CN202255957U - 一种自排空水质自动采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能够自动排空采样瓶中水样的水质自动采样装置，包括控制箱、冷藏恒温装置、采集装置和自排空装置；自排空装置包括步进电机、驱动螺杆、滑块、升降管、挡板和连接杆；步进电机的输出轴与驱动螺杆的一端联接，驱动螺杆的另一端套装在挡板上，滑块上设有与驱动螺杆配合的螺纹孔，驱动螺杆旋合在螺纹孔中；连接杆的上端插在滑块上的通孔中，其下端与挡板固定连接；升降管的上端与滑块固定连接，其下端穿过挡板上的通孔且位于采样瓶的瓶口正上方；输水导管插在升降管中间。本实用新型功能齐全、操作方便、结构合理，能够与在线自动监测设备联机，实现多种模式的采样；并且可以将已采集但已过期或不需要的水样自动排空。

Description

一种自排空水质自动采样装置

技术领域

本实用新型涉及一种能够自动排空采样瓶中水样的水质自动采样装置，属于检测技术领域。

背景技术

在水质监测中，常常会用到水样自动采集装置，将水样按时间比例或流量比例采集到设定好的样品瓶内，以便进一步对水样进行实验室分析。

传统的水质自动采集装置采样功能单一，水样保存时间短，只能独立工作，不能与现在已经在污染源排放口大量安装的在线自动监测设备很好的配合工作，不能满足超标自动留样、与监测仪同步采样留样、采混合样给监测仪等需求；且当采样瓶采满水样后，仪器则处于待机状态，不能实现水样的自动排空，不利于仪器的最大化利用，造成了资源的浪费。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以在长时间无人值守、取样的情况下，将已采集但已过期或不需要的水样自动排空的水质自动采样装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种自排空水质自动采样装置，包括控制箱、冷藏恒温装置和采集装置；所述采集装置包括设置在控制箱内部的第一电磁阀、采样泵和第三电磁阀，以及设置在冷藏恒温装置内部的水样分配器和采样瓶；所述第一电磁阀的1端通过导管接水样源，采样泵接在第一电磁阀的2端与第三电磁阀的1端之间，第三电磁阀的2端接输水导管；多个采样瓶均匀的放置在水样分配器上面；其特征在于：还包括设置在控制箱和冷藏恒温装置内部的自排空装置；所述自排空装置包括步进电机、驱动螺杆、滑块、升降管、挡板和连接杆；所述步进电机的输出轴与驱动螺杆的一端联接，驱动螺杆的另一端套装在挡板上，滑块上设有与驱动螺杆配合的螺纹孔，驱动螺杆旋合在所述螺纹孔中；所述连接杆的上端插在滑块上的通孔中，其下端与挡板固定连接；所述升降管的上端与滑块固定连接，其下端穿过挡板上的通孔且位于采样瓶的瓶口正上方；所述输水导管插在升降管中间。

所述采集装置还包括第四电磁阀、第六电磁阀、混合采样桶和搅拌器；所述第六电磁阀接在采样泵的2端与混合采样桶之间；所述第四电磁阀接在第六电磁阀的1端与排液口之间；所述搅拌器设置于混合采样桶中。

所述采集装置还包括第二电磁阀；所述第二电磁阀的1端通过导管接采样泵的1端，第二电磁阀的2端接输水导管。

所述混合采样桶还设置有溢流口。

所述采集装置还包括接在清水口与采样泵的2端之间的第五电磁阀。

所述采集装置还包括接在硫酸池与采样瓶之间的加酸泵。

所述自排空装置还包括上限位开关和下限位开关；所述上限位开关固定在步进电机的一侧，所述下限位开关固定在挡板上。

所述升降管的内部还装有与气泵连接的混匀管。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型水样的自排空功能，利用步进电机带动滑块上的升降管向下移动至采样瓶的瓶底，利用采样泵的反转，可以在不取出采样瓶的情况下，方便、快捷的将采样瓶中已采集但已过期或不需要的水样自动排空，以进行下一次采样，达到水质自动采样装置循环工作的目的。

本实用新型功能齐全、操作方便、结构合理，能够与在线自动监测设备联机，为其提供备份采样，实现监测数据超标留样、同步采样留样、输送混合样、远程控制采样等功能。

与采样泵连接的输水导管插在升降管中，水质采样时可直接将水样导进升降管下方的采样瓶中，实现传统等比例采样以及与在线监测仪的同步采样留样；水样经采样泵、第六电磁阀进到混合采样桶中，由搅拌器搅匀后供给监测仪，实现混合采样模式；在联机模式下实现超标自动留样，若监测仪的测量结果超出标准上限，采样泵反转，水样从混合采样桶中经第六电磁阀、采样泵、第二电磁阀到采样瓶中，所留的水样可到实验室进行进一步的化验分析，以证实水样是否真的超标。

溢流口可以防止混合采样桶中水样过满溢出而损坏装置；利用第五电磁阀可以从清水口中输入清水，完成对采样管路即采样泵与第一电磁阀以及相应导管的清洗；利用加酸泵可以向采样瓶中注入浓硫酸，使得水样酸化处理，延长水样保存时间；上、下限位开关可以限制升降管的行程，向上不会损坏电机，向下不会损坏采样瓶；混匀管可以在排空过程中向采样瓶中采用鼓入气体，实现水样均匀混合，防止水样中的杂质留在采样瓶底部，保持采样瓶的清洁。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的自排空装置示意图；

图3是本实用新型的管路连接示意图；

图中：1、控制箱，2、文本显示器，3、通讯模块，4、温控仪，5、电源开关，6、采样泵，7、加酸泵，9、冷藏恒温装置，10、水样分配器，11、采样瓶，12、升降管，13、步进电机，14、驱动螺杆，15、滑块，16、上限位开关，17、下限位开关，18、混合采样桶，19、水样源，20、搅拌器，21、溢流口，22、排液口，23、清水口，24、挡板，25、连接杆，26、硫酸池，SV1-SV6、第一至第六电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示为本实用新型的结构示意图。一种自排空水质自动采样装置，包括控制箱1、冷藏恒温装置9和采集装置；所述采集装置包括设置在控制箱1内部的第一电磁阀SV1、采样泵6和第三电磁阀SV3，以及设置在冷藏恒温装置9内部的水样分配器10和采样瓶11；所述第一电磁阀SV1的1端通过导管接水样源19，采样泵6接在第一电磁阀SV1的2端与第三电磁阀SV3的1端之间，第三电磁阀SV3的2端接输水导管；多个采样瓶11均匀的放置在水样分配器10上面；其关键在于：还包括设置在控制箱1和冷藏恒温装置9内部的自排空装置所述自排空装置包括步进电机13、驱动螺杆14、滑块15、升降管12、挡板24和连接杆25；所述步进电机13的输出轴与驱动螺杆14的一端联接，驱动螺杆14的另一端套装在挡板24上，滑块15上设有与驱动螺杆14配合的螺纹孔，驱动螺杆14旋合在所述螺纹孔中；所述连接杆25的上端插在滑块15上的通孔中，其下端与挡板24固定连接；所述升降管12的上端与滑块15固定连接，其下端穿过挡板24上的通孔且位于采样瓶11的瓶口正上方；所述输水导管插在升降管12中间。

所述自排空装置还包括上限位开关16和下位限位开关17；所述上限位开关16固定在步进电机13的一侧，所述下位限位开关17固定在挡板24上。上限位开关16和下限位17为微动开关，用于基准定位。

所述采集装置还包括第四电磁阀SV4、第六电磁阀SV6、混合采样桶18和搅拌器20；所述第六电磁阀SV6接在采样泵6的2端与混合采样桶18之间；所述第四电磁阀SV4接在第六电磁阀SV6的1端与排液口22之间；所述搅拌器20设置于混合采样桶18中。

所述采集装置还包括第二电磁阀SV2；所述第二电磁阀SV2的1端接采样泵6的1端，第二电磁阀SV2的2端接输水导管。

所述混合采样桶18还设置有溢流口21。

所述采集装置还包括接在清水口23与采样泵6的2端之间的第五电磁阀SV5。

所述采集装置还包括接在硫酸池26与采样瓶11之间的加酸泵7。

所述升降管12的内部还装有与气泵连接的混匀管。为了防止水样内杂质留在采样瓶11的底部，在排空过程中采用鼓入气体方式实现水样均匀混合。

如图3所示为管路连接示意图。图中显示有采样泵6、加酸泵7、混合采样桶18和多个电磁阀SV1-SV6。采样泵6为系统的动力源及计量器；混合采样桶18用于暂存采集来的水样；在混合采样桶18中有搅拌器19，用于从混合采样桶18取水样前将水样搅匀；多个第一电磁阀SV1-SV6用于决定水样的流向以完成水样输送、管路清洗等功能。

本实用新型分为上下两部分，上半部分为控制箱，下半部分为冷藏恒温装置。控制箱装有文本显示器2、温控仪4，左侧装有采样泵6、加酸泵7、电磁阀，右侧为电控部分，由微电脑控制器、通讯模块3组成。微电脑控制器控制整个装置的运行；文本显示器2为人机界面，有显示器与操作键盘；通讯模块3用于接收远程无线命令及实时的与监测仪进行通讯；温控仪4用于控制和实现冷藏恒温装置内的温度。冷藏恒温装置由压缩机制冷、辅助电加热、温控器组成。冷藏恒温装置中装有步进水样分配器10和28个采样瓶11，水样分配器10用于将水样精确的分装到28个采样瓶11中。冷藏恒温装置的控温范围为4-20℃，控温精度为±2℃，完全符合行业标准要求，可保持所采集的水样水质短期内不变化。

当进行采样时，通过采样泵6可直接将水样采入排水管12正下端的采样瓶11中；当排空采样瓶11内水样时，步进电机13驱动滑块15向下运动，当滑块15运动到下限位开关17处时，步进电机13停止转动，此时排水管12正好到达采样瓶11的底部，通过采水蠕动泵反转，可将采样瓶11内的水样全部排空。完成后，步进电机13驱动滑块15向上运动，当滑块15运动到上限位开关16处时，步进电机13停止转动，排空过程结束，进入下一过程。

提供混合采样模式时，水样由水样源19经第一电磁阀SV1、采样泵6、第六电磁阀SV6进到混合采样桶18，由搅拌器20搅匀后供给各监测仪。混合采样桶18还连接有溢流口21，第四电磁阀SV4、第五电磁阀SV5分别连接有排液口21、清水口22。当水样排空时，采样泵6反转，水样从采样瓶中通过自排空装置，经过第三电磁阀SV3、采样泵6、第一电磁阀SV1到水样源19。

传统等比例采样的实现：传统等比例采样模式时，水样从水样源19依次经第一电磁阀SV1、采样泵6、第三电磁阀SV3到自排空装置；各部件在微电脑控制器的指挥下，水样按照预先设定好的时间等比例或流量等比例采样方式，在采样泵的动力下，从采样头进入采样管，经水样分配器直接进入采样瓶，从而完成传统的等比例自动采样。

超标自动留样的实现：在联机模式下，采样装置实时监视在线监测仪的动作，当在线监测仪启动采水样时，水样经第一电磁阀SV1、采样泵6、第六电磁阀SV6进到混合采样桶18，然后实时监视监测仪的测量结果，如果测量结果超出标准上限，水样超标，采样泵6反转，水样从混合采样桶18中经第六电磁阀SV6、采样泵6、第二电磁阀SV2到采样瓶中；若测量结果未超出标准上限，则采样装置自动将混合采样桶的水样经第六电磁阀SV6、采样泵6、第一电磁阀SV1到采样口排空。超标留样的意义在于，所留的水样可到实验室进行进一步的化验分析，以证实水样是否真的超标。与监测仪的连接方式有开关量接入、4～20mA模拟量接入，RS232数字通讯。

同步采样留样的实现：在联机模式下，采样装置实时监视在线监测仪的动作，当监测仪启动采集水样时，采样装置同时采集一定体积的同质水样直接存放到采样瓶中。同步采样留样功能可用于在线监测仪比对测试，无需人工值守便可全天侯取得与监测仪同质水样，防止了比对测试时夜间人工值班取样的劳苦及人工取样的取样误差。

输送混合样的实现：在联机模式下，采样装置按设定模式进行流量比例或时间等比例采样，多次采集的样品并不输送到采样瓶中，而是一律采集到混合采样桶中，待监测仪的测量周期到达时，监测仪可从混合采样桶中取得这一个测试周期以来的混合水样，比混合水样比监测仪瞬时采集的时刻水样更具有排污代表性，所得到的测量结果是一段时间的加权平均值，而非以点代面。因采样间隔可以设的很小，此功能的意义在于较好的防止企业摸到监测仪的测量规律而故意偷排高浓度废水。

远程命令采样的实现：在任何采样模式下，采样装置均可通过通讯模块接收远程无线命令，接到指令后立刻按指令要求采样一定体积的水样到采样瓶中。远程指令可由环保中控室通过远程平台发送。

水样自动排空的实现：可长时间在无人值守、取样的情况下，将已采集但已过期或不需要的水样自动排空，进行下一次采样，达到采样器能循环工作的目的，最终保存最近的28个水样。排空流程为：采样瓶11、第三电磁阀SV3、采样泵6、第一电磁阀SV1到水样源19。

Claims (6)

1.一种自排空水质自动采样装置，包括控制箱（1）、冷藏恒温装置（9）和采集装置；所述采集装置包括设置在控制箱（1）内部的第一电磁阀（SV1）、采样泵（6）和第三电磁阀（SV3），以及设置在冷藏恒温装置（9）内部的水样分配器（10）和采样瓶（11）；所述第一电磁阀（SV1）的1端通过导管接水样源（19），采样泵（6）接在第一电磁阀（SV1）的2端与第三电磁阀（SV3）的1端之间，第三电磁阀（SV3）的2端接输水导管；多个采样瓶（11）均匀的放置在水样分配器（10）上面；其特征在于：还包括设置在控制箱（1）和冷藏恒温装置（9）内部的自排空装置；所述自排空装置包括步进电机（13）、驱动螺杆（14）、滑块（15）、升降管（12）、挡板（24）和连接杆（25）；所述步进电机（13）的输出轴与驱动螺杆（14）的一端联接，驱动螺杆（14）的另一端套装在挡板（24）上，滑块（15）上设有与驱动螺杆（14）配合的螺纹孔，驱动螺杆（14）旋合在所述螺纹孔中；所述连接杆（25）的上端插在滑块（15）上的通孔中，其下端与挡板（24）固定连接；所述升降管（12）的上端与滑块（15）固定连接，其下端穿过挡板（24）上的通孔且位于采样瓶（11）的瓶口正上方；所述输水导管插在升降管（12）中间。

2.根据权利要求１所述的一种自排空水质自动采样装置，其特征在于：所述采集装置还包括第四电磁阀（SV4）、第六电磁阀（SV6）、混合采样桶（18）和搅拌器（20）；所述第六电磁阀（SV6）接在采样泵（6）的2端与混合采样桶（18）之间；所述第四电磁阀（SV4）接在第六电磁阀（SV6）的1端与排液口（22）之间；所述搅拌器（20）设置于混合采样桶（18）中。

3.根据权利要求2所述的一种自排空水质自动采样装置，其特征在于：所述采集装置还包括第二电磁阀（SV2）；所述第二电磁阀（SV2）的1端通过导管接采样泵（6）的1端，第二电磁阀（SV2）的2端接输水导管。

4.根据权利要求2或3所述的一种自排空水质自动采样装置，其特征在于：所述混合采样桶（18）还设置有溢流口（21）。

5.根据权利要求1-3任一所述的一种自排空水质自动采样装置，其特征在于：所述采集装置还包括接在清水口（23）与采样泵（6）的2端之间的第五电磁阀（SV5）。

6.根据权利要求1或3所述的一种自排空水质自动采样装置，其特征在于：所述采集装置还包括接在硫酸池（26）与采样瓶（11）之间的加酸泵（7）。

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