一种便携式分层取水装置及其使用方法与流程

本发明涉及样本采集装置技术领域，具体是一种便携式分层取水装置及装置使用方法。

背景技术：

在环保等领域时常需要对水体进行分层取样，对不同深度的水样进行水化学分析。传统的分层取样方式为吊桶放绳取样，分多次取用不同深度的水，该方法难以保证取样精度。后来方法经改进，采用设置隔层的水箱的装置，各层水箱上设置能同时开合的取水口，能同时取用不同深度的水。该方法虽然提升了取样精度，但取样耗费操作人员大量气力，野外采样人员安全性降低，同时取样设备体积大且较为笨重，不易携带。

技术实现要素：

发明目的：为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种取样精度高、便于携带和操作的分层取水装置及使用方法。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明提供一种便携式分层取水装置，包括外壳、固定底座和水样抽取装置，其中：

所述外壳表面设置有若干取水口，每个取水口在与外壳连接处为一椭球状容纳空间，所述容纳空间内限制有一小橡胶球，当所述取水口顺着水流方向时，所述小橡胶球堵住所述取水口与外壳的连接口；所述外壳的上端设置有装置固定器，用于标记所述分层取水装置在水中的位置；

所述底座从下到上依次包括抗浮力重物、下盖和滑杆固定装置，所述滑杆固定装置内固定有滑杆，所述滑杆上套设有一大橡胶球，大橡胶球上部连有绳子，拉动绳子可使球体在滑杆上自由滑动；

所述水样抽取装置包括硬质取水管、设置于所述硬质取水管内的与蠕动泵适配的取水软管和蠕动泵，所述硬质取水管为l型，设置于大橡胶球内，硬质取水管一边与底座平面平行并朝向取水口方向，大橡胶球在于所述硬质取水管接触的侧壁分别设置有仅供硬质取水管进出的出口，硬质取水管的另一边与滑杆平行并穿过大橡胶球，所述硬质水管在弯折处设置有弹簧。

优选地，所述外壳可以根据实际取水深度进行拆分组装，以20cm为间隔。

所述大橡胶球为弹性橡胶球，用力拉动绳子可以使其通过取样口。

所述滑杆为轻质滑杆，与所述滑杆固定装置螺纹连接。

所述硬质取水管通过托架与弹簧相连，当大橡胶球未通过取水口时，整个硬质取水管因为外壳内壁而限制在大橡胶球内，弹簧呈压缩状态，当大橡胶球通过取水口时，弹簧弹出并带动硬质取水管抵出大橡胶球并将小橡胶球弹开，从而取水。

优选地，所述绳子为带刻度的绳子。

优选地，外壳下部与下盖连接处设置密封垫圈，以保证装置内部不进水。

所述装置固定器在同一水平面上均匀设置3个，涂成较鲜艳的颜色，起到标记水平面的作用。

本发明进一步提出了上述便携式分层取水装置的使用方法，包括如下步骤：

(1)根据实际所需取水深度，对分层取水装置的外壳进行组装；

(2)将大橡胶球从滑杆下端装入，然后将硬质取样管内部设置取水软管并连接蠕动泵，然后将硬质取样管装入大橡胶球，在硬质取样管的右下端通过托架连接一抵住大橡胶球壁的弹簧，大橡胶球当大橡胶球未通过取水口时，整个硬质取水管因为外壳内壁而限制在大橡胶球内，弹簧呈压缩状态，当大橡胶球通过取水口时，弹簧弹出并带动硬质取水管抵出大橡胶球并将小橡胶球弹开；

(3)将步骤b组装完后的部分装入外壳内，并将量绳固定于外壳上方的量绳固定装置中；

(4)将滑杆下端旋入下盖中的滑杆固定装置＝中，然后将装有抗浮力重物的下盖固定于取水装置的最下端，并旋上设置于两端的固定螺帽；

(5)将上端软管与蠕动泵连接；

(6)用绳子连接装置固定器，缓缓地将取水装置放置于水中，保证第一个取水口正好处于水面，随后将绳子的另一端固定；

(7)以20cm为间隔拉动量绳使大橡胶球到达取样口位置，依次取样。当拉动绳子，大橡胶球位于采样口位置时，球体左部硬质取水管不再受装置壁面的作用力，取水管右边弹簧的弹力作用使其伸出球体，伸出的取水口部分撞击左边的小橡胶球使其脱离密封口，水流由此可接触取水口。取水完毕后拉动绳子，随着大橡胶球位置的上升，左端取样口又接触装置壁面，受到其作用力后弹簧压缩，使得取样口头部又缩回球体之内。

本发明有益效果：本发明中装置结构简单、成本低廉，可模块化组装，可根据实验实际所需取用水体的深度选择多层组合而成，拆分后方便携带，用蠕动泵逐层抽取不同深度的水样，并且用带刻度的拉绳精确控制取样深度，能够精确取用不同深度的水体，装置可固定于取样地点，取样操作便捷。

附图说明

图1为分层取水装置结构示意图；

图2为图1中虚线部分(取样口附近)局部放大图；

其中：可调流量蠕动泵1、适配蠕动泵的取水软管2、标有刻度的量绳3、控制量绳长度及固定量绳的装置4、轻质滑杆5、硬质取水管6、外壳7、取水装置固定器8、取水口9、抗浮力重物10、小橡胶球11、弹簧12、弹簧托架13、大橡胶球14、滑杆固定装置15、下盖16、固定螺丝17。

具体实施方式

下面通过具体的实施例详细说明本发明。

本实施例提出了一种便携式分层取水装置，包括外壳、固定底座和水样抽取装置，其中，外壳可以根据实际取水深度进行拆分组装，以20cm为间隔。外壳7表面设置有若干取水口9，每个取水口在与外壳连接处为一椭球状容纳空间，容纳空间内限制有一小橡胶球11，当取水口顺着水流方向时，小橡胶球堵住取水口与外壳的连接口；外壳的上端设置有装置固定器8，装置固定器在同一水平面上均匀设置3个，涂成较鲜艳的颜色，起到标记水平面的作用。

底座从下到上依次包括抗浮力重物10、下盖16和滑杆固定装置15，滑杆固定装置内固定有轻质滑杆5，轻质滑杆上套设有一大橡胶球14，大橡胶球上部连有标有刻度的量绳3，拉动绳子可使球体在滑杆上自由滑动。滑杆为轻质滑杆，与滑杆固定装置螺纹连接。外壳下部与下盖连接处设置密封垫圈，以保证装置内部不进水。

水样抽取装置包括硬质取水管6、设置于硬质取水管内的与蠕动泵适配的取水软管2和蠕动泵1，硬质取水管为l型，设置于大橡胶球内，硬质取水管一边与底座平面平行并朝向取水口方向，大橡胶球在于硬质取水管接触的侧壁分别设置有仅供硬质取水管进出的出口，硬质取水管的另一边与滑杆平行并穿过大橡胶球，硬质水管在弯折处设置有弹簧。大橡胶球为弹性橡胶球，用力拉动绳子可以使其通过取样口。硬质取水管通过托架与弹簧相连，当大橡胶球未通过取水口时，整个硬质取水管因为外壳内壁而限制在大橡胶球内，弹簧呈压缩状态，当大橡胶球通过取水口时，弹簧弹出并带动硬质取水管抵出大橡胶球并将小橡胶球弹开，从而取水。

利用上述便携式分层取水装置的使用方法，包括如下步骤：

(1)根据实际所需取水深度，对分层取水装置的外壳进行组装；

(2)将大橡胶球从滑杆下端装入，然后将硬质取样管内部设置取水软管并连接蠕动泵，然后将硬质取样管装入大橡胶球，在硬质取样管的右下端通过托架连接一抵住大橡胶球壁的弹簧，大橡胶球当大橡胶球未通过取水口时，整个硬质取水管因为外壳内壁而限制在大橡胶球内，弹簧呈压缩状态，当大橡胶球通过取水口时，弹簧弹出并带动硬质取水管抵出大橡胶球并将小橡胶球弹开；

(3)将步骤b组装完后的部分装入外壳内，并将量绳固定于外壳上方的量绳固定装置中；

(4)将滑杆下端旋入下盖中的滑杆固定装置＝中，然后将装有抗浮力重物的下盖固定于取水装置的最下端，并旋上设置于两端的固定螺帽；

(5)将上端软管与蠕动泵连接；

(6)用绳子连接装置固定器，缓缓地将取水装置放置于水中，保证第一个取水口正好处于水面，随后将绳子的另一端固定；

(7)以20cm为间隔拉动量绳使大橡胶球到达取样口位置，依次取样。当拉动绳子，大橡胶球位于采样口位置时，球体左部硬质取水管不再受装置壁面的作用力，取水管右边弹簧的弹力作用使其伸出球体，伸出的取水口部分撞击左边的小橡胶球使其脱离密封口，水流由此可接触取水口。取水完毕后拉动绳子，随着大橡胶球位置的上升，左端取样口又接触装置壁面，受到其作用力后弹簧压缩，使得取样口头部又缩回球体之内。

本发明通过用蠕动泵逐层抽取不同深度的水样，并且用带刻度的拉绳精确控制取样深度。该装置结构简单、成本低廉，可模块化组装，可根据实验实际所需取用水体的深度选择多层组合而成，拆分后方便携带，能够精确取用不同深度的水体，装置可固定于取样地点，取样操作便捷。