專利名稱：一種可控深海采水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采水裝置，具體涉及一種適合深海條件工作的可控深海采水裝置。
背景技術(shù)：
采集深海水樣，測(cè)定深海水樣的各項(xiàng)物理和化學(xué)指標(biāo)，了解其組成和狀態(tài)，在大洋礦產(chǎn)資源環(huán)境勘查和海底異常條件的探測(cè)中十分重要，而深海高溫高壓和強(qiáng)腐蝕環(huán)境對(duì)采水裝置提出了更高的要求。目前，采水裝置主要應(yīng)用于內(nèi)陸河流以及海洋上層水體的水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析，用于深海的采水裝置還不多，大都采用兩端開口下放，再閉合采集，因此在采集和提升過程當(dāng)中受到了一定程度的沾污，無(wú)法達(dá)到真實(shí)反映樣品的目的；另外采水器通常無(wú)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，很難準(zhǔn)確了解采水器所處深度及其周圍環(huán)境的狀況和信息，因此不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且很難采集到符合要求的水樣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可控深海采水裝置，不僅滿足深海高溫、高壓強(qiáng)、高腐蝕的工作環(huán)境，可以有效保證采集水樣的真實(shí)性，使水樣不受沾污，而且可根據(jù)需要實(shí)時(shí)地控制采樣過程，以準(zhǔn)確獲取不同深度位置的水樣。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種可控深海采水裝置，包括框架、采水器組、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元及控制單元，其特征在于所述采水器組為若干設(shè)在框架上的獨(dú)立采水器單元，所述驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元包括設(shè)在框架上的電機(jī)及連接電機(jī)和采水器單元的傳動(dòng)裝置，所述控制單元包括甲板控制中心及設(shè)在框架上的水下控制中心。
本發(fā)明的采水裝置框架采用不銹鋼等耐腐蝕材料的粗框式框架結(jié)構(gòu)，框架中部設(shè)有固定板。
優(yōu)選的，所述采水器單元分兩排均勻設(shè)在框架上。
本發(fā)明的采水器單元包括活塞式采水器及限位開關(guān)，活塞式采水器為注射器式設(shè)計(jì)，包括吸水筒、拉力彈簧、下端設(shè)活塞的活塞桿及設(shè)在吸水筒底端的進(jìn)水口單向閥門，吸水筒由聚碳酸脂注塑而成，吸水筒上端設(shè)在固定板上，所述拉力彈簧上端設(shè)在框架頂部，下端設(shè)在活塞上，密封采用活塞與密封圈一體的方式；所述限位開關(guān)采用平面連桿機(jī)構(gòu)，其兩個(gè)固定轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)固定在框架的固定板上。當(dāng)采樣器下水之前，將活塞桿推到吸水筒底部并將限位開關(guān)復(fù)位，使之壓住活塞桿。當(dāng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的搖桿動(dòng)作時(shí)，其繞兩個(gè)固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而失去對(duì)活塞桿限位功能，被壓住的活塞桿在彈簧作用下開始抽水樣。
本發(fā)明的傳動(dòng)裝置為鏈條傳動(dòng)裝置，包括鏈條、由電機(jī)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)的主動(dòng)輪及設(shè)在框架上的若干從動(dòng)輪，在鏈條上設(shè)有至少一個(gè)控制限定開關(guān)動(dòng)作的碰塊，當(dāng)需要采集時(shí)，電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)，固定在鏈條上的碰塊撞擊連桿機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作，施放活塞桿，吸水筒采集水樣。
本實(shí)施例中從動(dòng)輪數(shù)量為一個(gè)，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪設(shè)在框架兩端，采水器單元設(shè)在鏈條外側(cè)，在鏈條內(nèi)側(cè)設(shè)有的鏈條護(hù)罩，鏈條護(hù)罩設(shè)在固定板上。
本發(fā)明的控制單元包括甲板控制中心設(shè)在框架上的水下控制中心和與水下控制中心連通的霍爾開關(guān)元件，霍爾開關(guān)元件設(shè)在固定板上采水器單元旁，霍爾開關(guān)輸出信號(hào)反饋到水下控制中心和甲板控制中心以控制電機(jī)和每個(gè)采水器單元采水動(dòng)作。
本發(fā)明由于采用上述技術(shù)方案，通過甲板控制中心來(lái)控制水下整個(gè)取樣過程，采水器下水之前，將活塞桿推到吸水筒底部并將限位開關(guān)復(fù)位，使之壓住活塞桿，在采水裝置到達(dá)深海指定深度后，甲板控制中心發(fā)出指令給水下控制中心，水下控制中心控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)輪帶動(dòng)鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)，鏈條上的碰塊觸發(fā)連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作，使一個(gè)活塞式采水器開始采集水樣，采水器動(dòng)作完成時(shí)通過霍爾開關(guān)元件將信號(hào)反饋給水下控制中心和甲板控制中心，使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)采水過程完成，如此反復(fù)工作。本發(fā)明利用活塞抽吸采集水樣，采水完成后水樣與外界密封，采集水樣過程無(wú)沾污，本發(fā)明的框架采用不銹鋼等耐腐蝕材料，采水器單元平分成兩排裝放置，可以減少在水中的拖曳阻力，采水器也采用聚碳酸脂材料，因而使得深海采水裝置更加適合深海高溫高壓和腐蝕環(huán)境。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖1為本發(fā)明可控深海采水裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中A-A剖面視圖；圖3為本發(fā)明采水器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明連桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1和圖2所示，為本發(fā)明深海采水裝置的優(yōu)選實(shí)施例，包括框架1、采水組、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元及控制單元本實(shí)施的框架1采用不銹鋼等耐腐蝕材料的框架結(jié)構(gòu)，框架中1部設(shè)有固定板11。
本實(shí)施的采水器組為兩排均勻設(shè)在框架1上的采水器單元2，數(shù)量可按需要設(shè)置，采水器單元2包括固定在固定板上的活塞式采水器21及限位開關(guān)22，如圖4，限位開關(guān)22為連桿機(jī)構(gòu)，其兩個(gè)固定轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)221固定在固定板11上，如圖3，活塞式采水器21為注射器式設(shè)計(jì)，包括吸水筒211、拉力彈簧212、下端設(shè)活塞213的活塞桿214及設(shè)在吸水筒底端的進(jìn)水口單向閥門215，吸水筒由聚碳酸脂注塑而成，吸水筒211上端設(shè)在固定板11上，拉力彈簧212上端設(shè)在框架1頂部，下端連接在活塞213上，密封采用活塞與密封圈一體的方式，當(dāng)采樣器下水之前，將活塞桿推到吸水筒底部并將連桿機(jī)構(gòu)復(fù)位，使之壓住活塞桿。
本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元包括設(shè)在框架1上的電機(jī)3、連接電機(jī)3與采水器單元2的傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置為鏈條傳動(dòng)裝置7，包括鏈條71、由電機(jī)3轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)的主動(dòng)輪72及從動(dòng)輪73，在鏈條71上設(shè)有一個(gè)控制限定開關(guān)22動(dòng)作的碰塊74，碰塊74也可以根據(jù)需要設(shè)置多塊，以便同時(shí)采集多份水樣，主動(dòng)輪72和從動(dòng)輪73設(shè)在框架1兩端，活塞式采水器21設(shè)在鏈條71外側(cè)，在鏈條71內(nèi)側(cè)設(shè)有的鏈條護(hù)罩75，鏈條護(hù)罩75設(shè)在固定板11上，在鏈條上部還設(shè)有防塵板76。
本實(shí)施例的控制單元包括甲板控制中心5、設(shè)在框架1上的水下控制中心6和與水下控制中心6連接的霍爾開關(guān)元件8，霍爾開關(guān)元件設(shè)在固定板上11采水器單元2旁，霍爾開關(guān)元件8與采水器單元2對(duì)應(yīng)動(dòng)作，當(dāng)采水器單元?jiǎng)幼魍瓿蓵r(shí)，霍爾開關(guān)元件動(dòng)作，霍爾開關(guān)輸出信號(hào)反饋到水下控制中心6和甲板控制中心5以控制電機(jī)3和每個(gè)采水器單元2采水過程。
采水裝置的整個(gè)取樣過程是通過甲板控制中心來(lái)控制的，采樣裝置下水之前，將活塞式采水器的活塞桿推到吸水筒底部并將限位開關(guān)復(fù)位，使之壓住活塞桿，在采水裝置到達(dá)深海指定深度后，甲板控制中心發(fā)出指令給水下控制中心，水下控制中心控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)輪帶動(dòng)鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)，鏈條上的碰塊觸發(fā)連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作，使其繞兩個(gè)固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)失去對(duì)活塞桿限位后，被壓住的活塞桿在彈簧作用下開始抽取水樣，活塞式采水器動(dòng)作完成時(shí)通過霍爾開關(guān)元件將信號(hào)反饋給水下控制中心和甲板控制中心，使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)采水過程完成，如此反復(fù)工作，如圖4中連桿機(jī)構(gòu)I和連桿機(jī)構(gòu)II，為兩個(gè)活塞式采水器完成采水前后連桿機(jī)構(gòu)的變化示意圖。本發(fā)明利用活塞抽吸采集水樣，采水完成后水樣與外界密封，采集水樣過程無(wú)沾污，而本發(fā)明的框架采用不銹鋼等耐腐蝕材料，注射器式裝置平分成兩排裝放置，可以減少在水中的拖曳阻力，采水器采用聚碳酸脂材料，因而使得深海采水裝置適合深海高溫高壓和腐蝕環(huán)境。
權(quán)利要求
1.一種可控深海采水裝置，包括框架(1)、采水器組、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元及控制單元，其特征在于所述采水器組為若干設(shè)在框架上的獨(dú)立采水器單元(2)，所述驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元包括設(shè)在框架上的電機(jī)(3)及連接電機(jī)(3)和采水器單元(2)的傳動(dòng)裝置，所述控制單元包括甲板控制中心(5)及設(shè)在框架(1)上的水下控制中心(6)。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述一種可控深海采水裝置，其特征在于所述框架(1)采用不銹鋼等耐腐蝕材料的粗框式框架結(jié)構(gòu)，框架(1)中部設(shè)有固定板(11)。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述一種可控深海采水裝置，其特征在于所述采水器單元(2)分兩排均勻設(shè)在框架(1)上。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述一種可控深海采水裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元包括電機(jī)(3)及傳動(dòng)裝置(7)，傳動(dòng)裝置(7)包括鏈條(71)、由電機(jī)(3)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)的主動(dòng)輪(72)及設(shè)在框架(1)上的從動(dòng)輪(73)，在鏈條(71)上設(shè)有至少一個(gè)控制限定開關(guān)(22)動(dòng)作的碰塊(74)。
5.據(jù)權(quán)利要求4所述一種可控深海采水裝置，其特征在于所述從動(dòng)輪(73)為一個(gè)，電機(jī)(3)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)的主動(dòng)輪(72)和從動(dòng)輪(73)設(shè)在框架(1)兩端，采水器單元(2)設(shè)在鏈條(71)外側(cè)，在鏈條(71)內(nèi)側(cè)設(shè)有的鏈條護(hù)罩(75)，鏈條護(hù)罩(75)設(shè)在固定板(11)上。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述一種可控深海采水裝置，其特征在于所述采水器單元(2)包括活塞式采水器(21)及限位開關(guān)(22)，活塞式采水器(21)為注射器式設(shè)計(jì)，包括吸水筒(211)、拉力彈簧(212)、下端設(shè)活塞(213)的活塞桿(214)及設(shè)在吸水筒(211)底端的進(jìn)水口單向閥門(215)，吸水筒(211)上端設(shè)在固定板(11)上，所述拉力彈簧(212)上端設(shè)在框架(1)頂部，下端設(shè)在活塞(213)上，所述限位開關(guān)(22)采用平面連桿機(jī)構(gòu)，其兩個(gè)固定轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)(221)固定在框架(1)的固定板(11)上。
7.據(jù)權(quán)利要求6所述一種可控深海采水裝置，其特征在于所述吸水筒(211)由聚碳酸脂注塑而成。
8.據(jù)權(quán)利要求1所述一種可控深海采水裝置，其特征在于所述控制單元還設(shè)有與水下控制中心(6)連通的霍爾開關(guān)元件(8)，霍爾開關(guān)元件(8)與采水器單元(2)對(duì)應(yīng)動(dòng)作，霍爾開關(guān)輸出信號(hào)反饋到水下控制中心(6)和甲板控制中心(5)以控制電機(jī)(3)對(duì)每個(gè)采水器單元(2)采水動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可控深海采水裝置，包括框架、采水器組、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元及控制單元，采水器組由若干獨(dú)立的采水器單元組成，采水器單元包括活塞式采水器及連桿機(jī)構(gòu)式限位開關(guān)，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元包括設(shè)在框架上的電機(jī)及連接電機(jī)及采水器單元的傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置為鏈條傳動(dòng)，鏈條上設(shè)有控制限位開關(guān)動(dòng)作的碰塊，控制單元包括甲板上的控制中心及設(shè)在框架上的水下控制中心和霍爾開關(guān)元件。本發(fā)明不僅滿足深海高溫、高壓強(qiáng)、高腐蝕的工作環(huán)境，可以有效保證采集水體樣本的真實(shí)性，使樣本水體不受沾污，而且可根據(jù)需要在不同深度位置實(shí)時(shí)的控制采樣動(dòng)作，以準(zhǔn)確獲取不同深度位置的水體樣本。
文檔編號(hào)G01N1/14GK1789955SQ20051006192
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2005年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月9日
發(fā)明者潘建明, 錢鑫炎, 張海生, 薜斌, 劉小涯, 武光海, 楊俊毅 申請(qǐng)人:國(guó)家海洋局第二海洋研究所