一种水中微塑料的采集装置的制作方法

1.本实用新型涉及微塑料采集设备技术领域，尤其涉及一种水中微塑料的采集装置。


背景技术：

2.由于微塑料在水体中丰度低、尺寸小，在采集水中微塑料时通常采用浓缩样本和大体积采样两种方法。浓缩样本法指采样过程中样品体积会减小的方法，主要通过拖网采集，采样过程存在以下问题：一、采样过程需要使用船只，采样成本高，且样品可能受船只及拖缆污染；二、拖网网孔孔径大，通常为112～333μm不等，较小的微塑料会通过网格被漏掉；三、拖网法通常用于表层水样的采集，而微塑料在水体中的分布取决于其密度、形状、大小等性质，以及水的密度、风、水流和波浪等环境条件，采集的微塑料数量和种类很大程度上取决于取样的位置和深度。若要得到水体中微塑料的空间分布特征，还需要分别采集不同深度的水样进行分析测试。
3.而大体积采样法指不减少水的体积的方法，一般用水样采集器或用泵采集水样。其主要存在的问题有：一、采水量大时运输难度大，需将水桶人工转移到实验室；二、采水量小时，所涵盖的采样区域有限，而微塑料的空间分布是高度可变的，少量水样可能不具有代表性；三、传统的水样采集器原理简单，性价比高，但密封性能较差，提起水样之后会有少量漏水；四、有机玻璃采水器或水泵可能引入微塑料，污染样品。


技术实现要素：

4.有鉴于此，为了解决目前采集水中微塑料方法所存在的问题，本实用新型的实施例提供了一种水中微塑料的采集装置。
5.本实用新型的实施例提供一种水中微塑料的采集装置，包括：
6.柱状的外壳，其两端开口，且上端设有上同轴框架、下端设有下同轴框架；
7.主轴，其下端固定连接所述下同轴框架、上端贯穿并固定连接所述上同轴框架，所述主轴上端还连接有主绳；
8.活动密封件，其包括上水平隔板、下水平隔板、以及多根副轴，所述下水平隔板设置于所述外壳下端，所述上水平隔板设置于所述外壳上端，每一所述副轴上端连接所述上水平隔板、中上部贯穿所述上同轴框架、中下部连接所述下水平隔板，下端贯穿所述下同轴框架，以使所述上水平隔板和所述下水平隔板可上下移动以封堵所述上同轴框架和所述下同轴框架，所述主轴中部贯穿所述上水平隔板和所述下水平隔板。
9.多个拉伸弹簧，每一所述拉伸弹簧上端固定连接所述上水平隔板、下端连接所述外壳内壁；
10.以及插销组件，其包括插销、扭转弹簧、活动圆环和副绳，所述主轴上位于所述上水平隔板之下设有避让槽，所述插销和所述扭转弹簧设置于所述避让槽内，所述扭转弹簧连接所述插销使所述插销伸出以将所述上水平隔板顶住，所述活动圆环套设于所述主轴
上，所述副绳连接所述活动圆环，以拉动所述活动圆环挤压所述插销使所述插销缩回，进而释放所述上水平隔板。
11.进一步地，所述插销为锥形块或三角板。
12.进一步地，所述插销的顶部设有滚珠，所述上水平隔板的下表面设有滑槽，所述滚珠可沿着所述滑槽滑动以使所述插销缩回所述避让槽。
13.进一步地，所述主轴上位于所述上水平隔板的上方设有限位圆环。
14.进一步地，所述副绳的数量设置为两根，两所述副绳分别连接所述活动圆环的相对两侧。
15.进一步地，所述上同轴框架和所述下同轴框架结构相同，均包括内环、设置于所述内环外围的外环、以及连接所述内环和所述外环的多个连杆，所述内环上表面和所述外环上表面均设有密封圈。
16.进一步地，所述外壳的侧壁嵌设有透明玻璃板，所述玻璃板上设有刻度标记。
17.进一步地，包括多根设置于所述下同轴框架底部的伸缩杆。
18.进一步地，还包括浓缩组件，所述外壳设有止水阀、以及与所述止水阀连接的出水管，所述浓缩组件包括漏斗杯、过滤筒、锥形瓶和真空泵，其中所述漏斗杯上部用于接取所述出水管的出水、下部连接所述过滤筒，所述过滤筒内设有支撑网，所述支撑网上放置有滤膜，所述过滤筒的下端连接有过滤头，所述过滤头下端连接所述锥形瓶的瓶口，且所述真空泵通过管道连接所述过滤头。
19.本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
20.1、本实用新型的一种水中微塑料的采集装置，外壳和活动密封件形成可以采集特定深度水样的严密封隔空间，并通过插销组件实现外壳取水后的密封，可以采集不用深度的水中的微塑料，采样结果稳定可靠。
21.2、本实用新型的一种水中微塑料的采集装置，适合野外工作中使用，且能保证采集装置垂直下降，采水水层误差较小，可以大大提高实验的准确性。
22.3、本实用新型的一种水中微塑料的采集装置，可避免使用塑料材质的材料，以免取样过程中引入微塑料，污染样品，同时可采用不锈钢材料，不易碎且质量大于目前所用采水器的有机玻璃材料。
23.4、本实用新型的一种水中微塑料的采集装置，浓缩组件能在取样现场将大体积水样中的微塑料浓缩至滤膜上，运输方便，且可以通过在过滤筒设置上不同直径的滤膜对微塑料进行筛分。
附图说明
24.图1是本实用新型一种水中微塑料的采集装置的立体示意图；
25.图2是本实用新型一种水中微塑料的采集装置的侧视图；
26.图3是插销组件的局部示意图。
27.1、主绳；2、副绳；3、主轴；4、上水平隔板；5、副轴；6、密封圈；7、上同轴框架；8、连杆；9、拉伸弹簧；10、外壳；11、玻璃板；12、下水平隔板；13、下同轴框架；14、止水阀；15、可拆卸接头；16出水管；17、伸缩杆；18、防尘盖；19、漏斗杯；20、铝合金夹；21、过滤筒；22、过滤头；23、出气孔；24、锥形瓶；25、软管；26、真空泵；27、限位圆环；28、滚珠；29、插销；30、扭转
弹簧；31、活动圆环。
具体实施方式
28.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。下面介绍的是本实用新型的多个可能实施例中的较优的一个，旨在提供对本实用新型的基本了解，但并不旨在确认本实用新型的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。
29.在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
30.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
31.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
32.在本实用新型的描述中,需要说明的是,本实用新型中涉及到电路和电子元器件以及模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本实用新型保护的内容也不涉及对于内部结构和方法的改进。
33.进一步需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接；可以是机械连接,也可以是电连接；可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.请参考图1和2，本实用新型的实施例提供了一种水中微塑料的采集装置，其包括外壳10、主轴3、活动密封件、多个拉绳弹簧、插销组件和浓缩组件。
35.具体的，所述外壳10为柱状，其内部中空设置、两端开口。所述外壳10的侧壁嵌设有透明玻璃板11，所述玻璃板11上设有刻度标记。所述刻度标记竖直设置，可以通过所述刻度标记观察所述外壳10内的水深。
36.并且所述外壳10上端设有上同轴框架7、下端设有下同轴框架13。具体的，所述上同轴框架7和所述下同轴框架13结构相同，均包括内环、设置于所述内环外围的外环、以及连接所述内环和所述外环的多个连杆8，所述内环和所述外环同轴设置，各所述连杆8均匀分布于所述内环和所述外环之间，每一所述连杆8一端连接所述内环、另一端连接所述外环。
37.所述主轴3设置于所述外壳10的轴线上，所述主轴3下端固定连接所述下同轴框架13的内环、上端贯穿并固定连接所述上同轴框架7的内环。所述主轴3上端还连接有主绳1，通过所述主绳1可以下放或提升所述主轴3，来下放或提升所述下同轴框架13，也就说下放或提升所述外壳10。
38.所述活动密封件主要包括上水平隔板4、下水平隔板12、以及多根副轴5。如图1所示，所述上水平隔板4和所述下水平隔板12均为中部设有通孔的圆形板，且直径小于于所述外壳10的内径。所述下水平隔板12设置于所述外壳10下端，所述上水平隔板4设置于所述外
壳10上端，每一所述副轴5上端连接所述上水平隔板4、中上部贯穿所述上同轴框架7、中下部连接所述下水平隔板12，下端贯穿所述下同轴框架13。
39.需要说明的是，所述上水平隔板4和所述下水平隔板12之间的竖直距离与所述上同轴框架7和所述下同轴框架13之间的竖直距离相同，以使所述上水平隔板4和所述下水平隔板12可上下移动以同时封堵住所述上同轴框架7和所述下同轴框架13。优选的，所述内环上表面和所述外环上表面均设有密封圈6，以实现更好的密封封堵。
40.所述主轴3中部贯穿所述上水平隔板4中部的通孔和所述下水平隔板12中部的通孔，这样所述主轴3和所述上水平隔板4和所述下水平隔板12分开运动。
41.所述拉伸弹簧9的数量设置为多个，具体可以根据所述外壳10的直径大小灵活选择。如本实施例中，所述拉伸弹簧9的数量设置为四个，四所述拉绳弹簧环绕所述主轴3均匀分布。
42.每一所述拉伸弹簧9上端越过所述上同轴框架7并固定连接所述上水平隔板4、下端连接所述外壳10内壁。所述拉伸弹簧9倾斜设置、上端靠近所述上水平隔板4的中部。
43.所述插销组件的作用是释放所述上水平隔板4，实现所述外壳10两端的上同轴框架7和下同轴框架13封堵。所述插销组件主要包括插销29、扭转弹簧30、活动圆环31和副绳2。
44.具体的，如图2和3所示，所述插销29为锥形块或三角板，所述主轴3上位于所述上水平隔板4之下设有避让槽，所述避让槽的形状与所述插销29的形状相适配，以使所述插销29可以进入和离开所述避让槽。所述插销29和所述扭转弹簧30设置于所述避让槽内，所述扭转弹簧30连接所述插销29使所述插销29伸出以将所述上水平隔板4顶住。
45.所述活动圆环31套设于所述主轴3上，所述副绳2连接所述活动圆环31，所述副绳2可以拉动所述活动圆环31沿着所述主轴3运动，在运动至所述插销29时，挤压所述插销29使所述插销29缩回，进而可释放所述上水平隔板4。
46.所述副绳2的数量可以设置为一根或多根。为了保证所述活动圆环31被拉时尽量平衡，本实施例中所述副绳2的数量设置为两根，两所述副绳2分别连接所述活动圆环31的相对两侧，及位于所述活动圆环31一直径的两端。
47.优选的，所述插销29的顶部设有滚珠28，所述上水平隔板4的下表面设有滑槽，所述滚珠28可沿着所述滑槽滑动以使所述插销29缩回所述避让槽，这样保证所述插销29可以准确缩回所述避让槽。
48.并且还可以在所述主轴3上位于所述上水平隔板4的上方设置限位圆环27，所述限位圆环27的外径大于所述活动圆环31的内径，在所述副绳2拉动所述活动圆环31释放所述上水平隔板4后沿着所述主轴3继续运动，所述限位圆环27阻挡所述活动圆环31运动，避免所述活动圆环31脱落。
49.此外，所述下同轴框架13底部设有多根伸缩杆17，所述伸缩杆17在所述外壳10准备下放水中前缩至最短，在所述外壳10采水取出至地面上时伸长，使所述外壳10底部距离底面一定距离，便于由所述外壳10底部对其内部采集到的水进行浓缩操作。
50.所述浓缩组件用于对所述壳体内采集到的水进行微塑料收集。所述浓缩组件包括漏斗杯19、过滤筒21、锥形瓶24和真空泵26。
51.具体的，如图1所示，所述外壳10的设有止水阀14和出水管，所述止水阀14具体安
装于所述下同轴框架13的内环，所述止水阀14连接有可拆卸接头15，通过所述可拆卸接头15连接所述出水管。
52.所述漏斗杯19上部用于接取所述出水管的出水、下部连接所述过滤筒21。所述漏斗杯19的上部设有防尘盖18。所述过滤筒21可根据实验需求设置多个，多个所述过滤筒21依次通过铝合金夹20联结。所述过滤筒21内设有支撑网，所述支撑网上放置有滤膜，可以根据实验需要放置不同规格的滤膜。
53.所述锥形瓶24的瓶口连接所述过滤筒21下端，且所述真空泵26通过管道连接所述锥形瓶24的瓶口。具体的，最下方的所述过滤筒21下端连接有过滤头22，所述过滤头22为三级阶梯管，其中中部直径小、上下两端直径大。所述过滤头22下端套设于所述锥形瓶24的瓶口进行密封连接。所述真空泵26为无油真空泵26，所述过滤头22下端外侧壁设有出气孔23，所述真空泵26通过软管25连接所述出气孔23。通过所述真空泵26在所述锥形瓶24的瓶口形成负压，使水流入所述锥形瓶24，而微塑料被所述滤膜滤下。
54.需要说明的是，对于该采集装置的制成材料，除了所述玻璃板11为玻璃材料外，其他部件均采用金属材料，如不锈钢材料，这样可以可避免使用塑料材质的材料，以免取样过程中引入微塑料，污染样品。
55.另外，如图1和2所示，本实用新型的实施例还提供了基于上述水中微塑料的采集装置的微塑料的采集方法，主要包括以下步骤：
56.s1、将所述采集装置置于水中，释放所述主绳1，使所述外壳10下降至预定高度，此时所述拉伸弹簧9处于伸长状态，所述上水平隔板4被所述插销29挡住，水可由所述上水平隔板4与所述上同轴框架7之间进入所述外壳10内；
57.s2、待所述外壳10内灌满水后，上拉所述副绳2，使所述插销29缩回所述避让槽，
58.释放所述上水平隔板4，在所述拉伸弹簧9的作用下所述上水平隔板4下移，直至所述上水平隔板4盖住所述上同轴框架7使所述外壳10上端口封住、并且所述下水平隔板12盖住所述下同轴框架13使所述外壳10下端口封住，形成密封空间；
59.s3、上提所述主绳1，将所述采集装置由水中取出，通过所述浓缩组件对所述外壳10内的水进行过滤，收集所述过滤筒21内滤膜上滤下的微塑料。
60.在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解的是，它们是相对的概念，可以根据使用、放置的不同方式而相应地变化，所述方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。
61.在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
62.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。