CN1789955A - 一种可控深海采水装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可控深海采水装置，包括框架、采水器组、驱动传动单元及控制单元，采水器组由若干独立的采水器单元组成，采水器单元包括活塞式采水器及连杆机构式限位开关，驱动传动单元包括设在框架上的电机及连接电机及采水器单元的传动装置，传动装置为链条传动，链条上设有控制限位开关动作的碰块，控制单元包括甲板上的控制中心及设在框架上的水下控制中心和霍尔开关元件。本发明不仅满足深海高温、高压强、高腐蚀的工作环境，可以有效保证采集水体样本的真实性，使样本水体不受沾污，而且可根据需要在不同深度位置实时的控制采样动作，以准确获取不同深度位置的水体样本。

Description

一种可控深海采水装置
                         技术领域
本发明涉及一种采水装置，具体涉及一种适合深海条件工作的可控深海采水装置。
                         背景技术
采集深海水样，测定深海水样的各项物理和化学指标，了解其组成和状态，在大洋矿产资源环境勘查和海底异常条件的探测中十分重要，而深海高温高压和强腐蚀环境对采水装置提出了更高的要求。目前，采水装置主要应用于内陆河流以及海洋上层水体的水质监测分析，用于深海的采水装置还不多，大都采用两端开口下放，再闭合采集，因此在采集和提升过程当中受到了一定程度的沾污，无法达到真实反映样品的目的；另外采水器通常无现场实时监控，很难准确了解采水器所处深度及其周围环境的状况和信息，因此不仅费时费力而且很难采集到符合要求的水样。
                            发明内容
本发明的目的在于提供一种可控深海采水装置，不仅满足深海高温、高压强、高腐蚀的工作环境，可以有效保证采集水样的真实性，使水样不受沾污，而且可根据需要实时地控制采样过程，以准确获取不同深度位置的水样。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可控深海采水装置，包括框架、采水器组、驱动传动单元及控制单元，其特征在于：所述采水器组为若干设在框架上的独立采水器单元，所述驱动传动单元包括设在框架上的电机及连接电机和采水器单元的传动装置，所述控制单元包括甲板控制中心及设在框架上的水下控制中心。
本发明的采水装置框架采用不锈钢等耐腐蚀材料的粗框式框架结构，框架中部设有固定板。
优选的，所述采水器单元分两排均匀设在框架上。
本发明的采水器单元包括活塞式采水器及限位开关，活塞式采水器为注射器式设计，包括吸水筒、拉力弹簧、下端设活塞的活塞杆及设在吸水筒底端的进水口单向阀门，吸水筒由聚碳酸脂注塑而成，吸水筒上端设在固定板上，所述拉力弹簧上端设在框架顶部，下端设在活塞上，密封采用活塞与密封圈一体的方式；所述限位开关采用平面连杆机构，其两个固定转动点固定在框架的固定板上。当采样器下水之前，将活塞杆推到吸水筒底部并将限位开关复位，使之压住活塞杆。当传动机构带动连杆机构的摇杆动作时，其绕两个固定点转动，从而失去对活塞杆限位功能，被压住的活塞杆在弹簧作用下开始抽水样。
本发明的传动装置为链条传动装置，包括链条、由电机转轴带动的主动轮及设在框架上的若干从动轮，在链条上设有至少一个控制限定开关动作的碰块，当需要采集时，电机启动，带动链条转动，固定在链条上的碰块撞击连杆机构，连杆机构动作，施放活塞杆，吸水筒采集水样。
本实施例中从动轮数量为一个，主动轮和从动轮设在框架两端，采水器单元设在链条外侧，在链条内侧设有的链条护罩，链条护罩设在固定板上。
本发明的控制单元包括甲板控制中心设在框架上的水下控制中心和与水下控制中心连通的霍尔开关元件，霍尔开关元件设在固定板上采水器单元旁，霍尔开关输出信号反馈到水下控制中心和甲板控制中心以控制电机和每个采水器单元采水动作。
本发明由于采用上述技术方案，通过甲板控制中心来控制水下整个取样过程，采水器下水之前，将活塞杆推到吸水筒底部并将限位开关复位，使之压住活塞杆，在采水装置到达深海指定深度后，甲板控制中心发出指令给水下控制中心，水下控制中心控制电机转动，主动轮带动链条转动，链条上的碰块触发连杆机构动作，使一个活塞式采水器开始采集水样，采水器动作完成时通过霍尔开关元件将信号反馈给水下控制中心和甲板控制中心，使电机停止转动，一个采水过程完成，如此反复工作。本发明利用活塞抽吸采集水样，采水完成后水样与外界密封，采集水样过程无沾污，本发明的框架采用不锈钢等耐腐蚀材料，采水器单元平分成两排装放置，可以减少在水中的拖曳阻力，采水器也采用聚碳酸脂材料，因而使得深海采水装置更加适合深海高温高压和腐蚀环境。
                       附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明可控深海采水装置整体结构示意图；
图2为图1中A-A剖面视图；
图3为本发明采水器结构示意图；
图4为本发明连杆机构机构示意图。
                     具体实施方式
如图1和图2所示，为本发明深海采水装置的优选实施例，包括框架1、采水组、驱动传动单元及控制单元：
本实施的框架1采用不锈钢等耐腐蚀材料的框架结构，框架中1部设有固定板11。
本实施的采水器组为两排均匀设在框架1上的采水器单元2，数量可按需要设置，采水器单元2包括固定在固定板上的活塞式采水器21及限位开关22，如图4，限位开关22为连杆机构，其两个固定转动点221固定在固定板11上，如图3，活塞式采水器21为注射器式设计，包括吸水筒211、拉力弹簧212、下端设活塞213的活塞杆214及设在吸水筒底端的进水口单向阀门215，吸水筒由聚碳酸脂注塑而成，吸水筒211上端设在固定板11上，拉力弹簧212上端设在框架1顶部，下端连接在活塞213上，密封采用活塞与密封圈一体的方式，当采样器下水之前，将活塞杆推到吸水筒底部并将连杆机构复位，使之压住活塞杆。
本实施例的驱动传动单元包括设在框架1上的电机3、连接电机3与采水器单元2的传动装置，传动装置为链条传动装置7，包括链条71、由电机3转轴带动的主动轮72及从动轮73，在链条71上设有一个控制限定开关22动作的碰块74，碰块74也可以根据需要设置多块，以便同时采集多份水样，主动轮72和从动轮73设在框架1两端，活塞式采水器21设在链条71外侧，在链条71内侧设有的链条护罩75，链条护罩75设在固定板11上，在链条上部还设有防尘板76。
本实施例的控制单元包括甲板控制中心5、设在框架1上的水下控制中心6和与水下控制中心6连接的霍尔开关元件8，霍尔开关元件设在固定板上11采水器单元2旁，霍尔开关元件8与采水器单元2对应动作，当采水器单元动作完成时，霍尔开关元件动作，霍尔开关输出信号反馈到水下控制中心6和甲板控制中心5以控制电机3和每个采水器单元2采水过程。
采水装置的整个取样过程是通过甲板控制中心来控制的，采样装置下水之前，将活塞式采水器的活塞杆推到吸水筒底部并将限位开关复位，使之压住活塞杆，在采水装置到达深海指定深度后，甲板控制中心发出指令给水下控制中心，水下控制中心控制电机转动，主动轮带动链条转动，链条上的碰块触发连杆机构动作，使其绕两个固定点转动，当失去对活塞杆限位后，被压住的活塞杆在弹簧作用下开始抽取水样，活塞式采水器动作完成时通过霍尔开关元件将信号反馈给水下控制中心和甲板控制中心，使电机停止转动，一个采水过程完成，如此反复工作，如图4中连杆机构I和连杆机构II，为两个活塞式采水器完成采水前后连杆机构的变化示意图。本发明利用活塞抽吸采集水样，采水完成后水样与外界密封，采集水样过程无沾污，而本发明的框架采用不锈钢等耐腐蚀材料，注射器式装置平分成两排装放置，可以减少在水中的拖曳阻力，采水器采用聚碳酸脂材料，因而使得深海采水装置适合深海高温高压和腐蚀环境。

Claims (8)

1、一种可控深海采水装置，包括框架(1)、采水器组、驱动传动单元及控制单元，其特征在于：所述采水器组为若干设在框架上的独立采水器单元(2)，所述驱动传动单元包括设在框架上的电机(3)及连接电机(3)和采水器单元(2)的传动装置，所述控制单元包括甲板控制中心(5)及设在框架(1)上的水下控制中心(6)。
2、据权利要求1所述一种可控深海采水装置，其特征在于：所述框架(1)采用不锈钢等耐腐蚀材料的粗框式框架结构，框架(1)中部设有固定板(11)。
3、据权利要求1所述一种可控深海采水装置，其特征在于：所述采水器单元(2)分两排均匀设在框架(1)上。
4、据权利要求1所述一种可控深海采水装置，其特征在于：所述驱动传动单元包括电机(3)及传动装置(7)，传动装置(7)包括链条(71)、由电机(3)转轴带动的主动轮(72)及设在框架(1)上的从动轮(73)，在链条(71)上设有至少一个控制限定开关(22)动作的碰块(74)。
5、据权利要求4所述一种可控深海采水装置，其特征在于：所述从动轮(73)为一个，电机(3)转轴带动的主动轮(72)和从动轮(73)设在框架(1)两端，采水器单元(2)设在链条(71)外侧，在链条(71)内侧设有的链条护罩(75)，链条护罩(75)设在固定板(11)上。
6、据权利要求1所述一种可控深海采水装置，其特征在于：所述采水器单元(2)包括活塞式采水器(21)及限位开关(22)，活塞式采水器(21)为注射器式设计，包括吸水筒(211)、拉力弹簧(212)、下端设活塞(213)的活塞杆(214)及设在吸水筒(211)底端的进水口单向阀门(215)，吸水筒(211)上端设在固定板(11)上，所述拉力弹簧(212)上端设在框架(1)顶部，下端设在活塞(213)上，所述限位开关(22)采用平面连杆机构，其两个固定转动点(221)固定在框架(1)的固定板(11)上。
7、据权利要求6所述一种可控深海采水装置，其特征在于：所述吸水筒(211)由聚碳酸脂注塑而成。
8、据权利要求1所述一种可控深海采水装置，其特征在于：所述控制单元还设有与水下控制中心(6)连通的霍尔开关元件(8)，霍尔开关元件(8)与采水器单元(2)对应动作，霍尔开关输出信号反馈到水下控制中心(6)和甲板控制中心(5)以控制电机(3)对每个采水器单元(2)采水动作。
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