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，測定深海水樣的各項物理和化學(xué)指標，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中十分重要，而深海高溫高壓和強腐蝕環(huán)境對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，無法達到真實反映樣品的目的；另外采水器通常無現(xiàn)場實時監(jiān)控，很難準確了解采水器所處深度及其周圍環(huán)境的狀況和信息，因此不僅費時費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、高腐蝕的工作環(huán)境，可以有效保證采集水樣的真實性，使水樣不受沾污，而且可根據(jù)需要實時地控制采樣過程，以準確獲取不同深度位置的水樣。
為了實現(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)動傳動單元及控制單元，其特征在于所述采水器組為若干設(shè)在框架上的獨立采水器單元，所述驅(qū)動傳動單元包括設(shè)在框架上的電機及連接電機和采水器單元的傳動裝置，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，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)采用平面連桿機構(gòu)，其兩個固定轉(zhuǎn)動點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)傳動機構(gòu)帶動連桿機構(gòu)的搖桿動作時，其繞兩個固定點轉(zhuǎn)動，從而失去對活塞桿限位功能，被壓住的活塞桿在彈簧作用下開始抽水樣。
本發(fā)明的傳動裝置為鏈條傳動裝置，包括鏈條、由電機轉(zhuǎn)軸帶動的主動輪及設(shè)在框架上的若干從動輪，在鏈條上設(shè)有至少一個控制限定開關(guān)動作的碰塊，當(dāng)需要采集時，電機啟動，帶動鏈條轉(zhuǎn)動，固定在鏈條上的碰塊撞擊連桿機構(gòu)，連桿機構(gòu)動作，施放活塞桿，吸水筒采集水樣。
本實施例中從動輪數(shù)量為一個，主動輪和從動輪設(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)有的鏈條護罩，鏈條護罩設(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)輸出信號反饋到水下控制中心和甲板控制中心以控制電機和每個采水器單元采水動作。
本發(fā)明由于采用上述技術(shù)方案，通過甲板控制中心來控制水下整個取樣過程，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轉(zhuǎn)動，主動輪帶動鏈條轉(zhuǎn)動，鏈條上的碰塊觸發(fā)連桿機構(gòu)動作，使一個活塞式采水器開始采集水樣，采水器動作完成時通過霍爾開關(guān)元件將信號反饋給水下控制中心和甲板控制中心，使電機停止轉(zhuǎn)動，一個采水過程完成，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)合附圖對本發(fā)明作進一步說明圖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)明連桿機構(gòu)機構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
如圖1和圖2所示，為本發(fā)明深海采水裝置的優(yōu)選實施例，包括框架1、采水組、驅(qū)動傳動單元及控制單元本實施的框架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為連桿機構(gòu)，其兩個固定轉(zhuǎn)動點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，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構(gòu)復(fù)位，使之壓住活塞桿。
本實施例的驅(qū)動傳動單元包括設(shè)在框架1上的電機3、連接電機3與采水器單元2的傳動裝置，傳動裝置為鏈條傳動裝置7，包括鏈條71、由電機3轉(zhuǎn)軸帶動的主動輪72及從動輪73，在鏈條71上設(shè)有一個控制限定開關(guān)22動作的碰塊74，碰塊74也可以根據(jù)需要設(shè)置多塊，以便同時采集多份水樣，主動輪72和從動輪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)有的鏈條護罩75，鏈條護罩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對應(yīng)動作，當(dāng)采水器單元動作完成時，霍爾開關(guān)元件動作，霍爾開關(guān)輸出信號反饋到水下控制中心6和甲板控制中心5以控制電機3和每個采水器單元2采水過程。
采水裝置的整個取樣過程是通過甲板控制中心來控制的，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轉(zhuǎn)動，主動輪帶動鏈條轉(zhuǎn)動，鏈條上的碰塊觸發(fā)連桿機構(gòu)動作，使其繞兩個固定點轉(zhuǎn)動，當(dāng)失去對活塞桿限位后，被壓住的活塞桿在彈簧作用下開始抽取水樣，活塞式采水器動作完成時通過霍爾開關(guān)元件將信號反饋給水下控制中心和甲板控制中心，使電機停止轉(zhuǎn)動，一個采水過程完成，如此反復(fù)工作，如圖4中連桿機構(gòu)I和連桿機構(gòu)II，為兩個活塞式采水器完成采水前后連桿機構(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)動傳動單元及控制單元，其特征在于所述采水器組為若干設(shè)在框架上的獨立采水器單元(2)，所述驅(qū)動傳動單元包括設(shè)在框架上的電機(3)及連接電機(3)和采水器單元(2)的傳動裝置，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)動傳動單元包括電機(3)及傳動裝置(7)，傳動裝置(7)包括鏈條(71)、由電機(3)轉(zhuǎn)軸帶動的主動輪(72)及設(shè)在框架(1)上的從動輪(73)，在鏈條(71)上設(shè)有至少一個控制限定開關(guān)(22)動作的碰塊(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輪(73)為一個，電機(3)轉(zhuǎn)軸帶動的主動輪(72)和從動輪(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)有的鏈條護罩(75)，鏈條護罩(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，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)采用平面連桿機構(gòu)，其兩個固定轉(zhuǎn)動點(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)對應(yīng)動作，霍爾開關(guān)輸出信號反饋到水下控制中心(6)和甲板控制中心(5)以控制電機(3)對每個采水器單元(2)采水動作。
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)動傳動單元及控制單元，采水器組由若干獨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構(gòu)式限位開關(guān)，驅(qū)動傳動單元包括設(shè)在框架上的電機及連接電機及采水器單元的傳動裝置，傳動裝置為鏈條傳動，鏈條上設(shè)有控制限位開關(guān)動作的碰塊，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、高腐蝕的工作環(huán)境，可以有效保證采集水體樣本的真實性，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時的控制采樣動作，以準確獲取不同深度位置的水體樣本。
文檔編號G01N1/14GK1789955SQ20051006192
公開日2006年6月21日 申請日期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 申請人:國家海洋局第二海洋研究所