電磁式海水取樣裝置的制作方法

本發明涉及海水取樣領域，尤其是一種電磁式海水取樣裝置。

背景技術：

海水是流動的，對于人類來說，可用水量是不受限制的。海水是名符其實的液體礦藏，平均每立方公里的海水中有3570萬噸的礦物質，世界上已知的100多種元素中，80％可以在海水中找到。海水還是陸地上淡水的來源和氣候的調節器，世界海洋每年蒸發的淡水有450萬立方公里，其中90％通過降雨返回海洋，10％變為雨雪落在大地上，然后順河流又返回海洋，海水淡化技術正在發展成為產業，有人預計，隨著生態環境的惡化，人類解決水荒的最后途徑很可能是對海水的淡化。

水質采樣器是采集水質樣品的一種裝置，有水質人工取樣器和水質自動取樣器兩種。其中水質人工取樣器的成本較低，目前使用較廣泛。但是，現有的水質人工取樣器在海洋中使用時操作不便，穩定可靠性差，取樣精度低，且能耗高；并且現有的取樣器每次采樣的海水量有限，并且一次采樣只能采取位于某一深度的海水，無法對多種深度的海水同時取樣。

技術實現要素：

本發明的目的在于解決現有技術中存在的上述問題，提出了一種電磁式海水取樣裝置，其結構簡單，操作方便，取樣精度和效率高。

本發明的技術方案是：一種電磁式海水取樣裝置，包括取樣瓶，其中，還包括自動取樣機構，所述取樣瓶包括上封蓋、取樣瓶體、下封蓋和中心軸，中心軸依次貫穿上封蓋、取樣瓶體和下封蓋的中心，下封蓋的底部與中心軸固定連接，上封蓋和取樣瓶體連接，上封蓋和中心軸滑動連接，上封蓋位于取樣瓶體的上方，下封蓋位于取樣瓶體的下方；

所述自動取樣機構包括通電線圈、重塊、連接折桿、套筒和重塊釋放單元，套筒中部與上封蓋固定連接，中心軸設置在套筒內，且套筒沿中心軸上下滑動，所述重塊設置在上封蓋的上方，重塊沿中心軸上下滑動，重塊設置在套筒的外側，重塊和套筒之間設有固定板，固定板與中心軸固定連接，通電線圈與中心軸的頂部連接，通電線圈與重塊通過電磁力連接，所述套筒的底部設有限位凸起，套筒通過限位凸起與取樣瓶體的頂部連接；

所述連接折桿設置在上封蓋的上方，包括固定部和彎折部，彎折部與固定部的一端固定連接，且彎折部與固定部傾斜連接，連接折桿與固定板鉸接，套筒上設有凹槽，連接折桿的固定部的一端卡在凹槽內，重塊位于連接折桿的上方，連接折桿的彎折部設置在重塊的外側，沿套筒的外圓周方向間隔設置數個連接折桿；

所述重塊釋放單元設置在下封蓋環形表面的外側，且沿下封蓋的環形外表面間隔設置，所述重塊釋放單元包括轉動板、重塊掛鉤和固定塊，轉動板和重塊掛鉤均固定在固定塊上，轉動板位于重塊掛鉤的上方，固定塊與下封蓋的外表面固定連接。

本發明中，所述套筒包括上套筒和下套筒，上套筒設置在上封蓋的上方，上套筒與上封蓋的頂部表面固定連接，下套筒設置在上封蓋的下方，下套筒與上封蓋的底部表面固定連接，下套筒的底部設有限位凸起，中心軸設置在上套筒和下套筒內，且上套筒和下套筒沿中心軸上下滑動，重塊設置在上套筒的外側，重塊和上套筒之間設有固定板，上套筒上設有凹槽，沿上套筒的外圓周方向間隔設置數個連接折桿。

所述連接折桿與扭簧連接，其中扭簧的中部套在與固定板固定連接的軸上，扭簧的上端與連接折桿連接，扭簧的下端與上套筒連接。通過設置扭簧使連接折桿的角度和位置固定，還實現了海水取樣工作完成后上套筒和連接折桿的自動復位。

所述自動取樣機構還包括固定套，固定套設置在取樣瓶體的頂部，固定套設置在下套筒的底部，固定套的內表面固定有連接環，固定套和下套筒之間通過連接環連接，所述連接環包括外環、連接桿和內環，外環和內環之間通過數根連接桿固定連接，外環與固定套的內表面固定連接，下套筒設置在內環內，限位凸起位于內環的下方，內環的尺寸小于限位凸起的尺寸，連接環卡在限位凸起的上方，實現了下套筒與取樣瓶體的連接。

所述轉動塊包括自由端和限位端，自由端和限位端固定連接，其固定連接處通過轉軸Ⅰ與固定塊轉動連接，轉軸Ⅰ處設有扭簧，自由端朝向下封蓋，自由端位于取樣瓶體的正下方，限位端與重塊掛鉤接觸；所述重塊掛鉤包括掛鉤體，掛鉤體通過轉軸Ⅱ與固定塊轉動連接，所述掛鉤體的頂部設置限位凸起，轉動塊的限位端設置在限位凸起的外側，掛鉤體的底部朝向下封蓋的一側設有用于懸掛重物的鉤子，鉤子的鉤尖朝向外側，轉軸Ⅱ處設有扭簧。

所述上封蓋與取樣瓶體的接觸處設有密封件，下封蓋與取樣瓶體的接觸處設有密封件。通過設置密封件，可以保證海水進入取樣瓶體內后，海水不會從取樣瓶內流出。

所述連接折板的彎折部的方向朝上。重塊下降帶動連接折板轉動，轉動過程中，當重塊下降到一定高度后，通過彎折部和固定部的共同作用，使重塊停止下降。所述中心軸內固定有拉繩。電磁式海水取樣裝置取樣結束后，通過拉繩將電磁式海水取樣裝置從海水中取出。

本發明的有益效果：該電磁式海水取樣裝置操作簡單，所需能耗非常少，操作穩定性好，取樣精度高，電磁線圈大大提高了該取樣裝置的操作準確性。。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是自動取樣機構的結構示意圖；

圖3是重塊釋放單元的局部放大圖；

圖4是連接環的主視圖。

圖中：1上套筒；101凹槽；2連接折桿；3扭簧；4上封蓋；5固定套；6連接環；601外環；602連接桿；603內環；7取樣瓶體；8下封蓋；9轉動板；901自由端；902限位端；10重物掛鉤；1001限位凸起；1002鉤子；11固定塊；12下套筒；1201限位凸起；13固定板；14重塊；15中心軸；16轉軸Ⅰ；17轉軸Ⅱ；18通電線圈。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。

本發明所述的電磁式海水取樣裝置如圖1所示，包括自動取樣機構和取樣瓶，其中取樣瓶包括上封蓋4、取樣瓶體7、下封蓋8和中心軸15，中心軸15依次貫穿上封蓋、取樣瓶體和下封蓋的中心，其中下封蓋8與中心軸15的底部固定連接，上封蓋4和中心軸15滑動連接，上封蓋4可以沿中心軸15上下滑動。上封蓋4位于取樣瓶體7的上方，下封蓋8位于取樣瓶體7的下方，上封蓋4與取樣瓶體7的接觸處設有密封件，下封蓋8與取樣瓶體7的接觸處設有密封件。通過設置密封件，可以保證海水進入取樣瓶體7內后，海水不會從取樣瓶內流出。中心軸15內固定有拉繩，電磁式海水取樣裝置取樣結束后，通過拉繩將電磁式海水取樣裝置從海水內取出。

如圖1和圖2所示，所述自動取樣機構包括通電線圈18、重塊14、連接折桿2、套筒、固定套5和重塊釋放單元，上封蓋4與套筒的中部固定連接，其中，套筒包括下套筒12和上套筒1，上套筒1設置在上封蓋4的上方，且上套筒1與上封蓋4固定連接，下套筒12設置上封蓋4的下方，且下套筒12與下封蓋4固定連接，上套筒1和下套筒12與中心軸15同軸，中心軸15設置在上套筒1和下套筒12內，且上套筒1和下套筒12沿中心軸15上下滑動。所述上封蓋4的上方設有重塊14，重塊14沿中心軸15上下滑動，重塊14設置在上套筒12的外側，重塊14和上套筒12之間設有固定板13，固定板13與中心軸15固定連接。通電線圈18與中心軸15的頂部連接，如圖1所示，通電線圈18帶電，通電線圈18產生磁場，通電線圈18通過電磁吸引力與重塊14連接。通電線圈18斷電后，其電磁場消失，通電線圈18和重塊14之間失去電磁吸引力，重塊14在重力作用下沿中心軸向下運動。

所述連接折桿2包括固定部和彎折部，彎折部與固定部的一端固定連接，且彎折部與固定部之間呈一定的角度，其固定部通過轉軸與固定板13鉸接，從而實現了連接折桿2的轉動。所述連接折桿2與扭簧3連接，其中扭簧3的中部套在與固定板13固定連接的軸上，扭簧3的上端與連接折桿2連接，下端與上套筒1連接，如圖2所示的扭簧3處于未扭轉狀態。上套筒1上設有凹槽101，連接折桿2的固定部的自由端卡在凹槽101內，從而使上套筒12的位置固定，連接折桿的彎折部設置在重塊14的外側，重塊14位于連接折桿2的上方。本發明中，沿上套筒12的外圓周方向間隔設置多個連接折桿2，本實施例中設置了兩個連接折桿。當重塊14下降至連接折桿2上時，使連接折桿2沿轉軸旋轉，從而使連接折桿2固定部的一端離開凹槽101，上套筒1、上封蓋4和下套筒12由于重力作用下降。連接折桿2上的彎折部方向朝上，通過設置彎折部可以對重塊14進行限位，當重塊14下降到一定高度后，通過連接折桿2的轉動，其彎折部和固定部共同作用，使重塊14停止下降。

連接折桿2轉動的同時會壓動扭簧3，并且上套筒12下降過程中會拉動扭簧3，從而使扭簧3具有扭緊力。重塊14離開連接折桿2后，在扭簧3內的扭緊力作用下，使連接折桿、上套筒、上封蓋和下套筒自動復位，連接折桿的一端重新卡在上套筒的凹槽內，從而使上套筒和上封蓋的位置固定。如圖1所示為取樣裝置未工作的狀態，此時通過連接折板2使上套筒和上封蓋的位置固定。

所述固定套5固定在取樣瓶體7的頂部，固定套5設置在下套筒12的底部，固定套5的內側固定有連接環6，固定套5和下套筒12之間通過連接環6連接，下套筒12的底部設有限位凸起1201，連接環6通過限位凸起1201與下套筒12連接。如圖3所示，所述連接環6包括外環601、連接桿602和內環603，外環601和內環603之間通過數根連接桿602固定連接，其中外環601與固定套5的內表面固定連接，下套筒12設置在內環603內，限位凸起101位于內環303的下方，內環603的直徑小于限位凸起1201的尺寸，使連接環6卡在限位凸起1201的上方，從而實現取樣瓶體7與下套筒12和上封蓋4的連接，由于此時上套筒12和上封蓋4的位置固定，因此取樣瓶體7的位置固定，此時取樣瓶體7與下封蓋8之間處于未閉合的狀態。

如圖1所示，所述重塊釋放單元設置在下封蓋8環形表面的外側，且沿下封蓋的環形外表面間隔設置，本實施例中設置兩個重塊釋放單元。所述重塊釋放單元包括轉動板9、重塊掛鉤10和固定塊11，轉動板9和重塊掛鉤10均固定在固定塊11上，固定塊11與下封蓋8的環形外表面固定連接。如圖3所示，轉動板9位于重塊掛鉤10的上方，所述轉動塊9包括自由端901和限位端902，自由端901和限位端902固定連接，其固定連接處通過轉軸Ⅰ16與固定塊11轉動連接，轉軸Ⅰ16處設有扭簧，如圖1所示的扭簧處于非扭曲狀態，自由端901朝向下封蓋8，且自由端901位于取樣瓶體7的正下方，取樣瓶體7下降時，瓶體外側與自由端901的端部接觸，并帶動自由端901下降，從而使轉動板9轉動，限位端902與重塊掛鉤10接觸。所述重塊掛鉤10包括掛鉤體，掛鉤體通過轉軸Ⅱ17與固定塊11轉動連接所述掛鉤體的頂部設置限位凸起1001，轉動塊9的限位端902設置在限位凸起1001的外側，掛鉤體的底部朝向下封蓋8的一側設有鉤子1002，鉤子1002的鉤尖朝向外側，所述鉤子1002用于懸掛重物。轉軸Ⅱ17處也設有扭簧，如圖1所示的扭簧處于扭曲狀態，此時扭簧內存在扭緊力。

該電磁式海水取樣裝置的工作過程如下所述：該取樣裝置的未工作狀態如圖1所示，此時通電線圈18通電，通電線圈18產生電磁場，其對重塊14的電磁吸引力大于重塊15本身的重力，因此通電線圈18和重塊14連接，轉動折板2的一端卡在凹槽101內，從而使上套筒1的位置固定，此時上封蓋4位于取樣瓶體7的上方，下封蓋8位于取樣瓶體7的下方，取樣瓶處于打開的狀態。將該裝置放入海水中的指定深度處，由于取樣瓶處于打開狀態，因此取樣瓶體的內外始終充滿海水。開始取樣時，通電線圈18斷電，其對重塊14的電磁吸引力消失，重塊14在重力作用下沿中心軸向下運動，對轉動折板2施加向下的壓力，從而使轉動折板2轉動，轉動折板2固定部的一端離開上套筒的凹槽101，在重力作用下，上套筒1、上封蓋4和下套筒12沿中心軸下降，下套筒12下降過程中，下套筒12底部的限位凸起1201離開連接環6，此時限位瓶體7不受到任何限位作用，在重力作用下，取樣瓶體7下降，當取樣瓶體7下降至下封蓋8上時，取樣瓶體7停止繼續下降，上封蓋4向下運動至落至固定套5上后停止運動。在取樣瓶體7和上封蓋4的下降過程中，將海水取樣并密封在取樣瓶體7內。與此同時，在取樣瓶體7下降過程中，取樣瓶體7的底部與轉動板9的自由端901接觸，并壓動自由端901向下運動，從而使轉動板9沿轉軸Ⅰ16轉動，轉動板9轉動過程中其限位端902離開限位凸起1001，重塊掛鉤10在轉軸Ⅱ17處的扭簧的扭轉力作用下逆時針方向轉動，重塊掛鉤10轉動的同時帶動起一端的鉤子1002轉動，當鉤子轉動至其鉤尖向下時，鉤子1002上懸掛的重物脫落，從而實現了重物的釋放。