CN219200998U - 一种多区域分层取水装置 - Google Patents

Abstract

一种多区域分层取水装置，其特征是，包括：双层储水容器，包括上层储水容器、下层储水容器；上、下层储水容器的左右两侧分别设有向上翻转的挡板，且下层储水容器的底部设有钢块；橡皮球，通过刻度绳连接于上层储水容器的顶部中心；启闭机构，每块挡板配备一个启闭机构，以便对应储水容器的开合。本实用新型结构简单，操作容易，利用橡皮球的浮力和刻度绳的长度控制储水容器在到达目标水层时能够平衡悬停于目标水层；本实用新型相对于单层取水装置或普通多层取水装置而言，能够在指定水层深度自由移动，采集多组指定水层水样，在后续对水样的分析中能够获得多组数据。

Description

一种多区域分层取水装置

技术领域

本实用新型涉及样本采集装置技术领域，具体是一种多区域分层取水装置。

背景技术

在水资源勘探中时常需要采集不同区域、不同深度的水样进行研究，分析各个水域及水层的水样特点，探查水样中存在的化学物质，从而对水样质量进行评估，进而对该片水域的水体质量进行报告。

传统的取水装置体积较大，便携性相对较差，在指定水层取水的能力较差，常常在未抵达指定水层时就已经渗入其他水层的水样。目前存在新型取水装置可以顺利完成指定水层的取水工作，但这些取水装置的取水点过于单一，且每次取水只能够采集单一区域、单一水层的水样，取水效率偏低，同时由于水样单一，容易造成水样分析结果准确性的降低，进而导致研究结果的精确程度降低。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种多区域分层取水装置。

为了实现以上目的，本实用新型的技术方案为：

一种多区域分层取水装置，其特征是，包括：

双层储水容器，包括上层储水容器、下层储水容器；上、下层储水容器的左右两侧分别设有向上翻转的上挡板、下挡板，且下层储水容器的底部设有钢块；

橡皮球，通过刻度绳连接于上层储水容器的顶部中心；

启闭机构，每块上下挡板、下挡板分别配备一个启闭机构，以便对应储水容器的开合。

采用上述方案，通过刻度绳控制双层储水容器进入目标水层位置；利用橡皮球的浮力和刻度绳的长度控制储水容器在到达目标水层时能够平衡在目标水层。钢块布置在下层储水容器底部，包括两个作用：一是在取水装置下潜时提供向下的重力；二是在取水装置到达指定水层时，利用自身重力加上储水容器的重力来平衡取水装置和橡皮球的浮力。待进入目标水层，通过启闭机构，打开对应的挡板，水样流入对应储水容器。设置双层储水容器，可以获取多区域的目标水样，取水效率高。

优选地，上层储水容器以及下层储水容器，内部中央分别设有隔板，将对应储水容器分成左右两个腔体；每层储水容器左右各设置一储水容器，共计四个储水容器，每个储水容器外侧对应一块挡板。

优选地，上、下挡板的顶部分别通过转轴与对应储水容器连接，上、下挡板可利用转轴进行旋转；在储水容器关闭时挡板仅可作向外侧的旋转，即右侧挡板作沿逆时针方向打开储水容器，后沿顺时针方向关闭储水容器；左侧挡板沿顺时针方向打开储水容器，后沿逆时针方向关闭储水容器。

优选地，所述启闭机构包括：

定滑轮，设有两个，对称固接于上层储水容器的顶部两侧；每个定滑轮配备一个直杆，两个直杆分别焊接于上层储水容器顶部两侧边缘位置，定滑轮安装于直杆外侧端；

控制绳，设有四根，两两一组；同组的控制绳，一端分别延伸至水面之上，作为操作端，另一端分别绕过同一定滑轮，并分别固接于同侧的上、下挡板；操作端固接有手柄，同组的控制绳共用或分别配备一个手柄。

吊耳，共五个，分别位于上层储水容器顶部（用于刻度绳的连接）以及四块挡板的外侧中下部位（用于四根控制绳的连接）。

采用上述方案，定滑轮通过直杆与上层储水容器相连接；需要打开储水容器时，工作人员提供拉力，拉动控制绳，通过定滑轮的作用使得该拉力拉动挡板作旋转运动。

优选地，所述双层储水容器的底部设有动力系统，用于双层储水容器的位移。动力系统包括蓄电池、马达、传动杆、螺旋桨、信号接收器，蓄电池为马达提供电能，工作人员通过遥控器发射信号至动力系统的信号接收器，后通过信号指令启动马达，马达为传动杆提供动能，带动螺旋桨旋转，最后推动取水装置在同一水深位置移动，从而能够获取更多区域的水样。

优选地，所述刻度绳长度为上层储水容器顶部吊耳至橡皮球的距离，刻度绳长度约等于目标水层的深度。刻度绳的长度有严格要求，即当储水容器在下潜时刻度绳保持松弛状态，不传递力；当储水容器抵挡目标水层时，刻度绳由松弛状态变为紧绷状态，此时橡皮球由漂浮状态转变为入水状态，刻度绳传递橡皮球受到的浮力。

优选地，所述橡皮球为充气状态，其体积有严格要求，即在取水装置下潜但未到达指定水层时，橡皮球漂浮在水面上，不会通过刻度绳传递浮力；当取水装置抵达目标水层时，橡皮球全部没入水中，此时橡皮球加储水容器所受到的浮力等于储水容器和钢块的重力，使得整个取水装置处于平衡状态，可悬停于目标水层。

优选地，所述橡皮球底部设有收放线机构，收放线机构可调节刻度绳长度。

优选地，所述止水为止水橡皮，分别布置在四个挡板与储水容器内部接触位置，止水橡皮的作用是保证储水容器关闭时内部水样不溢出，同时外部水样无法渗入储水容器内。

本实用新型结构简单，操作容易，利用橡皮球的浮力和刻度绳的长度控制储水容器在到达目标水层时能够平衡悬停于目标水层；本实用新型相对于单层取水装置或普通多层取水装置而言，能够在指定水层深度自由移动，采集多组指定水层水样，在后续对水样的分析中能够获得多组数据。

附图说明

图1显示为多区域分层取水装置关闭状态示意图；

图2显示为右侧挡板打开过程的示意图；

图3显示为收放线机构放线后移动过程的示意图；

图4显示为动力系统的示意图；

图5显示为挡板周围止水的示意图；

图6、图7显示为取水装置下潜工作的示意图；

图8显示为取水装置取第一层水时的示意图；

图9显示为取水装置变换位置取第一层水时的示意图；

图10显示为取水装置取完第一层水后下潜工作的示意图；

图11显示为取水装置取第二层水时的示意图；

图12显示为取水装置变换位置取第二层水时的示意图；

图13显示为取水装置上浮工作的示意图；

图中：1-上层储水容器（1A-上层右侧挡板，1B-上层左侧挡板，1C-隔板，1D-直杆，1E-转轴），2-下层储水容器（2A-下层右侧挡板，2B-下层左侧挡板），3-吊耳，4-钢块，5-动力系统（5A-蓄电池，5B-马达，5C-传动杆，5D-螺旋桨，5E-信号接收器），6-定滑轮，7-控制绳，8-手柄，9-刻度绳，10-收放线机构，11-橡皮球，12-止水。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步说明。

如图1至图13所示，一种多区域分层取水装置，包括双层储水容器（上层储水容器1、下层储水容器2）、吊耳3、钢块4、动力系统5、定滑轮6、控制绳7、手柄8、刻度绳9、收放线机构10、橡皮球11、止水12。

本实施例的初始状态如图1所示。

本实施例中储水容器分为两层，每层左右两侧各设置一储水容器（上层储水容器1、下层储水容器2），共计四个储水容器；同层左右侧储水容器1（2）用隔板1C隔开，每个储水容器1（2）外侧均设置有一挡板（1A、1B、2A、2B）；挡板1A通过转轴1E与储水容器1（2）连接，挡板1A可利用转轴1E旋转；在储水容器1关闭时挡板1A仅可作向外侧的旋转，即右侧挡板1A作沿逆时针方向打开右侧储水容器1，后沿顺时针方向关闭右侧储水容器1；左侧挡板1B沿顺时针方向打开左侧储水容器1，后沿逆时针方向关闭右侧储水容器1。

吊耳3共五个，分别位于上层储水容器1顶部以及四个挡板（1A、1B、2A、2B）的外侧中下部位。控制绳7共四根，控制绳7经定滑轮6，连接各挡板（1A、1B、2A、2B）的吊耳3和手柄8；定滑轮6通过直杆1D与上层储水容器1相连接。直杆1D共计两个，分别焊接于上层储水容器1顶部两侧边缘位置，直杆1D外侧端设置一定滑轮6，用于工作人员通过控制绳7拉动挡板1A作旋转运动。

钢块4布置在下层储水容器2底部，其作用包括两个，一是在取水装置下潜时提供向下的重力；二是在取水装置到达指定水层时，利用自身重力加上储水容器1（2）的重力来平衡取水装置和橡皮球11的浮力。

如图4所示，动力系统5包括蓄电池5A、马达5B、传动杆5C、螺旋桨5D、信号接收器5E，工作人员通过遥控器发射信号至动力系统的信号接收器5E，后将信号指令传至马达5B，马达5B为传动杆5C提供动能，带动螺旋桨5D旋转，最后推动取水装置在同一水深位置移动，获取该水层的多区域水样。

刻度绳9长度为上层储水容器1顶部吊耳至橡皮球11的距离，刻度绳9长度约等于目标水层的深度；刻度绳9的长度有严格研究，即当储水容器1（2）在下潜时刻度绳9处于松弛状态，不传递力，当储水容器1（2）抵达目标水层时，刻度绳9由松弛状态变为紧绷状态，此时橡皮球11由漂浮状态转变为入水状态，刻度绳9传递橡皮球11受到的浮力。

橡皮球11为充气状态，其体积有严格要求，即当取水装置抵达目标水层时，橡皮球11全部没入水中，此时橡皮球11加储水容器1（2）所受到的浮力等于储水容器1（2）和钢块4的重力，使得整个取水装置处于平衡状态，可悬停于目标水层。

收放线机构10位于橡皮球11底部，收放线机构10可以是卡线器，也可以是自动收放线机构，收放线机构可顺着刻度绳9移动，橡皮球11随着收放线机构的移动而移动，可通过收放线机构调整刻度绳9的长度。

止水12为止水橡皮，分别布置在四个挡板（1A、1B、2A、2B）与储水容器1（2）内部接触位置，使得储水容器1（2）关闭时内部水样不溢出，同时保证外部水样无法渗入储水容器1（2）内。

本实施例的多区域分层取水装置运行方法，包括以下步骤：

步骤一：根据所需采集第一层水样的目标深度，调整收放线机构，控制刻度绳9的长度约等于目标深度；

步骤二：工作人员将取水装置放入水中，使其缓慢下潜，直至达到目标水层一；

当储水容器达到目标水层一时，刻度绳9由原先的松弛状态变为紧绷状态，此时橡皮球11全部没入水中，受到浮力作用；在橡皮球11受到浮力作用时，此时取水装置整个系统的浮力与重力相等，系统整体处于平衡状态，取水装置悬停于目标水层一；

步骤三：待取水装置稳定在目标水层一后，工作人员拉动右侧控制绳7，控制上层右侧挡板1A沿着转轴1E作逆时针转动，此时上层右侧的储水容器1处于开启状态，水涌入上层右侧的储水容器1中；

步骤四：待目标水层一的水样采集完成后，工作人员松开控制绳7，挡板1A在自重的作用下沿着转轴1E作顺时针转动直至关闭上层右侧的储水容器1；

步骤五：工作人员操作遥控器，利用动力系统5带动取水装置在目标水层一进行移动，待移动至下一个取样位置时，重复步骤三和步骤四的操作，完成第一层水的取样工作；

步骤六：待取水装置取完第一层水之后，工作人员调整收放线机构10（可手动取回卡线器操作实现；也可采用遥控控制带有无线接收器的自动收线装置实现），延长刻度绳9的长度，而后继续重复步骤一至步骤五的操作，完成第二层水的取样工作。

步骤七：拉动刻度绳9使得取水装置慢慢上升直至浮出水面，待取水装置取上岸后，将储水容器1（2）置于盛水容器内，手动拉开上下两层挡板（1A、1B、2A、2B），待水样完全倒出后，封装送至实验室。

以上是一个完整的多区域分层取水装置的取水过程。

本实施例多区域分层取水装置在工作时，利用刻度绳9、收放线机构10和橡皮球11的配合工作，完成了多个目标水层的取样工作，同时利用动力系统5完成了同一目标水层的多区域取样工作，提高了取样结果的精确度，也实现了多区域的分层取水工作。

综上，本实用新型有效克服了现有技术的缺点而具有较高的推广价值。

上述内容已经用一般性文字和具体实施步骤对本实用新型作了较为详尽的描述，但并非是对本实用新型进行限制，在不偏离本实用新型精神的基础上所进行的相关修改，都属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种多区域分层取水装置，其特征是，包括：

双层储水容器，包括上层储水容器、下层储水容器；上、下层储水容器的左右两侧分别设有向上翻转的上挡板、下挡板，且下层储水容器的底部设有钢块；

橡皮球，通过刻度绳连接于上层储水容器的顶部中心；

启闭机构，每块上挡板、下挡板分别配备一个启闭机构，以便对应储水容器的开合。

2.根据权利要求1所述的一种多区域分层取水装置，其特征是，上层储水容器以及下层储水容器，内部中央分别设有隔板，将对应储水容器分成左右两个腔体。

3.根据权利要求1所述的一种多区域分层取水装置，其特征是，所述启闭机构包括：

定滑轮，设有两个，对称固接于上层储水容器的顶部两侧；

控制绳，设有四根，两两一组；同组的控制绳，一端分别延伸至水面之上，作为操作端，另一端分别绕过同一定滑轮，并分别固接于同侧的上、下挡板。

4.根据权利要求3所述的一种多区域分层取水装置，其特征是，所述控制绳的操作端固接有手柄。

5.根据权利要求3所述的一种多区域分层取水装置，其特征是，上、下挡板的顶部分别设有转轴，上、下挡板分别通过转轴与对应储水容器相连。

6.根据权利要求3或4所述的一种多区域分层取水装置，其特征是，上、下挡板在与对应储水容器接触处设有止水。

7.根据权利要求5所述的一种多区域分层取水装置，其特征是，上、下挡板设有供控制绳连接的吊耳，所述吊耳位于对应挡板的中下部。

8.根据权利要求1所述的一种多区域分层取水装置，其特征是，所述橡皮球的底部设有收放线机构，用于控制绳的收放。

9.根据权利要求1所述的一种多区域分层取水装置，其特征是，所述双层储水容器的底部设有动力系统，用于双层储水容器的位移。

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