一种环境监测用水质取样器的制作方法

本发明涉及水质监测用具领域，具体的说是一种环境监测用水质取样器。

背景技术：

对于5米深度以内的浅水水域，国内外的取样器主要分为全自动无人取样设备和人力取样设备。全自动无人取样设备造价和维护成本昂贵，而人力取样设备多采用单口玻璃瓶，无法解决取样器在水中排气的技术难点。公告号为201935826的一项中国专利公开了一种环境监测用水质取样器，公告号为2833554的一项中国专利公开了一种环境监测用水质取样器，上述两专利文件所记载的水质取样器均采用单口瓶固定在手柄上进行取水，单口瓶在取水过程中很难将取样瓶的空气排空，而且单口瓶取水过程中水流受瓶底阻挡，破坏了水流流场，影响水样的代表性。公告号为101464226的一项中国专利公开了一种浅水式水质测量取样器，其采用上下两端开口的取样瓶，在一定程度上解决取样瓶在水中排气问题，但是该发明的取样瓶进出水为上下方向，与水流方向垂直，取水过程中破坏了水流流场，在水样代表性及可靠性方面同样存在不足。

针对以上问题，申请号为2012103008491的一项中国专利公开了一种浅水水质取样器，该发明的取样瓶在握杆底部呈卧式设置，使进水方向顺应水流方向；取样瓶的固定采用万向可调固定方式，在水流方向难以判断处取水，取样瓶可随水流调节方向，保持水流流场稳定；在卧式的取样瓶顶部两端设置排气阀，能在取水过程中顺利地排气，避免取样瓶中的气体对水样产生影响。该发明在一定程度上虽然能够解决上述问题，但仍然存在以下不足：

1.排气阀设置在卧式的取样瓶顶部，在实际使用过程中，当使取样瓶倾斜取样时，排气阀会向侧边倾斜，气泡只会聚集在取样瓶的顶部，使得气泡无法从排气阀排出；

2.取样瓶是通过水流推动取样瓶的瓶身实现瓶身的调整，当水流方向难于判断时，说明水流流速较慢，而瓶身靠水流进行调整的速度较慢，使得取样的时间较长；

3.所述的取样瓶为卧式布置，卧式布置的取样瓶的横截面积较大，当在狭窄的空间取水时，取样瓶无法穿过狭窄区域进行取水，使得其使用范围受到限制；

上述问题使得该发明在使用过程中受到一定的局限性。

鉴于此，本发明提出了一种环境监测用水质取样器，能够解决上述问题，其具体有益效果如下：

1.本发明所述的一种环境监测用水质取样器，所述的取样瓶为圆筒形结构，其横截面面积恒定不变，这样有利于取样瓶中的气泡从取样瓶的两端排出而不会聚集在取样瓶内。

2.本发明所述的一种环境监测用水质取样器，所述的瓶夹可相对握杆在水平面内转动，所述的夹手可相对固定架转动，所述的取样瓶被深沟球轴承夹持并可绕自身轴线转动，取样瓶在水中能够进行三个自由度的灵活调节，竖直和水平布置的密封模块能够帮助取样瓶快速的调整瓶身，并且密封模块能够对取样瓶的开口进行密封，从而实现取样的目的。

3.本发明所述的一种环境监测用水质取样器，所述的拉线能够拉起取样瓶的一端使取样瓶竖直进出狭窄的空间，取样瓶进入水中后，拉线放松使取样瓶在水中能够灵活的进行调整。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：本发明提供的一种环境监测用水质取样器，主要用于浅水水域水质的取样，能够解决取样时取样瓶中的气泡难于排出、取样瓶破坏水流流场造成水样不具有代表性和现有同类取样器不能在狭窄的空间进行取样的问题，并且在人员无法初步调节取样瓶瓶身方向的情况下，本发明能够自动快速调节取样瓶瓶身，使取样瓶瓶身与水流方向一致。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种环境监测用水质取样器，包括握杆、瓶夹和取样瓶，握杆与瓶夹相连接，瓶夹夹持取样瓶，取样瓶瓶身与握杆垂直呈卧式放置，所述的握杆上设有拉线转轮，拉线转轮上缠绕有拉线，拉线的自由端与取样瓶的一端相连接，拉线用于使取样瓶倾斜；所述的瓶夹可相对握杆在水平面内转动；所述的取样瓶可相对瓶夹转动，取样瓶为圆筒形结构，取样瓶的左右两端设有密封模块，取样瓶左侧的密封模块为竖直布置，右侧的密封模块为水平布置，密封模块用于调整取样瓶瓶身在水中的位置和用于密封取样瓶两端的开口。

优选的，所述的密封模块包括固定座、两块半圆形的密封板、弹性元件、密封件和连接件，所述的固定座固定在取样瓶上并与取样瓶的轴线垂直，固定座上设置有张紧块，张紧块伸入到取样瓶内；两块密封板不同轴的转动的安装在固定座的左右两侧；所述的弹性元件用于两块密封板的展开并提供密封所需的压紧力；所述的密封件固定在两块密封板上，密封件用于密封取样瓶的开口；所述的连接件用于将两块密封板连接一起的，并能够延时自动断开两块密封板的连接。

优选的，所述的连接件包括缸体、活塞、活塞杆、弹簧和单向阀，所述的缸体安装在密封板上，缸体的左端面设置有连通孔，连通孔处设有过滤网，缸体的右端面设置有卸压孔、排水孔和安装孔，所述的卸压孔用于改变缸体内外的压差，卸压孔的孔径可调，卸压孔处设有过滤网，所述的排水孔用于排出缸体内的水；活塞安装在缸体内，活塞杆穿过安装孔与活塞相连接，活塞和活塞杆均与缸体之间密封连接，密封板上设置有插孔座，插孔座上设置有插孔，活塞杆插入到插孔内将两块密封板连接在一起；所述的弹簧位于缸体内，弹簧用于活塞的复位；所述的单向阀与排水孔相连接。

优选的，所述的弹性元件为拉伸件或者弯曲件，所述的拉伸件通过拉力使密封板展开并提供密封所需的压紧力，拉伸件可以为乳胶带或者拉伸弹簧，所述的弯曲件通过其自身弯曲变形产生的扭力使密封件展开并提供密封所需的压紧力，弯曲件可以为扭力弹簧或者弹性弯板，值得注意的是，扭力弹簧是安装在密封板的转轴上使用的，无需用到张紧块。

优选的，所述的缸体通过铆钉铆接在密封板上，密封板采用一到两毫米的不锈钢或者铝合金薄板制成，铆钉相对于螺钉或者螺栓具有体积小、重量轻的特点，能够降低本发明的重量，铆钉采用铝制铆钉，铝制铆钉价格低、易于拆卸。

优选的，所述的瓶夹包括固定架、两个夹手、多个深沟球轴承和转轴，所述的固定架安装在握杆上并以握杆为轴转动；两个夹手转动的安装在固定架上并相对布置；多个深沟球轴承通过转轴分别安装在两个夹手上，深沟球轴承的内圈固定，外圈转动；所述的取样瓶外部套设有环形带，环形带上设置有用于所述外圈行走的环形槽，环形槽的深度小于外圈的壁厚。

优选的，所述的转轴上设置有挡刷，挡刷用于阻挡水中的砂砾进入到深沟球轴承的滚道内。

本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种环境监测用水质取样器，所述的取样瓶为圆筒形结构，其横截面面积恒定不变，这样有利于取样瓶中的气泡从取样瓶的两端排出而不会聚集在取样瓶内。

2.本发明所述的一种环境监测用水质取样器，所述的瓶夹可相对握杆在水平面内转动，所述的夹手可相对固定架转动，所述的取样瓶被深沟球轴承夹持并可绕自身轴线转动，取样瓶在水中能够进行三个自由度的灵活调节，竖直和水平布置的密封模块能够帮助取样瓶快速的调整瓶身，并且密封模块能够对取样瓶的开口进行密封，从而实现取样的目的。

3.本发明所述的一种环境监测用水质取样器，所述的拉线能够拉起取样瓶的一端使取样瓶竖直进出狭窄的空间，取样瓶进入水中后，拉线放松使取样瓶在水中能够灵活的进行调整。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的左视图；

图3是图1中A-A剖视图；

图4至图5为密封模块展开过程示意图；

图6是图5中B向视图；

图中：握杆1、拉线转轮11、拉线12、瓶夹2、固定架21、夹手22、深沟球轴承23、取样瓶3、密封模块4、固定座41、张紧块411、密封板42、插孔座421、弹性元件43、密封件44、连接件45、缸体451、连通孔4511、卸压孔4512、排水孔4513、左腔室4514、右腔室4515、活塞452、活塞杆453、弹簧454、环形带5。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1和图2所示，本发明所述的一种环境监测用水质取样器，包括握杆1、瓶夹2和取样瓶3，握杆1与瓶夹2相连接，瓶夹2对取样瓶3进行夹持，取样瓶3瓶身与握杆1垂直呈卧式放置，在握杆1的把手处安装有一个拉线转轮11，拉线转轮11上缠绕有拉线12，拉线12的自由端系在取样瓶3的一端，转动拉线转轮11使拉线12收缩可使取样瓶3倾斜，使取样瓶3倾斜有利于取样瓶3穿过狭小的空间，当取样瓶3进入水中后，反转拉线转轮11使取样瓶3不受拉线12的拉力；所述的瓶夹2可相对握杆1在水平面内转动；所述的取样瓶3可相对瓶夹2在竖直面内转动，取样瓶3为圆筒形结构，其横截面面积恒定不变，这样有利于取样瓶3中的气泡从取样瓶3的两端排出而不会聚集在取样瓶3内，取样瓶3的左右两端安装有密封模块4，取样瓶3左侧的密封模块4为竖直布置，竖直布置的密封模块4相当于一个导向舵可使取样瓶3快速调整使取样瓶3的瓶身平行水流方向，竖直布置的密封模块4可对取样瓶3左侧的开口进行密封，防止取样水从取样瓶3的左侧开口流出，右侧的密封模块4为水平布置，水平布置的密封模块4可调节取样瓶3的俯仰姿态，避免水流的力量导致取样瓶3过分翘起影响取样瓶3的取水深度和取水角度，水平布置的密封模块4可对取样瓶3右侧的开口进行密封，防止取样水从取样瓶3的右侧开口流出。

如图3至图6所示，作为本发明的一种实施方式，所述的密封模块4包括固定座41、两块半圆形的密封板42、弹性元件43、密封件44和连接件45，所述的固定座41固定在取样瓶3上并与取样瓶3的轴线垂直，固定座41上设置有张紧块411，张紧块411伸入到取样瓶3内，固定座41与取样瓶3之间可通过胶水粘接，在每次取样前应检查粘接处是否牢固，以防止密封模块4掉落造成无法取样的情况，也可在取样瓶3和固定座41上设置螺钉孔通过螺钉连接，在螺纹连接处应进行密封以防止取样水从螺纹连接处流出，并能够防止螺钉生锈，便于对本发明的维修；两块密封板42通过不同的转轴可转动的安装在固定座41的左右两侧，当两块密封板42折叠在一起时，密封板42起到调整取样瓶3位置的作用，其中，两块密封板42是通过连接件45将其暂时固连成一个整体，连接件45具有延时的功能，其延时的方式为机械延时方式，由于连接件45是在水下工作的，水下环境复杂，采用电路控制延时的方式进行延时，需要做好密封工作，并且当控制电路发生故障时需要更换一个新的，不利于节约成本，该种方式虽然具有较高的延时精度，但本发明不需要精确的延时，因此采用机械延时的方式显得更加安全可靠，使用寿命也较长；当连接件45自动断开连接时，两块密封板42在弹性元件43的作用下展开，弹性元件43绕过张紧块411并与密封板42相固连，展开的两块密封板42可形成一个圆形的密封盖，密封盖可将取样瓶3的开口盖上，使取样水储存在取样瓶3中，为保证密封盖与取样瓶3之间的密封性，在它们之间设一圆形的密封件44，为防止密封件44掉落，通过胶水将密封件44粘接在密封盖上，胶水粘接可保证密封件44与取样瓶3接触部分的贴合度，从而保证密封的要求，每次取样时应对胶水粘接处进行检查，防止密封件44的开胶处出现褶皱，进而影响密封性；当两块密封板42展开并形成一个圆形的密封盖后，由于张紧块411的存在，弹性元件43仍然会对两个密封板42施力，使密封板42压紧密封件44，从而达到密封的目的。

如图6所示，作为本发明的一种实施方式，所述的连接件45包括缸体451、活塞452、活塞杆453、单向阀和弹簧454，作为本发明的一种实施方式，所述的缸体451通过铆钉铆接在密封板42上，密封板42采用一到两毫米的不锈钢或者铝合金薄板制成，铆钉相对于螺钉或者螺栓具有体积小、重量轻的特点，能够降低本发明的重量，铆钉采用铝制铆钉，铝制铆钉价格低、易于拆卸；缸体451的右端面设置安装孔；活塞452安装在缸体451内，活塞452与缸体451在左侧形成的空间为左腔室4514，在右侧形成的空间为右腔室4515，活塞杆453穿过安装孔与活塞452相连接，活塞452与活塞杆453均与缸体451之间密封连接，密封板42上设置有插孔座421，插孔座421上设置有插孔，活塞杆453插入到插孔内将两块密封板42固连在一起；所述的弹簧454位于缸体451内，弹簧454用于活塞452的复位，弹簧454复位的过程中活塞杆453逐渐从插孔内抽出；其中，缸体451的左端面设置有连通孔4511，连通孔4511处设有过滤网，左腔室4514通过连通孔4511与外界相连通，缸体451的右端面设置有卸压孔4512和排水孔4513，所述的卸压孔4512用于缓慢改变右腔室4515的内外的压差，使活塞杆453缓慢的从插孔内抽出，达到延时自动断开连接的目的，卸压孔4512的孔径可调，通过调节卸压孔4512的孔径来调节连接件45延时的时间，卸压孔4512处设有过滤网，所述的排水孔4513用于排出右腔室4515内的水；排水孔4513上安装有单向阀。上述两处过滤网用于过滤掉水中细小的砂砾，防止砂砾进入到缸体451内部对密封处的密封圈造成损坏。

作为本发明的一种实施方式，所述的弹性元件43为拉伸件或者弯曲件，所述的拉伸件通过拉力使密封板42展开并提供密封所需的压紧力，拉伸件可以为乳胶带或者拉伸弹簧454，所述的弯曲件通过其自身弯曲变形产生的扭力使密封件44展开并提供密封所需的压紧力，弯曲件可以为扭力弹簧454或者弹性弯板，值得注意的是，扭力弹簧454是安装在密封板42的转轴上使用的，无需用到张紧块411。

作为本发明的一种实施方式，所述的瓶夹2包括固定架21、两个夹手22、多个深沟球轴承23和转轴，所述的固定架21上部设置有竖直轴，竖直轴通过轴承安装在握杆1上，竖直轴与握杆1之间设有挡圈，挡圈用于阻挡水或者砂砾进入轴承中，可防止轴承生锈以及防止砂砾进入轴承中加剧轴承的磨损，上述轴承为不防水的深沟球轴承，可避免采用防水轴承，从而降低本发明的制造成本；两个夹手22上设置有水平轴，水平轴通过轴承安装在固定架21上，两个夹手22相对布置，水平轴与固定架21之间设有挡圈，该处挡圈的作用与上述挡圈的作用相同；多个深沟球轴承23通过转轴分别安装在两个夹手22上，深沟球轴承23的内圈固定，外圈转动，取样瓶3由多个深沟球轴承23支撑，作为本发明的一种实施方式，所述的转轴上设置有挡刷，挡刷用于阻挡水中的砂砾进入到深沟球轴承23的滚道内，以提高该深沟球轴承23的使用寿命；所述的取样瓶3外部套设有环形带5，环形带5上设置有用于所述外圈行走的环形槽，环形槽的深度小于外圈的壁厚，防止环形槽侧壁与内圈接触而造成取样瓶3转动不灵活的情况。

工作时，工作人员在取样瓶3外侧套设环形带5，然后通过瓶夹2将取样瓶3夹持，接着工作人员通过连接件45将两个密封板42固连在一起并设定好连接断开的时间，然后工作人员将握杆1伸入到水中预定深度，一段时间后，工作人员将握杆1提起完成取水，在取样瓶3进入水中的时间段内，取样瓶3在水流和密封模块4的作用下快速调整方向，并最终与水流方向一致，此时水流流场稳定，然后连接件45断开两块密封板42之间的连接，密封板42展开并对取样瓶3的开口密封。在空间狭窄的地方取样时，可在取样前将拉线12与取样瓶3的一端相连接，拉动拉线12使取样瓶3竖直进出，当取样瓶3进入水中后，防松拉线12使取样瓶3不受拉线12的拉力，便于取样瓶3在水中调整位置。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。