深层无氧采水设备的制作方法

本实用新型涉及一种采水设备，具体的说，涉及一种应用于海洋或湖泊等领域的深层无氧采水设备。

背景技术：

为水样检测、水下科考的需求，需要对海洋或湖泊等领域的水进行取样检测。由于海洋、湖泊的水下深度深，人工取水难度大，需要依靠专用的采水设备。

现有的深层采水设备，主要方法是使用简易取水罐，人工放到水下，到达一定深度后，提出取水罐。采用这种方法，每次仅可以实现一个深度水层水样的采集，且取水罐上升过程中，会受到其他层水质的污染，很难精确实现对指定层水质的取样。

例如中国专利201110264299.8公开了一种无人水样采样艇，采样系统需配合船体共同工作。通过留样瓶储存水样，水样通过留样总管进入留样瓶，正常工作时，留样总管处于倾斜状态，才能保证水流的流淌；而留样总管处于倾斜状态，则采样艇也必然处于倾斜状态，影响船体运动的问题性。每个留样瓶具有进水口和排气口，而不具有排水管路，每次采样是，经留样瓶的进水口进水，排气口排出留样瓶中的气体，但很难保证每次采样都降留样瓶中的气体排尽，不能做到真正的无氧采集。其靠采样管处的水泵、三通件、排水阀可排除干扰水和保留水样，进水和出水采用同一条通路，排除的水混合在待抽入的水样中，造成水样污染；其通过在采样管末端安装配重块来控制采样水管的入水方向，配重块将影响船体运动的稳定性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可实现对多深度、水层水样采集的无氧采水设备。

本实用新型的技术方案为：深层无氧采水设备，包括箱体，箱体内设置有采水系统及控制系统，采水系统包括设置在箱体内的N个采样水瓶和采样水管，控制系统包括上位机、电机、电磁阀、水泵及盘管器；采样水管包括进水支管、出水支管、进水总管和出水总管，进水总管分出N路进水支管，一路进水支管经一个电磁阀通入一个采样水瓶，每个采样水瓶还均连接一个出水支管，经电磁阀由采样水瓶接出，N路出水支管汇集到出水总管，进水总管经排废水电磁阀与出水总管汇集；上位机控制电机、电磁阀、排废水电磁阀及水泵的动作；进水总管缠绕在盘管器上，电机带动盘管器转动，水泵控制进水总管将采样水抽入采样水瓶， 并控制出水总管将采样水瓶中的水抽出；进水总管的末端深入水下，其末端安装有水压传感器。

优选的是：盘管器包括壳体和安装在壳体上的转动轴；壳体固定不可旋转；壳体上安装有导向管，导向管位于的进水总管伸入水中的一侧，为一段竖直向管状结构，进水总管缠绕转动轴并经由导向管伸出。

优选的是：采样水瓶的进水口和出水口位于水瓶顶部；进水支管和出水支管分别接到采样水瓶的进水口和出水口处；还包括出水总管，进水总管和出水总管均位于箱体底部，N路进水支管和N路出水支管分别汇集到进水总管和出水总管；出水总管的出口接到箱体上的排水口。

优选的是：采样水瓶呈多排排列，每排采样水瓶的出水支管汇集到一条出水总管；每条出水总管的出口均接到箱体底部的排水口，经排水口排到海洋或湖泊的水表。

本实用新型的有益效果为：

1、无氧水样采集系统采用集成化结构，采水系统和控制系统集成在箱体内部，箱体可搭载在船舶上使用，使用方便。

2、转动盘管器即可放下进水总管。通过安装在进水总管上的水压传感器，获取水深信息；进水总管到达某一深度时，开启一个或多个采样水桶上的电磁阀，取水样；随后继续转动盘管器，改变进水总管的水深，开启其他采样水桶的电磁阀，取水样。通过以上的工作方式，可精确控制采样水深，本实用新型可实现多样本、多水深定点水样的采集。

3、进水支管和排水支管连接同一电磁阀，进水支管和排水支管同开闭，水样进入采样水桶时，同时排出采样桶内的气体；采样水桶采满后，电磁阀继续打开一段时间，保证采样水桶内的气体排尽，实现无氧采集。

4、本实用新型中的进水总管采用硬质可弯曲的水管，通过导向管限制进水总管的入水方向，使其经过导向管后可垂直入水，使水压传感器可准确反映水深。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型俯视结构示意图。

图3为本实用新型左视结构示意图。

图4为本实用新型仰视结构示意图。

图5为水流流向示意图。

其中：1-箱体，2-采样水瓶，3-采样水管，301-进水支管，302-出水支管，303-进水总管， 304-出水总管，4-电机，5-电磁阀，6-盘管器，601-壳体，602-转动轴，603-导向管，7-水压传感器，8-排废水电磁阀，9-控制柜，10-水泵，11-排水口

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行进一步的描述。

如图1所示，深层无氧采水设备，用于海洋、湖泊、河流等深层水样的采集。该设备为集成化结构，所有设备均集成在箱体1，箱体1可搭载在船舶上，执行水样采集指令。箱体1包括左侧用于防止控制柜9、采水系统的箱体1及右侧用于安装盘管器6的框架。

采水系统包括设置在箱体1内的N个采样水瓶2和采样水管，控制系统包括上位机、电机4、电磁阀5、水泵10及盘管器6。本实施例中，共有10个采样水瓶2，10个采样水瓶2呈分两排排列。

采样水管3包括进水支管301、出水支管302、进水总管303和出水总管304。采样水瓶2的进水口和出水口位于采样水瓶2顶部；进水支管301和出水支管302分别接到采样水瓶2的进水口和出水口处。本实施例中，进水总管303分出10路进水支管301，一路进水支管301经一个电磁阀5通入一个采样水瓶2，每个采样水瓶2还均连接一个出水支管302，经电磁阀5由采样水瓶2接出。由于10个采样水瓶2分两排排列，为了布线方便，进水总管303和出水总管304均位于箱体1底部，排列在同一排上的5路出水支管302汇集到一条出水总管304上，如此，就具有两条出水总管304。两条出水总管304最终再汇集到一条出水管上。出水总管304的出口最终接到箱体1底部的排水口12，经排水口12排到海洋或湖泊的水表。

需要说明的是，作为本实施例的变形，若采样水瓶2的数量较少，则采样水瓶2不需要排列成多排，仅排列成一排即可，此时，多个采样水瓶2的出水支管302均汇集到一条出水总管304上。

进水总管303经排废水电磁阀8与出水总管304汇集。每次采样结束后，进水总管303内会有废水残留，这种结构的作用是在每次进水前可先排除进水总管303内的废水。

盘管器6包括壳体601和安装在壳体601上的转动轴602；壳体601固定不可旋转；壳体601上安装有导向管603，导向管603位于的进水总管303伸入水中的一侧，为一段竖直向管状结构，进水总管303缠绕转动轴602并经由导向管603伸出。进水总管303采用由于导向管603的导向作用，进水总管303可保持垂直入水。

上位机控制电机4、电磁阀5、排废水电磁阀8及水泵10的动作；进水总管303缠绕在盘管器6上，电机4带动盘管器6转动，水泵10控制进水总管303将采样水抽入采样水瓶2，并控制出水总管304将采样水瓶2中的水抽出；进水总管303的末端深入水下，其末端安装 有水压传感器7。

如图5所示，具体工作流程如下：控制盘管器6旋转，进水总管303入水，上位机根据水压传感器7反馈的信号判断水深，当进水总管303的管头达到采水深度时，执行采水工作。首先启动水泵10，开启排废水电磁阀8，保持各个采样水瓶2上的电磁阀5保持关闭状态。将进水总管303中的废水排出，排水时间可通过上位机设定。设定的时间要大于或等于正常情况下，可将进水总管303中水量排尽的时间，保证排废水时间内可将进水总管303内的废水排尽。待废水排尽后，关闭排废水电磁阀8，开启该采样水瓶2进水支管301连接的电磁阀5，抽取水样。通过上位机控制抽水时间，抽水时间要比将采样水瓶2装满的时间长，以便排尽采样水瓶2中的气体。排出的部分采样水会暂时存留在出水支管302和出水总管304中。

该水层水样采集结束后，继续转动盘管器6，进水总管303上升或下降，重复执行上述采水工作。取水样试验时，打开某采样水瓶2上与出水支管302相连的电磁阀5，将采样水抽出。