CN204359562U - 一种海底水采样设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海底水采样设备，旨在提供一种能够方便、准确的采集海底上方特定距离内的水样的海底水采样设备。它包括释放装置，触发装置，沉降配重及若干个水样采集器。水样采集器包括第三连接绳，两端封闭的采集筒，设置在采集筒两端的导向通孔，可滑动设置在导向通孔内的滑动轴杆，通过第四连接绳与采集筒连接的限位球，设置在采集筒上的解锁装置及浮力体，并且浮力体的浮力大于水样采集器的重力。

Description

一种海底水采样设备

技术领域

本实用新型涉及一种水样采集装置，具体涉及一种海底水采样设备。

背景技术

水体采样工作是水环境科学研究和水环境保护及管理工作的重要内容，对于不同深度水样的采集是顺利开展各项研究工作的前提和基础。水域水体受物质、水流、温度等因素影响会产生分层效应，不同水层的水文、物理、化学、生物等信息是不同的，采集分析处于不同层位水体的差异，是环境科学、海洋科学等学科不可或缺的内容，其广泛应用于水域生态环境评价、污染事故调查等实用领域。

目前的采水器多为定深采水器，即通过绳索将采水器下放到特定深度的水层，然后通过采水器对该深度的水层进行水样采集；但在采水过程中，由于操作人员对各海域的具体海水深度难以确定；这导致目前这类定深采水器在采集海底水样时操作不便，难以准确的采集海底上方特定距离内的水样。

例如，中国专利公开号CN202869850U，公开日2013年4月10日，实用新型创造的名称为电动控制闭合的采水器，其中支架安设在采水容器上，联动轴可上下滑动插设在支架中，触发件安设在联动轴或上密封盖夹持部件上，牵引电磁铁可上下移动安装在支架上并与触发件配合设置用于向上移动时带动触发件向上移动，电源通过开关电路连接牵引电磁铁，上密封盖夹持部件位于支架和采水容器之间并安设在联动轴上，上密封盖与采水容器的上部连接并夹持在上密封盖夹持部件中，下密封盖与采水容器的下部连接并和上密封盖联动设置，上下密封盖分别趋向于盖设在采水容器的上下部。该申请案同样是通过吊绳将采水器深度的水层，然后通过采水器对该深度的水层进行水样采集；其在采集海底水样时同样存在操作不便，难以准确的采集海底上方特定距离内的水样。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的定深采水器在采集海底水样时操作不便，难以准确的采集海底上方特定距离内的水样的问题，提供一种能够方便、准确的采集海底上方特定距离内的水样的海底水采样设备。

本实用新型的技术方案是：

一种海底水采样设备，包括释放装置，触发装置，沉降配重及若干个水样采集器；所述释放装置包括上端开口、下端封闭的竖直缸体，设置在竖直缸体上部的隔板，设置在隔板中部的竖直导向孔，可滑动设置在竖直缸体内、并位于隔板下方的升降活塞，设置在竖直缸体上方、并可抵靠在竖直缸体上端面上的平压板及连接升降活塞与平压板的顶杆，顶杆穿过竖直导向孔，且竖直导向孔内侧面上、位于竖直导向孔与顶杆之间设有第一密封圈；所述隔板下方的竖直缸体内腔为密闭腔体；所述竖直缸体的下端面上设有第一通孔，竖直缸体的上端开口边缘设有若干穿线缺口；所述沉降配重通过第一连接绳悬挂在竖直缸体下方；

所述触发装置包括竖直设置在竖直缸体下端面上的触发缸体，可滑动设置在触发缸体内的上活塞体及下活塞体，连接上、下活塞体的第一连杆，设置在触发缸体的下端面中部的第二通孔，设置在下活塞体下端面上、并往下穿过第二通孔的第二连杆及位于触发缸体下方的触发配重；所述触发缸体内侧面上设有上限位凸块及下限位凸块，且上限位凸块位于上活塞体上方，下限位凸块位于下活塞体下方；所述第二连杆上、位于下活塞体与触发缸体下端之间设有第一压缩弹簧，所述触发缸体外侧面设有第三通孔及第四通孔，第四通孔位于上限位凸块上方，第三通孔位于上、下限位凸块之间，并且当下活塞体抵靠在下限位凸块上时第三通孔位于上、下活塞体之间，当上活塞体抵靠在上限位凸块上时第三通孔位于下活塞体下方；所述触发配重通过第二连接绳与下活塞体相连接，并且该触发配重可使下活塞体往下移动并抵靠在下限位凸块上；所述触发配重位于沉降配重的下方；所述第一通孔与第二通孔之间通过连接管密封连接；

所述水样采集器包括第三连接绳，两端封闭的采集筒，设置在采集筒两端的导向通孔，可滑动设置在导向通孔内的滑动轴杆，通过第四连接绳与采集筒连接的限位球，设置在采集筒上的解锁装置及浮力体，并且浮力体的浮力大于水样采集器的重力；所述第四连接绳的长度小于第三连接绳的长度；

所述滑动轴杆穿过采集筒两端的导向通孔，且导向通孔内侧面上、位于导向通孔与滑动轴杆之间设有第二密封圈，滑动轴杆中部、位于采集筒内设有环形凸块，滑动轴杆外侧面上设有沿滑动轴杆轴向延伸的进水槽，且进水槽的长度大于导向通孔的长度；所述滑动轴杆上、位于环形凸块与采集筒一端之间套设有第三压缩弹簧，所述第三压缩弹簧与进水槽位于环形凸块的相对两侧；

所述解锁装置包括设置在采集筒外侧面中部，并与采集筒相垂直的解锁缸体，可滑动设置在解锁缸体内的推移活塞，设置在推移活塞一端的解锁档杆及设置在推移活塞另一端的活塞杆，所述解锁档杆与采集筒位于推移活塞的同一侧，所述活塞杆穿过解锁缸体端部、位于解锁缸体外侧，所述活塞杆上套设有可使推移活塞往采集筒方向推移的第二压缩弹簧；解锁档杆的端部穿过采集筒侧壁、位于采集筒内腔内，并且解锁档杆的端部伸入至环形凸块端面的内侧；当环形凸块及第三压缩弹簧移动至解锁档杆同一侧时，所述进水槽位于采集筒内侧；

所述第三连接绳位于隔板上方的竖直缸体内，第三连接绳的一端固定在隔板或竖直缸体上，另一端穿过所述的穿线缺口，并与活塞杆的端部相连接；

所述竖直缸体外侧还设有至少三根绕竖直缸体周向均布的支撑柱，所述支撑柱与竖直缸体的轴线相平行，各支撑柱分别通过连接横杆与竖直缸体相连接，且各支撑柱的下端位于第二连杆的下方。

本方案的一种海底水采样设备能够方便、准确的采集海底上方特定距离内的水样。

作为优选，竖直缸体内侧面上、位于隔板下方设有限位挡块，所述升降活塞位于限位挡块下方；并且当升降活塞抵靠在限位挡块上时；所述平压板与竖直缸体上端面之间的间距大于限位球的直径；所述竖直缸体的浮力大于释放装置及触发装置的重力之和，并小于释放装置、触发装置沉及降配重的重力之和。本方案有利于准确的采集海底上方特定距离内的水样。

作为优选，所述解锁缸体内侧面上设有第一环形挡块及第二环形挡块，推移活塞位于第一环形挡块与第二环形挡块之间，第一环形挡块靠近采集筒，且第一环形挡块与解锁档杆位于推移活塞的同一侧，所述解锁缸体内外侧面上、位于采集筒与第一环形挡块之间设有第五通孔；所述采集筒外侧面上设有与解锁缸体同轴的第六通孔，所述解锁档杆的端部穿过第六通孔、位于采集筒内腔内，所述第六通孔内侧面上、位于第六通孔与解锁档杆之间设有第三密封圈；所述活塞杆与解锁缸体之间设有第四密封圈。本方案结构有利于水样采集器顺利的采集到水样。

作为优选，竖直缸体的下端面上设有排气通孔，且排气通孔的外端口内设有密封堵头，该密封堵头与排气通孔之间通过螺纹连接。

作为优选，浮力体与解锁装置位于采集筒的相对两侧。

作为优选，平压板上表面设有两个避让通孔，且两个避让通孔绕顶杆对称分布，所述隔板上表面上设有两根竖直吊杆，且两根竖直吊杆绕顶杆对称分布，两竖直吊杆穿过对应的避让通孔，竖直吊杆的上端设有吊环。

本实用新型的有益效果是：能够方便、准确的采集海底上方特定距离内的水样。

附图说明

图1是本实用新型的一种海底水采样设备悬置在水域中的一种结构示意图。

图2是图1中的触发装置的一种结构示意图。

图3是图1中的水样采集器的一种结构示意图。

图4是图3中A处的一种局部放大图。

图5是本实用新型的一种海底水采样设备下沉到海底后的一种结构示意图。

图6是图5中的水样采集器的一种结构示意图。

图7是图6中B处的一种局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示，一种海底水采样设备包括释放装置1，触发装置2，沉降配重7及4个水样采集器3。

释放装置包括上端开口、下端封闭的竖直缸体11，设置在竖直缸体上部的隔板14，设置在隔板中部的竖直导向孔，可滑动设置在竖直缸体内、并位于隔板下方的升降活塞12，设置在竖直缸体上方、并可抵靠在竖直缸体上端面上的平压板15及连接升降活塞与平压板的顶杆13。顶杆穿过竖直导向孔，且竖直导向孔内侧面上、位于竖直导向孔与顶杆之间设有第一密封圈111。平压板上表面设有两个避让通孔，且两个避让通孔绕顶杆对称分布。隔板上表面上设有两根竖直吊杆8，且两根竖直吊杆绕顶杆对称分布。两竖直吊杆穿过对应的避让通孔，竖直吊杆的上端设有吊环81。隔板下方的竖直缸体内腔为密闭腔体。竖直缸体内侧面上、位于隔板下方设有限位挡块17。升降活塞位于限位挡块下方。竖直缸体的下端面上设有第一通孔18。竖直缸体的下端面上设有排气通孔19，且排气通孔的外端口内设有密封堵头110。该密封堵头与排气通孔之间通过螺纹连接。竖直缸体的上端开口边缘设有四个穿线缺口16。沉降配重通过第一连接绳5悬挂在竖直缸体下方。第一连接的上端与竖直缸体的下端面中部相连接，下端与沉降配重相连接。竖直缸体的浮力大于释放装置及触发装置的重力之和，并小于释放装置、触发装置沉及降配重的重力之和。

如图1、图2所示，触发装置包括竖直设置在竖直缸体下端面上的触发缸体22，可滑动设置在触发缸体内的上活塞体25及下活塞体28，连接上、下活塞体的第一连杆26，设置在触发缸体的下端面中部的第二通孔211，设置在下活塞体下端面上、并往下穿过第二通孔的第二连杆212及位于触发缸体下方的触发配重22。触发缸体内侧面上设有上限位凸块24及下限位凸块29，且上限位凸块位于上活塞体上方，下限位凸块位于下活塞体下方。第二连杆上、位于下活塞体与触发缸体下端之间设有第一压缩弹簧210。触发缸体外侧面设有第三通孔27及第四通孔23。第四通孔位于上限位凸块上方，第三通孔位于上、下限位凸块之间；并且当下活塞体抵靠在下限位凸块上时第三通孔位于上、下活塞体之间，当上活塞体抵靠在上限位凸块上时第三通孔位于下活塞体下方。触发配重通过第二连接绳21与下活塞体相连接，并且该触发配重可使下活塞体往下移动并抵靠在下限位凸块上。触发配重位于沉降配重的下方。第一通孔与第二通孔之间通过连接管密封连接4。

竖直缸体外侧还设有四根绕竖直缸体周向均布的支撑柱6。支撑柱与竖直缸体的轴线相平行。各支撑柱分别通过连接横杆61与竖直缸体相连接。各支撑柱的下端位于第二连杆的下方，具体说是，各支撑柱的下端位于第二连杆下端的下方。各支撑柱的下端位于沉降配重的上方。当一种海底水采样设备不使用时，可以通过支撑柱对采水装置进行支撑，便于放置。

如图1、图3所示，水样采集器包括第三连接绳31，两端封闭的采集筒34，设置在采集筒两端的导向通孔35，可滑动设置在导向通孔内的滑动轴杆312，通过第四连接绳33与采集筒连接的限位球32，设置在采集筒上的解锁装置39及浮力体311，并且浮力体的浮力大于水样采集器的重力。浮力体为空心塑料件。浮力体与解锁装置位于采集筒的相对两侧。第四连接绳的长度小于第三连接绳的长度。第三连接绳的长度为0.5米以内。当升降活塞抵靠在限位挡块上时，所述平压板与竖直缸体上端面之间的间距大于限位球的直径。

滑动轴杆穿过采集筒两端的导向通孔，且导向通孔内侧面上、位于导向通孔与滑动轴杆之间设有第二密封圈36。滑动轴杆中部、位于采集筒内设有环形凸块38。滑动轴杆外侧面上设有沿滑动轴杆轴向延伸的进水槽310，且进水槽的长度大于导向通孔的长度。滑动轴杆上、位于环形凸块与采集筒一端之间套设有第三压缩弹簧37。第三压缩弹簧可将环形凸块往采集筒的另一端推移，并使环形凸块抵靠在采集筒的端部。第三压缩弹簧与进水槽位于环形凸块的相对两侧。进水槽与环形凸块之间的间距大于导向通孔的长度。

如图3、图4所示，解锁装置包括设置在采集筒外侧面中部，并与采集筒相垂直的解锁缸体313，可滑动设置在解锁缸体内的推移活塞315，设置在推移活塞一端的解锁档杆318及设置在推移活塞另一端的活塞杆314。解锁档杆与采集筒位于推移活塞的同一侧。解锁档杆与解锁缸体同轴设置。推移活塞的横截面积与解锁档杆的横截面积之差等于活塞杆的横截面积。解锁缸体内侧面上设有第一环形挡块321及第二环形挡块322。推移活塞位于第一环形挡块与第二环形挡块之间。第一环形挡块靠近采集筒，且第一环形挡块与解锁档杆位于推移活塞的同一侧。解锁缸体内外侧面上、位于采集筒与第一环形挡块之间设有第五通孔316。采集筒外侧面上设有与解锁缸体同轴的第六通孔。解锁档杆的端部穿过第六通孔、位于采集筒内腔内；并且解锁档杆的端部伸入至环形凸块端面的内侧。第六通孔内侧面上、位于第六通孔与解锁档杆之间设有第三密封圈317。

活塞杆穿过解锁缸体端部、位于解锁缸体外侧，具体说是，解锁缸体端部设有穿杆通孔，活塞杆端部穿过穿杆通孔位于解锁缸体外侧。活塞杆与解锁缸体之间设有第四密封圈319，具体说是，穿杆通孔内侧面上、位于穿杆通孔与活塞杆之间设有第四密封圈。活塞杆上套设有可使推移活塞往采集筒方向推移的第二压缩弹簧320。第二压缩弹簧可使推移活塞抵靠在环形挡块上。浮力体的浮力大于第二压缩弹簧的弹力。第三连接绳31位于隔板上方的竖直缸体内。第三连接绳的一端固定在隔板或竖直缸体上，另一端穿过所述的穿线缺口，并与活塞杆的端部相连接。

当环形凸块及第三压缩弹簧移动至解锁档杆的同一侧时，所述进水槽位于采集筒内侧。当环形凸在第三压缩弹簧作用下抵靠在采集筒的端部时，进水槽位于采集筒外侧。

本实用新型的一种海底水采样设备的具体工作过程如下：

第一，如图1所示，通过牵引绳9将一种海底水采样设备吊起；牵引绳的下部设有两段过渡连接绳，过渡连接绳与吊环81相连接。

第二，将密封堵头取下，将各水样采集器的限位球32由竖直缸体的上端开口放入竖直缸体内，并使第四连接绳33放置在对应的穿线缺口16内；接着，将平压板往下压，并使平压板抵靠在竖直缸体上端面上；平压板将各穿线缺口的开口封遮；再接着，再将密封堵头重新安装在排气通孔内，封堵排气通孔；此时，水样采集器将通过限位球及第四连接绳挂置在竖直缸体与平压板之间。

第三，如图3、图4所示，将环形凸块38及第三压缩弹簧37移动至解锁档杆的同一侧，并使环形凸块抵靠在解锁档杆上；此时，310进水槽位于采集筒内侧,外界海水无法进入采集筒。

第四，将一种海底水采样设备下放置指定的水域内进行采水；当一种海底水采样设备在水域内下放过程中，各水样采集器将通过限位球及第四连接绳悬浮在水域内；如图1所示。

第五，如图5所示，当一种海底水采样设备下沉到海底后，释放装置及触发装置将通过第一连接绳5悬浮在沉降配重上方；并且由于触发配重22位于沉降配重7下方，触发配重将先与海底接触；因而当沉降配重与海底接触后，第一压缩弹簧210将上、下活塞体往上推动，直至上活塞体抵靠在上限位凸块上，从而使第三通孔位于下活塞体下方，并使第一通孔，第二通孔及第三通孔相互连通；此时，外界海水的水压将通过第三通孔，第二通孔，连接管及第一通孔作用到升降活塞12上，从而使升降活塞上移，直至抵靠在限位挡块上为止。

当升降活塞抵靠在限位挡块上时，平压板与竖直缸体上端面之间的间距大于限位球的直径（限位球可以由平压板与竖直缸体上端之间脱出）；因而此时，各水样采集器在浮力体的作用下上浮，如图5所示。

如图6、图7所示，当水样采集器上浮，并使第三连接绳31绷直后，浮力体的浮力将克服第二压缩弹簧320的弹力，使推移活塞带动解锁档杆318往下移动，直至推移活塞抵靠在第二环形挡块322上为止；此时解锁档杆318的端部位于环形凸块端面的外侧，并且第三密封圈317仍旧抵靠在解锁档杆侧面上。

当解锁档杆的端部位于环形凸块端面的外侧后，第三压缩弹簧37环形凸块往采集筒的另一端推移，并使环形凸块抵靠在采集筒的端部；在这个过程中进水槽将经过如下状态：进水槽310的一端位于采集筒外侧，另一端位于采集筒内侧（如图6所示）；此时，外界海水将有进水槽进入采集筒内。当环形凸块抵靠在采集筒的端部时，滑动轴杆将重新与第二密封圈配合密封。至此完成水样采集。

本实用新型能够通控制第三连接绳31的长度，来控制采集筒与海底之间的间距，从而方便、准确的采集海底上方特定距离内的水样。

第六，完成水样采集后，操作者将牵引绳9将一种海底水采样设备吊起。

Claims (6)

1.一种海底水采样设备，其特征是，包括释放装置（1），触发装置（2），沉降配重（7）及若干个水样采集器（3）；所述释放装置包括上端开口、下端封闭的竖直缸体（11），设置在竖直缸体上部的隔板（14），设置在隔板中部的竖直导向孔，可滑动设置在竖直缸体内、并位于隔板下方的升降活塞（12），设置在竖直缸体上方、并可抵靠在竖直缸体上端面上的平压板（15）及连接升降活塞与平压板的顶杆（13），顶杆穿过竖直导向孔，且竖直导向孔内侧面上、位于竖直导向孔与顶杆之间设有第一密封圈；所述隔板下方的竖直缸体内腔为密闭腔体；所述竖直缸体的下端面上设有第一通孔（18），竖直缸体的上端开口边缘设有若干穿线缺口；所述沉降配重通过第一连接绳悬挂在竖直缸体下方；

所述触发装置包括竖直设置在竖直缸体下端面上的触发缸体（22），可滑动设置在触发缸体内的上活塞体（25）及下活塞体（28），连接上、下活塞体的第一连杆，设置在触发缸体的下端面中部的第二通孔（211），设置在下活塞体下端面上、并往下穿过第二通孔的第二连杆及位于触发缸体下方的触发配重（22）；所述触发缸体内侧面上设有上限位凸块（24）及下限位凸块（29），且上限位凸块位于上活塞体上方，下限位凸块位于下活塞体下方；所述第二连杆上、位于下活塞体与触发缸体下端之间设有第一压缩弹簧，所述触发缸体外侧面设有第三通孔（27）及第四通孔（23），第四通孔位于上限位凸块上方，第三通孔位于上、下限位凸块之间，并且当下活塞体抵靠在下限位凸块上时第三通孔位于上、下活塞体之间，当上活塞体抵靠在上限位凸块上时第三通孔位于下活塞体下方；所述触发配重通过第二连接绳与下活塞体相连接，并且该触发配重可使下活塞体往下移动并抵靠在下限位凸块上；所述触发配重位于沉降配重的下方；所述第一通孔与第二通孔之间通过连接管（4）密封连接；

所述水样采集器包括第三连接绳（31），两端封闭的采集筒（34），设置在采集筒两端的导向通孔，可滑动设置在导向通孔内的滑动轴杆（312），通过第四连接绳（33）与采集筒连接的限位球（32），设置在采集筒上的解锁装置（39）及浮力体（311），并且浮力体的浮力大于水样采集器的重力；所述第四连接绳的长度小于第三连接绳的长度；

所述滑动轴杆穿过采集筒两端的导向通孔，且导向通孔内侧面上、位于导向通孔与滑动轴杆之间设有第二密封圈，滑动轴杆中部、位于采集筒内设有环形凸块（38），滑动轴杆外侧面上设有沿滑动轴杆轴向延伸的进水槽（310），且进水槽的长度大于导向通孔的长度；所述滑动轴杆上、位于环形凸块与采集筒一端之间套设有第三压缩弹簧（37），所述第三压缩弹簧与进水槽位于环形凸块的相对两侧；

所述解锁装置包括设置在采集筒外侧面中部，并与采集筒相垂直的解锁缸体（313），可滑动设置在解锁缸体内的推移活塞（315），设置在推移活塞一端的解锁档杆（318）及设置在推移活塞另一端的活塞杆（314），所述解锁档杆与采集筒位于推移活塞的同一侧，所述活塞杆穿过解锁缸体端部、位于解锁缸体外侧，所述活塞杆上套设有可使推移活塞往采集筒方向推移的第二压缩弹簧（320）；解锁档杆的端部穿过采集筒侧壁、位于采集筒内腔内，并且解锁档杆的端部伸入至环形凸块端面的内侧；当环形凸块及第三压缩弹簧移动至解锁档杆的同一侧时，所述进水槽位于采集筒内侧；

所述第三连接绳位于隔板上方的竖直缸体内，第三连接绳的一端固定在隔板或竖直缸体上，另一端穿过所述的穿线缺口，并与活塞杆的端部相连接；

所述竖直缸体外侧还设有至少三根绕竖直缸体周向均布的支撑柱（6），所述支撑柱与竖直缸体的轴线相平行，各支撑柱分别通过连接横杆（61）与竖直缸体相连接，且各支撑柱的下端位于第二连杆的下方。

2.根据权利要求1所述的一种海底水采样设备，其特征是，所述竖直缸体内侧面上、位于隔板下方设有限位挡块，所述升降活塞位于限位挡块下方；并且当升降活塞抵靠在限位挡块上时；所述平压板与竖直缸体上端面之间的间距大于限位球的直径；所述竖直缸体的浮力大于释放装置及触发装置的重力之和，并小于释放装置、触发装置沉及降配重的重力之和。

3.根据权利要求1所述的一种海底水采样设备，其特征是，所述解锁缸体内侧面上设有第一环形挡块及第二环形挡块，推移活塞位于第一环形挡块与第二环形挡块之间，第一环形挡块靠近采集筒，且第一环形挡块与解锁档杆位于推移活塞的同一侧，所述解锁缸体内外侧面上、位于采集筒与第一环形挡块之间设有第五通孔；所述采集筒外侧面上设有与解锁缸体同轴的第六通孔，所述解锁档杆的端部穿过第六通孔、位于采集筒内腔内，所述第六通孔内侧面上、位于第六通孔与解锁档杆之间设有第三密封圈；所述活塞杆与解锁缸体之间设有第四密封圈。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种海底水采样设备，其特征是，所述竖直缸体的下端面上设有排气通孔，且排气通孔的外端口内设有密封堵头，该密封堵头与排气通孔之间通过螺纹连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种海底水采样设备，其特征是，所述浮力体与解锁装置位于采集筒的相对两侧。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种海底水采样设备，其特征是，所述平压板上表面设有两个避让通孔，且两个避让通孔绕顶杆对称分布，所述隔板上表面上设有两根竖直吊杆，且两根竖直吊杆绕顶杆对称分布，两竖直吊杆穿过对应的避让通孔，竖直吊杆的上端设有吊环。