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1. WO2020220473 - RUNOFF WATER SAMPLE COLLECTION DEVICE

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

附图

1   2   3   4   5  

说明书

发明名称 : 一种径流水样采集装置

技术领域

[0001]
本发明涉及水样采集技术领域,尤其涉及一种径流水样采集装置。

背景技术

[0002]
对于雨水与林木资源丰富地区,林区水体常常出现水质恶化现象,目前研究认为主要因素为树木所携带的溶解性营养物质在降雨作用下汇集成地表径流,进入林区水体中导致污染,不同树种之间差异显著,因此对地表径流水样进行研究为后续水体污染治理具有重要意义,现有的采样装置主要采用采样瓶进行采集,采样运输等对人工依赖较大,并且采样规范性以及样品质量也存在一定问题。
[0003]
发明内容
[0004]
为了解决现有技术中采样运输等对人工依赖较大,并且采样规范性以及样品质量也存在一定问题的技术问题,本发明提供了一种径流水样采集装置来解决上述问题。
[0005]
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种径流水样采集装置,包括采样箱、位于所述采样箱内部的过滤收集装置、水样分装装置、采样瓶装置以及驱动装置;所述过滤收集装置位于所述采样箱的顶部。
[0006]
所述水样分装装置包括由底部设有环形齿圈的旋转仓,位于所述旋转仓底部的旋转支撑光柱以及与所述旋转仓底部出水口连接的导流管,所述旋转仓顶部与所述过滤收集装置的底部出口可转动连接,所述旋转仓出水口处设有控制阀。
[0007]
所述采样瓶装置包含套接在所述旋转支撑光柱上的圆环形支撑板、以及若 干布置于所述导流管内流体喷射圆周上的采样瓶,所述采样瓶固定于所述圆环形支撑板上。
[0008]
所述驱动装置包括伺服电机、与所述伺服电机输出轴连接的主动齿轮以及与所述环形齿圈啮合的伞形齿轮,所述伞形齿轮由所述主动齿轮带动旋转,所述伞形齿轮可带动所述旋转仓转动。
[0009]
进一步的,所述过滤收集装置包括位于最上层且一侧与所述采样箱铰接的第一过滤装置、位于中部的第二过滤装置、以及位于所述第二过滤装置下方的漏斗形汇流槽,所述第二过滤装置为滤孔小于所述第一过滤装置的滤孔大小,所述旋转仓的顶部与所述漏斗形汇流槽的底部出口可转动套接。
[0010]
进一步的,所述第一过滤装置包括第一过滤板以及位于所述第一过滤板上方的若干交叉分布的立杆,所述第二过滤装置为孔径小于所述第一过滤板孔径的第二过滤板。
[0011]
进一步的,所述采样瓶装置还包括位于所述支撑板上方与所述旋转支撑光柱固定套接的限位导流板,所述限位导流板的顶面设有适于所述导流管作圆周运动的环形限位槽,底面设有与环形限位槽贯通且与下方的采样瓶瓶口正对的多个出水孔,所述采样瓶瓶口与所述限位导流板的出水孔旋接。
[0012]
进一步的,所述采样瓶装置还包括套接在所述支撑板的下方、带动所述支撑板作竖直往复运动的升降机构,所述采样瓶的中部为可折叠瓶身,所述采样瓶内还设有液位计。
[0013]
优选的,所述支撑板上均匀分布有若干适于放置所述采样瓶的放置槽,所述放置槽的槽深为所述采样瓶正常状态下瓶高的1/2~2/3。
[0014]
进一步的,所述驱动装置还包括若干传动齿轮和凸轮,所述凸轮位于第一过滤板活动侧下方位置,采样箱顶面对应所述凸轮部分为弹性防水层,所述凸 轮经若干所述传动齿轮传动后周期性的抬升所述第一过滤板的活动侧。
[0015]
进一步的,所述径流水样采集装置还包括位于所述采样箱相对两侧边插接通道内的U形定位杆,所述U形定位杆底部为锥形,U形定位杆上沿高度方向还依次设有不可脱出所述插接通道的固定限位块以及可脱出所述插接通道的弹性限位块,且所述固定限位块位于所述U形定位杆的U形开口和弹性限位块之间。
[0016]
进一步的,所述径流水样采集装置还包括控制器,所述控制器分别与所述控制阀、所述液位计、所述升降机构以及所述伺服电机连接。
[0017]
进一步的,所述限位导流板上环形限位槽四周还设有环形槽,所述环形槽底部与所述环形限位槽底部网状连接。
[0018]
本发明的有益效果是:
[0019]
(1)本发明所述的径流水样采集装置,可过滤杂质,样品质量更高,并且可以通过旋转仓的旋转实现连续采样,无需使用人工采集,采样更规范。
[0020]
(2)本发明所述的径流水样采集装置,可以与控制器连接,操作自动化程度高,还可以实现远程操作。
[0021]
(3)本发明所述的径流水样采集装置,可以通过U形定位杆将采样箱固定在泥土地面上,并且U形定位杆可以作为提手,箱体使用运输便利,结构稳定可靠,且成本较低。

附图说明

[0022]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0023]
图1是本发明所述的径流水样采集装置的具体实施方式的截面示意图;
[0024]
图2是本发明所述的径流水样采集装置的具体实施方式中第一过滤装置结 构示意图;
[0025]
图3是本发明所述的径流水样采集装置的具体实施方式中限位导流板俯视结构示意图;
[0026]
图4是本发明所述的径流水样采集装置的具体实施方式中采样瓶与限位导流板连接结构示意图;
[0027]
图5是本发明所述的径流水样采集装置的具体实施方式中U形定位杆结构示意图。
[0028]
图中,1、采样箱,2、过滤收集装置,22、第一过滤装置,221、把手,222、立杆,223、第一过滤板,21、第二过滤装置,23、漏斗形汇流槽,3、水样分装装置,31、出水口,32、旋转支撑光柱,33、导流管,34、密封圈,35、环形齿圈,41、限位导流板,411、环形限位槽,412、环形槽,42、支撑板,43、放置槽,44、升降机构,45、采样瓶,6、驱动装置,61、伞形齿轮,62、主动齿轮,63、传动齿轮,64、凸轮,7、U形定位杆,71、弹性限位块,72、固定限位块。

具体实施方式

[0029]
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
[0030]
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“竖直”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。
[0031]
此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“若干”的含义是两个或两个以上。
[0032]
实施例1,如图1所示,一种径流水样采集装置,包括采样箱1、位于采样箱1内部的过滤收集装置2、水样分装装置3、采样瓶装置以及驱动装置6。
[0033]
所述过滤收集装置2位于采样箱1的顶部,用于对水流进行过滤,提高样品质量。具体的,过滤收集装置2包括位于最上层且一侧与采样箱1铰接的第一过滤装置22、位于中部的第二过滤装置21、以及位于第二过滤装置21下方的漏斗形汇流槽23,第二过滤装置21为滤孔小于第一过滤装置22的滤孔大小。
[0034]
水样分装装置3包括由底部设有环形齿圈35的旋转仓,位于旋转仓底部的旋转支撑光柱32以及与旋转仓底部出水口31连接的导流管33,旋转仓的顶部与所述漏斗形汇流槽23的底部出口可转动套接,连接处设有密封圈34,可避免在旋转过程中水流溢出。
[0035]
采样瓶装置包含套接在旋转支撑光柱32上的圆环形支撑板42、以及若干布置于导流管33内流体喷射圆周上的采样瓶45,采样瓶45固定于圆环形支撑板42上,所述“固定”可以为可拆卸固定,也可以为不可拆卸固定,为便于取出样品,优选用可拆卸固定连接方式,本发明采用但不限于一下连接方式:支撑板42上均匀分布有若干适于放置采样瓶45的放置槽43,放置槽43的槽深为采样瓶45正常状态下瓶高的1/2~2/3,对于瓶身可收缩的采样瓶45而已,所述“正常状态”是指瓶身处于承受应力最小的状态。
[0036]
驱动装置6包括伺服电机、与伺服电机输出轴连接的主动齿轮62以及与环 形齿圈35啮合的伞形齿轮61,伞形齿轮61由主动齿轮62带动旋转,伞形齿轮61可带动旋转仓转动。
[0037]
第一过滤装置22一侧与采样箱1铰接,采完样后,将第一过滤装置22倒置,可以将其上夹杂的杂物倒出,通过两级过滤,可以过滤一些更小的杂物,第二过滤装置21直接架在漏斗形汇流槽23上,后续清洗很方便。旋转仓底部的环形齿圈35,与右侧的伞形齿轮61啮合,在伺服电机的驱动下进行转动。旋转仓底部的环形齿圈35转动时,可以带动导流管33随之转动,将汇集的水样依次分别流至不同的采样瓶45中,旋转仓出水口31处设有控制阀,用于收集完成后,关闭出水口31,等待回收。
[0038]
实施例2,在实施例1的基础上,如图2所示,第一过滤装置22包括第一过滤板223以及位于所述第一过滤板223上方的若干交叉分布的立杆222,所述第二过滤装置21为孔径小于所述第一过滤板223孔径的第二过滤板。第一过滤板223上方设置立杆222,可以避免冲刷的落叶覆盖住下方的过滤板,导致大部分径流直接流过采样装置上方。作为优选的,所示第一过滤板223的活动侧(即图2中的右侧)还设置有把手221。
[0039]
实施例3,为了避免导流管33流出的水样无法准确进入采样瓶45中,在实施例1或者实施例2的基础上,本实施例所述采样瓶装置还包括位于支撑板42上方与旋转支撑光柱32固定套接的限位导流板41,限位导流板41的顶面设有适于导流管33作圆周运动的环形限位槽411,底面设有与环形限位槽411贯通且与下方的采样瓶45瓶口正对的多个出水孔,采样瓶45的瓶口与限位导流板41的出水孔旋接,限位导流板41可以对导流管33的运动轨迹进行准确限位,并通过出水孔保证水样准确流入采样瓶45中。
[0040]
作为优选的,如图3所示,限位导流板41上环形限位槽411四周还设有环 形槽412,环形槽412的下部为倾斜状,环形槽412底部与环形限位槽411底部网状连接,可以使导流管33在移位过程中流出的水样回流至前采样瓶45中/后采样瓶45中,同时还可以起到一定缓流作用,避免水流过急溢出到箱体内。
[0041]
实施例4,在实施例1或者实施例2或者实施例3的基础上,如图1、图5所示,所述径流水样采集装置还包括位于所述采样箱1相对两侧边插接通道内的U形定位杆7,所述U形定位杆7底部为锥形,U形定位杆7上沿高度方向还依次设有不可脱出所述插接通道的固定限位块72以及可脱出所述插接通道的弹性限位块71,且所述固定限位块72位于所述U形定位杆7的U形开口和弹性限位块71之间。弹性限位块71为两个V形块,中间通过弹簧连接,当U形定位杆7作为提手搬运采样箱1时,将其拉出至弹性限位块71,此时U形定位杆7底部的锥形隐藏在箱体内,弹性限位块71卡在所述插接通道的外部,可以保证其底部不脱出;当U形定位杆7作为固定结构时,在选择合适位置后,下压U形定位杆7将弹性限位块71压入所述插接通道内,即可将其与底部土体固定,避免移位等情况。
[0042]
实施例5,在实施例2的基础上,驱动装置6还包括若干传动齿轮63和凸轮64,如图1所示,凸轮64位于第一过滤板223活动侧即右侧下方位置,采样箱1顶面对应所述凸轮64部分为弹性防水层,凸轮64经若干所述传动齿轮63传动后周期性的抬升所述第一过滤板223的右侧。伺服电机转动时,除了可以带动伞形齿轮61传动旋转仓转动,还可以带动经过传动连接的凸轮64,在凸轮64周期性的转动过程中,凸轮64可以抬升上方的第一过滤板223的右侧,且不至于使水进入箱体内,安装时,第一过滤板223右侧对应水流方向始端,周期性的抬升过程中,可以通过下方的水流将上方夹杂的杂物冲走,或是重力作用滑落,避免堆积,凸轮64可以根据需要设置合适的形状,在短暂时间内第二过 滤板起全部过滤作用。
[0043]
作为优选的,采样瓶装置还包括套接在支撑板42的下方、带动支撑板42作竖直往复运动的升降机构44,如图4所示,采样瓶45中部为可折叠瓶身,通过底部的支撑板42的高度调节,可以实现容量的变化,可根据需要设定几组固定的容量对应的升降机构44的伸缩量,结合采样瓶45内的液位计采集数据,当采样瓶45的瓶底与放置槽43卡接时,取出采样瓶45时,只需将支撑板42降至低处,旋开采样瓶45与限位导流板41的连接处,密封瓶口即可,升降机构44为现有技术,可以采用但不限于齿轮与丝杆传动升降、气缸推动升降等。
[0044]
作为优选的,所述径流水样采集装置还包括控制器,所述控制器分别与所述控制阀、所述液位计、所述升降机构44以及所述伺服电机连接,可以采用实地仪表控制;或是通过将控制器与无线通信模块连接进行远程操控。控制器为普通单片机,本实施例采用的控制器型号为MR-D0808-S。
[0045]
使用时,可以根据天气信息,经验等信息预估降雨量,设置合适的采样量体积,采样完成后,旋转仓底部的控制阀关闭,等待后续装置回收,采样箱1可以侧边开口,方便采样瓶45一一取出,取出后将采样瓶45瓶口密封即可。
[0046]
在本说明书中,对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。
[0047]
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

权利要求书

[权利要求 1]
一种径流水样采集装置,其特征在于:包括采样箱(1)、位于所述采样箱(1)内部的过滤收集装置(2)、水样分装装置(3)、采样瓶装置以及驱动装置(6);所述过滤收集装置(2)位于所述采样箱(1)的顶部; 所述水样分装装置(3)包括由底部设有环形齿圈(35)的旋转仓,位于所述旋转仓底部的旋转支撑光柱(32)以及与所述旋转仓底部出水口(31)连接的导流管(33),所述旋转仓顶部与所述过滤收集装置(2)的底部出口可转动连接,所述旋转仓出水口(31)处设有控制阀; 所述采样瓶装置包含套接在所述旋转支撑光柱(32)上的圆环形支撑板(42)、以及若干布置于所述导流管(33)内流体喷射圆周上的采样瓶(45),所述采样瓶(45)固定于所述圆环形支撑板(42)上; 所述驱动装置(6)包括伺服电机、与所述伺服电机输出轴连接的主动齿轮(62)以及与所述环形齿圈(35)啮合的伞形齿轮(61),所述伞形齿轮(61)由所述主动齿轮(62)带动旋转,所述伞形齿轮(61)可带动所述旋转仓转动。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的径流水样采集装置,其特征在于:所述过滤收集装置(2)包括位于最上层且一侧与所述采样箱(1)铰接的第一过滤装置(22)、位于中部的第二过滤装置(21)、以及位于所述第二过滤装置(21)下方的漏斗形汇流槽(23),所述第二过滤装置(21)为滤孔小于所述第一过滤装置(22)的滤孔大小,所述旋转仓的顶部与所述漏斗形汇流槽(23)的底部出口可转动套接。
[权利要求 3]
根据权利要求2所述的径流水样采集装置,其特征在于:所述第一过滤装置(22)包括第一过滤板(223)以及位于所述第一过滤板(223)上方的若干交叉分布的立杆(222),所述第二过滤装置(21)为孔径小于所述第一过滤板(223)孔径的第二过滤板。
[权利要求 4]
根据权利要求1所述的径流水样采集装置,其特征在于:所述采样瓶装置还包括位于所述支撑板(42)上方与所述旋转支撑光柱(32)固定套接的限位导流板(41),所述限位导流板(41)的顶面设有适于所述导流管(33)作圆周运动的环形限位槽(411),底面设有与环形限位槽(411)贯通且与下方的采样瓶(45)瓶口正对的多个出水孔,所述采样瓶(45)瓶口与所述限位导流板(41)的出水孔旋接。
[权利要求 5]
根据权利要求1所述的径流水样采集装置,其特征在于:所述采样瓶装置还包括套接在所述支撑板(42)的下方、带动所述支撑板(42)作竖直往复运动的升降机构(44),所述采样瓶(45)的中部为可折叠瓶身,所述采样瓶(45)内还设有液位计。
[权利要求 6]
根据权利要求5所述的径流水样采集装置,其特征在于:所述支撑板(42)上均匀分布有若干适于放置所述采样瓶(45)的放置槽(43),所述放置槽(43)的槽深为所述采样瓶(45)正常状态下瓶高的1/2~2/3。
[权利要求 7]
根据权利要求2所述的径流水样采集装置,其特征在于:所述驱动装置(6)还包括若干传动齿轮(63)和凸轮(64),所述凸轮(64)位于第一过滤板(223)活动侧下方位置,采样箱(1)顶面对应所述凸轮(64)部分为弹性防水层,所述凸轮(64)经若干所述传动齿轮(63)传动后周期性的抬升所述第一过滤板(223)的活动侧。
[权利要求 8]
根据权利要求1所述的径流水样采集装置,其特征在于:所述径流水样采集装置还包括位于所述采样箱(1)相对两侧边插接通道内的U形定位杆(7),所述U形定位杆(7)底部为锥形,U形定位杆(7)上沿高度方向还依次设有不可脱出所述插接通道的固定限位块(72)以及可脱出所述插接通道的弹性限位块(71),且所述固定限位块(72)位于所述U形定位杆(7)的U形开口 和弹性限位块(71)之间。
[权利要求 9]
根据权利要求5所述的径流水样采集装置,其特征在于:所述径流水样采集装置还包括控制器,所述控制器分别与所述控制阀、所述液位计、所述升降机构(44)以及所述伺服电机电连接。
[权利要求 10]
根据权利要求4所述的径流水样采集装置,其特征在于:所述限位导流板(41)上环形限位槽(411)四周还设有环形槽(412),所述环形槽(412)底部与所述环形限位槽(411)底部网状连接。

附图

[ 图 1]
[ 图 2]
[ 图 3]
[ 图 4]
[ 图 5]