一种海洋环境水样采集器的制作方法

本发明涉及一种水样采集装置，尤其是涉及一种海洋环境水样采集器。

背景技术：

在对海洋环境进行监测时，海洋水质监测是其中一个重要的监测项目。海洋水质监测的主要检测项目有盐度、重金属（汞、镉、铬等）、总磷、总氮、悬浮物、透明度等。而在对海水进行检测前需要进行水样采集，即采样。

目前采样的方式主要有用水桶、常规的亚克力或玻璃水样采集器等，采用水桶采样非常不便，并且只能采集浅表的水样；而采用常规的亚克力水样采集器，抛入水中后便直接从底部进水，不能采集所需深度的水样，且密封性不佳。

另外，申请公布号：cn106769223a，申请公布日2017.05.31的中国专利公开了电磁式海水取样装置，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、下封盖和中心轴，中心轴依次贯穿上封盖、取样瓶体和下封盖的中心，下封盖的底部与中心轴固定连接，上封盖和取样瓶体连接，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；所述自动取样机构包括通电线圈、重块、连接折杆、套筒和重块释放单元，套筒中部与上封盖固定连接，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，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。该取样装置结构复杂，需要外接电源，对使用条件要求较高，使用灵活性差；另外，固定套开口附着有杂物时，极易造成上封盖与固定套之间密封不严。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有技术的海水取样装置所存在的上述技术问题，提供了一种结构简单，操作方便，使用不受现场条件限制，稳定可靠，密封性好，使用灵活，能够实现定深取样的海洋环境水样采集器。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种海洋环境水样采集器，包括采样筒及固定于采样筒上端的手动阀式密封机构，所述采样筒下部设有放水口；所述手动阀式密封机构包括阀座、锥阀、导向管及提拉杆；所述阀座密封固定于采样筒上端，阀座下端的出口与采样筒连通；所述锥阀位于阀座内并与阀座的出口相适配，锥阀外套设有第一压缩弹簧，所述第一压缩弹簧上端与阀座固定连接，第一压缩弹簧下端与锥阀固定连接；所述导向管穿过阀座并与阀座固定密封配合，导向管的上端露出于阀座外，导向管的下端伸入锥阀内，导向管上端固定有密封端盖；所述提拉杆位于导向管内，提拉杆与导向管之间间隙配合，提拉杆与密封端盖之间密封滑动配合，提拉杆上端露出于密封端盖外并连接有刻度绳；位于锥阀内的导向管上设有卡珠孔，所述卡珠孔内设有卡珠，提拉杆下部设有环形的卡珠容纳槽，锥阀上设有与卡珠卡配的卡珠槽；位于导向管内的提拉杆上部设有弹簧座，所述弹簧座与导向管内壁之间滑动配合，位于密封端盖与弹簧座之间的提拉杆外套设有弹簧，弹簧上端与密封端盖固定连接，弹簧下端与弹簧座固定连接，当弹簧处于自然状态时，卡珠卡入卡珠与卡珠槽卡配，提拉杆与卡珠接触，第一压缩弹簧处于压缩状态，阀座下端的出口打开；阀座的外侧设有与阀座相连通的手动触发式进水阀。本发明考虑到使用环境及密封效果，特别设计了内置式的手动阀式密封机构，在采水筒采取水样时手动阀式密封机构不动作，以便于采样筒采水，当采水筒采取水样后，手动关闭手动阀式密封机构以密封采水筒，避免采水筒在提升过程中漏水；本发明中的手动阀式密封机构中，水样经阀座下端的出口流至采水筒中，采水前及采水时，导向管内的卡珠卡入卡珠槽内挂住锥阀，阀座下端的出口保持打开状态；当采水后，向上快速拉升提拉杆时，提拉杆向上运动（弹簧压缩），待卡珠容纳槽运动至卡珠位置处时，卡珠缩至卡珠容纳槽内而从卡珠槽内退出，锥阀在第一压缩弹簧的作用下快速向下运动，锥阀与阀座下端的出口配合形成锥面密封从而将阀座下端的出口关闭，并在采水筒提升过程中能始终保持阀座下端的出口密封，不会漏水，锥面密封的密封性好，第一压缩弹簧保证阀座下端的出口完全密封；弹簧座用于支撑弹簧，同时起到限位作用，能避免提拉杆发生晃动；弹簧能限制提拉杆向上运动，避免误触发锥阀；刻度绳标识有刻度，可直接观察采水筒的下沉深度，以便定深取样；手动触发式进水阀通过手动控制打开，操作非常方便，当采水筒下沉至所需深度后，只需手动操作打开手动触发式进水阀，水样便可流至阀座内经阀座下端的出口流入采水筒中。

作为优选，所述手动触发式进水阀包括阀体、密封球、弹簧限位套、释放销及释放杆，所述阀体与阀座固定连接并与阀座相连通，阀体内固定有球托，所述球托的外圆周面上设有通孔，阀体的外端固定有阀盖，所述阀盖上设有进水口，所述弹簧限位套固定于阀盖的内侧并与进水口相连通，密封球位于弹簧限位套与球托之间，弹簧限位套内设有第二压缩弹簧，第二压缩弹簧一端与密封球固定连接，第二压缩弹簧另一端与阀盖固定连接，所述释放杆穿过进水口，释放杆直径小于进水口直径，释放杆一端与密封球固定连接，释放杆另一端露出于阀盖外并固定连接有外拉板，所述释放杆上设有销孔，释放销上端连接有拉绳，当手动触发式进水阀处于关闭状态时，所述释放销下端插于销孔内，释放销与阀盖发生阻挡干涉，第二压缩弹簧处于压缩状态，且密封球与弹簧限位套密封配合。本发明中的手动触发式进水阀结构非常巧妙，通过把一根释放销插入销孔内，使释放销与阀盖发生阻挡干涉，此时第二压缩弹簧处于压缩状态，密封球与弹簧限位套密封配合，水流不能经弹簧限位套流入阀体内（弹簧限位套的出口关闭）；当将释放销拔出后，密封球在第二压缩弹簧的作用下推至球托并被球托阻挡限位，此时弹簧限位套的出口打开，水流经进水口、弹簧限位套、通孔流至阀座内，最终经阀座下端的出口流至采水筒内收集；外拉释放杆，直至销孔露于阀盖外后，再将释放销插入销孔使释放销与阀盖发生阻挡干涉，便又将手动触发式进水阀恢复至关闭状态。

作为优选，所述球托为圆管状结构，球托远离密封球的一端设有连接翻边，所述连接翻边与阀体内壁固定连接，连接翻边、球托与阀体内壁之间的空间形成集水腔。集水腔有利于水流快速进入通孔中。

作为优选，所述释放杆的左右两侧设有塞打螺丝，所述塞打螺丝的光杆部穿过外拉板并与外拉板滑动配合，塞打螺丝的螺杆部与阀盖螺纹连接。塞打螺丝起到导向、限位及定位的作用，能保证密封球始终保持直线运动，同时避免释放杆发生转动，并能使销孔位置始终朝上不会发生偏转。

作为优选，阀盖上还固定有导正环，所述拉绳穿过导正环，所述导正环的内径与释放销的直径相适配。导正环以保证从不同方向拉扯拉绳时，拉绳施加于释放销上的拉力方向始终向上，以便将释放销从销孔中快速拔出。

作为优选，所述卡珠孔为外小内大的缩口结构。卡珠孔为外小内大的缩口结构，便于卡珠顺利从卡珠槽中退出而进入卡珠容纳槽。

作为优选，所述阀座下端的外侧边缘及采样筒上端的外侧边缘均设有翻边，阀座与采样筒之间通过穿过翻边的螺栓紧固连接。阀座与采样筒之间通过穿过翻边的螺栓紧固连接，拆装方便。

作为优选，所述提拉杆上端固定有绳环，所述刻度绳固定于绳环上。

作为优选，所述采样筒下端固定有配重结构，所述配重结构包括固定于采样筒下端外侧边缘的紧固翻边、配重块及底板，所述配重块放置于底板上，配重块通过紧固翻边上沿圆周分布的连接螺栓紧固在底板于采样筒之间。本发明中的配重块通过紧固翻边上沿圆周分布的连接螺栓紧固在底板于采样筒之间，可根据下沉速度及下沉时的稳定性增加不同的配重块，且使得配重块的安装非常方便。

作为优选，所述卡珠容纳槽的开口两侧设有导向斜面。导向斜面便于卡珠快速退入卡珠容纳槽内，以保证锥阀的正常动作。

因此，本发明具有如下有益效果：本发明含有手动阀式密封机构和手动触发式进水阀，通过刻度绳将采样筒缓慢放到所需深度，拉动拉绳使释放销从销孔中拔出即可进行采样；采样后快速向上拉动刻度绳即可使将采水筒密封，在提升过程中不会漏水，具有操作方便，使用不受现场条件限制，稳定可靠，密封性好，使用灵活，能够实现定深取样等优点。

附图说明

图1是本发明的一种剖视图。

图2是图1中a处放大图。

图3是图1中b处放大图。

图4是本发明中外拉板与塞打螺丝的一种连接示意图。

图中：采样筒1，放水口2，阀座3，锥阀4，导向管5，提拉杆6，第一压缩弹簧7，密封端盖8，刻度绳9，卡珠孔10，卡珠11，卡珠容纳槽12，卡珠槽13，弹簧座14，弹簧15，阀体16，密封球17，弹簧限位套18，释放销19，释放杆20，球托21，通孔22，阀盖23，进水口24，第二压缩弹簧25，外拉板26，拉绳27，连接翻边28，集水腔29，塞打螺丝30，导正环31，翻边32，绳环33，紧固翻边34，配重块35，连接螺栓37，底板36，导向斜面38。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示的一种海洋环境水样采集器，包括采样筒1及固定于采样筒上端的手动阀式密封机构，采样筒采用采样筒下部装有放水口2，放水口上旋有密封帽；采样筒下端固定有配重结构，配重结构包括固定于采样筒下端外侧边缘的紧固翻边34、配重块35及底板36，配重块放置于底板上，配重块通过紧固翻边上沿圆周分布的连接螺栓37紧固在底板于采样筒之间；手动阀式密封机构包括阀座3、锥阀4、导向管5及提拉杆6（如图2所示）；阀座位于采样筒上端，阀座下端的外侧边缘及采样筒上端的外侧边缘均延伸形成有翻边32，阀座与采样筒之间通过穿过翻边的螺栓紧固、密封连接，阀座下端的出口与采样筒连通，采样筒、阀座、锥阀、导向管及提拉杆均采用不锈钢材质；锥阀位于阀座内并与阀座的出口相适配，锥阀外套有第一压缩弹簧7，第一压缩弹簧上端与阀座固定连接，第一压缩弹簧下端与锥阀固定连接；导向管穿过阀座并与阀座固定密封配合，导向管的上端露出于阀座外，导向管的下端伸入锥阀内，导向管上端固定有密封端盖8；提拉杆位于导向管内，提拉杆与导向管之间间隙配合，提拉杆与密封端盖之间密封滑动配合，提拉杆上端露出于密封端盖外并固定有绳环33，绳环上连接有刻度绳9；位于锥阀内的导向管上对称开有一对卡珠孔10，卡珠孔为外小内大的缩口结构，卡珠孔内安放有卡珠11，锥阀上设有与卡珠卡配的卡珠槽13；提拉杆下部开有环形的卡珠容纳槽12，卡珠容纳槽的开口两侧设有导向斜面38；位于导向管内的提拉杆上部设有弹簧座14，弹簧座为凸出于提拉杆外周面上的凸环，弹簧座与导向管内壁之间滑动配合，位于密封端盖与弹簧座之间的提拉杆外套有弹簧15，弹簧上端与密封端盖固定连接，弹簧下端与弹簧座固定连接，当弹簧处于自然状态时，卡珠卡入卡珠与卡珠槽卡配，提拉杆与卡珠接触，第一压缩弹簧处于压缩状态，阀座下端的出口打开；阀座的外侧设有与阀座相连通的手动触发式进水阀，手动触发式进水阀包括阀体16、密封球17、弹簧限位套18、释放销19及释放杆20（如图3所示），阀体与阀座固定连接并与阀座相连通，阀体内固定有球托21，球托为圆管状结构，球托远离密封球的一端固定有连接翻边28，连接翻边与阀体内壁固定连接，连接翻边、球托与阀体内壁之间的空间形成集水腔29，球托的外圆周面上开有通孔22，阀体的外端固定有阀盖23，阀盖上设有进水口24，弹簧限位套固定于阀盖的内侧并与进水口相连通，密封球位于弹簧限位套与球托之间，弹簧限位套内设有第二压缩弹簧25，第二压缩弹簧一端与密封球固定连接，第二压缩弹簧另一端与阀盖固定连接，释放杆穿过进水口，释放杆直径小于进水口直径，释放杆一端与密封球固定连接，释放杆另一端露出于阀盖外并固定连接有外拉板26，释放杆的左右两侧穿设有塞打螺丝30（如图4所示），塞打螺丝的光杆部穿过外拉板并与外拉板滑动配合，塞打螺丝的螺杆部与阀盖螺纹连接；释放杆上设有销孔，释放销上端连接有拉绳27，阀盖上外侧面上固定有导正环31，导正环位于释放销上方且导正环的内径与释放销的直径相适配，当手动触发式进水阀处于关闭状态时，释放销下端插于销孔内，拉绳穿过导正环，释放销与阀盖发生阻挡干涉，第二压缩弹簧处于压缩状态，且密封球与弹簧限位套密封配合。

本发明的使用方法及工作原理为：在使用前确认手动阀式密封机构处于打开状态，手动触发式进水阀处于闭合状态；需要采样时，将本发明整个抛入海水中使其缓慢下沉，在下沉过程中根据刻度绳上的刻度判断下沉深度，待到达所需取样深度时，固定好刻度绳，快速拉动拉绳，使释放销从销孔中拔出，密封球在第二压缩弹簧的作用下推至球托并被球托阻挡限位，此时弹簧限位套的出口打开，水流经进水口、弹簧限位套、集水腔、通孔流至阀座内，最终经阀座下端的出口流至采水筒内收集；采水至一定时间后，向上快速、用力拉动刻度绳，提拉杆在刻度绳的作用下向上运动（使弹簧压缩），待提拉杆上的卡珠容纳槽运动至卡珠位置处时，卡珠缩至卡珠容纳槽内而从卡珠槽内退出，锥阀失去卡珠的限位作用并在第一压缩弹簧的作用下快速向下运动至阀座下端的出口，与阀座下端的出口配合形成锥面密封从而将阀座下端的出口关闭，此时便可通过刻度绳将采水筒从海水中提起。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。