设有响应加速机构的水样采集器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及水样采样器并解决了采样瓶开启不便的问题。一种设有响应加速机构的水样采集器，包括采样瓶、拉索、加重块和响应加速机构，响应加速机构包括竖置的气缸、上驱动杆和下驱动杆，采样瓶的顶壁设有上单向阀，采样瓶的底壁设有下单向阀，上单向阀和下单向阀都包括流道和设置于流道的阀芯，加重块设置于采样瓶的底部，气缸包括缸体和滑动密封连接在缸体内的活塞，缸体和活塞之间形成密封的气腔，缸体同采样瓶固接在一起，下驱动杆的下端穿过气腔后同活塞连接在一起、上端同下单向阀的阀芯连接在一起，上驱动杆的上端同上单向阀的阀芯连接在一起、下端同下单向阀的阀芯连接在一起。本发明具有采样瓶能够自动开合且开合响应时间短的优点。
【专利说明】设有响应加速机构的水样采集器
【技术领域】
[0001]本发明涉及水样采样器，尤其涉及一种设有响应加速机构的水样采集器。
【背景技术】
[0002]在水质的检测中，保证采取的水样具有代表性是水质检测的重要环节之一，而样品的代表性则取决于采样技术和样品的保存。水样是通过水样采样器来完成的。在中国专利申请号为2008100567581、
【公开日】为2008年7月16日、名称为“一种湖库分层水样采样器”的专利文件中公开了一种水样采样器。现有的水样采样器都包括采样瓶、牵引采样的拉索和使采样瓶下沉的加重块。使用时通过加重块使采样瓶下降到对应的深度，然后使水进入采样瓶，然后使采样瓶浮出水面，继而通过该采样瓶将水样进行储存而送达检测点进行水质检测、也即采样瓶和送样瓶是同一个瓶子。现有的水样采样器存在以下不足:通过拉绳的拉扯来控制采样瓶的开合，因此开合采样瓶时不便；是以拉索进入水中部分的长度当作采样器的进入水中的深度的，但是由于水流速度的影响，拉绳可能会产生倾斜的现象，产生倾斜时会导致取样点的实际水深同所需要的水深不相等，从而导致水样的真实性差，现有的解决该问题的方法为增加加重块的重量，使得拉索能够保持垂直，增加加重块重量来保证采样点的实际值同所需要的值相等的技术手段会导致作业费力、而且准确性也差。
【发明内容】
[0003]本发明的第一目的旨在提供一种采样瓶能够自动开合且开合响应时间短的设有响应加速机构的水样采集器，解决了通过拉绳去拉扯而开启采样瓶所存在的开合采样瓶不便的问题。
[0004]本发明的第二个目的旨在提供一种能够方便地使采样瓶位于所需要的水深位置的设有响应加速机构的水样采集器，解决了现有的水样采样器通过增加加重块的重量来使采样瓶的实际深度同所需要的深度相等所存在的作业费力的问题。
[0005]以上技术问题是通过下列技术方案解决的:一种设有响应加速机构的水样采集器，包括采样瓶、牵引采样瓶的拉索、使采样瓶下沉的加重块和响应加速机构，所述响应加速机构包括竖置的气缸、上驱动杆和下驱动杆，所述采样瓶的顶壁设有朝采样瓶的外部开启的上单向阀，所述采样瓶的底壁设有朝采样瓶的内部开启的下单向阀，所述上单向阀和下单向阀都包括流道和设置于流道的阀芯，所述加重块设置于所述采样瓶的底部，所述气缸包括缸体和滑动密封连接在缸体内的活塞，所述缸体和活塞之间形成密封的气腔，所述缸体同所述采样瓶固接在一起，所述下驱动杆的下端穿过所述气腔后同所述活塞连接在一起、上端同所述下单向阀的阀芯连接在一起，所述上驱动杆的上端同所述上单向阀的阀芯连接在一起、下端同所述下单向阀的阀芯连接在一起。在空气中时，两个单向阀都是关闭的。使用时，通过拉索悬挂着采样器，采样器在自重和加重块的作用下牵引着拉索一起下降，当拉索进入水中部分的长度达到需要时则停止放开拉索，使得采样器悬浮在水中对应深度的位置。采样器下降的过程中在水压和下降所形成的水流的作用下，两个阀的阀芯都自动开启而使得水样进入到采样器内；当采样器中的水装满后，上拉拉索而将采样器升起，升起时由于水流的作用而使得单向阀关闭，故采样器中的水为对应深度水域中的水。在下降的过程中，由于水压的作用使得活塞外部的压力上升，活塞上升、气腔会受到挤压而缩小自到内外压力平衡，缩小的结果为驱动下连接杆和上连接杆上升、起到加速单向阀开启的作用、也即使得单向阀的开启更为及时可靠；同样上升时，由于外部水压的降低，气腔内的气体下推活塞自到内外压力平衡，下推的结果为加速单向阀关闭，使得水样的真实性更好。
[0006]作为优选，所述流道中设有承置台阶，所述承置台阶上设有沿流道的周向延伸的环形水槽，所述阀芯搁置于所述承置台阶，所述阀芯设有沿流道的周向延伸的凸环，所述凸环穿设在所述水槽中。通过在水槽中注入水并使凸环插在水槽的水中来实现单向阀的关闭。该中关闭单向阀的方案不需要外加弹簧的力源，使得阀芯只需要克服浮力即能够实现关闭，使得关闭阀芯的离心，关闭阀芯的力小则使得采样器能够可靠地被关闭(也即气体不容易进入水样中)，从而能够使得水样的真实性更好。
[0007]作为优选，所述阀芯和承置台阶密封叠接在一起。防止空气进入采样瓶中的效果更好。
[0008]本发明还包括拉索倾角检测机构，所述拉索倾角检测机构包括受光板、支撑受光板的浮箱、球面铰接于浮箱的基座和连接于基座的向受光板发射光束的光束产生器。将拉索倾角检测机构通过浮箱浮在取样水域的水面上，将拉索连接在基座上并使拉索进入水中部分的长度同所需要的采样深度相等，开启光束产生器、测量出光束产生器射向受光板的光在受光板上形成的亮点(以下称为实际亮点)同拉索处于竖直状态时光束在受光板上形成的亮点(以下称为基座亮点)之间的距离、以及基座铰接面的球心同光束产生器所形成的光线之间的距离，计算出拉索受水流速度影响而产生的倾角，根据倾角和所需要的取样深度值计算出拉索需要位于水中部分的长度值，然后使拉索位于水中的长度值为该值即可。实现了第二个发明目的，能够以方便省力的方式去提高水样的真实性。
[0009]作为优选，所述光束产生器所产生的光束所在的直线经过基座和浮箱的铰接面的中心。计算拉索的倾角时不需要测量基座铰接面的球心同光束产生器所形成的光线之间的距离，也即需要测量的差数少，需要测量的差数小则测量误差小，使得计算拉索的倾角时更为方便且准确性更高。
[0010]作为优选，所述受光板为平板结构。测量实际亮点同基座亮点之间的距离时方便。
[0011]作为另一优选，所述受光板为球形结构，所述受光板所在的球的球心同基座和浮箱的铰接面的中心重合，所述受光板为透光结构。能够降低受光板所占用的平面面积。
[0012]作为优选，所述受光板和所述浮箱之间形成防护腔，所述光束产生器位于所述防护腔内。受光板能够对光束产生器起到保护作用。
[0013]作为优选，所述受光板设有倾斜角度刻度线。能够直接获知倾角，使用时的方便性更好。
[0014]作为优选，所述光束产生器为镭射灯。所形成的光点小，使得测出的倾角的精度更闻。
[0015]作为优选，所述采样瓶设有样水出口。能够使得采样和送样采用不同的瓶子，使得送样和采样能够分开进行、互不干涉。能够降低对送样瓶规格的要求，通用性更好。
[0016]本发明具有下述优点:采样瓶能够自动开启和关闭，作业时的方便性好；采样瓶开启和关闭时的响应速度快且可靠性好；加重块设置于采样瓶的底壁，能够使得采样瓶升降过程中，不会产生侧翻现象，起到提高可靠性的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例一的结构示意图。
[0018]图2为图1的A处的局部放大示意图。
[0019]图3为受光板的俯视示意图。
[0020]图4为实施例一的使用状态示意图。
[0021]图5为实施例二的局部示意图。
[0022]图中:采样瓶1、裙边11、样水出口 12、吊环13、加重块2、过孔21、响应加速机构3、气缸31、缸体311、活塞312、气腔313、下驱动杆32、上驱动杆33、拉索倾角检测机构4、受光板41、浮箱42、安装通孔421、基座43、光束产生器44、支撑杆45、倾斜角度刻度线46、防护腔47、拉索5、下单向阀6、下流道61、下阀芯62、上单向阀7、上流道71、上阀芯72、承置台阶73、水槽74、凸环75、水面8、基座同浮箱铰接面的中心距离受光板的距离L1、光束产生器射向受光板的光在受光板上形成的亮点(即实际亮点)同拉索处于竖直状态时光束在受光板上形成的亮点(即基座亮点)之间的距离L2、所需要的采样点深度L3、拉索需要进入水中的长度L4、拉索的倾角B。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
[0024]实施例一,参见图1，一种设有响应加速机构的水样米集器，包括米样瓶1、加重块
2、响应加速机构3、拉索倾角检测机构4和拉索5。
[0025]采样瓶I为一体结构。采样瓶I的底面上设有裙边11。加重块2由水平分布的两个半部构成。加重块2中设有过孔21。加重块2可拆卸地内安装在裙边11所围成的空间内。采样瓶I的底壁设有朝采样瓶的内部开启的下单向阀6。下单向阀6包括下流道61和设置于上流道的下阀芯62。下流道61开在采样瓶I的底壁上且贯通采样瓶的底壁。下流道61为直线形结构。下流道61和过孔21位于同一竖直线上。采样瓶I的顶壁设有朝采样瓶的外部开启的上单向阀7。上单向阀7包括上流道71和设置于上流道的上阀芯72。上流道71开设在采样瓶I的顶壁上且贯通采样瓶的顶壁。上流道71为直线形结构。采样瓶I的侧壁设有样水出口 12。样水出口 12连接有橡皮软管(图中没有画出)。采样瓶I的上端设有吊环13。
[0026]响应加速机构3包括竖置的气缸31、下驱动杆32和上驱动杆33。气缸31包括缸体311和滑动密封连接在缸体内的活塞312。缸体311和活塞312之间形成密封的气腔313。气腔313内填充有气体。缸体311同采样瓶I固接在一起。下驱动杆32的下端穿过气腔313后同活塞312连接在一起。下驱动杆32同缸体311的壁是滑动密封连接在一起的。下驱动杆32的上端穿设在下流道61内并同下阀芯62连接在一起。上驱动杆33的上端穿设在上流道71内并同上阀芯72连接在一起。上驱动杆33的下端同下阀芯62连接在一起。本发明以竖置状态处于空气中时，上单向阀7和下单向阀6都是关闭的，气腔313内的气压为0.9到1.2个大气压。
[0027]拉索倾角检测机构4包括受光板41、浮箱42、基座43和光束产生器44。受光板41为平板结构。受光板41为透光结构。受光板41为亚克力板。受光板41通过支撑杆45连接在浮箱42上。受光板41位于浮箱42的上方。浮箱42设有安装通孔421。基座43球面铰接于浮箱42的安装通孔421中。基座43位于浮箱42和受光板41 二者构成的整体的重力线上。光束产生器44连接在基座43的上端面上。光束产生器44为镭射灯。光束产生器44所产生的光束是朝向受光板41射的。光束产生器所产生的光束所在的直线经过基座和浮箱的铰接面的中心。基座43的下端上设有挂钩(图中没有画出)。
[0028]拉索5的下端同吊环13连接在一起。拉索5的上端挂在基座43的下端的挂钩上。
[0029]上单向阀7的关闭开启方式和下单向阀6的开启关闭方式是一样的。现对上单向阀具体作说明。
[0030]参见图2，上流道72中设有承置台阶73。承置台阶73上设有沿流道的周向延伸的环形水槽74。阀芯72设有沿流道的周向延伸的凸环75。阀芯72搁置于承置台阶73。阀芯72搁置于承置台阶73上时为密封配合的(二者之间设置有密封环来实现密封)。凸环75穿设在水槽74中。通过在水槽74中注入水，阀芯72在重力的作用下使得凸环75插在水槽74的水中来进一步提高密封效果、即阀的关闭。当阀芯72上移到阀芯72不搁置在承置台阶凸环75上时，则阀被开启到液体能够进出，当继续上移到凸环75从水槽74中拔出时，则阀开启到气体也能够进出。
[0031]参见图3，受光板41设有倾斜角度刻度线46。
[0032]参见图4，使用时，将连接于样水出口 12的橡皮软管(图中没有画出)给包扎住以防产生泄漏。浮箱42浮在水面8上，此时受光板41处于水平状态。将拉索5固定在基座43的下端的挂钩上。如果水的流动导致采样瓶I漂移而使得拉索5产生倾斜，则光束差速器44射出的光束会倾斜射向受光板41。通过基座同浮箱铰接面的中心距离受光板的距离LI,光束产生器射向受光板的光在受光板上形成的亮点(即实际亮点)同拉索处于竖直状态时光束在受光板上形成的亮点(即基座亮点)之间的距离L2计算出拉索的倾角B。然后根据拉索的倾角B和所需要的采样点深度L3计算出拉索需要进入水中的长度L4，然后使拉索5实际进入水中的深度为L4即可。这样深度采样瓶I能够准确地到达实际深度、而避免了现有的由于不知道拉索的倾斜情况，以导致的采样点深度位置不准确的问题。采样瓶I下降时上单向阀7和下单向阀6都开启且响应加速机构3起到加速阀开启的作用，对应深度出的水样进入采样瓶I中。然后通过拉索5上拉采样瓶I，上升时上单向阀7和下单向阀6都关闭且响应加速机构3起到加速阀关闭的作用。然后将样水出口 12中的橡皮软管(图中没有画出)插到送样瓶中，解开该软管，使水流到送样瓶中并产生溢出为止，盖上送样瓶进行送样。
[0033]参见图4在本实施例中，已经在受光板41设有倾斜角度刻度线46，当光束照射到那条刻度线上、即该刻度线所对应的刻度即为拉索的倾斜角度，从而起到提高使用方便性的作用。
[0034]实施例二，同实施例一的不同之处为:
参见图5,受光板41为球形结构。受光板41所在的球面的球心同基座43和浮箱32的铰接面的中心重合。受光板41和浮箱42之间形成防护腔47。防护腔47为密封结构。光束产生器44位于防护腔内47。
【权利要求】
1.一种设有响应加速机构的水样采集器，包括采样瓶、牵引采样瓶的拉索和使采样瓶下沉的加重块，其特征在于，还包括响应加速机构，所述响应加速机构包括竖置的气缸、上驱动杆和下驱动杆，所述采样瓶的顶壁设有朝采样瓶的外部开启的上单向阀，所述采样瓶的底壁设有朝采样瓶的内部开启的下单向阀，所述上单向阀和下单向阀都包括流道和设置于流道的阀芯，所述加重块设置于所述采样瓶的底部，所述气缸包括缸体和滑动密封连接在缸体内的活塞，所述缸体和活塞之间形成密封的气腔，所述缸体同所述采样瓶固接在一起，所述下驱动杆的下端穿过所述气腔后同所述活塞连接在一起、上端同所述下单向阀的阀芯连接在一起，所述上驱动杆的上端同所述上单向阀的阀芯连接在一起、下端同所述下单向阀的阀芯连接在一起。
2.根据权利要求1所述的设有响应加速机构的水样采集器，其特征在于，所述流道中设有承置台阶，所述承置台阶上设有沿流道的周向延伸的环形水槽，所述阀芯搁置于所述承置台阶，所述阀芯设有沿流道的周向延伸的凸环，所述凸环穿设在所述水槽中。
3.根据权利要求2所述的设有响应加速机构的水样采集器，其特征在于，所述阀芯和承置台阶密封叠接在一起。
4.根据权利要求1或2或3所述的设有响应加速机构的水样采集器，其特征在于，还包括拉索倾角检测机构，所述拉索倾角检测机构包括受光板、支撑受光板的浮箱、球面铰接于浮箱的基座和连接于基座的向受光板发射光束的光束产生器。
5.根据权利要求4所述的设有响应加速机构的水样采集器，其特征在于，所述光束产生器所产生的光束所在的直线经过基座和浮箱的铰接面的中心。
6.据权利要求4所述的设有响应加速机构的水样采集器，其特征在于，所述受光板为平板结构。
7.据权利要求4所述的设有响应加速机构的水样采集器，其特征在于，所述受光板为球形结构，所述受光板所在的球的球心同基座和浮箱的铰接面的中心重合，所述受光板为透光结构。
8.据权利要求7所述的设有响应加速机构的水样采集器，其特征在于，所述受光板和所述浮箱之间形成防护腔，所述光束产生器位于所述防护腔内。
9.据权利要求4所述的设有响应加速机构的水样采集器，其特征在于，所述受光板设有倾斜角度刻度线。
10.据权利要求4所述的设有响应加速机构的水样采集器，其特征在于，所述光束产生器为镭射灯。
【文档编号】G01N1/10GK104316351SQ201410474698
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】李铁军 申请人:浙江省海洋水产研究所