带浮体的海水取样装置的制作方法

本实用新型涉及海水取样领域，尤其是一种带浮体的海水取样装置。

背景技术：

海水是流动的，对于人类来说，可用水量是不受限制的。海水是名副其实的液体矿藏，平均每立方公里的海水中有3570万吨的矿物质，世界上已知的100多种元素中，80％可以在海水中找到。海水还是陆地上淡水的来源和气候的调节器，世界海洋每年蒸发的淡水有450万立方公里，其中90％通过降雨返回海洋，10％变为雨雪落在大地上，然后顺河流又返回海洋，海水淡化技术正在发展成为产业，有人预计，随着生态环境的恶化，人类解决水荒的最后途径很可能是对海水的淡化。

水质采样器是采集水质样品的一种装置，有水质人工取样器和水质自动取样器两种。其中水质人工取样器的成本较低，目前使用较广泛。但是，现有的水质人工取样器在海洋中使用时操作不便，稳定可靠性差，取样精度低，且能耗高；并且现有的取样器每次采样的海水量有限，并且一次采样只能采取位于某一深度的海水，无法对多种深度的海水同时取样。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种带浮体的海水取样装置，其结构简单，操作方便，取样精度和效率高。

本实用新型的技术方案是：一种带浮体的海水取样装置，包括取样瓶，其中，还包括自动取样机构，所述取样瓶包括上封盖、取样瓶体、下封盖、中心轴和浮体，中心轴依次贯穿上封盖、取样瓶体和下封盖的中心，下封盖与中心轴连接，上封盖和取样瓶体固定连接，上封盖和中心轴滑动连接，上封盖位于取样瓶体的上方，下封盖位于取样瓶体的下方，取样瓶体的外表面设有浮体；

所述自动取样机构包括重块、连接折杆、套筒和重块释放单元，套筒中部与上封盖定连接，中心轴设置在套筒内，且套筒沿中心轴上下滑动，所述重块设置在上封盖的上方，重块沿中心轴上下滑动，重块设置在套筒的外侧，重块和套筒之间设有固定板，固定板与中心轴固定连接，所述套筒的底部设有限位凸起，套筒通过限位凸起与取样瓶体的顶部连接；

所述连接折杆设置在上封盖的上方，包括固定部和弯折部，弯折部与固定部的一端固定连接，且弯折部与固定部倾斜连接，连接折杆与固定板铰接，套筒上设有凹槽，连接折杆的固定部的一端卡在凹槽内，重块位于连接折杆的上方，连接折杆的弯折部设置在重块的外侧，沿套筒的外圆周方向间隔设置数个连接折杆；

所述重块释放单元设置在下封盖环形表面的外侧，且沿下封盖的环形外表面间隔设置，所述重块释放单元包括转动板、重块挂钩和固定块，转动板和重块挂钩均固定在固定块上，转动板位于重块挂钩的上方，固定块与下封盖的外表面固定连接。

本实用新型中，所述套筒包括上套筒和下套筒，上套筒设置在上封盖的上方，上套筒与上封盖的顶部表面固定连接，下套筒设置在上封盖的下方，下套筒与上封盖的底部表面固定连接，下套筒的底部设有第二限位凸起，中心轴设置在上套筒和下套筒内，且上套筒和下套筒沿中心轴上下滑动，重块设置在上套筒的外侧，重块和上套筒之间设有固定板，上套筒上设有凹槽，沿上套筒的外圆周方向间隔设置数个连接折杆。

所述连接折杆与扭簧连接，其中扭簧的中部套在与固定板固定连接的轴上，扭簧的上端与连接折杆连接，扭簧的下端与上套筒连接。通过设置扭簧使连接折杆的角度和位置固定，还实现了海水取样工作完成后上套筒和连接折杆的自动复位。

所述自动取样机构还包括固定套，固定套设置在取样瓶体的顶部，固定套设置在下套筒的底部，固定套的内表面固定有连接环，固定套和下套筒之间通过连接环固定连接，所述连接环包括外环、连接杆和内环，外环和内环之间通过数根连接杆固定连接，外环与固定套的内表面固定连接，下套筒设置在内环内，第二限位凸起位于内环的下方，内环的尺寸小于限位凸起的尺寸，连接环卡在限位凸起的上方，实现了下套筒与取样瓶体的连接。

所述转动板包括自由端和限位端，自由端和限位端固定连接，其固定连接处通过转轴Ⅰ与固定块转动连接，转轴Ⅰ处设有扭簧，自由端朝向下封盖，自由端位于取样瓶体的正下方，限位端与重块挂钩接触；所述重块挂钩包括挂钩体，挂钩体通过转轴Ⅱ与固定块转动连接，所述挂钩体的顶部设置第一限位凸起，转动板的限位端设置在第一限位凸起的外侧，挂钩体的底部朝向下封盖的一侧设有用于悬挂重物的钩子，钩子的钩尖朝向外侧，转轴Ⅱ处设有扭簧。

所述上封盖与取样瓶体的接触处设有密封件，下封盖与取样瓶体的接触处设有密封件。通过设置密封件，可以保证海水进入取样瓶体内后，海水不会从取样瓶内流出。

所述浮体为四面体，且四面均为内凹弧形面。

所述连接折杆的弯折部的方向朝上。重块下降带动连接折杆转动，转动过程中，当重块下降到一定高度后，通过弯折部和固定部的共同作用，使重块停止下降。

本实用新型的有益效果：该海水取样装置操作简单，所需能耗非常少，操作稳定性好，取样精度高；通过设置浮体，实现了海水取样装置的自动浮起，大大节省了将海水取样装置从海水中取出的能耗。

附图说明

图1是本实用新型的立体图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是自动取样机构的结构示意图；

图4是重块释放单元的局部放大图；

图5是连接环的主视图。

图中：1上套筒；101凹槽；2连接折杆；3扭簧；4上封盖；5固定套；6连接环；601 外环；602连接杆；603内环；7取样瓶体；8下封盖；9转动板；901自由端；902限位端； 10重物挂钩；1001第一限位凸起；1002钩子；11固定块；12下套筒；1201第二限位凸起； 13固定板；14重块Ⅰ；15中心轴；16转轴Ⅰ；17转轴Ⅱ；18浮体；19缆绳；20重块Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型所述的带浮体的海水取样装置如图1所示，包括自动取样机构和取样瓶，其中取样瓶包括上封盖4、取样瓶体7、下封盖8和中心轴15，中心轴15依次贯穿上封盖、取样瓶体和下封盖的中心，其中下封盖8与中心轴15的底部固定连接，上封盖4和取样瓶体7 连接，且上封盖4和中心轴15滑动连接，上封盖4可以沿中心轴15上下滑动。上封盖4位于取样瓶体7的上方，下封盖8位于取样瓶体7的下方，上封盖4与取样瓶体7的接触处设有密封件，下封盖8与取样瓶体7的接触处设有密封件。通过设置密封件，可以保证海水进入取样瓶体7内后，海水不会从取样瓶内流出。中心轴15内固定有拉绳，海水取样装置取样结束后，通过拉绳将海水取样装置从海水内取出。取样瓶体7的外表面设有浮体18，海水对浮体18产生浮力，通过浮体可以使取样瓶从海水中浮出并直接浮出海面。本实施例中，所述的浮体18为四面体，且各面为内凹弧形面，内凹弧形面起到了导流的作用。所述的浮体也可以采用三面体或多面体。所述浮体18可以采用聚氨酯、聚乙烯或玻璃微珠等材料制成。

如图1和图2所示，所述自动取样机构包括重块Ⅰ14、连接折杆2、套筒、固定套5和重块释放单元，上封盖与套筒的中部固定连接，其中，所述套筒包括上套筒1和下套筒12，上套筒1设置在上封盖4的上方，且上套筒1与上封盖4固定连接，下套筒12设置上封盖4 的下方，且下套筒12与上封盖4固定连接，上套筒1和下套筒12与中心轴15同轴，中心轴 15设置在上套筒1和下套筒12内，且上套筒1和下套筒12沿中心轴15上下滑动。所述上封盖4的上方设有重块Ⅰ14，重块Ⅰ14沿中心轴15上下滑动，重块Ⅰ14设置在上套筒1的外侧，重块Ⅰ14和上套筒1之间设有固定板13，固定板13与中心轴15固定连接。

所述连接折杆2包括固定部和弯折部，弯折部与固定部的一端固定连接，且弯折部与固定部之间呈一定的角度，其固定部通过转轴与固定板13铰接，从而实现了连接折杆2的转动。所述连接折杆2与扭簧3连接，其中扭簧3的中部套在与固定板13固定连接的轴上，扭簧3 的上端与连接折杆2连接，下端与上套筒1连接，如图3所示的扭簧3处于非扭转状态。上套筒1上设有凹槽101，连接折杆2的固定部的自由端卡在凹槽101内，从而使上套筒1的位置固定，连接折杆的弯折部设置在重块Ⅰ14的外侧，重块Ⅰ14位于连接折杆2的上方。本实用新型中，沿上套筒1的外圆周方向间隔设置多个连接折杆2，本实施例中设置了两个连接折杆。当重块Ⅰ14下降至连接折杆2上时，使连接折杆2沿转轴旋转，从而使连接折杆2 固定部的一端离开凹槽101，上套筒1、上封盖4和下套筒12由于重力作用下降。连接折杆 2上的弯折部方向朝上，通过设置弯折部可以对重块14进行限位，当重块14下降到移动高度后，通过连接折杆2的转动，其弯折部和固定部共同作用，使重块14停止下降。

连接折杆2转动的同时会压动扭簧3，并且上套筒1下降过程中会拉动扭簧3，从而使扭簧3具有扭紧力。重块Ⅰ14离开连接折杆2后，在扭簧3内的扭紧力作用下，使连接折杆、上套筒、上封盖和下套筒自动复位，连接折杆的一端重新卡在上套筒的凹槽内，从而使上套筒和上封盖的位置固定。如图1和图2所示为取样装置未工作的状态，此时通过连接折杆2 使上套筒和上封盖的位置固定。

所述固定套5固定在取样瓶体7的顶部，固定套5设置在下套筒12的底部，固定套5的内侧固定有连接环6，固定套5和下套筒12之间通过连接环6连接。如图3所示，所述连接环6包括外环601、连接杆602和内环603，外环601和内环603之间通过数根连接杆602固定连接，其中外环601与固定套5的内表面固定连接，内环603与下套筒12底部的外表面固定连接，下套筒12设置在内环603内，第二限位凸起1201位于内环303的下方，内环603 的直径小于第二限位凸起1201的尺寸，使连接环6卡在第二限位凸起1201的上方，从而实现取样瓶体7与下套筒12和上封盖4的连接，由于此时上套筒1和上封盖4的位置固定，因此取样瓶体7的位置固定，此时取样瓶体7与下封盖8之间处于未闭合的状态。

如图1所示，所述重块释放单元设置在下封盖8环形表面的外侧，且沿下封盖的环形外表面间隔设置，本实施例中设置两个重块释放单元。所述重块释放单元包括转动板9、重块挂钩10和固定块11，转动板9和重块挂钩10均固定在固定块11上，固定块11与下封盖8 的外表面固定连接。如图3所示，转动板9位于重块挂钩10的上方，所述转动板9包括自由端901和限位端902，自由端901和限位端902固定连接，其固定连接处通过转轴Ⅰ16与固定块11转动连接，转轴Ⅰ16处设有扭簧，如图1所示的扭簧处于非扭曲状态，自由端901 朝向下封盖8，且自由端901位于取样瓶体7的正下方，取样瓶体7下降时，瓶体外侧与自由端901的端部接触，并带动自由端901下降，从而使转动板9转动，限位端902与重块挂钩10接触。所述重块挂钩10包括挂钩体，挂钩体通过转轴Ⅱ17与固定块11转动连接所述挂钩体的顶部设置第一限位凸起1001，转动板9的限位端902设置在第一限位凸起1001的外侧，挂钩体的底部朝向下封盖8的一侧设有钩子1002，钩子1002的钩尖朝向外侧，所述钩子1002用于悬挂重物。转轴Ⅱ17处也设有扭簧，如图1所示的扭簧处于扭曲状态，此时扭簧内存在扭紧力。重块释放单元的下方设有重块Ⅱ20，重块Ⅱ20通过缆绳19与钩子1002 连接。钩子1002转动使重块Ⅱ20被释放后，取样瓶在浮体的浮力作用下上浮。

该带浮体的海水取样装置的工作过程如下所述：该取样装置的未工作状态如图1所示，此时转动折板2的一端卡在凹槽101内，从而使上套筒1的位置固定，此时上封盖4位于取样瓶体7的上方，下封盖8位于取样瓶体7的下方，取样瓶处于打开的状态。将该装置放入海水中的指定深度处，由于取样瓶处于打开状态，因此取样瓶体的内外始终充满海水，此时在重块Ⅱ20的重力作用下使该取样装置能够始终处于海水中。开始取样时，重块Ⅰ14下降，对转动折板2施加向下的压力，从而使转动折板2转动，转动折板2固定部的一端离开上套筒的凹槽101，在重力作用下，上套筒1、上封盖4和下套筒12沿中心轴下降，下套筒12下降过程中，下套筒12底部的第二限位凸起1201离开连接环6，此时限位瓶体7不受到任何限位作用，在重力作用下，取样瓶体7下降，当取样瓶体7下降至下封盖8上时，取样瓶体 7停止继续下降，上封盖4向下运动至落至固定套5上后停止运动。在取样瓶体7和上封盖4 的下降过程中，将海水取样并密封在取样瓶体7内。与此同时，在取样瓶体7下降过程中，取样瓶体7与转动板9的自由端901接触，并压动自由端901向下运动，从而使转动板9沿转轴Ⅰ16转动，转动板9转动过程中其限位端902离开第一限位凸起1001，重块挂钩10在转轴Ⅱ17处的扭簧的扭转力作用下逆时针方向转动，重块挂钩10转动的同时带动其一端的钩子1002转动，当钩子转动至其钩尖向下时，钩子1002上悬挂的重块Ⅱ20脱落。重块Ⅱ20 离开取样装置后，浮体18产生的浮力大于海水取样装置的重力，因此在浮体18的浮力作用下取样装置自动上浮至海面，无需外力将取样装置从海水中拉出。