CN209656340U - 一种水质采留样设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于环保检测领域，具体是一种水质采留样设备及其采留样方法，能够实时采样并且保留水样，控制方式更加精确。该设备包括设在箱体上的采样单元、供样单元、留样单元和通信单元，所述采样单元包括溢流定量杯和用于输送水样的采样机构，所述采样机构包括三通球阀，所述三通球阀的进口连接水样进水口，所述三通球阀的两个出口分别连通溢流定量杯和采样单元，该设备能够实时监测水样，得到更精确的数据。

Description

一种水质采留样设备

技术领域

本实用新型涉及环保设备领域，具体涉及一种水质采留样设备。

背景技术

随着社会的发展，环境保护问题受到越来越密切的关注；水资源作为重要的自然资源，其污染问题也越来越受到重视。目前，环保主管部门对于废水排放企业已逐步采用在线监测设备进行监测，并对水污染排放超标的企业进行相关处罚。由于废水在线监测设备的特殊性，不能对排水管水流直接测试，而是需要采样后单独测试，通常是固定时间间隔（例如每隔2小时）采集瞬时水样测定一次，并根据对瞬时水样的测量结果计算排污总量。

在实际应用中我们发现，现在普遍使用的废水采留样设备的这种测定方式存在如下不足：

1）采样间隔时间太长，瞬时采样代表性比较差，且排污总量计算不准确；

2）排污企业对废水在线监测设备采样时间和间隔都比较了解，部分企业会利用采样间隔进行间歇式的违规排放；

3）实际水样采集的代表性不足，对于超标的水样无法留存，因此无法对超标数据进行核查。

因此，设计一种新的水质采样与留样设备，与在线检测仪配合应用在水质监测领域，弥补现有技术中的不足，是本领域技术人员亟待解决的问题。同时，也需要一种新的控制方法，使新的水质采样与留样设备能够更好地完成采样、检测和留样工作。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种水质采留样设备，能够实时采样并且保留水样，控制方式更加精确。

一种水质采留样设备，包括设在箱体上的采样单元、供样单元、留样单元和通信单元，所述采样单元包括溢流定量杯和用于输送水样的采样机构，所述采样机构包括三通球阀，所述三通球阀的进口连接水样进水口，所述三通球阀的两个出口分别连通溢流定量杯和采样单元。

上述水质采留样设备，所述采样机构还包括步进电机Ⅰ、感应架和接近开关Ⅰ，所述步进电机Ⅰ驱动三通球阀，所述感应架安装在联轴器的输出转轴上，所述接近开关Ⅰ固定设置以与感应架配合检测步距角。

上述水质采留样设备，所述采样单元还包括采样主板和采样杯，所述采样杯的进口连通三通球阀；所述供样单元包括供样杯、转移蠕动泵、电磁阀组Ⅱ、和供样主板，所述采样杯出口通过转移蠕动泵连通供样杯进口，所述供样杯出口通过电磁阀组Ⅱ连通在线检测仪。

上述水质采留样设备，所述留样单元包括至少一个留样瓶、留样主板和留样蠕动泵，所述留样蠕动泵一端连通供样杯的进口、另一端连通留样瓶。

上述水质采留样设备，所述留样单元还包括回转机构，所述回转机构包括底板、小带轮、大带轮、用于驱动小带轮的步进电机Ⅱ、接近开关Ⅱ和托盘，所述大带轮通过同轴的支座旋转连接托盘，所述托盘底部设有感应块，所述接近开关Ⅱ固设在底板与感应块配合，所述留样蠕动泵、步进电机Ⅱ和接近开关Ⅱ均由留样主板控制。

所述留样单元还包括水位监测开关和光电开关，所述水位监测开关和光电开关均由留样主板控制。

上述水质采留样设备，所述供样单元还包括气泵，所述气泵连通供样杯。气泵输送气体到供样杯底部，使供样杯中的水样混合均匀，保证检测精度。

上述水质采留样设备，所述供样单元还包括蠕动泵Ⅰ、蠕动泵Ⅱ和两个标样瓶，所述蠕动泵Ⅰ的一端通过电磁阀组Ⅱ连通供样杯、另一端连通COD出样口，所述蠕动泵Ⅱ的一端也通过电磁阀组Ⅱ连通供样杯、另一端连通氨氮出样口，两个所述标样瓶通过电磁阀组Ⅱ可分别连通蠕动泵Ⅰ和蠕动泵Ⅱ。

上述水质采留样设备，还包括清洗单元，所述清洗单元包括废水出水口、清水口、清洗泵和电磁阀组Ⅰ，所述电磁阀组Ⅰ为一进二出式阀组且其进口连通清洗泵、出口分别连通采样杯和供样杯，所述清洗泵进口和电磁阀组Ⅱ分别连通清水口，所述采样杯的出口、供样杯的出口管路上分别通过电动阀连通废水出水口，所述电磁阀组Ⅱ连通废水出水口。

本实用新型的有益效果为：

成本低且结构和管路简洁的优点，模块设计使安装和维护更加方便。能够远程智能控制，可节省人力成本，远程调试和质控，保障数据准确性。可等时或等比例采集样品，为环境监测数据的真实性、代表性、准确性提供了基础，实现小毫升、多频次，最小采样流量10ml，最小时间间隔1min。分瓶采样能够保障系统连续采样，实现水质的全程、动态采集。系统在水质自动监测设备分析完成后，判断水样是否超标，若超标则会将该超标水样保留至留样瓶并向监控平台发出超标报警，否则将该合格水样排空，并清洗采样杯，更加智能化。

附图说明

图1为本实用新型实施例的正视示意图；

图2为本实用新型实施例的后视示意图；

图3为本实用新型实施例的左视示意图；

图4为本实用新型实施例的右视示意图；

图5为本实用新型实施例上箱体背面结构示意图；

图6为图5中A向结构视图；

图7为本实用新型实施例的采样机构示意图；

图8为本实用新型实施例的下隔板正面的结构示意图；

图9为本实用新型实施例的下隔板背面的结构示意图；

图10为本实用新型实施例的回转机构的示意图；

图11为本实用新型实施例的上箱体管路连接示意图；

图12为本实用新型实施例的控制原理流程图；

图13为本实用新型实施例的采样主板电路结构图；

图14为本实用新型实施例的供样主板电路结构图；

图15为本实用新型实施例的留样主板电路结构图；

图16为本实用新型实施例的通信主板电路结构图。

图中：1为上箱体、2为下箱体、3为采样杯、4为供样杯、5为采样机构、6为电磁阀组Ⅰ、7为气泵、8为电磁阀组Ⅱ、9为溢流定量杯、

11为上隔板、12为支撑板、13为留样蠕动泵、14为水位监测开关、15为光电开关、16为留样瓶、17为标样瓶、18为蠕动泵Ⅰ、19为蠕动泵Ⅱ、20为转移蠕动泵、

21为下隔板、22为回转机构、23为电机驱动器、24为固态继电器、25为留样主板、26为电源、27为清洗泵、28为DTU、29为电动阀、

31为采样主板、32为供样主板、33为通信主板、34为通信串口、35为水样进水口、36为废水出水口、37为清水口、38为COD出样口、39为氨氮出样口、

51为步进电机Ⅰ、52为联轴器、53为感应架、54为接近开关Ⅰ、55为三通球阀、

221为大带轮、222为小带轮、223为底板、224为接近开关Ⅱ、255为步进电机Ⅱ、226为支座、227为托盘、228为感应块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步解释说明。

一种水质采留样设备，包括设在箱体上的采样单元、供样单元、留样单元和通信单元，所述采样单元包括溢流定量杯9和用于输送水样的采样机构5，所述采样机构5包括三通球阀55，所述三通球阀55的进口连接水样进水口35，所述三通球阀55的两个出口分别连通溢流定量杯9和采样单元。

上述水质采留样设备，所述采样机构5还包括步进电机Ⅰ51、感应架53和接近开关Ⅰ54，所述步进电机Ⅰ51驱动三通球阀55，所述感应架53安装在联轴器52的输出转轴上，所述接近开关Ⅰ54固定设置以与感应架53配合检测步距角。电机驱动器23设在如图下隔板21上。

上述水质采留样设备，所述采样单元还包括采样主板31和采样杯3，所述采样杯3的进口连通三通球阀55；所述供样单元包括供样杯4、转移蠕动泵20、电磁阀组Ⅱ8、和供样主板32，所述采样杯3出口通过转移蠕动泵20连通供样杯4进口，所述供样杯4出口通过电磁阀组Ⅱ8连通在线检测仪。

上述水质采留样设备，所述留样单元包括至少一个留样瓶16、留样主板25和留样蠕动泵13，所述留样蠕动泵13一端连通供样杯4的进口、另一端连通留样瓶16。

上述水质采留样设备，所述留样单元还包括回转机构22，所述回转机构22包括底板223、小带轮222、大带轮221、用于驱动小带轮222的步进电机Ⅱ225、接近开关Ⅱ224和托盘227，所述大带轮221通过同轴的支座226旋转连接托盘227，所述托盘227底部设有感应块228，所述接近开关Ⅱ224固设在底板223与感应块228配合，所述留样蠕动泵13、步进电机Ⅱ225和接近开关Ⅱ224均由留样主板25控制。

所述留样单元还包括水位监测开关14和光电开关15，所述水位监测开关14和光电开关15均由留样主板25控制。

上述水质采留样设备，所述供样单元还包括气泵7，所述气泵7连通供样杯4。气泵7输送气体到供样杯4底部，使供样杯4中的水样混合均匀，保证检测精度。

上述水质采留样设备，所述供样单元还包括蠕动泵Ⅰ18、蠕动泵Ⅱ19和两个标样瓶17，所述蠕动泵Ⅰ18的一端通过电磁阀组Ⅱ8连通供样杯4、另一端连通COD出样口38，所述蠕动泵Ⅱ19的一端也通过电磁阀组Ⅱ8连通供样杯4、另一端连通氨氮出样口39，两个所述标样瓶17通过电磁阀组Ⅱ8可分别连通蠕动泵Ⅰ18和蠕动泵Ⅱ19。

上述水质采留样设备，还包括清洗单元，所述清洗单元包括废水出水口36、清水口37、清洗泵27和电磁阀组Ⅰ6，所述电磁阀组Ⅰ6为一进二出式阀组且其进口连通清洗泵27、出口分别连通采样杯3和供样杯4，所述清洗泵27进口和电磁阀组Ⅱ8分别连通清水口37，所述采样杯3的出口、供样杯4的出口管路上分别通过电动阀29连通废水出水口36，所述电磁阀组Ⅱ8连通废水出水口36。

使用上述水质采留样设备的采留样方法，包括以下步骤：

S1.清洗：清洗泵27运行，由清水口37抽取清水，设定电磁阀组Ⅰ6的开闭口对采样杯3和/或供样杯4进行清洗，废水经废水出水口36排出；

S2.采样溢流：步进电机Ⅰ51控制三通球阀55转动使溢流定量杯9连通水样进水口35，溢流定量杯9中多余的水样溢流，用以润洗设备的连通的水样管路后经废水出水口36排出；

S3.定量采样：步进电机Ⅰ51控制三通球阀55转动使溢流定量杯9连通采样杯3，使溢流定量杯9中存储的定量水样流入采样杯3；重复本步骤，采样杯3中存有设定量的水样；

S4.水样转移：转移蠕动泵20启动，将采样杯3中的水样一次性转至供样杯4中；采样杯3和供样杯4可独立工作，在供样检测的同时也能连续采样，能够实时在线检测水样；

S5.气泵7启动，供样杯4底部通入气体使其内的水样混合均匀；

S6.供样检测：蠕动泵Ⅰ18和蠕动泵Ⅱ19启动，将供样杯4中水样排入在线检测仪中进行检测；

S7.留样：若预先设定留样或步骤S6中的检测结果为超标，启动留样蠕动泵13将水样排入留样瓶16中等待人工复测；同时电磁阀组Ⅱ8连通标样瓶17将COD和氨氮标样排至在线检测仪中进行质控。

上述步骤S7中，回转机构22中设有若干个留样瓶16，留样前所述回转机构22的步进电机Ⅱ225启动，当接近开关Ⅱ224检测到感应块228后步进电机Ⅱ225停转；

随后光电开关15检测到已放置有留样瓶16后留样蠕动泵13再启动；

当一个留样瓶16中的水样到达水位监测开关14后，将信号传给留样主板25，留样主板25发出信号控制留样蠕动泵13停止同时控制步进电机Ⅱ225启动使托盘227转动带动下一个留样瓶16转动到接样工位。

所述通信单元包括DTU28、通信主板33和通信串口34。DTU28是无线传输模块的简称，本设备可以通过DTU28进行无线数据双向传输，且能够通过DTU28实现远程控制设备。

所述上箱体1正面箱盖上设有显示屏和操作板等(常规设计，附图中省略)，可显示和设置等时等比例采样模式、超标留样及远程控制等信息。所述上箱体1中设有上隔板11和支撑板12，所述上隔板11背面设置采样机构5、电磁阀组Ⅰ6和气泵7，所述上隔板11正面安装有溢流定量杯9。支撑板12的顶面上安装采样杯3和供样杯4，支撑板12正面安装蠕动泵Ⅰ18、蠕动泵Ⅱ19和转移蠕动泵20，支撑板12的背面安装电磁阀组Ⅱ8和清洗泵27。

所述下箱体2中设有下隔板21，所述下隔板21的正面安装留样蠕动泵13、水位监测开关14和光电开关15，所述下隔板21的背面安装电机驱动器23、固态继电器24、留样主板25和电源26。

Claims (8)

1.一种水质采留样设备，包括设在箱体上的采样单元、供样单元、留样单元和通信单元，其特征在于：所述采样单元包括溢流定量杯（9）和用于输送水样的采样机构（5），所述采样机构（5）包括三通球阀（55），所述三通球阀（55）的进口连接水样进水口（35），所述三通球阀（55）的两个出口分别连通溢流定量杯（9）和采样单元。

2.根据权利要求1所述的水质采留样设备，其特征在于：所述采样机构（5）还包括步进电机Ⅰ（51）、感应架（53）和接近开关Ⅰ（54），所述步进电机Ⅰ（51）驱动三通球阀（55），所述感应架（53）安装在联轴器（52）的输出转轴上，所述接近开关Ⅰ（54）固定设置以与感应架（53）配合检测步距角。

3.根据权利要求1所述的水质采留样设备，其特征在于：所述采样单元还包括采样主板（31）和采样杯（3），所述采样杯（3）的进口连通三通球阀（55）；所述供样单元包括供样杯（4）、转移蠕动泵（20）、电磁阀组Ⅱ（8）、和供样主板（32），所述采样杯（3）出口通过转移蠕动泵（20）连通供样杯（4）进口，所述供样杯（4）出口通过电磁阀组Ⅱ（8）连通在线检测仪。

4.根据权利要求3所述的水质采留样设备，其特征在于：所述留样单元包括至少一个留样瓶（16）、留样主板（25）和留样蠕动泵（13），所述留样蠕动泵（13）一端连通供样杯（4）的进口、另一端连通留样瓶（16）。

5.根据权利要求4所述的水质采留样设备，其特征在于：所述留样单元还包括回转机构（22），所述回转机构（22）包括底板（223）、小带轮（222）、大带轮（221）、用于驱动小带轮（222）的步进电机Ⅱ（225）、接近开关Ⅱ（224）和托盘（227），所述大带轮（221）通过同轴的支座（226）旋转连接托盘（227），所述托盘（227）底部设有感应块（228），所述接近开关Ⅱ（224）固设在底板（223）与感应块（228）配合，所述留样蠕动泵（13）、步进电机Ⅱ（225）和接近开关Ⅱ（224）均由留样主板（25）控制；

所述留样单元还包括水位监测开关（14）和光电开关（15），所述水位监测开关（14）和光电开关（15）均由留样主板（25）控制。

6.根据权利要求4所述的水质采留样设备，其特征在于：所述供样单元还包括气泵（7），所述气泵（7）连通供样杯（4）。

7.根据权利要求4所述的水质采留样设备，其特征在于：所述供样单元还包括蠕动泵Ⅰ（18）、蠕动泵Ⅱ（19）和两个标样瓶（17），所述蠕动泵Ⅰ（18）的一端通过电磁阀组Ⅱ（8）连通供样杯（4）、另一端连通COD出样口（38），所述蠕动泵Ⅱ（19）的一端也通过电磁阀组Ⅱ（8）连通供样杯（4）、另一端连通氨氮出样口（39），两个所述标样瓶（17）通过电磁阀组Ⅱ（8）可分别连通蠕动泵Ⅰ（18）和蠕动泵Ⅱ（19）。

8.根据权利要求4所述的水质采留样设备，其特征在于：还包括清洗单元，所述清洗单元包括废水出水口（36）、清水口（37）、清洗泵（27）和电磁阀组Ⅰ（6），所述电磁阀组Ⅰ（6）为一进二出式阀组且其进口连通清洗泵（27）、出口分别连通采样杯（3）和供样杯（4），所述清洗泵（27）进口和电磁阀组Ⅱ（8）分别连通清水口（37），所述采样杯（3）的出口、供样杯（4）的出口管路上分别通过电动阀（29）连通废水出水口（36），所述电磁阀组Ⅱ（8）连通废水出水口（36）。