CN207248574U - 一种全自动水质采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全自动水质采样装置，包括采样瓶、安装采样瓶的支撑本体机构、采样泵、与所述采样泵相连的采样软管，所述采样瓶设置在所述底盘与旋转导向盖中间，所述底盘、旋转导向盖、空心轴状轴承安装座之间通过设置在上部的支架连接，所述空心轴状轴承安装座中部安装有第一轴承、上部安装有旋转导向轴、顶部安装有第二轴承，所述支架上设置有步进电机，所述旋转导向盖上设有与所述采样瓶连通的凹槽导流机构。本实用新型的全自动水质采样装置能够自动采集水样并将水样收集到不同采样瓶中，同时采样瓶在数量上可实现灵活配置，水样管路能够在工作中保持静止，系统简洁、易维护。

Description

一种全自动水质采样装置

技术领域

本实用新型涉及环境监测领域，特别涉及一种全自动水质采样装置。

背景技术

在环境监测领域，要取得真实、准确且完整的水质监测数据，首先需要实现有效的水质样品采集。针对河流、湖泊、水库、近岸海域或污染源等对象，通常需要按照等时间、等流量或污染因子阈值条件触发等要求进行水质样品采集。如果采用人工采样的方式，由于水质监测点位众多且分布比较离散，人力物力消耗较大，耗时较长，而且可能错过关键时段水质样品的采集。因此，需要考虑在无人值守条件下的全自动水质采样方式，而且需要在一段时间内能够自动采集多个水质样品，才能够保证最终水质监测数据的真实性、准确性以及完整性。

采用全自动水质采样方式时，需要在无人值守的一段时间内自动采集多个水质样品，目前常见的采样装置的采样瓶数量难以实现灵活配置。同时当前的采样装置在不同采样容器之间切换时，由于通常水样管路需要同时运动，容易导致水样软管扭曲老化、流通不畅，或水样管路需要贯穿运动部件，不易维护，使用成本非常高。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提出一种全自动水质采样装置，其能够自动采集水样并将水样收集到不同采样瓶中，同时采样瓶在数量上可实现灵活配置，水样管路能够在工作中保持静止，系统简洁、易维护。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种全自动水质采样装置，包括采样瓶、安装采样瓶的支撑本体机构、采样泵、与所述采样泵相连的采样软管，所述支撑本体机构包括设置在底部的底盘、设置在上部的旋转导向盖、贯穿连接所述底盘与旋转导向盖的空心轴状轴承安装座，所述采样瓶设置在所述底盘与旋转导向盖中间，所述底盘、旋转导向盖、空心轴状轴承安装座之间通过设置在上部的支架连接，所述空心轴状轴承安装座中部安装有第一轴承、上部安装有旋转导向轴、顶部安装有第二轴承，所述支架上设置有步进电机，所述旋转导向盖上设有与所述采样瓶连通的凹槽导流机构；

在所述步进电机带动下，所述旋转导向轴旋转到采样瓶的位置，并且水质样本依次经过采样泵、采样软管、凹槽导流机构导入到采样瓶中。

优选地，所述采样瓶采用具有松紧性的织带固定，所述采样瓶的瓶口形状为漏斗状，且在采样瓶瓶口的细口端设置遮挡板。

优选地，所述凹槽导流机构包括设置在所述旋转导向盖上的导流槽、贯穿旋转导向盖设置在导流槽末端下侧的漏斗形导流孔；在水质采样时，水质样本沿导流槽经导流孔进入采样瓶。

优选地，所述采样软管的末端设置有过滤头，材质为不锈钢或铸铁材质，形状为圆柱形、锥形、球形或六面体形。

优选地，所述导流槽上设有溢流口，所述采样泵为蠕动泵或柱塞泵。

优选地，所述采样软管依次穿过空心轴状轴承安装座、第一轴承到达旋转导向轴上部，并且所述采样软管延伸至所述导流槽内。

优选地，所述采样瓶呈中心对称排布或者阵列型布置。

优选地，所述空心轴状轴承安装座的安装圆孔与第一轴承的外圈基轴制配合。

优选地，所述旋转导向轴采用可旋转式回转体定位分流结构，所述旋转导向轴中间为空心轴，下端与第一轴承内圈基孔制配合，上端与第二轴承内圈基孔制配合。

优选地，所述旋转导向轴带动所述底盘或旋转导向盖旋转，并改变采样瓶与导流孔的相对位置。

基于上述技术方案，本实用新型的优点是：

(1)可在固定采样点采集水样，避免工作人员直接到达采样点进行操作，能够大大降低采样工作人员危险系数；

(2)可搭载在无人机或者无人船上，实现一次多采样点、多次采集样本；

(3)通过程序和标准指令控制采样过程，避免人工操作对采样质量的影响，保证每个采样过程的一致性；

(4)可根据实际需要灵活设置样品采集数量并能够灵活控制每次水样采集的深度，使水样来源更加丰富全面，提高后续水质分析数据应用价值，能更广泛的适用于不同区域或流域的自动采样。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为全自动水质采样装置结构示意图；

图2为全自动水质采样装置剖面示意图；

图3为全自动水质采样装置采样溢流示意图；

图4为全自动水质采样装置采样润洗管路示意图；

图5为全自动水质采样装置采样瓶位置调整示意图；

图6为全自动水质采样装置采样泵工作示意图；

图7为全自动水质采样装置排空管路示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

本实用新型的全自动水质采样装置能够自动采集水样并将水样收集到不同采样瓶中，同时采样瓶在数量上可实现灵活配置，水样管路能够在工作中保持静止，系统简洁、易维护。如图1～图7所示，其中示出了本实用新型的一种优选实施方式。

如图1、图2所示，本实用新型的全自动水质采样装置包括采样瓶6、安装采样瓶6的支撑本体机构、采样泵8、与所述采样泵8相连的采样软管7，所述支撑本体机构包括设置在底部的底盘12、设置在上部的旋转导向盖11、贯穿连接所述底盘12与旋转导向盖11的空心轴状轴承安装座13，所述采样瓶6设置在所述底盘12与旋转导向盖 11中间，所述底盘12、旋转导向盖11、空心轴状轴承安装座13之间通过设置在上部的支架4连接，所述空心轴状轴承安装座13中部安装有第一轴承5、上部安装有旋转导向轴3、顶部安装有第二轴承2，所述支架4上设置有步进电机1，所述旋转导向盖11上设有与所述采样瓶6连通的凹槽导流机构10。

具体地，在所述步进电机1带动下，所述旋转导向轴3旋转到采样瓶6的位置，并且水质样本依次经过采样泵8、采样软管7、凹槽导流机构10导入到采样瓶6中。

如图1所示，所述支撑本体机构采用中心对称排布，外圈有多个采样瓶6安装瓶架，可根据需求安装多个采样瓶6，采样瓶呈中心对称排布。所述采样瓶6呈中心对称排布或者阵列型布置，并在旋转导向盖11上选用圆形旋转水样分配结构，优先选用旋转导向盖11可旋转，但亦可以选用底盘12旋转。所述旋转导向轴3带动所述底盘12 或旋转导向盖11旋转，并改变采样瓶6与导流孔14的相对位置。另外，水样分配结构也可采样直线导轨与水样分配槽相结合的方式，同时采样瓶可按阵列型布置。

所述采样瓶6的尺寸和数量可根据应用要求灵活配置。采样瓶6 采用具有松紧性的织带固定，结构简单，便于拆装。所述采样瓶6的瓶口形状为漏斗状，且在采样瓶6瓶口的细口端设置遮挡板。具体地，采样瓶6采用防颠簸结构，瓶口设计为漏斗状，且在漏斗状瓶口的细口端设置顶部遮挡。当有轻微晃动，水样从漏斗状瓶口少量溅出时，会被顶部遮挡挡回，溅出的水样也会在重力作用下沿着漏斗状瓶口重新流回采样瓶6中。

如图2所示，支撑本体机构中间为空心轴状轴承安装座13，其中部安装第一轴承5，优选地，所述空心轴状轴承安装座13的安装圆孔与第一轴承5的外圈基轴制配合。支撑本体机构顶部安装第二轴承2，最上部为安装步进电机1。

所述旋转导向轴3采用可旋转式回转体定位分流结构，所述旋转导向轴3中间为空心轴，下端与第一轴承5内圈基孔制配合，上端与第二轴承2内圈基孔制配合。所述底盘12、旋转导向盖11、空心轴状轴承安装座13之间通过设置在上部的支架4连接，所述支架4用于整体结构的支撑，保证结构稳定性。

所述凹槽导流机构10包括设置在所述旋转导向盖11上的导流槽 15、贯穿旋转导向盖11设置在导流槽15末端下侧的漏斗形导流孔14。优选地，所述采样软管7的末端设置有过滤头9，材质为不锈钢或铸铁材质，形状为圆柱形、锥形、球形或六面体形。所述采样泵8为蠕动泵或柱塞泵。本实用新型中采样泵8优选为蠕动泵，其功能是提供水样吸取动力，也可用柱塞泵等其他形式的水泵代替。

当工作时采样软管7下端及过滤头9浸没于水中吸取水样。采样泵8下方软管可根据所需长度进行选配。优选地，所述采样软管7依次穿过空心轴状轴承安装座13、第一轴承5到达旋转导向轴3上部，并且所述采样软管7延伸至所述导流槽15内。

在水质采样时，水质样本沿导流槽15经导流孔进入采样瓶6。采样泵8通过采样软管7将水从采样点吸上来，采样软管7过支撑本体机构的空心轴状轴承安装座13和第一轴承5，再抵达旋转导向轴3的上部。水样到达旋转导向轴3上部后，然后旋转导向轴3旋转到指定采样瓶6的位置，水在重力作用下沿着凹槽型导流机构10，进入采样瓶6中。动力部分采用步进电机1，在电机的带动下，旋转导向轴3 可旋转到任意预设采样瓶6的位置，并经过凹槽导流机构10将水质样本导入到预设的采样瓶6中。优选地，所述导流槽15上设有溢流口位置，即将水样抽上来润洗管道，水样直接排出而不进入任何一个采样瓶6。

本实用新型的全自动水质采样装置至少具有以下优点：

(1)可在固定采样点采集水样，避免工作人员直接到达采样点进行操作，能够大大降低采样工作人员危险系数；

(2)可搭载在无人机或者无人船上，实现一次多采样点、多次采集样本；

(3)通过程序和标准指令控制采样过程，避免人工操作对采样质量的影响，保证每个采样过程的一致性；

(4)可根据实际需要灵活设置样品采集数量并能够灵活控制每次水样采集的深度，使水样来源更加丰富全面，提高后续水质分析数据应用价值，能更广泛的适用于不同区域或流域的自动采样。

如图3～图7所示，其示出了本实用新型的全自动水质采样装置的工作流程，依次分时段采集水样的基本工作步骤如下：

(a)如图3所示，通过程序或指令控制步进电机带动旋转导向轴将凹槽导流机构旋转至溢流位置。

(b)如图4所示，蠕动泵向上吸取水样润洗管路，润洗结束后蠕动泵停止转动。

(c)如图5所示，控制步进电机带动旋转导向轴将凹槽导流机构旋转至预设采样瓶位置。

(d)如图6所示，采样泵向上吸取水样，水样流入到预设采样瓶中，采集足量水样后蠕动泵停止转动。

(e)如图7所示，采样泵向下排出水样，将管路中的残留水样排空后采样泵停止转动。

在地表水水质自动监测站中，本实用新型的全自动水质采样装置可与水质在线监测仪器配合使用，当水质在线监测仪器的监测数据超过所设置的阈值时，可触发全自动水质采样装置同步采集当前地表水水质样品，用于实验室进一步分析，当然也可由人工远程控制即时、定时或周期性采集水质样品。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种全自动水质采样装置，其特征在于：包括采样瓶(6)、安装采样瓶(6)的支撑本体机构、采样泵(8)、与所述采样泵(8)相连的采样软管(7)，所述支撑本体机构包括设置在底部的底盘(12)、设置在上部的旋转导向盖(11)、贯穿连接所述底盘(12)与旋转导向盖(11)的空心轴状轴承安装座(13)，所述采样瓶(6)设置在所述底盘(12)与旋转导向盖(11)中间，所述底盘(12)、旋转导向盖(11)、空心轴状轴承安装座(13)之间通过设置在上部的支架(4)连接，所述空心轴状轴承安装座(13)中部安装有第一轴承(5)、上部安装有旋转导向轴(3)、顶部安装有第二轴承(2)，所述支架(4)上设置有步进电机(1)，所述旋转导向盖(11)上设有与所述采样瓶(6)连通的凹槽导流机构(10)；

在所述步进电机(1)带动下，所述旋转导向轴(3)旋转到采样瓶(6)的位置，并且水质样本依次经过采样泵(8)、采样软管(7)、凹槽导流机构(10)导入到采样瓶(6)中。

2.根据权利要求1所述的自动水质采样装置，其特征在于：所述采样瓶(6)采用具有松紧性的织带固定，所述采样瓶(6)的瓶口形状为漏斗状，且在采样瓶(6)瓶口的细口端设置遮挡板。

3.根据权利要求1所述的自动水质采样装置，其特征在于：所述凹槽导流机构(10)包括设置在所述旋转导向盖(11)上的导流槽(15)、贯穿旋转导向盖(11)设置在导流槽(15)末端下侧的漏斗形导流孔(14)；在水质采样时，水质样本沿导流槽(15)经导流孔进入采样瓶(6)。

4.根据权利要求1所述的自动水质采样装置，其特征在于：所述采样软管(7)的末端设置有过滤头(9)，材质为不锈钢或铸铁材质，形状为圆柱形、锥形、球形或六面体形。

5.根据权利要求3所述的自动水质采样装置，其特征在于：所述导流槽(15)上设有溢流口，所述采样泵(8)为蠕动泵或柱塞泵。

6.根据权利要求3所述的自动水质采样装置，其特征在于：所述采样软管(7)依次穿过空心轴状轴承安装座(13)、第一轴承(5)到达旋转导向轴(3)上部，并且所述采样软管(7)延伸至所述导流槽(15)内。

7.根据权利要求1所述的自动水质采样装置，其特征在于：所述采样瓶(6)呈中心对称排布或者阵列型布置。

8.根据权利要求1所述的自动水质采样装置，其特征在于：所述空心轴状轴承安装座(13)的安装圆孔与第一轴承(5)的外圈基轴制配合。

9.根据权利要求1所述的自动水质采样装置，其特征在于：所述旋转导向轴(3)采用可旋转式回转体定位分流结构，所述旋转导向轴(3)中间为空心轴，下端与第一轴承(5)内圈基孔制配合，上端与第二轴承(2)内圈基孔制配合。

10.根据权利要求3所述的自动水质采样装置，其特征在于：所述旋转导向轴(3)带动所述底盘(12)或旋转导向盖(11)旋转，并改变采样瓶(6)与导流孔(14)的相对位置。