11为本发明图8的B-B向结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前说明书提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1、2、3所示：一种水质取样装置，包括机架1、所述机架1一侧设有调节机构2，所述调节机构2上设有可横向滑动的调节座3，所述调节座3上设有升降机构4，所述升降机构4上设有取样机构5；所述取样机构5包括配重机构6，所述配重机构6底部设有进水机构7；所述进水机构7包括放置筒71，所述放置筒71内设有隔板72，所述隔板72将放置筒71分为上筒腔73、下筒腔74，所述下筒腔74内设有电机75，所述电机75输出端贯穿隔板72，所述上筒腔73内设有开合筒76，所述放置筒71壁面开设有进水口77，所述进水口77与开合筒76对应；所述开合筒76包括固定半筒761以及转动安装于固定半筒761轴线处的中支轴762，所述中支轴762上设有开合弧形筒763；所述电机75输出端与中支轴762连接、且驱动中支轴762于固定半筒761轴线处转动，所述中支轴762带动开合弧形筒763于固定半筒761内转动。

固定半筒761的内腔即为水液取样收纳空间，默认状态下开合弧形筒763与固定半筒761为闭合状态、保证内腔不进水液，在取样机构5下移运动至水体检测深度的坐标点位时，电机75控制中支轴762转动，从而控制开合弧形筒763打开，水液进入至固定半筒761的内腔，再闭合开合弧形筒763、保证内腔内的水液稳定无变化，即获取到相应水体检测深度坐标的水液样本。

如图1、2、3所示：所述固定半筒761轴线处对称设有半筒开口7611，所述开合弧形筒763轴线处对称设有弧形筒开口7631，所述中支轴762可转动安装于半筒开口7611内，所述中支轴762与弧形筒开口7631固定连接；所述放置筒71顶面设有轴孔Ⅰ711，所述隔板72上开设有轴孔Ⅱ721，所述中支轴762一端安装于轴孔Ⅰ711内、中支轴762另一端安装于轴孔Ⅱ721内且与电机75输出端连接。

如图1、4所示：所述调节机构2包括吊装支框21，所述吊装支框21底部设有调节支框22，所述调节支框22内设有调节轨道23，所述吊装支框21内设有驱动丝杠24，所述驱动丝杠24两端设有安装于吊装支框21内的支撑轴承25；所述驱动丝杠24上设有丝杠驱动块26，所述调节轨道23上设有滑动块27，所述丝杠驱动块26与滑动块27连接，所述滑动块27与调节座3顶部连接。

以驱动丝杆24为驱动工具，带动丝杠驱动块26移动，丝杠驱动块26与滑动块27为一体化结构，调节座3安装于滑动块27上，进而调节取样机构5取样的坐标位置。

如图1、4所示：所述升降机构4包括升降框41，所述升降框41内设有卷扬机42，所述卷扬机42上缠绕吊绳43一端，所述吊绳43另一端连接在取样机构5上。

通过卷扬机42控制吊绳43运动，从而控制取样机构5在水面之下的深度位置，通过吊绳43上标识的厘米尺寸数字，可以直观的看到下降的深度。

如图1、5所示：所述配重机构6包括装载筒61，所述装载筒61内设有配重腔62，所述配重腔62底面设有固定块63，所述固定块63上设有支撑弹簧64一端，所述支撑弹簧64另一端设有托板65，所述托板65上装有配重块66。

对于进水机构7的上方设置有装载筒61，配重腔62为配重块66的装载结构，配重块66采用铅块作为加重部件，铅块架设于托板65上，通过对支撑弹簧64的施压，留出防止配重块66的空间，提高进水机构7的整体配重；配重块66的配置数目，可以根据进水机构7的下沉水深距离而选择。

如图1所示：所述升降机构4与调节座3之间设有连接框8，所述连接框8顶面与调节座3底面连接，所述连接框8左面与升降机构4连接；所述升降机构4、调节座3与连接框8形成90°夹角。连接框8中可以放置一套备用吊绳，便于现场特殊情况进行更换或者与现有吊绳连接加长。

如图6所示：所述装载筒61底面设有圆形凸台611，沿所述圆形凸台611的圆周方向设有向装载筒61内壁面向下倾斜延伸的截面呈楔形的圆环612；所述装载筒61的内壁面与圆环612相接处周向均布设有排水孔613，所述排水孔613贯穿装载筒61壁面。

当装载筒61上升至水面以上，腔室内的水液会从排水孔613排出；截面呈楔形的圆环612可以使装载筒61上升过程进入腔室内的其他小的杂质通过斜坡及水流作用一同从排水孔613排出。

如图7所示：所述吊绳43上设有可拆卸副配重块9，所述吊绳43位于取样机构5一端设有底板10，所述底板10用以承载副配重块9；所述副配重块9于吊绳43上滑动至底板10顶面。

因水下深度不同、水流多变，浮力易受水流影响，以及临时性改变取样水深坐标位置，如在上升取样机构5至水面、在添加配重块66，时效大大降低；因此通过增设副配重块9来实现已在水下的取样机构5增加重量继续下降至新的水深坐标位置。副配重块9为可拆卸、组合结构，圆形通道93的直径大于吊绳43直径，水滴形的副配重块9沿吊绳43轨迹进入水下、克服水体浮力下降至底板10，此时取样机构5因配重增加整体重量可继续下降，根据需要可使用多个副配重块9。

如图8、9、10、11所示：所述副配重块9呈水滴形；所述副配重块9包括左半块91、右半块92，所述左半块91纵向中心线设有左半通道911，所述左半块91上均布设有安装孔912，所述右半块92纵向中心线设有右半通道921，所述右半块92上均布设有安装柱922；所述左半通道911与右半通道921组成圆形通道93于吊绳43上滑动；所述安装柱922与安装孔912插入配合用以将左半块91与右半块92组合固定。

左手持左半块91的左半通道911贴合于吊绳43上，右手持右半块91将安装柱922对准安装孔912按压，此时安装柱922压入安装孔912内、且左半块91与右半块92的相邻面贴合，右半通道921与左半通道911组合成圆形通道93，松开双手，水滴形的副配重块9因自重克服水的浮力下降至底板10上。

一种水质取样装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、水质取样装置通过机架11固定于相关设备上，用以实施；

S2、通过调节机构2水平移动调节座3至取样位置；调节机构2可根据取样位置对取样机构5进行移动，通过丝杠驱动块26与驱动丝杠24滑动配合，从而带动滑动块27于调节轨道23的移动，使得调节座3移动到合适位置；

S3、根据采样水液深度的坐标位置，在配重机构6中增加一定数量的配重块66以达到需要下潜的深度坐标位置；

手拿配重块66从装载筒61顶部开口处放入配重腔62内，配重块66斜着一端先进入配重腔62内、待配重块66另一端位于装载筒61顶部开口范围内下落进入配重腔62内，此时配重块66对支撑弹簧64施压，配重块66底部受支撑弹簧64的上升力、配重块66顶部与装载筒61顶部开口环形限位板抵住，配重块66牢牢固定于配重腔62内，防止配重块66滑出配重腔62内；

S4、启动升降机构4，将取样机构5下降至需取样的水深度的坐标位置，取样机构5在下潜过程中为闭合状态、无水液进入；

取样机构5在抵达指定水深坐标位置之前，其固定半筒761的内腔因开合弧形筒763的闭合不会进入水液；

S5、到达采样水深度的坐标位置，升降机构4停止，电机75启动、驱动中支轴762转动打开开合弧形筒763，此时水液进入固定半筒761内，电机75驱动中支轴762转动关闭开合弧形筒763；

只有抵达到待取样水深的坐标位置时，由电机75驱动中支轴762转动、从而开合弧形筒763相对于中支轴762转动，此时的固定半筒761的内腔开始进入水液，再由电机75驱动开合弧形筒763对固定半筒761的内腔进行闭合；

S6、升降机构4启动带动取样机构5上升，取样机构5上升过程中为闭合状态、无水进入、流出；

在取样机构5上升至水面过程中，固定半筒761的内腔里的水液不会发生变化、保证水液为水深坐标位置的取样；

S7、取样机构5上升出水面后，此时的取样机构5内的水液为在指定水深坐标位置所采集到的；

取样机构5提出水面时，装载筒61内的水液通过排水孔613排除，避免在倾倒固定半筒761内腔中采样水液发生混合、导致取样水液不准确；

S8、如在取样机构5下降中，因水下深度不同、水流多变，浮力易受水流影响，以及临时性改变取样水深坐标位置。此时不用将取样机构5上升至水面、在添加配重块66，这样影响了时效、操作繁琐；可通过副配重块9解决已在水下的取样机构5因水中浮力大于取样机构5重量导致无法继续下降的问题。副配重块9为可拆卸、组合结构，圆形通道93的直径大于吊绳43直径，水滴形的副配重块9沿吊绳43轨迹进入水下、克服水体浮力下降至底板10，此时取样机构5因配重增加整体重量可继续下降，根据需要可使用多个副配重块9。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明的具体实现并不受上述实施方式的限制。本领域技术人员可在不偏离本发明技术构思的前提下，对本发明作出各种修改或变型，这些修改或变型当然也落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水质取样装置，其特征在于：

包括机架（1）、所述机架（1）一侧设有调节机构（2），所述调节机构（2）上设有可横向滑动的调节座（3），所述调节座（3）上设有升降机构（4），所述升降机构（4）上设有取样机构（5）；

所述取样机构（5）包括配重机构（6），所述配重机构（6）底部设有进水机构（7）；

所述进水机构（7）包括放置筒（71），所述放置筒（71）内设有隔板（72），所述隔板（72）将放置筒（71）分为上筒腔（73）、下筒腔（74），所述下筒腔（74）内设有电机（75），所述电机（75）输出端贯穿隔板（72），所述上筒腔（73）内设有开合筒（76），所述放置筒（71）壁面开设有进水口（77），所述进水口（77）与开合筒（76）对应；

所述开合筒（76）包括固定半筒（761）以及转动安装于固定半筒（761）轴线处的中支轴（762），所述中支轴（762）上设有开合弧形筒（763）；

所述电机（75）输出端与中支轴（762）连接、且驱动中支轴（762）于固定半筒（761）轴线处转动，所述中支轴（762）带动开合弧形筒（763）于固定半筒（761）内转动。

2.根据权利要求1所述的水质取样装置，其特征在于：

所述固定半筒（761）轴线处对称设有半筒开口（7611），所述开合弧形筒（763）轴线处对称设有弧形筒开口（7631），所述中支轴（762）可转动安装于半筒开口（7611）内，所述中支轴（762）与弧形筒开口（7631）固定连接；

所述放置筒（71）顶面设有轴孔Ⅰ（711），所述隔板（72）上开设有轴孔Ⅱ（721），所述中支轴（762）一端安装于轴孔Ⅰ（711）内、中支轴（762）另一端安装于轴孔Ⅱ（721）内且与电机（75）输出端连接。

3.根据权利要求2所述的水质取样装置，其特征在于：

所述调节机构（2）包括吊装支框（21），所述吊装支框（21）底部设有调节支框（22），所述调节支框（22）内设有调节轨道（23），所述吊装支框（21）内设有驱动丝杠（24），所述驱动丝杠（24）两端设有安装于吊装支框（21）内的支撑轴承（25）；

所述驱动丝杠（24）上设有丝杠驱动块（26），所述调节轨道（23）上设有滑动块（27），所述丝杠驱动块（26）与滑动块（27）连接，所述滑动块（27）与调节座（3）顶部连接。

4.根据权利要求3所述的水质取样装置，其特征在于：

所述升降机构（4）包括升降框（41），所述升降框（41）内设有卷扬机（42），所述卷扬机（42）上缠绕吊绳（43）一端，所述吊绳（43）另一端连接在取样机构（5）上。

5.根据权利要求4所述的水质取样装置，其特征在于：

所述配重机构（6）包括装载筒（61），所述装载筒（61）内设有配重腔（62），所述配重腔（62）底面设有固定块（63），所述固定块（63）上设有支撑弹簧（64）一端，所述支撑弹簧（64）另一端设有托板（65），所述托板（65）上装有配重块（66）。

6.根据权利要求1所述的水质取样装置，其特征在于：

所述升降机构（4）与调节座（3）之间设有连接框（8），所述连接框（8）顶面与调节座（3）底面连接，所述连接框（8）左面与升降机构（4）连接；所述升降机构（4）、调节座（3）与连接框（8）形成90°夹角。

7.根据权利要求5所述的水质取样装置，其特征在于：

所述装载筒（61）底面设有圆形凸台（611），沿所述圆形凸台（611）的圆周方向设有向装载筒（61）内壁面向下倾斜延伸的截面呈楔形的圆环（612）；

所述装载筒（61）的内壁面与圆环（612）相接处周向均布设有排水孔（613），所述排水孔（613）贯穿装载筒（61）壁面。

8.根据权利要求4所述的水质取样装置，其特征在于：

所述吊绳（43）上设有可拆卸副配重块（9），所述吊绳（43）位于取样机构（5）一端设有底板（10），所述底板（10）用以承载副配重块（9）；

所述副配重块（9）于吊绳（43）上滑动至底板（10）顶面。

9.根据权利要求8所述的水质取样装置，其特征在于：

所述副配重块（9）呈水滴形；

所述副配重块（9）包括左半块（91）、右半块（92），所述左半块（91）纵向中心线设有左半通道（911），所述左半块（91）上均布设有安装孔（912），所述右半块（92）纵向中心线设有右半通道（921），所述右半块（92）上均布设有安装柱（922）；

所述左半通道（911）与右半通道（921）组成圆形通道（93）于吊绳（43）上滑动；

所述安装柱（922）与安装孔（912）插入配合用以将左半块（91）与右半块（92）组合固定。

10.一种水质取样装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、水质取样装置通过机架固定于相关设备上，用以实施；

S2、通过调节机构水平移动调节座至取样位置；

S3、根据采样水深坐标位置，在配重机构中增加配重块以达到需要下潜的深度；

S4、启动升降机构，将取样机构下降至需取样的水深坐标位置，取样机构在下潜过程中为闭合状态、无水液进入；

S5、到达采样水深坐标位置，升降机构停止，电机启动、驱动中支轴转动打开开合弧形筒，此时水进入固定半筒内，电机驱动中支轴转动关闭开合弧形筒；

S6、升降机构启动带动取样机构上升，取样机构上升过程中为闭合状态、无水液进入、流出；

S7、取样机构上升出水面后，此时的取样机构内的水液为在指定水深坐标位置所采集到的。