一种水样采集器

技术领域

本发明涉及环境水质监测技术领域，更具体地说，它涉及一种水样采集器。

背景技术

水样采集是水质量检测的重要步骤，在采集水样时可能需要对不同深度层级的水样进行采集。

针对于不同深度层级的水样采集，公告号为CN211122085U的中国专利公告的一种河水水样采集装置，其技术要点是：包括小车本体，所述小车本体顶部连接有收卷组件，所述收卷组件远离小车本体的一端连接有水样采集件，所述水样采集件底部连接有疏导件。

上述技术方案利用疏导件排开上层水，当水样采集件进入到相应水层时，利用疏导件将所需水样抽入水样采集器，从而实现对特定深度水层的水样的采集；但是，在整个水样采集过程中疏导件需要持续开启，存在浪费能源的问题；因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种水样采集器，有效降低了能源的消耗，并消除水样与上层液体发生流动交换的隐患。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种水样采集器，包括漂浮架、采集灌以及连接绳，所述采集灌呈仅上端面开口结构，其上端开口设置有盖体，所述盖体具有开口，所述盖体铰接有用于嵌合封闭开口的翻盖，所述翻盖的上表面活动端与漂浮架之间设置有牵引绳，所述牵引绳的长度小于连接绳的放出长度。

通过采用上述技术方案，当需要使用本申请进行特定深度的水层水样采集时，对牵引绳的长度进行调整，并对连接绳的放出量进行设定，牵引绳的长度等于采样深度，连接绳的长度等于采集灌的下潜深度，此过程于岸上完成；完成调整后，将本申请放入水中，采集灌被水浸没，此状态下盖体的开口被翻盖封闭，从而液体无法进入到采集灌中，完成本申请的放置后，利用竹竿等物推动本申请至预定位置后，放出连接绳使得采集灌在重力的作用下下潜，当下潜到采样深度时，牵引绳处于绷紧状态，伴随着采集灌的继续下潜，牵引绳逐步拉扯翻盖向上翻起，从而液样在水压的作用下开始进入采集灌内，当连接绳放出至预定长度时，翻盖处于极限翻起状态；静置一段时间完成水样采集后，匀速收回连接绳拉动采集灌上移，此过程中翻盖在液体推力的作用下下翻，当盖体即将离开水样采集层的瞬间，牵引绳处于完全松弛状态，从而翻盖完成重新盖合；当连接绳完全收回后，回收本申请并卸下采集灌，将其内部的水样倒入水样容器内即可；综上所述，本申请利用牵引绳长度和连接绳放出长度的差值实现翻盖的自动开启，与对比文件相比，在同样解决对特定深度水层的水样采集的前提下，有效降低了能源的消耗，并利用水的推力实现翻盖的重新闭合，有效防止在采集灌上升返回的过程中采集到的水样与上层液体发生流动交换的隐患。

本发明进一步设置为：所述漂浮架包括支撑框架，以及等角度设置于支撑框架的至少四个浮球。

通过采用上述技术方案，漂浮架利用支撑框架实现与采集灌的连接，并利用浮球实现漂浮，同时，对浮球的数量和安装位置进行限定，从而确保漂浮架的稳定性。

本发明进一步设置为：所述支撑框架设置有立柱，所述立柱转动连接有绳盘，所述连接绳盘绕于绳盘，所述支撑框架安装有驱动电机，所述驱动电机与绳盘齿轮传动连接，所述支撑框架的中心转动连接有两个工形导轮，两个所述工形导轮呈对称夹持连接绳。

通过采用上述技术方案，当需要放出连接绳控制采集灌下潜时，驱动电机驱动绳盘顺时针转动，由绳盘将连接绳逐步放出，从而采集灌由于缺乏上拉力，进而在重力的作用下下潜；当需要收回连接绳回收采集灌时，驱动电机驱动绳盘逆时针转动，由绳盘拉扯连接绳重新缠绕于绳盘，从而拉扯采集灌上升复位；综上所述，仅需控制驱动电机以不同的方向转动，即可控制采集灌的下潜或者上升；利用两个工形导轮夹持并引导连接绳，从而确保连接绳于漂浮架中心脱离，有效减低倾斜隐患。

本发明进一步设置为：其一所述工形导轮的转轴连接有编码器，所述编码器电信号连接有控制盒，所述控制盒电信号连接有马达，所述马达驱动有夹绳器。

通过采用上述技术方案，利用编码器监控工形导轮的转动圈数，从而获取连接绳的放出长度，当连接绳的放出长度等于设定的下潜深度值时，由控制盒控制马达驱动夹绳器夹紧连接绳，并控制驱动电机停止输出扭力，进而实现自动制动采集灌的下潜。

本发明进一步设置为：所述夹绳器包括固定于支撑框架的固定夹、与固定夹相对滑移连接的活动夹，以及设置于固定夹和活动夹之间的压缩弹簧，所述马达的输出轴设置有凸轮，所述凸轮与活动夹抵接配合。

通过采用上述技术方案，当需要制动连接绳的放出时，制动马达驱动凸轮转动至凸面抵紧于活动夹的背面，从而推动活动夹朝向固定夹滑动，进而实现对连接绳的夹紧限制；当需要正常放出连接绳或者收回连接绳时，由马达驱动凸轮转动至凸面脱离于活动夹的背面，从而由压缩弹簧释放弹性势能，推动活动夹滑离于固定夹，进而松开对于连接绳的夹紧限制；综上所述，仅需控制马达调整凸轮的角度，即可控制夹绳器的夹紧或者松开，具有控制便捷的技术效果。

本发明进一步设置为：所述盖体设置有整体呈倒置U形的拉环，所述连接绳底端固定于拉环的水平段中点，所述拉环设置有供牵引绳穿过的稳定槽。

通过采用上述技术方案，盖体增设拉环为连接绳的底端提供一个连接位置，拉环增设稳定槽对牵引绳进行限制，以降低牵引绳纠缠于连接绳的隐患。

本发明进一步设置为：所述盖体向下延伸有延伸板，所述延伸板的底端设置有配重块。

通过采用上述技术方案，盖体增设配重块，从而确保采集灌的重力能够克服水的浮力以确保顺利下潜，并利用延伸板将配重块延伸到采集灌的下方，从而调整采集灌的重心，以确保其呈开口向上状态。

本发明进一步设置为：所述采集灌上端开口与盖体螺纹固定连接，并设置有密封圈。

通过采用上述技术方案，当需要倒出采集灌中的水样时，仅需将采集灌直接由盖体之上拧下，即可直接倒出采集灌内的水样，从而为倒出水样提供便利，并增设密封圈，有效提高采集灌和盖体之间的密封性。

本发明进一步设置为：所述翻盖的具体数量为两个，且呈对称设置，所述翻盖的下表面设置有橡胶嵌块，所述橡胶嵌块与盖体开口嵌合。

通过采用上述技术方案，限定翻盖的数量为两个并对称设置，从而确保在牵引绳拉动翻盖翻起时，采集灌的受力均匀性，以降低采集灌发生倾斜的隐患；翻盖增设橡胶嵌块与盖体的开口嵌合，以提高翻盖对于盖体的密封性能，从而避免采集灌处于较浅水位时，由于水压不足而导致翻盖发生非正常翘起的问题。

本发明进一步设置为：所述支撑框架设置有绳长调整结构，所述绳长调整结构包括供牵引绳顶端固定的固定柱、滑动连接于所述支撑框架的绕行柱，以及开设于支撑框架供牵引绳穿过的穿绳孔，所述穿绳孔、固定柱以及绕行柱三者呈依次排列设置；所述绕行柱设置有滑移块，所述支撑框架开设有供滑移块滑动的滑移槽，所述滑移槽的槽壁设置有行程槽，所述滑移块水平螺纹配合有锁紧螺栓，所述锁紧螺栓的螺纹段贯穿行程槽。

通过采用上述技术方案，牵引绳一端固定于固定柱，另一端绕过绕行柱后，返回穿过穿绳孔再与翻盖的活动端进行固定，从而仅需以滑动绕行柱的方式调整绕行柱与固定柱的间距，即可对牵引绳的长度进行调整，有效提高调整牵引绳长度的便捷性；当需要滑动绕行柱时，拧松锁紧螺栓，即可直接滑动绕行柱，当绕行柱完成调整后，拧紧锁紧螺栓，即可利用摩擦力限制绕行柱，以防止其发生非正常滑动。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本申请利用牵引绳长度和连接绳放出长度的差值实现翻盖的自动开启，与对比文件相比，在同样解决对特定深度水层的水样采集的前提下，有效降低了能源的消耗，并利用水的推力实现翻盖的重新闭合，有效防止在采集灌上升返回的过程中采集到的水样与上层液体发生流动交换的隐患；对浮球的数量和安装位置进行限定，从而确保漂浮架的稳定性；仅需控制驱动电机以不同的方向转动，即可控制采集灌的下潜或者上升；由控制盒控制马达驱动夹绳器夹紧连接绳，并控制驱动电机停止输出扭力，进而实现自动制动采集灌的下潜；仅需控制马达调整凸轮的角度，即可控制夹绳器的夹紧或者松开，具有控制便捷的技术效果；盖体增设拉环为连接绳的底端提供一个连接位置，拉环增设稳定槽对牵引绳进行限制，以降低牵引绳纠缠于连接绳的隐患；盖体增设配重块，从而确保采集灌的重力能够克服水的浮力以确保顺利下潜，并利用延伸板将配重块延伸到采集灌的下方，从而调整采集灌的重心，以确保其呈开口向上状态；增设密封圈，有效提高采集灌和盖体之间的密封性；限定翻盖的数量为两个并对称设置，从而确保在牵引绳拉动翻盖翻起时，采集灌的受力均匀性，以降低采集灌发生倾斜的隐患；仅需以滑动绕行柱的方式调整绕行柱与固定柱的间距，即可对牵引绳的长度进行调整，有效提高调整牵引绳长度的便捷性。

附图说明

图1为本申请的整体结构示意图；

图2为本申请拆卸采集灌后的结构示意图；

图3为本申请工形导轮和夹绳器的结构示意图；

图4为本申请采集灌的结构示意图；

图5为本申请采集灌的局部剖视图；

图6为图2的A部放大示意图，主要表示绕行柱的结构。

附图说明：1、漂浮架；2、采集灌；3、连接绳；4、盖体；5、开口；6、翻盖；7、牵引绳；8、支撑框架；9、浮球；10、立柱；11、绳盘；111、驱动电机；12、工形导轮；13、编码器；14、控制盒；15、马达；16、夹绳器；17、固定夹；18、活动夹；19、压缩弹簧；20、凸轮；21、拉环；22、稳定槽；23、延伸板；24、配重块；25、密封圈；26、橡胶嵌块；27、固定柱；28、绕行柱；29、穿绳孔；30、滑移块；31、滑移槽；32、行程槽；33、锁紧螺栓。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种水样采集器，如图1所示，包括漂浮架1、采集灌2以及连接绳3，采集灌2呈仅上端面开口结构，其上端开口设置有盖体4，盖体4具有开口5，盖体4铰接有用于嵌合封闭开口5的翻盖6，翻盖6的上表面活动端与漂浮架1之间设置有牵引绳7，牵引绳7的长度小于连接绳3的放出长度。

当需要使用本申请进行特定深度的水层水样采集时，对牵引绳7的长度进行调整，并对连接绳3的放出量进行设定，牵引绳7的长度等于采样深度，连接绳3的长度等于采集灌2的下潜深度，此过程于岸上完成；完成调整后，将本申请放入水中，采集灌2被水浸没，此状态下盖体4的开口被翻盖6封闭，从而液体无法进入到采集灌2中，完成本申请的放置后，利用竹竿等物推动本申请至预定位置后，放出连接绳3使得采集灌2在重力的作用下下潜，当下潜到采样深度时，牵引绳7处于绷紧状态，伴随着采集灌2的继续下潜，牵引绳7逐步拉扯翻盖6向上翻起，从而液样在水压的作用下开始进入采集灌2内，当连接绳3放出至预定长度时，翻盖6处于极限翻起状态；静置一段时间完成水样采集后，匀速收回连接绳3拉动采集灌2上移，此过程中翻盖6在液体推力的作用下下翻，当盖体4即将离开水样采集层的瞬间，牵引绳7处于完全松弛状态，从而翻盖6完成重新盖合；当连接绳3完全收回后，回收本申请并卸下采集灌2，将其内部的水样倒入水样容器内即可；综上所述，本申请利用牵引绳7长度和连接绳3放出长度的差值实现翻盖6的自动开启，与对比文件相比，在同样解决对特定深度水层的水样进行采集的前提下，有效降低了能源的消耗，并利用水的推力实现翻盖6的重新闭合，有效防止在采集灌2在上升返回的过程中，采集到的水样与上层液体发生流动交换。

漂浮架1的具体结构如下，如图2所示，漂浮架1包括支撑框架8，以及等角度安装于支撑框架8的至少四个浮球9，从而通过支撑框架8提供一个较为稳定的装配载体，并由浮球9确保漂浮架1的浮力，同时，通过对浮球9的数量和安装位置进行限定，从而提高漂浮架1的漂浮稳定性。

本申请通过如下方式控制连接绳3的放出或者收回，如图2所示，支撑框架8设置有立柱10，立柱10转动连接有绳盘11，连接绳3盘绕于绳盘11，支撑框架8安装有驱动电机111，驱动电机111与绳盘11齿轮传动连接；当需要放出连接绳3控制采集灌2下潜时，驱动电机111驱动绳盘11顺时针转动，由绳盘11将连接绳3逐步放出，从而采集灌2由于缺乏上拉力，在重力的作用下下潜；当需要收回连接绳3回收采集灌2时，驱动电机111驱动绳盘11逆时针转动，由绳盘11拉扯连接绳3重新缠绕于绳盘11，从而拉扯采集灌2上升复位；综上所述，仅需控制驱动电机111以不同的方向转动，即可控制采集灌2的下潜或者上升。

为防止漂浮架1因采集灌2的拉扯而发生倾斜，如图2、图3所示，支撑框架8的中心转动连接有两个工形导轮12，两个工形导轮12呈对称夹持连接绳3，从而实现对牵引连接绳3的限制，确保连接绳于漂浮架1中心脱离，有效减低其倾斜隐患。

需要说明的是，如图2、图3所示，其一工形导轮12的转轴连接有编码器13，编码器13电信号连接有控制盒14，控制盒14电信号连接有马达15，马达15驱动有夹绳器16；从而利用编码器13监控工形导轮12的转动圈数，获取连接绳3的放出长度，当连接绳3的放出长度等于设定的下潜深度值时，由控制盒14控制马达15驱动夹绳器16夹紧连接绳3，并控制驱动电机111停止输出扭力，进而实现自动制动采集灌2的下潜。

夹绳器16的具体结构如下，夹绳器16包括固定于支撑框架8的固定夹17、与固定夹17相对滑移连接的活动夹18，以及设置于固定夹17和活动夹18之间的压缩弹簧19，马达15的输出轴设置有凸轮20，凸轮20与活动夹18抵接配合；当需要制动连接绳3的放出时，马达15驱动凸轮20转动至凸面抵紧于活动夹18的背面，从而推动活动夹18朝向固定夹17滑动，进而实现对连接绳3的夹紧限制；当需要正常放出连接绳3或者收回连接绳3时，由马达15驱动凸轮20转动至凸面脱离于活动夹18的背面，从而由压缩弹簧19释放弹性势能，推动活动夹18滑离于固定夹17，进而松开对于连接绳3的夹紧限制；综上所述，仅需通过马达15调整凸轮20的角度，即可控制夹绳器16的夹紧或者松开，具有控制便捷的技术效果。

盖体4更具体的结构如下，如图4、图5所示，盖体4设置有整体呈倒置U形的拉环21，连接绳3底端固定于拉环21的水平段中点，从而由拉环21为连接绳3的底端提供一个连接位置；拉环21贯穿开设有供牵引绳7穿过的稳定槽22，从而通过稳定槽22对牵引绳7进行限制，以降低牵引绳7纠缠于连接绳3的隐患。

为确保采集灌2的顺利下潜，需要确保采集灌2的重力能够克服水的浮力，同时，本申请还需要克服牵引绳7的上拉力，因此本申请对于采集灌2的重量要求更高，为此如图4所示，盖体4向下延伸有延伸板23，延伸板23的底端固定有配重块24，从而确保采集灌2的重力能够克服水的浮力以确保顺利下潜，并利用延伸板23将配重块24延伸到采集灌2的下方，从而调整采集灌2的重心，以确保其呈开口向上状态。

为便于倒出采集灌2中的水样，如图5所示，采集灌2上端开口与盖体4螺纹固定连接，并于两者之间垫设有密封圈25；当需要倒出采集灌2中的水样时，仅需将采集灌2直接由盖体4之上拧下，即可直接倒出采集灌2内的水样，从而为倒出水样提供便利，并增设密封圈25，有效提高采集灌2和盖体4之间的密封性。

在实际运用中发现，牵引绳7在拉动翻盖6翻起时可能会导致采集灌2发生倾斜，为此如图5所示，翻盖6的具体数量为两个，且呈对称设置，从而确保在牵引绳7拉动翻盖6翻起时，采集灌2的受力均匀性，以降低采集灌2发生倾斜的隐患；为提高翻盖6对于盖体4的密封性，翻盖6的下表面卡接并胶固有橡胶嵌块26，橡胶嵌块26与盖体4开口嵌合，从而提高翻盖6对于盖体4的密封性能，避免采集灌2处于较浅水位时，由于水压不足而导致翻盖6发生非正常翘起的问题。

为方便调整牵引绳7的长度，如图2、图6所示，支撑框架8设置有绳长调整结构，绳长调整结构包括供牵引绳7顶端固定的固定柱27、滑动连接于支撑框架8的绕行柱28，以及开设于支撑框架8供牵引绳7穿过的穿绳孔29，穿绳孔29、固定柱27以及绕行柱28三者呈依次排列设置；牵引绳7一端固定于固定柱27，另一端绕过绕行柱28后，返回穿过穿绳孔29再与翻盖6的活动端进行固定，从而仅需以滑动绕行柱28的方式调整绕行柱28与固定柱27的间距，即可对牵引绳7的长度进行调整，有效提高调整牵引绳7长度的便捷性

绕行柱28通过如下方式滑移安装于支撑框架8，如图2、图6所示，绕行柱28设置有滑移块30，支撑框架8开设有供滑移块30滑动的滑移槽31，滑移槽31的槽壁设置有行程槽32，滑移块30水平螺纹配合有锁紧螺栓33，锁紧螺栓33的螺纹段贯穿行程槽32；当需要滑动绕行柱28时，拧松锁紧螺栓33，即可直接滑动绕行柱28，当绕行柱28完成调整后，拧紧锁紧螺栓33，即可利用摩擦力限制绕行柱28，以防止其发生非正常滑动。

具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。