CN207717433U - 一种可实现自排水功能的船载水样采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可实现自排水功能的船载水样采集装置，该装置通过安装在取样仓底部的泄水顶杠、可调挡圈和取样器底部盖板式单向阀的相互配合，在重力作用下使取样器内采集的水样自动流入取样仓中，实现在无人状态下，取样器的水自动流入取样仓的作业过程。通过安装在取样器底部的吸附磁铁和取样仓底部金属盖板的磁力吸附作用，完成取样仓剩余水样泄水排空作业，实现无人状态下，取样仓剩余水样自动泄水排空过程，实现真正意义的分质取样作业。本实用新型具有使用方便，操作简单，成本低廉，实用性强等优点。

Description

一种可实现自排水功能的船载水样采集装置

技术领域

本实用新型涉及水质检测设备产品配件技术领域，具体为一种可实现自排水功能的船载水样采集装置。

背景技术

传统的无人水质采样船在进行采样作业时，操作人员在岸边通过远程控制绞盘、吊索、取样器等组成的水样采集装置进行水样采集。其工作原理一般为：通过绞盘上的吊索牵引装满水样的取样器返回取样船尾部，取样器顶部的锥形取水管和安装在取样船尾部的取样泵吸水软管，与水面呈45°角对接，取样泵采用上吸式取水方式将取样器内的水样抽取到取样瓶中。在实际应用中存在以下问题：1)采用上吸式抽水的取样泵，当取样器水样剩余一半时，容易将取样器内空气吸入到取样瓶中，造成取样瓶内有空气、取样量不够；2)每次取样完成后，取样器内剩余水样不能完全排空，会造成和下一点采集的水样混合，造成采集的水样不准确；3)由于每次取样完成后，取样器内剩余水样量的不确定和航行时取样器的摆动，在取样船返航或去下一个采样点时，容易造成取样船自动导航时航线计算的失误。4)悬挂在无人船船尾和水面呈45°角的取样器，极易和水面漂浮物体产生剐蹭，影响无人船的正常航行；

随着远距离控制无人水质采样船在水质检测上的应用，一种能实现在无人状态下，实现船载取样器内水样自排空至船载取样仓，取样泵采用下压式吸水方式，将取样器内的水样抽入到取样瓶内的取样装置，将具有很强的实用价值；

发明内容

针对现有产品存在的不足，本实用新型目的是提供一种能够自排水的船载水样采集装置，以解决上述背景中出现的问题，本实用新型中设计通过取样仓内的泄水顶杠和取样器底部的盖板式单向阀相互作用，使取样器内水样在重力的作用下，流入取样仓；取样泵采用下压式吸水，将取样仓内的水样抽入到取样瓶内；在取样泵完成取样作业后，利用取样器底部安装的吸附磁铁在磁力的作用下吸附起取样仓底部金属挡板，使取样仓内的水样自排空，避免造成和下一次水样混采的装置。取样仓固定安装在取样船表面，既不会和水面其它物体剐蹭，也不会因取样船内剩余水样量的不确定性，造成取样船自动导航时航线计算的失误。本实用新型使用方便，操作简单，成本低廉，实用性强。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种可实现自排水功能的船载水样采集装置，包括取样仓、取样器、取样仓锥形口、翻板、翻板轴、悬架、吊耳、泄水顶杠、限位挡板、盖板式单向阀、吸附磁铁、可调挡圈、金属盖板、双头锁母、十字支撑、取样瓶、吸水软管、取样泵、定滑轮、吊索、导线、绞盘、STM32嵌入式控制器、导线；所述的取样仓安装在船体上、所述取样器底部安装盖板式单向阀，所述取样器内壁上安装的限位挡板，所述取样器底部安装吸附磁铁，所述取样仓底部中央设置泄水顶杠和可调式挡圈；所述取样仓底部具有十字支撑设计；所述双头锁母将泄水顶杠固定在取样仓底部的十字支撑上；所述的泄水顶杠上安装的可调挡圈、组所述取样仓口为锥形口设计；所述取样器顶部安装有悬架、翻板轴、两块翻板和盖板式单向阀；所述STM32 嵌入式控制器搭载在远距离控制无人船上；所述STM32嵌入式控制器预置多层分质取样作业程序。

进一步地，所述的盖板式单向阀可密封取样器，阻止水样流出，又可在外力的作用下向上移动，将取样器内的水样排出。

进一步地，所述的泄水顶杠在取样器落入到取样仓一定位置时顶开盖板式单向阀，在重力作用下取样器内的水样流入取样仓中。

进一步地，取样仓的锥形口设计，可以确保取样器顺利落入取样仓中。

进一步地，安装在取样器顶部的悬架、翻板轴和两块翻板与盖板式单向阀，能确保取样器下潜到水下时，翻板、盖板式单向阀单向打开，采集的水样进入取样器内。在取样器返回时，翻板、盖板式单向阀反向关闭，确保取样器的密封性，同时悬架限制翻板的翻转角度。

进一步地，由安装在船体上的取样仓、十字支撑、泄水顶杠可调挡圈、盖板式单向阀、限位挡板，组成该装置的取样器水样排入取样仓的自动排水系统，同时由限位挡板能够限制盖板式单向阀中盖板的上升高度。

进一步地，吸附磁铁、金属盖板、可调挡圈，组成取样仓自动排水系统，其中，可调挡圈阻挡金属盖板上升。

进一步地，所述的吸附磁铁既可充当取样器下潜时的配重，保证取样器垂直运动，又可吸附起取样仓底部金属盖板，使取样仓内的水样排出。

进一步地，由船载STM32嵌入式控制器、导线、取样泵和吸水软管，组成取样瓶取样系统。

进一步地，由船载STM32嵌入式控制器、导线、船载绞盘、吊索、船载定滑轮、吊耳，组成取样器升降系统，STM32嵌入式控制器通过导线控制绞盘作业，绞盘牵引吊索，固定吊索的另一端固定在取样器吊耳上，吊索通过定滑轮，完成取样器升降作业。

进一步地，所述的取样泵、绞盘等机械装置作业，由岸边工作人员，远距离控制。

本实用新型专利主要有以下有益效果：

1、本实用新型可以一次性自动完成多点水质采样工作，并保证采样器内无水样残留，避免造成和下一次水样混采。

2、取样泵下压式吸水方式，避免了上吸式出现的取样瓶吸入空气、泵效率低等问题。

3、在无人船航行期间，受磁力作用，取样器稳定的吸附在取样仓中，不会因取样器摆动，或与水面其它物体剐蹭对无人船航行产生影响。

4、配置的STM32嵌入式控制器预置多层分质取样作业程序，可根据需要进行连续取样。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记中：1.取样仓、2.取样器、3.取样仓锥形口、4.翻板、5.翻板轴、6. 悬架、7.吊耳、8.泄水顶杠、9.限位挡板、10.盖板式单向阀、11.吸附磁铁、12. 可调挡圈、13.金属盖板、14.双头锁母、15.十字支撑、16.取样瓶、17.吸水软管、18、取样泵、19.定滑轮、20.吊索、21.导线、22.绞盘、23.STM32嵌入式控制器、 24.导线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种可实现自动排水功能的船载水样采集装置，包括1.取样仓、2.取样器、3.取样仓锥形口、4.翻板、5.翻板轴、6.悬架、7.吊耳、8.泄水顶杠、9.限位挡板、10.盖板式单向阀、11.吸附磁铁、 12.可调挡圈、13.金属盖板、14.双头锁母、15.十字支撑、16.取样瓶、17.吸水软管、18、取样泵、19.定滑轮、20.吊索、21.导线、22.绞盘、23.STM32嵌入式控制器、24.导线。

取样器2安装在取样仓1内部，取样器2底部安装盖板式单向阀10，取样器2壁上安装限位挡板9，取样器2顶部安装有悬架6、吊耳7、翻板轴5、翻板4两块和盖板式单向阀10，取样器底部安装吸附磁铁11，取样仓1底部中央安装泄水顶杠8和可调挡圈12，双头锁母14将泄水顶杠8固定在取样仓1底部的十字支撑15上；取样仓1底部具有十字支撑15；取样仓1底部为金属盖板 13；取样仓1仓口为取样仓锥形口3；取样泵18通过导管17与取样瓶16相连接，滑轮19下端安装有吊耳7，滑轮19通过吊索20与绞盘22相连接，STM32 嵌入式控制器23通过导线21与绞盘22相连接，STM32嵌入式控制器23通过导线24与取样泵18相连接。

本实用新型在工作时：

将船载水样采集装置安装在无人水质采样船上，无人船到达指定取样地点后，通过取样器升降系统控制绞盘22牵引取样器下降到水下某一深度A，水进入取样器，安装在取样器2顶部的悬架6、悬架6上安装的翻板轴5和翻板轴5 上安装的两块翻板4，与盖板式单向阀10，能确保取样器2下潜到水下时，翻板4、盖板式单向阀10盖板单向打开，水样进入取样器，悬架6限制翻板4的翻转角度，在取样器返回时，翻板4、盖板式单向阀10盖板关闭，确保取样器 2内的水样的密封性，船上的绞盘22将采集到A层水的取样器2吊回取样仓上方，并匀速下降，取样仓口3采用锥形设计，便于取样器2下降到取样仓1中，当取样器2下降到取样仓1内一定位置时，取样仓1底部安装的泄水顶杠8和可调挡圈12，顶开取样器2底部的盖板式单向阀10，使单项阀盖板10和取样器2底部分离，上升至取样器2内限位挡板9的位置，取样器2内的水受重力作用自动流入取样仓1内，由可调挡圈12和限位挡板9的距离，决定取样瓶最终的下降位置和排水速度。取样器2下降到取样仓1底部停止后，取样泵18开始工作，将取样仓1内的水通过吸水软管17吸入取样瓶16中，随着取样仓1 水位的下降，取样器2内水样继续流入到取样仓1中。取样瓶16装满后，取样泵18停止工作，该水域A层水取样完成；在进行B层水分质取样时，先将取样仓1中的水排空，操作方式为，通过取样器升降系统控制绞盘机械装置牵引，取样器2开始匀速上升，在取样器2上升时，由于取样器底部安装有吸附磁铁 11，吸附磁铁11和取样仓底部的金属盖板13在磁力的作用下吸合，随着取样器2上升金属盖板也向上移动，即取样仓1底部打开，取样仓1内剩余的水样受重力作用排空，当取样器2上升到设定高度时，泄水顶杠8上的可调挡圈12 会阻挡金属盖板13继续上升，随着绞盘上升力加大，当上升力大于吸附磁力时，吸附磁铁11和金属盖板13分离，在重力作用下金属盖板13落回原位，封堵住取样仓底部。排空水的取样器返回取样仓中，然后重复上述与A层水相同的取样操作，完成B层水的取样，每一位点的取样工作完成后，无人船可到达下一地点进行取样工作。

取样泵、绞盘等机械装置作业，由岸边工作人员远距离控制无人船上搭载的STM32嵌入式控制器实现，STM32嵌入式控制器预置多层分质取样作业程序。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种可实现自排水功能的船载水样采集装置，包括取样仓(1)、取样器(2)、取样仓锥形口(3)、翻板(4)、翻板轴(5)、悬架(6)、吊耳(7)、泄水顶杠(8)、限位挡板(9)、盖板式单向阀(10)、吸附磁铁(11)、可调挡圈(12)、金属盖板(13)、双头锁母(14)、十字支撑(15)、取样瓶(16)、吸水软管(17)、取样泵(18)、定滑轮(19)、吊索(20)、导线A(21)、绞盘(22)、STM32嵌入式控制器(23)、导线B(24)；所述的取样仓(1)安装在船体上、所述取样器(2)底部安装盖板式单向阀(10)，所述取样器(2)内壁上安装的限位挡板(9)，所述取样器(2)底部安装吸附磁铁(11)，所述取样仓(1)底部中央设置泄水顶杠和可调式挡圈(12)；所述取样仓(1)底部具有十字支撑(15)设计；所述双头锁母(14)将泄水顶杠(8)固定在取样仓(1)底部的十字支撑(15)上；所述的泄水顶杠(8)上安装的可调挡圈(12)、组所述取样仓口为锥形口(3)设计；所述取样器(2)顶部安装有悬架(6)、翻板轴5()、两块翻板(4)和盖板式单向阀；所述STM32嵌入式控制器搭载在远距离控制无人船上；所述STM32嵌入式控制器(23)预置分质取样作业程序。

2.根据权利要求1所述的一种可实现自排水功能的船载水样采集装置，其特征在于：所述的盖板式单向阀(10)可密封取样器(2)，阻止水样流出，又可在外力的作用下向上移动，将取样器(2)内的水样排出。

3.根据权利要求1所述的一种可实现自排水功能的船载水样采集装置，其特征在于：所述的泄水顶杠在取样器落入到取样仓(1)一定位置时顶开盖板式单向阀(10)，在重力作用下取样器(2)内的水样流入取样仓(1)中。

4.根据权利要求1所述的一种可实现自排水功能的船载水样采集装置，其特征在于：取样仓的锥形口(3)设计，可以确保取样器(2)顺利落入取样仓(1)中。

5.根据权利要求1所述的一种可实现自排水功能的船载水样采集装置，其特征在于：安装在取样器顶部的悬架(6)、翻板轴(5)和两块翻板(4)与盖板式单向阀(10)，能确保取样器(2)下潜到水下时，翻板(4)、盖板式单向阀(10)单向打开，采集的水样进入取样器(2)内，在取样器(2)返回时，翻板(4)、盖板式单向阀(10)反向关闭，确保取样器(2)的密封性，同时悬架(6)限制翻板(4)的翻转角度。

6.根据权利要求1所述的一种可实现自排水功能的船载水样采集装置，其特征在于：由安装在船体上的取样仓(1)、十字支撑(15)、泄水顶杠(8)、可调挡圈(12)、盖板式单向阀(10)、限位挡板(9)，组成该装置的取样器(2)水样排入取样仓(1)的自动排水系统，同时由限位挡板(9)能够限制盖板式单向阀(10)中盖板的上升高度。

7.根据权利要求1所述的一种可实现自排水功能的船载水样采集装置，其特征在于：吸附磁铁(11)、金属盖板(13)、可调挡圈(12)，组成取样仓(1)自动排水系统，其中，可调挡圈(12)阻挡金属盖板(13)上升。

8.根据权利要求1所述的一种可实现自排水功能的船载水样采集装置，其特征在于：所述的吸附磁铁(11)既可充当取样器(2)下潜时的配重，保证取样器(2)垂直运动，又可吸附起取样仓(1)底部金属盖板(13)，使取样仓(1)内的水样排出。