深層無氧採水設備的製作方法

2023-04-29 06:02:47 3

本實用新型涉及一種採水設備，具體的說，涉及一種應用於海洋或湖泊等領域的深層無氧採水設備。

背景技術：

為水樣檢測、水下科考的需求，需要對海洋或湖泊等領域的水進行取樣檢測。由於海洋、湖泊的水下深度深，人工取水難度大，需要依靠專用的採水設備。

現有的深層採水設備，主要方法是使用簡易取水罐，人工放到水下，到達一定深度後，提出取水罐。採用這種方法，每次僅可以實現一個深度水層水樣的採集，且取水罐上升過程中，會受到其他層水質的汙染，很難精確實現對指定層水質的取樣。

例如中國專利201110264299.8公開了一種無人水樣採樣艇，採樣系統需配合船體共同工作。通過留樣瓶儲存水樣，水樣通過留樣總管進入留樣瓶，正常工作時，留樣總管處於傾斜狀態，才能保證水流的流淌；而留樣總管處於傾斜狀態，則採樣艇也必然處於傾斜狀態，影響船體運動的問題性。每個留樣瓶具有進水口和排氣口，而不具有排水管路，每次採樣是，經留樣瓶的進水口進水，排氣口排出留樣瓶中的氣體，但很難保證每次採樣都降留樣瓶中的氣體排盡，不能做到真正的無氧採集。其靠採樣管處的水泵、三通件、排水閥可排除幹擾水和保留水樣，進水和出水採用同一條通路，排除的水混合在待抽入的水樣中，造成水樣汙染；其通過在採樣管末端安裝配重塊來控制採樣水管的入水方向，配重塊將影響船體運動的穩定性。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於針對現有技術的不足，提供一種可實現對多深度、水層水樣採集的無氧採水設備。

本實用新型的技術方案為：深層無氧採水設備，包括箱體，箱體內設置有採水系統及控制系統，採水系統包括設置在箱體內的N個採樣水瓶和採樣水管，控制系統包括上位機、電機、電磁閥、水泵及盤管器；採樣水管包括進水支管、出水支管、進水總管和出水總管，進水總管分出N路進水支管，一路進水支管經一個電磁閥通入一個採樣水瓶，每個採樣水瓶還均連接一個出水支管，經電磁閥由採樣水瓶接出，N路出水支管匯集到出水總管，進水總管經排廢水電磁閥與出水總管匯集；上位機控制電機、電磁閥、排廢水電磁閥及水泵的動作；進水總管纏繞在盤管器上，電機帶動盤管器轉動，水泵控制進水總管將採樣水抽入採樣水瓶， 並控制出水總管將採樣水瓶中的水抽出；進水總管的末端深入水下，其末端安裝有水壓傳感器。

優選的是：盤管器包括殼體和安裝在殼體上的轉動軸；殼體固定不可旋轉；殼體上安裝有導向管，導向管位於的進水總管伸入水中的一側，為一段豎直向管狀結構，進水總管纏繞轉動軸並經由導向管伸出。

優選的是：採樣水瓶的進水口和出水口位於水瓶頂部；進水支管和出水支管分別接到採樣水瓶的進水口和出水口處；還包括出水總管，進水總管和出水總管均位於箱體底部，N路進水支管和N路出水支管分別匯集到進水總管和出水總管；出水總管的出口接到箱體上的排水口。

優選的是：採樣水瓶呈多排排列，每排採樣水瓶的出水支管匯集到一條出水總管；每條出水總管的出口均接到箱體底部的排水口，經排水口排到海洋或湖泊的水錶。

本實用新型的有益效果為：

1、無氧水樣採集系統採用集成化結構，採水系統和控制系統集成在箱體內部，箱體可搭載在船舶上使用，使用方便。

2、轉動盤管器即可放下進水總管。通過安裝在進水總管上的水壓傳感器，獲取水深信息；進水總管到達某一深度時，開啟一個或多個採樣水桶上的電磁閥，取水樣；隨後繼續轉動盤管器，改變進水總管的水深，開啟其他採樣水桶的電磁閥，取水樣。通過以上的工作方式，可精確控制採樣水深，本實用新型可實現多樣本、多水深定點水樣的採集。

3、進水支管和排水支管連接同一電磁閥，進水支管和排水支管同開閉，水樣進入採樣水桶時，同時排出採樣桶內的氣體；採樣水桶採滿後，電磁閥繼續打開一段時間，保證採樣水桶內的氣體排盡，實現無氧採集。

4、本實用新型中的進水總管採用硬質可彎曲的水管，通過導向管限制進水總管的入水方向，使其經過導向管後可垂直入水，使水壓傳感器可準確反映水深。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖。

圖2為本實用新型俯視結構示意圖。

圖3為本實用新型左視結構示意圖。

圖4為本實用新型仰視結構示意圖。

圖5為水流流向示意圖。

其中：1-箱體，2-採樣水瓶，3-採樣水管，301-進水支管，302-出水支管，303-進水總管， 304-出水總管，4-電機，5-電磁閥，6-盤管器，601-殼體，602-轉動軸，603-導向管，7-水壓傳感器，8-排廢水電磁閥，9-控制櫃，10-水泵，11-排水口

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行進一步的描述。

如圖1所示，深層無氧採水設備，用於海洋、湖泊、河流等深層水樣的採集。該設備為集成化結構，所有設備均集成在箱體1，箱體1可搭載在船舶上，執行水樣採集指令。箱體1包括左側用於防止控制櫃9、採水系統的箱體1及右側用於安裝盤管器6的框架。

採水系統包括設置在箱體1內的N個採樣水瓶2和採樣水管，控制系統包括上位機、電機4、電磁閥5、水泵10及盤管器6。本實施例中，共有10個採樣水瓶2，10個採樣水瓶2呈分兩排排列。

採樣水管3包括進水支管301、出水支管302、進水總管303和出水總管304。採樣水瓶2的進水口和出水口位於採樣水瓶2頂部；進水支管301和出水支管302分別接到採樣水瓶2的進水口和出水口處。本實施例中，進水總管303分出10路進水支管301，一路進水支管301經一個電磁閥5通入一個採樣水瓶2，每個採樣水瓶2還均連接一個出水支管302，經電磁閥5由採樣水瓶2接出。由於10個採樣水瓶2分兩排排列，為了布線方便，進水總管303和出水總管304均位於箱體1底部，排列在同一排上的5路出水支管302匯集到一條出水總管304上，如此，就具有兩條出水總管304。兩條出水總管304最終再匯集到一條出水管上。出水總管304的出口最終接到箱體1底部的排水口12，經排水口12排到海洋或湖泊的水錶。

需要說明的是，作為本實施例的變形，若採樣水瓶2的數量較少，則採樣水瓶2不需要排列成多排，僅排列成一排即可，此時，多個採樣水瓶2的出水支管302均匯集到一條出水總管304上。

進水總管303經排廢水電磁閥8與出水總管304匯集。每次採樣結束後，進水總管303內會有廢水殘留，這種結構的作用是在每次進水前可先排除進水總管303內的廢水。

盤管器6包括殼體601和安裝在殼體601上的轉動軸602；殼體601固定不可旋轉；殼體601上安裝有導向管603，導向管603位於的進水總管303伸入水中的一側，為一段豎直向管狀結構，進水總管303纏繞轉動軸602並經由導向管603伸出。進水總管303採用由於導向管603的導向作用，進水總管303可保持垂直入水。

上位機控制電機4、電磁閥5、排廢水電磁閥8及水泵10的動作；進水總管303纏繞在盤管器6上，電機4帶動盤管器6轉動，水泵10控制進水總管303將採樣水抽入採樣水瓶2，並控制出水總管304將採樣水瓶2中的水抽出；進水總管303的末端深入水下，其末端安裝 有水壓傳感器7。

如圖5所示，具體工作流程如下：控制盤管器6旋轉，進水總管303入水，上位機根據水壓傳感器7反饋的信號判斷水深，當進水總管303的管頭達到採水深度時，執行採水工作。首先啟動水泵10，開啟排廢水電磁閥8，保持各個採樣水瓶2上的電磁閥5保持關閉狀態。將進水總管303中的廢水排出，排水時間可通過上位機設定。設定的時間要大於或等於正常情況下，可將進水總管303中水量排盡的時間，保證排廢水時間內可將進水總管303內的廢水排盡。待廢水排盡後，關閉排廢水電磁閥8，開啟該採樣水瓶2進水支管301連接的電磁閥5，抽取水樣。通過上位機控制抽水時間，抽水時間要比將採樣水瓶2裝滿的時間長，以便排盡採樣水瓶2中的氣體。排出的部分採樣水會暫時存留在出水支管302和出水總管304中。

該水層水樣採集結束後，繼續轉動盤管器6，進水總管303上升或下降，重複執行上述採水工作。取水樣試驗時，打開某採樣水瓶2上與出水支管302相連的電磁閥5，將採樣水抽出。