重力活塞式采水器的制造方法
【專利摘要】本發明屬于采水設備【技術領域】，尤其涉及一種重力活塞式采水器。包括位于中部的缸筒、位于缸筒頂部的上框架和位于缸筒底部的下框架；在缸筒內設有活塞、在缸筒外壁的底部設有帶有閥門的出水口；在缸筒的頂壁上設有進水口，在該進水口內插設有底端連接至活塞頂部的拉桿，在拉桿的頂部設有鎖頭；所述進水口的上端和下端均為錐形臺形狀的敞口，鎖頭的下端以及拉桿與活塞的連接部均設有錐形密封臺，兩個錐形密封臺分別與位于上方的敞口和位于下方的敞口配合；在所述上框架的頂部還設有用于卡住鎖頭并在使錘作用下松開鎖頭的釋放機構。本發明的采水器結構簡單、操作便捷、能夠確保水樣不被交叉污染。
【專利說明】重力活塞式采水器
【技術領域】
[0001]本發明屬于采水設備【技術領域】，尤其涉及一種重力活塞式采水器。
【背景技術】
[0002]在海洋化學等的采樣過程中，涉及到海面以下各層水樣的采集時通常用到采水器。采水器一般包括采水筒以及與采水筒相連的、在不同深度控制動作的采水器開關，根據不同的設計，觸發采水器開關動作響應的形式可以是使錘觸發、壓力開關元件觸發或線纜控制觸發等形式。動作原理一般為:將采水器下放到預定深度，啟動觸發裝置將完成采水的采水器封閉。現有技術中的采水器一般結構復雜、操作繁瑣、完成采水后的采水筒其密封性能也難以保證，導致采水器上升的過程中水樣與外界水體未充分隔離。
【發明內容】
[0003]本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種結構簡單、操作便捷、確保水樣不被交叉污染的重力活塞式采水器。
[0004]本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:重力活塞式采水器包括位于中部的缸筒、位于缸筒頂部的上框架和位于缸筒底部的下框架；在缸筒內設有活塞、在缸筒外壁的底部設有帶有閥門的出水口 ；在缸筒的頂壁上設有進水口，在該進水口內插設有底端連接至活塞頂部的拉桿，在拉桿的頂部設有鎖頭；所述進水口的上端和下端均為錐形臺形狀的敞口，鎖頭的下端以及拉桿與活塞的連接部均設有錐形密封臺，兩個錐形密封臺分別與位于上方的敞口和位于下方的敞口配合；在所述上框架的頂部還設有用于卡住鎖頭并在使錘作用下松開鎖頭的釋放機構。
[0005]本發明的優點和積極效果是:由于采用了上述設計，本發明結構簡單、輕便小巧、單人小船即可完成采樣工作。通過采用活塞式動作原理，整個采水器的采水部件在下放和回收的過程中始終保持密封狀態，因此不會產生水樣的污染，完全能夠滿足海洋生態環境監測的水樣采集工作。同時，整個采樣過程簡單便捷，動作部件的復位操作便捷，采水深度可根據需要人工設定。
[0006]優選地:所述釋放機構包括與上框體固接的法蘭盤，在法蘭盤的頂部固接有與鋼絲繩連接的鋼絲繩接頭；在法蘭盤的底部固接有機構本體，在機構本體內設有橫向的軸孔，在該軸孔內設有推桿；所述推桿包括彈力作用段、細徑段和粗徑段，在彈力作用段和細徑段之間設有凸臺，在彈力作用段套設有推桿彈簧，該推桿彈簧采用套設在推桿端部并與機構本體固接的鎖緊螺絲鎖緊；在機構本體的底部設有與軸孔貫通的豎直的中心孔，鎖頭包括位于上方的用于插入中心孔的芯軸，在芯軸上設有橫向的過孔以及由頂部貫通至該過孔的槽口，所述過孔的直徑大于推桿粗徑段的直徑，所述槽口的寬度大于推桿細徑段的直徑且小于粗徑段的直徑；在粗徑段上設有徑向的插孔，在機構本體的底部設有貫通至軸孔的銷孔，在該銷孔內設有銷軸；還包括將銷軸向下拔出的擊打釋放裝置。
[0007]優選地:所述擊打釋放裝置包括固接于銷軸底端的導向桿連接板以及底端與導向桿連接板固接、中部位于開設在法蘭盤上的豎直通孔內、頂部固接有擊打環的導向桿，在導向桿位于法蘭盤與擊打環之間的部分套設有導向桿彈簧；所述擊打環套設在鋼絲繩上。
[0008]優選地:所述銷軸和導向桿兩者的軸線平行且均垂直于所述推桿的軸線。
[0009]優選地:所述推桿、拉桿和銷軸三者的軸線共面。
[0010]優選地:所述鋼絲繩與拉桿兩者的軸線共線。
[0011]優選地:所述鋼絲繩接頭與法蘭盤之間采用螺紋連接。
[0012]優選地:在推桿粗徑段的外端設有矩形截面的連接桿，在機構本體上、軸孔的外端設有矩形截面的連接孔，所述連接桿由該連接孔伸出并在端部設有按柄。
[0013]優選地:在所述下框架的底部還設有可旋動的、用于將活塞頂起的頂絲。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的主視結構示意圖及局部剖視圖；
[0015]圖2是圖1中釋放機構的主視結構示意圖及局部剖視圖；
[0016]圖3是圖2中A向結構示意圖及局部剖視圖。
[0017]圖中:1、鋼絲繩接頭；2、釋放機構；2-1、鎖緊螺絲；2-2、機構本體；2-3、推桿彈簧；2-4、推桿；2-5、導向桿連接板；2-6、銷軸；2-7、按柄；2_8、法蘭盤；2-9、內六角螺釘；2-10、導向桿；2-11、導向桿彈簧；2-12、擊打環；3、上框架；
4、拉桿；5、缸筒；6、活塞；7、出水口； 8、下框架；9、鎖頭；10、進水口； 11、頂絲。
【具體實施方式】
[0018]為能進一步了解本發明的
【發明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例詳細說明如下:
[0019]請參見圖1，本發明包括位于中部的缸筒5、位于缸筒5頂部的上框架3和位于缸筒5底部的下框架8，在缸筒5內設有活塞6、在缸筒5外壁的底部設有帶有閥門的出水口
7。缸筒5用于存放采水水樣，水樣由出水口 7放出。
[0020]采水水樣的進水口 10設置在缸筒5的頂壁上，在該進水口 10內插設有底端連接至活塞6頂部的拉桿4，在拉桿4的頂部設有鎖頭9。缸筒5、拉桿4和活塞6三者構成類似注射器的結構，當活塞6和拉桿4向下移動，采水水樣即由進水口 10進入缸筒5。為了避免采水水樣被采水器與水樣接觸的部件所污染，本實施例中可以將采水器與水樣接觸的部件如缸筒5的內壁、缸筒5的頂壁和活塞6的頂壁采用化學性質更為穩定的聚四氟乙烯材料制造，上述材料不會吸附和溶出油類物質，因此本采水器還可以作為含油水樣的采集。
[0021]進水口 10的上端和下端均為錐形臺形狀的敞口，鎖頭9的下端以及拉桿4與活塞6的連接部均設有錐形密封臺，兩個錐形密封臺分別與位于上方的敞口和位于下方的敞口配合，實現密封。當向上拉動拉桿4帶動活塞6到達上極限位置，活塞6頂部的錐形密封臺插入進水口 10位于下方的敞口中，此時缸筒5處于密封狀態，整個采水器在水中下放的過程中均保持密封。當到達預定深度，釋放拉桿4及活塞6使兩者依靠自身重力下降，水樣即進入缸筒5內，當拉桿4及活塞6到達下極限位置時，鎖頭9下端的錐形密封臺插入進水口10上方的敞口中，缸筒5再次處于密封狀態，整個采水器在水中回收上升的過程中均保持密封狀態，有效地保證了外界水樣與采集水樣之間的隔離。
[0022]在上框架3的頂部還設有用于卡住鎖頭9并在使錘作用下松開鎖頭9的釋放機構，該機構是本采水器動作的關鍵機構。
[0023]圖2和圖3展示了釋放機構2的具體結構，可以看出:釋放機構2包括與上框體3固接的法蘭盤2-8，在法蘭盤2-8的頂部固接有與鋼絲繩連接的鋼絲繩接頭I。鋼絲繩作為船體與采水器之間的連接部件，通過計量其放開的長度可以得知采水器當前所在深度信息。本實施例中，鋼絲繩接頭I與法蘭盤2-8之間采用螺紋連接，提升安裝與拆卸維護的便捷性。
[0024]在法蘭盤2-8的底部采用多個內六角螺釘2-9固接有機構本體2_2，在機構本體2-2內設有橫向的軸孔，在該軸孔內設有推桿2-4。推桿2-4包括彈力作用段、細徑段和粗徑段，在彈力作用段和細徑段之間設有凸臺，在彈力作用段套設有推桿彈簧2-3，該推桿彈簧2-3采用套設在推桿2-4端部并與機構本體2-2固接的鎖緊螺絲2-1鎖緊。
[0025]在機構本體2-2的底部設有與軸孔貫通的豎直的中心孔，鎖頭9包括位于上方的用于插入該中心孔的芯軸，在芯軸上設有橫向的過孔以及由頂部貫通至該過孔的槽口，其中過孔的直徑大于推桿2-4粗徑段的直徑，槽口的寬度大于推桿2-4細徑段的直徑且小于粗徑段的直徑。在粗徑段上設有徑向的插孔，在機構本體2-2的底部設有貫通至軸孔的銷孔，在該銷孔內設有銷軸2-6，銷軸2-6向上插入插孔內即可對推桿2-4的橫向位置進行固定，將銷軸2-6由插孔內拔出時推桿2-4即可復位。
[0026]對鎖頭9進行固定的動作原理為:鎖頭9的芯軸向上插入機構本體2-2的中心孔內，推桿2-4的細徑段由槽口向下進入過孔內，橫向推動推桿2-4使粗徑段進入過孔，推桿2-4移動到直至銷軸2-6向上能夠插入插孔中進行鎖定，此時推桿彈簧2-3處于壓縮狀態。
[0027]將銷軸2-6向下拔出的操作由擊打釋放裝置實現。本實施例中，擊打釋放裝置包括固接于銷軸2-6底端的導向桿連接板2-5以及底端與導向桿連接板2-5固接、中部位于開設在法蘭盤2-8上的豎直通孔內、頂部固接有擊打環2-12的導向桿2-10,在導向桿2-10位于法蘭盤2-8與擊打環2-12之間的部分套設有導向桿彈簧2-11，擊打環2-12套設在鋼絲繩上。
[0028]對鎖頭9進行釋放的動作原理為:采水器在水下穩定之后，將使錘套設在鋼絲繩上，鎖緊使錘上的防脫螺釘，放手令使錘自由下落。使錘沿鋼絲繩快速下滑，擊打環2-12在使錘的擊打作用下迫使導向桿2-10下移，導向桿連接板2-5向下拔出銷軸2-6，之后推桿2-4在推桿彈簧2-3的作用下復位，即細徑段移動到中部，此時鎖頭9在自身重力的作用下得到釋放。
[0029]本實施例中，為了更好地利用力學原理，實現只需很小的沖擊力即可釋放同一方向的較大負載，對如下部件的位置關系進行了優化設定:銷軸2-6和導向桿2-10兩者的軸線平行且均垂直于推桿2-4的軸線；推桿2-4、拉桿4和銷軸2-6三者的軸線共面；鋼絲繩與拉桿4兩者的軸線共線。
[0030]為了便于實施對推桿2-4的移動及鎖頭9的固定操作，本實施例中在推桿2-4粗徑段的外端設有矩形截面的連接桿，在機構本體2-2上、軸孔的外端設有矩形截面的連接孔，連接桿由該連接孔伸出并在端部設有按柄2-7。矩形截面的連接孔和連接桿的配合還起到防止推桿2-4轉動的作用，銷軸2-6與插孔更容易對正。[0031]完成采水后，整個采水器回收至地面，之后即可對缸筒5內的水樣進行取用。由于在活塞6、拉桿4和水樣三者重力的作用下，鎖頭9上的錐形密封臺插入進水口 10的敞口內實現了密封，故直接打開閥門進行放水時水樣是不會出來的，必須先上提活塞6使缸筒5內恢復常壓。本實施例中，在下框架8的底部還設有可旋動的、用于將活塞頂起的頂絲11。通過旋動頂絲11實現活塞6的微動上升，解除錐形密封臺與進水口 10之間的密封配合。
【權利要求】
1.一種重力活塞式米水器，其特征在于:包括位于中部的缸筒(5)、位于缸筒(5)頂部的上框架(3)和位于缸筒(5)底部的下框架(8);在缸筒(5)內設有活塞(6)、在缸筒(5)外壁的底部設有帶有閥門的出水口(7);在缸筒(5)的頂壁上設有進水口( 10)，在該進水口(10)內插設有底端連接至活塞(6)頂部的拉桿(4)，在拉桿(4)的頂部設有鎖頭(9);所述進水口( 10)的上端和下端均為錐形臺形狀的敞口，鎖頭(9)的下端以及拉桿(4)與活塞(6)的連接部均設有錐形密封臺，兩個錐形密封臺分別與位于上方的敞口和位于下方的敞口配合；在所述上框架(3)的頂部還設有用于卡住鎖頭(9)并在使錘作用下松開鎖頭(9)的釋放機構(2)。
2.如權利要求1所述的重力活塞式采水器，其特征在于:所述釋放機構(2)包括與上框體(3)固接的法蘭盤(2-8)，在法蘭盤(2-8)的頂部固接有與鋼絲繩連接的鋼絲繩接頭(I);在法蘭盤(2-8)的底部固接有機構本體(2-2)，在機構本體(2-2)內設有橫向的軸孔，在該軸孔內設有推桿(2-4);所述推桿(2-4)包括彈力作用段、細徑段和粗徑段，在彈力作用段和細徑段之間設有凸臺，在彈力作用段套設有推桿彈簧(2-3)，該推桿彈簧(2-3)采用套設在推桿(2-4)端部并與機構本體(2-2)固接的鎖緊螺絲(2-1)鎖緊；在機構本體(2-2)的底部設有與軸孔貫通的豎直的中心孔，鎖頭(9)包括位于上方的用于插入中心孔的芯軸，在芯軸上設有橫向的過孔以及由頂部貫通至該過孔的槽口，所述過孔的直徑大于推桿(2-4)粗徑段的直徑，所述槽口的寬度大于推桿(2-4)細徑段的直徑且小于粗徑段的直徑；在粗徑段上設有徑向的插孔，在機構本體(2-2)的底部設有貫通至軸孔的銷孔，在該銷孔內設有銷軸(2-6);還包括將銷軸(2-6)向下拔出的擊打釋放裝置。
3.如權利要求2所述的重力活塞式采水器，其特征在于:所述擊打釋放裝置包括固接于銷軸(2-6)底端的導向桿連接板(2-5)以及底端與導向桿連接板(2-5)固接、中部位于開設在法蘭盤(2-8)上的豎直通孔內、頂部固接有擊打環(2-12)的導向桿(2-10),在導向桿(2-10)位于法蘭盤(2-8)與擊打環(2-12)之間的部分套設有導向桿彈簧(2-11);所述擊打環(2-12)套設在鋼絲繩上。
4.如權利要求3所述的重力活塞式采水器，其特征在于:所述銷軸(2-6)和導向桿(2-10)兩者的軸線平行且均垂直于所述推桿(2-4)的軸線。
5.如權利要求3所述的重力活塞式采水器，其特征在于:所述推桿(2-4)、拉桿(4)和銷軸(2-6)三者的軸線共面。
6.如權利要求3所述的重力活塞式采水器，其特征在于:所述鋼絲繩與拉桿(4)兩者的軸線共線。
7.如權利要求3所述的重力活塞式采水器，其特征在于:所述鋼絲繩接頭(I)與法蘭盤(2-8 )之間采用螺紋連接。
8.如權利要求2至7任一項所述的重力活塞式采水器，其特征在于:在推桿(2-4)粗徑段的外端設有矩形截面的連接桿，在機構本體(2-2)上、軸孔的外端設有矩形截面的連接孔，所述連接桿由該連接孔伸出并在端部設有按柄(2-7 )。
9.如權利要求2至7任一項所述的重力活塞式采水器，其特征在于:在所述下框架(8)的底部還設有可旋動的、用于將活塞(6)頂起的頂絲(U)。
【文檔編號】F16K1/00GK103674616SQ201310722484
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月17日 優先權日:2013年12月17日
【發明者】張靜, 李力平, 何福來, 王鑫平, 孫培艷 申請人:天津市海華技術開發中心, 國家海洋局北海環境監測中心