一种水下取水样装置及系统的制作方法

1.本实用新型涉及深海取样设备技术领域，具体涉及一种水下取水样装置及系统。


背景技术：

2.随着陆地固体矿产资源的逐步减少和金属品位的贫化，人们开始把目光转向深海，深海中蕴藏着丰富的矿产资源，其中多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物的铜、锰、镍、钴、金、银含量是陆地数倍，开发利用深海矿产资源将成为未来经济发展的必然选择。与此同时，深海矿产资源开发可能引起的环境问题也受到了国际社会的广泛关注，深海采矿时海底环境参数监测和环境影响评估成了一个不可避免的问题。从海底环境中取得有代表性和有效性的样品，是海洋环境监测和分析的关键环节之一。而海水是海底环境研究项目的基础，是海洋生命赖以生存的载体，很多科研项目都是依托海水为载体而开展的。海洋环境污染监测、化学调查及生物采样都需要现场采集水样，并对其中的成分组成进行分析检测。即从目标水域采集水样，现场瓶装，然后再在现场或陆地实验室中用相应仪器设备进行分析。
3.目前，常见的浅水层取水器一般都是采用使锤来控制采水瓶开关和闭合。将取水器放入水中并下沉到达指定的取水深度时，释放使锤，让使锤沿着缆绳下滑，当使锤碰到触发机械装置后使释放机构释放，取水瓶的上下盖在橡皮筋弹性恢复力的作用下迅速闭合，将瓶体内的水样密封在瓶内。使锤控制式取水器具有结构简单、操作方便，但可控性差，无法精确的控制和记录海水的深度，只能是操作员现场目测估计。同时使锤控制式取水器只适应于浅水层取水样。
4.另外，目前还有一种多通道水样采集器，可专门用于水体中水样分层采集工作。一般是由6～24个采水瓶围成的圆型钢阵结构，并采用马达驱动的自动释放装置用于控制采集瓶上下卡盖的开关与闭合。该类水样采集器可以通过船舶上的绞车释放到海底，但只能在定点位置测量，而不能获得更多其他位置点的水样，造成取样效率较低和精准性较差。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单紧凑、成本低、可控性好、工作稳定可靠的水下取水样装置，还提供一种具有该水下取水样装置的水下取水样系统。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种水下取水样装置，包括具有两个以上瓶口的瓶体，所述瓶体上对应每个瓶口均设有封闭部件，所述封闭部件以能在打开瓶口的第一位置和关闭瓶口的第二位置之间转换的方式活动连接在瓶体上，每个封闭部件连接有用于弹性迫使封闭部件向第二位置运动的弹性部件，所述瓶体上安装有用于将各封闭部件定位在所述第一位置且在释放时允许封闭部件向第二位置运动的可释放控制组件。
8.上述的水下取水样装置，优选的，所述可释放控制组件包括可释放的锁紧机构，各
封闭部件分别通过牵拉绳与锁紧机构相连以保持在所述第一位置，所述锁紧机构释放时牵拉绳与锁紧机构脱离使封闭部件在弹性部件的作用下向第二位置运动。
9.上述的水下取水样装置，优选的，所述锁紧机构包括定位部件和定位杆，所述定位部件具有两个间隔布置形成一凹槽结构的侧定位板，两个侧定位板设有贯通孔，所述定位杆与一伸缩驱动机构相连并由伸缩驱动机构驱动伸缩运动以插入和退出两个侧定位板的贯通孔，所述牵拉绳具有供定位杆穿过的连接环。
10.上述的水下取水样装置，优选的，所述伸缩驱动机构包括弹簧和安装在瓶体上的电磁驱动器，所述电磁驱动器与定位杆相连且在通电时驱使定位杆退出两个侧定位板的贯通孔，所述弹簧与定位杆相连并弹性迫使定位杆插入两个侧定位板的贯通孔。
11.上述的水下取水样装置，优选的，所述定位杆设有一抵接部，所述弹簧套设于定位杆外部，且弹簧的两端分别对应与所述抵接部和电磁驱动器相抵。
12.上述的水下取水样装置，优选的，所述电磁驱动器包括内部装有铁芯和线圈的壳体，所述定位杆滑设安装在壳体上，所述壳体上设有与线圈相连的水密接头。
13.上述的水下取水样装置，优选的，所述瓶体设有两个分设于瓶体两端的瓶口，所述瓶体上安装有位于两个瓶口之间的卡箍，所述卡箍以能调节与两个瓶口之间间距的方式安装在所述瓶体上，所述定位部件以可拆卸方式安装在所述卡箍上。
14.一种水下取水样系统，包括水下移动平台，所述水下移动平台上安装有一个以上上述的水下取水样装置。
15.上述的水下取水样系统，优选的，所述水下取水样系统还包括水上工作机，所述水上工作机通过光电复合线缆与所述水下移动平台相连以供给电力和通讯。
16.上述的水下取水样系统，优选的，所述水下取水样装置的瓶体通过一个以上可拆卸支架安装水下移动平台上，所述可拆卸支架包括底座、固定抱箍和活动抱箍，所述底座通过紧固件以可拆卸方式安装在所述水下移动平台上，所述固定抱箍固设于所述底座上，所述活动抱箍通过紧固件与固定抱箍相连并抱紧固定瓶体。
17.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
18.本实用新型的水下取水样装置采用可释放控制组件将封闭部件定位在打开瓶口的第一位置，同时采用弹性部件连接用于封闭瓶口的封闭部件，在可释放控制组件释放时，弹性部件弹性迫使封闭部件向关闭瓶口的第二位置运动，即可将水样封闭在瓶体内。由于封闭部件关闭瓶口的动作由弹性部件来完成，其动作稳定可靠，可释放控制组件只需简单的锁止和释放动作即可，可简化可释放控制组件，提高结构紧凑性，降低成本，提高可控性。
附图说明
19.图1为水下取水样装置的立体结构示意图。
20.图2为电磁驱动器的立体结构示意图。
21.图3为定位部件的立体结构示意图。
22.图4为水下取水样系统的结构示意简图。
23.图例说明：
24.1、瓶体；11、瓶口；12、卡箍；2、封闭部件；3、牵拉绳；4、锁紧机构；41、定位部件；411、侧定位板；42、定位杆；421、抵接部；43、弹簧；44、电磁驱动器；441、壳体；442、水密接
头；5、水下移动平台；6、水上工作机；7、可拆卸支架；71、底座；72、固定抱箍；73、活动抱箍；8、光电复合线缆。
具体实施方式
25.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
26.如图1所示，本实施例的水下取水样装置，包括具有两个以上瓶口11的瓶体1，瓶体1上对应每个瓶口11均设有封闭部件2，封闭部件2以能在打开瓶口11的第一位置和关闭瓶口11的第二位置之间转换的方式活动连接在瓶体1上，每个封闭部件2连接有用于弹性迫使封闭部件2向第二位置运动的弹性部件(图中未示)，瓶体1上安装有用于将各封闭部件2定位在第一位置且在释放时允许封闭部件2向第二位置运动的可释放控制组件。该水下取水样装置采用可释放控制组件将封闭部件2定位在打开瓶口11的第一位置，同时采用弹性部件连接用于封闭瓶口11的封闭部件2，在可释放控制组件释放时，弹性部件弹性迫使封闭部件2向关闭瓶口11的第二位置运动，即可将水样封闭在瓶体1内。由于封闭部件2关闭瓶口11的动作由弹性部件来完成，其动作稳定可靠，可释放控制组件只需简单的锁止和释放动作即可，可简化可释放控制组件，提高结构紧凑性，降低成本，提高可控性。该水下取水样装置可适应深海、高压、强腐蚀性的工作环境。
27.本实施例中，弹性部件可采用拉簧、扭簧和弹性橡皮筋等。优选的，封闭部件2采用铰接方式安装在瓶体1上。
28.本实施例中，可释放控制组件包括可释放的锁紧机构4，各封闭部件2分别通过牵拉绳3与锁紧机构4相连以保持在第一位置，锁紧机构4释放时牵拉绳3与锁紧机构4脱离使封闭部件2在弹性部件的作用下向第二位置运动。采用锁紧机构4和牵拉绳3的组合，一方面锁紧机构4只需具备连接和释放牵拉绳3的功能，不需要采用复杂的结构，能够进一步提高结构紧凑性，降低成本，提高可控性，同时只需控制牵拉绳3与封闭部件2和锁紧机构4连接点之间的长度，即可保证将封闭部件2保持在第一位置，使整个取水样装置制作、装配和调节更加简便，且牵拉绳3为柔性部件，连接和释放过程中不易受其他结构的影响，利于保证工作的稳定可靠性。
29.本实施例中，如图1至图3所示，锁紧机构4包括定位部件41和定位杆42，定位部件41具有两个间隔布置形成一凹槽结构的侧定位板411，两个侧定位板411设有贯通孔，定位杆42与一伸缩驱动机构相连并由伸缩驱动机构驱动伸缩运动以插入和退出两个侧定位板411的贯通孔，牵拉绳3具有供定位杆42穿过的连接环。锁紧牵拉绳3时，将牵拉绳3的连接环置于两个侧定位板411之间，伸缩驱动机构驱动定位杆42插入两个侧定位板411的贯通孔，并使定位杆42穿过连接环，即可将连接环锁紧，此时两个侧定位板411阻止连接环从定位杆42脱出。定位杆42退出两个侧定位板411的贯通孔时，连接环在两个侧定位板411的限制作用下会保持在两个侧定位板411凹槽结构之间，从而可稳定的从定位杆42上脱出，完成被释放。该锁紧机构4的结构简单、成本低、工作稳定可靠、易于控制。
30.本实施例中，伸缩驱动机构包括弹簧43和安装在瓶体1上的电磁驱动器44，电磁驱动器44与定位杆42相连且在通电时驱使定位杆42退出两个侧定位板411的贯通孔，弹簧43与定位杆42相连并弹性迫使定位杆42插入两个侧定位板411的贯通孔。弹簧43使得电磁驱动器44只需具备单向驱动定位杆42移动的功能，电磁驱动器44的结构可以更加简单紧凑、
成本更低、更易于控制。
31.本实施例中，如图2所示，定位杆42设有一抵接部421，弹簧43套设于定位杆42外部，且弹簧43的两端分别对应与抵接部421和电磁驱动器44相抵。该种安装方式使弹簧43的安装稳定性更好，且结构简单紧凑、易于制作装配。
32.本实施例中，电磁驱动器44包括内部装有铁芯和线圈的壳体441，定位杆42滑设安装在壳体441上，壳体441上设有与线圈相连的水密接头442，以能够在深水环境下工作。
33.本实施例中，瓶体1设有两个分设于瓶体1两端的瓶口11，瓶体1上安装有位于两个瓶口11之间的卡箍12，卡箍12以能调节与两个瓶口11之间间距的方式安装在瓶体1上，定位部件41以可拆卸方式安装在卡箍12上。定位部件41的安装和拆卸简便，且由于卡箍12能调节与两个瓶口11之间间距，在装配时可仅通过调节卡箍12与两个瓶口11之间间距来调节与牵拉绳3的连接位置，进而保证与各牵拉绳3连接并使得各封闭部件2精准的保持在打开瓶口11的第一位置，进一步方便了装配、调节。
34.优选的，定位部件41通过螺钉连接于卡箍12上。卡箍12包括套设在瓶体1上的多个套环部和与多个套环部连接的连接部，定位部件41安装在连接部上，至少一个套环部上螺纹配合连接有压紧瓶体1的锁紧螺钉。其结构简单、调节简便、安装稳固性好。
35.图4示出了一种水下取水样系统，包括水下移动平台5，水下移动平台5上安装有一个本实施例的的水下取水样装置。该水下取水样系统的水下移动平台5可带着水下取水样装置在水下移动，从而实现在水下不同深度和不同位置进行取水样。
36.上述水下取水样系统优选还包括水上工作机6，水上工作机6通过光电复合线缆8与水下移动平台5相连，水上工作机6通过光电复合线缆8给水下移动平台5提供电力，同时水上工作机6和水下移动平台5之间通过光电复合线缆8进行通讯，实现对水下移动平台5和水下取水样装置的控制。
37.上述水下取水样系统，优选的，水下取水样装置的瓶体1通过两个可拆卸支架7安装水下移动平台5上，以便于拆装。可拆卸支架7包括底座71、固定抱箍72和活动抱箍73，底座71通过紧固件以可拆卸方式安装在水下移动平台5上，固定抱箍72固设于底座71上，活动抱箍73通过紧固件与固定抱箍72相连并抱紧固定瓶体1。该可拆卸支架7的结构简单、易于装拆、安装稳固性好。
38.上述水下移动平台5可采用现有水下作业移动车。上述水下取水样系统优选还设置用于下方和回收水下取水样系统的绞车。
39.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。