一种分装式水样采集装置及使用方法与流程

1.本发明属于水体样本采集技术领域，具体涉及一种分装式水样采集装置及使用方法。


背景技术：

2.在进行环境质量分析时，对河流进行水样分析是其中一个至关重要的环节。在进行河流的水体水质分析时，需要进行水体的采样，现有技术中的采样结构多种多样，采样原理均为：一次采集一份样本，进行多次采集。例如，申请号为cn202211123680.7的中国发明专利申请《河流污水取样装置》公开了一种取样装置，包括通过牵引绳连接取样瓶的可伸缩支架，取样瓶包括瓶身和瓶盖，瓶身内设有重力块，瓶盖上设有进气口。其工作原理为：取样瓶在重力作用下落入河流底部，瓶盖由于浮力从瓶体上打开，污水进入瓶体内，之后关闭瓶盖，将污水密封在瓶体中，完成取样。该装置在采集水体样本时，只能采集固定位置的水体样本(河流底部)，无法采集多个不同高度位置的水体样本；同时每次采集的水量有限，无法满足多种检测实验同步开展的需求。


技术实现要素：

3.针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种分装式水样采集装置，其能够快速便捷地采集不同高度位置的水体样本，提升采集的水量，满足多种检测实验同步开展的需求。
4.本发明提供了一种分装式水样采集装置，包括取样部、升降驱动部和分装部，所述取样部用于吸入水体样本，包括相互连通的取样室和输送件；所述升降驱动部的移动端与所述取样部相连接，用于驱动所述取样部上下移动；所述分装部包括分装盘和旋转驱动件，所述旋转驱动件与所述升降驱动部的固定端相连接，用于驱动所述分装盘转动；所述分装盘内设有多个沿自身周向分布、相互独立的容纳腔，所述容纳腔设有用于与所述输送件相连通的进水孔，可以在水体样本进入后对水体样本进行储存。
5.优选地，所述取样室上端设有环形滑槽，所述升降驱动部的移动端设置有环形凸起，所述环形凸起可滑动地设置在所述环形滑槽内。
6.优选地，所述输送件包括相互连通的波纹管和水泵。
7.优选地，还包括设置在所述升降驱动部的固定端和所述分装部之间的支撑部，所述支撑部上开有通孔，所述通孔用于连通所述进水孔和输送件。
8.优选地，所述通孔的顶部由上向下依次设有第一防水垫圈和第一磁吸垫圈，所述进水孔设置在所述容纳腔的底部，其中由上向下依次设有第二磁吸垫圈和第二防水垫圈。
9.优选地，所述容纳腔包括由内向外依次设置的储水腔和推水腔，所述进水孔开设在所述推水腔中，所述推水腔中还设有推水件；所述储水腔的侧壁上开有储水孔；所述推水件将水体样本推入所述储水孔中，并可对所述储水孔进行密封。
10.优选地，所述推水件包括设置在所述分装盘中的直线驱动件，所述直线驱动件的移动端位于所述推水腔中，且由内向外依次设有孔塞、连接件和推板，所述孔塞和连接件之
间磁吸连接。
11.优选地，所述旋转驱动件包括电机以及与所述电机的输出轴同轴连接的轴套，所述轴套与分装盘相连接。
12.优选地，所述分装盘顶部设有盖板，所述盖板上开有多个排气孔，每个所述排气孔对应一个所述容纳腔。
13.本技术还提供了一种前述分装式水样采集装置的使用方法，包括以下步骤：
14.启动所述旋转驱动件，驱动所述分装盘旋转至第一设定角度，使第一个容纳腔的进水孔与输送件相连通；
15.启动升降驱动部，带动所述取样室移动至所需高度；
16.待水体样本通过所述取样室、输送件、进水孔进入所述容纳腔后，驱动所述分装盘旋转至第二设定角度，使第二个容纳腔的进水孔与输送件连通。
17.本发明的有益之处在于：相比现有技术而言，本发明对分装盘进行了划分，使得每个容纳腔相互独立、互不连通，实现对多份水体样本的存储；可旋转的分装盘配合设有通孔的支撑部，可以每次只对一个容纳腔进行存储，其余已存储水体样本的容纳腔则保持密封状态，避免水样泄漏；同时还设置有升降驱动部，便于调节取样部的高度，采集不同高度位置的水体样本。本发明一方面可以同时存储多份不同的水体样本，另一方面可以进行不同高度的水体样本取样操作，满足了不同类型水体取样的需求。
附图说明
18.图1是本发明分装式水样采集装置的结构示意图；
19.图2是取样部的结构示意图；
20.图3是图1的剖视图；
21.图4是支撑部的结构示意图；
22.图5是图4的剖视图；
23.图6是图3中b部分的放大图；
24.图7是图3中a部分的放大图；
25.图8是分装盘的结构示意图。
26.元件标号说明：
27.10
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支撑部
28.11
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通孔
29.12
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沉孔
30.20
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取样部
31.21
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取样室
32.211
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环形滑槽
33.22
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围板
34.23
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输送件
35.231
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连接管
36.232
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波纹管
37.233
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单向阀
38.234
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水泵
39.30
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升降驱动部
40.31
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环形凸起
41.40
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分装部
42.41
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分装盘
43.411
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第一隔板
44.4111 储水孔
45.412
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第二隔板
46.413
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第三隔板
47.42
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旋转驱动件
48.421
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电机
49.422
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轴套
50.43
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推水件
51.431
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直线驱动件
52.432
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推板
53.433
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连接件
54.434
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孔塞
55.44
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进水孔
56.45
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盖板
57.451
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排气孔
58.46
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容纳腔
59.461
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推水腔
60.462
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储水腔
61.50
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第一防水垫圈
62.60
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第一磁吸垫圈
63.70
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第二防水垫圈
64.80
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第二磁吸垫圈
具体实施方式
65.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
66.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
67.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
68.此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
69.图3所示为本发明分装式水样采集装置的剖视图，在以下的描述中，以图3中的附图作为方向的参考基础，在图3中，沿视图纸面向上为上方向，沿视图纸面向下为下方向，在分装盘41中，靠近分装盘41中心的一侧为内侧，远离分装盘41中心的一侧为外侧。
70.如图1所示，本发明提供了一种分装式水样采集装置，包括取样部20、升降驱动部30和分装部40。取样部20用于吸入水体样本，包括相互连通的取样室21和输送件23；升降驱动部30的移动端与取样部20相连接，用于驱动取样部20上下移动，便于吸取不同高度的水体样本；如图3和图8所示，分装部40设置在升降驱动部30的上方，包括分装盘41和旋转驱动件42，旋转驱动件42与升降驱动部30的固定端相连接，用于驱动分装盘41转动；分装盘41内设有多个沿自身周向分布、相互独立、互不连通的容纳腔46，每个容纳腔46中设有一个用于与输送件23相连通的进水孔44，在水体样本进入后对水体样本进行储存。当一个容纳腔46中的水体样本储存满后，旋转驱动件42驱动分装盘41转动，取样部20通过输送件23、进水孔44将水体样本吸入下一个容纳腔46中，从而对取样部20吸取的水体样本进行分装。
71.如图1-3所示，取样室21为中空结构，其顶部密封，底部敞口。取样室21的上端设置有环形滑槽211，升降驱动部30的移动端设置有环形凸起31，环形凸起31可滑动地设置在环形滑槽211内，使升降驱动部30的移动端与取样室21之间可转动连接，便于取样室21在水平面内做旋转运动，随水流转动。取样室21的下端设置有呈喇叭状的围板22，围板22有助于扩大水体样本吸取的范围，提高水体样本的吸取效率。取样室21的侧壁设置有开口，开口与输送件23连接，吸取的水体样本通过开口进入输送件23。
72.如图1、3和6所示，输送件23包括依次连通的连接管231、波纹管232、单向阀233和水泵234，连接管231与取样室21的开口连接，波纹管232的下端与连接管231连接，上端与单向阀233连接，单向阀233与水泵234连接。波纹管232具有可伸缩性，可以配合取样室21的上下移动。水泵234提供的吸力可以帮助克服水体样本的重力，将水体样本由下向上输送。同时利用单向阀233，限定水体样本的流动方向只能为自下而上的流动，避免在水泵234停止工作时出现水体样本回流的现象。作为替代方案，水泵234还可以设置在波纹管232的中段、处于波纹管232和单向阀233之间，实现相同的技术效果。
73.升降驱动部30具体地为电动推杆，本领域技术人员也可以选用液压缸或气缸等其他同样可以实现升降功能的机械设备。
74.如图3和图8所示，设置在分装盘41中的容纳腔46包括由内向外依次设置的储水腔462和推水腔461，进水孔44开设在推水腔461中，推水腔461中还设有推水件43；储水腔462的侧壁上开有储水孔4111；推水件43将水体样本推入储水孔4111中，并可对储水孔4111进行密封，使水体样本密封储存在储水腔462中。
75.具体地，在分装盘41内设置有第一隔板411、多个第二隔板412和第三隔板413，其中第一隔板411和第三隔板413均呈环形，与分装盘41同心设置，第一隔板411位于第三隔板413的内侧。第二隔板412沿分装盘41的径向延伸，由内向外依次连接分装盘41的中心、第一隔板411和第三隔板413。多个第二隔板412沿分装盘41的周向均匀间隔设置。位于相邻两个第二隔板412与第一隔板411之间的空腔为储水腔462，位于相邻两个第二隔板412、第一隔
板411与第三隔板413之间的空腔为推水腔461。进水孔44位于推水腔461的底部。
76.推水件43包括设置在分装盘41中的多个直线驱动件431，每个直线驱动件431对应一个推水腔461。直线驱动件431的移动端位于推水腔461中，且由内向外依次设有孔塞434、连接件433和推板432，孔塞434和连接件433之间磁吸连接。直线驱动件431具体地为电动推杆，本领域技术人员也可以选用液压缸或气缸等其他可以驱动孔塞434、连接件433和推板432做直线位移的机械设备。
77.水体样本经输送件23、进水孔44进入推水腔461中后，直线驱动件431的移动端向内侧移动，由推板431推动水体样本通过储水孔4111进入储水腔462中，接着直线驱动件431的移动端继续向内侧移动，将孔塞434插入储水孔4111中。此时直线驱动件431的移动端向外侧移动，由于孔塞434与储水孔4111之间的摩擦力作用，孔塞434和连接件433分离，孔塞434将储水腔462密封，完成一次对水体样本的分装。优选地，可以采用木头或橡胶等材料来制作孔塞434，其形状大小与储水孔4111相匹配。
78.在完成一次对水体样本的分装后，旋转驱动件42驱动分装盘41转动，使下一个推水腔461的进水孔44与输送件23相连通，开始新的一次分装。旋转驱动件42具体地包括电机421以及与电机421的输出轴同轴连接的轴套422，轴套422与分装盘41键连接，电机421与升降驱动部30的固定端相连接。
79.本领域技术人员可以将升降驱动部30的固定端与分装部40直接连接，也可以如本发明的一个具体实施例，如图1和图3所示，在升降驱动部30的固定端和分装部40之间设置呈圆盘状的支撑部10，支撑部10作为支撑平台，便于承载连接升降驱动部30和分装部40。电机421的固定端设置在支撑部10内。
80.如图3-5和图7所示，支撑部10上开有竖向的通孔11，通孔11用于连通进水孔44和输送件23。通孔11的下端与水泵234连通，上端设置有沉孔12，沉孔12的孔径大于通孔11的孔径，沉孔12内由上至下依次设置有第一防水垫圈50和第一磁吸垫圈60。进水孔44中由上向下依次设有第二磁吸垫圈80和第二防水垫圈70，第一防水垫圈50和第二防水垫圈70上下相邻，第一磁吸垫圈60和第二磁吸垫圈80在对齐状态下相互吸引，使得第一防水垫圈50和第二防水垫圈70紧密贴合，起到密封作用，防止水体样本从通孔11与分装盘41之间泄漏出去。
81.通孔11的数量为一个，只有当通孔11与进水孔44对齐时才可以实现进水孔44与输送件23的相互连通并向储水腔462中输送水体样本。当分装盘41旋转至其余通孔11与进水孔44不对齐的位置时，则无法向储水腔462中输送水体样本。
82.结合图1-8可知，本发明的一个具体实施例的工作原理如下：
83.首先启动电机421，驱动分装盘41旋转至第一设定角度，使分装盘41上的进水孔44与通孔11相互连通，此时第一磁吸垫圈60和第二磁吸垫圈80相互对齐，第一防水垫圈50和第二防水垫圈70紧密贴合，使支撑部10与分装部40之间具有良好的水密效果。然后启动升降驱动部30带动取样室21上下移动至所需取样位置，启动水泵234采集水体样本，水体样本依次通过连接管231、波纹管232、单向阀233、水泵234、通孔11、进水孔44进入推水腔461，水体样本在直线驱动件431驱动的推板432的推动作用下进入储水腔462，最后利用孔塞434完成储水腔462的密封。驱动分装盘41旋转至第二设定角度，使分装盘41上的另一个进水孔44与通孔11相互连通，再次进行水体样本的存储，同时可以根据需要，调节取样室21的高度位
置，采集不同高度的水体样本。
84.本技术还提供了一种前述分装式水样采集装置的使用方法，包括以下步骤：
85.启动旋转驱动件42，驱动分装盘41旋转至第一设定角度，使第一个容纳腔46的进水孔44与输送件23相连通；
86.启动升降驱动部30，带动取样室21移动至所需高度；
87.待水体样本通过取样室21、输送件23、进水孔44进入容纳腔46后，驱动分装盘41旋转至第二设定角度，使第二个容纳腔46的进水孔44与输送件23连通。
88.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种分装式水样采集装置，其特征在于，包括取样部、升降驱动部和分装部，所述取样部用于吸入水体样本，包括相互连通的取样室和输送件；所述升降驱动部的移动端与所述取样部相连接，用于驱动所述取样部上下移动；所述分装部包括分装盘和旋转驱动件，所述旋转驱动件与所述升降驱动部的固定端相连接，用于驱动所述分装盘转动；所述分装盘内设有多个沿自身周向分布、相互独立的容纳腔，所述容纳腔设有用于与所述输送件相连通的进水孔，可以在水体样本进入后对水体样本进行储存。2.根据权利要求1所述的分装式水样采集装置，其特征在于，所述取样室上端设有环形滑槽，所述升降驱动部的移动端设置有环形凸起，所述环形凸起可滑动地设置在所述环形滑槽内。3.根据权利要求1所述的分装式水样采集装置，其特征在于，所述输送件包括相互连通的波纹管和水泵。4.根据权利要求1所述的分装式水样采集装置，其特征在于，还包括设置在所述升降驱动部的固定端和所述分装部之间的支撑部，所述支撑部上开有通孔，所述通孔用于连通所述进水孔和输送件。5.根据权利要求4所述的分装式水样采集装置，其特征在于，所述通孔的顶部由上向下依次设有第一防水垫圈和第一磁吸垫圈，所述进水孔设置在所述容纳腔的底部，其中由上向下依次设有第二磁吸垫圈和第二防水垫圈。6.根据权利要求1所述的分装式水样采集装置，其特征在于，所述容纳腔包括由内向外依次设置的储水腔和推水腔，所述进水孔开设在所述推水腔中，所述推水腔中还设有推水件；所述储水腔的侧壁上开有储水孔；所述推水件将水体样本推入所述储水孔中，并可对所述储水孔进行密封。7.根据权利要求6所述的分装式水样采集装置，其特征在于，所述推水件包括设置在所述分装盘中的直线驱动件，所述直线驱动件的移动端位于所述推水腔中，且由内向外依次设有孔塞、连接件和推板，所述孔塞和连接件之间磁吸连接。8.根据权利要求1所述的分装式水样采集装置，其特征在于，所述旋转驱动件包括电机以及与所述电机的输出轴同轴连接的轴套，所述轴套与分装盘相连接。9.根据权利要求1所述的分装式水样采集装置，其特征在于，所述分装盘顶部设有盖板，所述盖板上开有多个排气孔，每个所述排气孔对应一个所述容纳腔。10.一种如权利要求1所述的分装式水样采集装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：启动所述旋转驱动件，驱动所述分装盘旋转至第一设定角度，使第一个容纳腔的进水孔与输送件相连通；启动升降驱动部，带动所述取样室移动至所需高度；待水体样本通过所述取样室、输送件、进水孔进入所述容纳腔后，驱动所述分装盘旋转至第二设定角度，使第二个容纳腔的进水孔与输送件连通。

技术总结
本发明提供了一种分装式水样采集装置，包括取样部、升降驱动部和分装部，取样部用于吸入水体样本，包括相互连通的取样室和输送件；升降驱动部的移动端与取样部相连接，用于驱动取样部上下移动；分装部包括分装盘和旋转驱动件，旋转驱动件与升降驱动部的固定端相连接，用于驱动分装盘转动；分装盘内设有多个沿自身周向分布、相互独立的容纳腔，容纳腔设有用于与输送件相连通的进水孔，可以在水体样本进入后对水体样本进行储存。本申请还提供了一种前述分装式水样采集装置的使用方法。本发明一方面可以同时存储多份不同的水体样本，另一方面可以进行不同高度的水体样本取样操作，满足了不同类型水体取样的需求。不同类型水体取样的需求。不同类型水体取样的需求。


技术研发人员：魏进 胡伟 季骁楠 林鹏 李静
受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/8/24