一种污水处理用采样装置的制作方法

本发明涉及污水处理领域，具体为一种污水处理用采样装置。

背景技术：

污水处理为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程，污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。

污水处理通常需要用到采样装置对污水进行采集，然而传统污水处理用采样装置不能同时对不同深度的污水进行采样，造成使用者需要多次使用采样装置进行不同深度污水的采样，采样效率缓慢，极大的降低了使用者的工作效率，同时不同深度的污水采样时容易发生混合，降低后续的检测精度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种污水处理用采样装置以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种污水处理用采样装置，包括底座，所述底座的顶部连接有支撑柱，所述支撑柱的顶部连接有顶板，且顶板的顶部连接有固定箱，所述固定箱内腔背面的中心处连接有第一电机，所述第一电机的输出轴连接有第一旋转轴，所述第一旋转轴的正面通过轴承与固定箱内腔的正面转动连接，所述第一旋转轴的表面连接有收卷筒，且收卷筒的表面缠绕有吊绳，所述吊绳远离收卷筒的一侧依次贯穿固定箱和顶板并连接有机箱，所述机箱的底部连接有采样箱，所述机箱的内腔设置有调节机构，所述采样箱内腔的两侧从上至下均依次连接有隔板，所述采样箱的两侧从上至下均依次嵌设有进水管，所述采样箱的正面从上至下均依次嵌设有出水管，所述支撑柱的正面连接有控制器。

优选的，所述调节机构包括第二电机、第二旋转轴、主动齿轮、从动齿轮、丝杆、螺纹套、连接板、连接杆和挡板，所述机箱内腔右侧的顶部连接有第二电机，所述第二电机的输出轴连接有第二旋转轴，所述第二旋转轴的左侧通过轴承与机箱内腔左侧的顶部转动连接，所述第二旋转轴的表面从左至右均依次连接有主动齿轮，所述主动齿轮的左侧啮合有从动齿轮，所述从动齿轮的内腔连接有丝杆，所述丝杆的底部通过轴承与机箱内腔底部的两侧转动连接，所述机箱内腔两侧的顶部均连接有支撑板，且支撑板的顶部通过轴承与丝杆的表面转动连接，所述丝杆的表面螺纹连接有螺纹套，所述螺纹套相向的一侧连接有连接板，所述连接板底部的中心处连接有连接杆，所述连接杆的底部依次贯穿机箱、采样箱和隔板并向下延伸，所述连接杆的两侧从上至下均依次通过第一支架连接有挡板，所述挡板远离第一支架的一侧与进水管相向的一端活动连接。

优选的，所述采样箱内腔的两侧从上至下均依次开设有滑槽，所述滑槽的内腔滑动连接有滑块，所述滑块相向的一侧贯穿滑槽并与挡板远离第一支架的一侧连接，所述机箱内腔两侧的底部均开设有滑轨，所述滑轨的表面滑动连接有滑轮，所述滑轮相向的一侧通过第二支架与螺纹套远离连接板的一侧连接。

优选的，所述隔板顶部和底部中心处的两侧均粘接有密封垫，且密封垫相向的一侧与连接杆的表面活动连接。

优选的，所述采样箱的底部连接有配重块，所述采样箱右侧的底部连接有水位传感器。

优选的，所述连接杆的底部从左至右均依次连接有第一缓冲弹簧，且第一缓冲弹簧的底部与采样箱内腔底部中心处的两侧连接。

优选的，所述连接板底部的两侧均连接有第二缓冲弹簧，且第二缓冲弹簧的底部与机箱内腔底部的两侧连接。

优选的，所述稳定装置包括：

所述顶板上开设的开孔，所述开孔内设有活动杆，所述活动杆一侧设置直齿板，所述活动杆上端与所述吊绳远离收卷筒的一端固定连接，所述活动杆下端与所述机箱固定连接；

齿轮一，所述齿轮一转动连接在所述顶板下端的所述支架上，且位于所述直齿板一侧，所述直齿板与所述齿轮一啮合传动；

l形导杆，所述l形导杆的水平端与所述活动杆远离齿轮一的一端固定连接；

l形连杆，竖直端与所述顶板下端固定连接，所述l形连杆的水平端固定连接有导杆套一侧，所述导杆套滑动套接在所述l形导杆的竖直段；

所述限位装置包括：固定块，所述固定块固定连接在所述顶板下端，且位于活动杆一侧；

连杆，所述连杆滑动设于所述固定块内侧，所述连杆靠近活动杆的一端内嵌钢珠，所述活动杆靠近钢珠的一侧上下间隔设置若干插孔，所述钢珠用于插入所述插孔；

挡板，所述挡板固定于所述连杆上，且位于所述钢珠一侧；

弹簧，所述弹簧套接在所述连杆上，且位于所述固定块与挡板之间，所述弹簧两端分别与所述固定块和挡板固定连接。

优选的，还包括：

力传感器，所述力传感器设置在所述吊绳的与机箱连接的一端，用于检测所述吊绳受到所述机箱施加的拉力；

转速传感器，所述转速传感器设置在所述第一旋转轴上，用于检测所述第一旋转轴的实际转速；

速度传感器，设置在所述机箱上，用于检测所述机箱的升降线速度；

报警器，所述报警器设置在所述支撑柱上；

控制器，所述控制器设置在所述支撑柱上，所述控制器分别与所述力传感器、速度传感器、转速传感器、报警器电性连接；

所述控制器基于所述力传感器、速度传感器、转速传感器控制所述报警器工作，包括以下步骤：

步骤1：操作者开启设备，所述控制器控制所述力传感器、速度传感器、转速传感器实时检测，并通过公式计算出所述吊绳吊起机箱时，第一旋转轴输出的实际扭矩：

其中，t为所述吊绳吊起机箱时，第一旋转轴输出的实际扭矩，m为机箱的重量，m为采样箱的重量，β为吊起时的动载系数，k为吊绳的横截面积，v为所述转速传感器检测的第一旋转轴的转速，h为固定箱的吊绳穿出点到收卷筒中心的距离,v0为所述速度传感器检测值，r为收卷筒的半径,g为重力加速度；

步骤2：基于步骤一和公式(2)计算所述吊绳吊起机箱时第一旋转轴的实际工作效率：

其中，为所述吊绳吊起机箱时第一旋转轴的实际工作效率，为吊绳空载时第一旋转轴输出的效率，ε为吊绳的抗拉强度，v为所述吊绳吊起机箱时第一旋转轴的角速度，π为圆周率，t为所述吊绳吊起机箱时，第一旋转轴输出的实际扭矩，f为力传感器检测到的拉力值，为力传感器的误差系数，s表示单位时间，h为吊绳在固定箱的穿出点与在顶板的穿出点之间的距离；

步骤三：所述控制器比较所述吊绳吊起机箱时所述第一旋转轴的实际工作效率与所述第一旋转轴预设的工作效率，若所述所述吊绳吊起机箱时第一旋转轴的实际工作效率小于所述第一旋转轴预设的工作效率，则所述报警器报警。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过第二电机、第二旋转轴、主动齿轮、从动齿轮、丝杆、螺纹套、连接板、连接杆和挡板的配合，便于使用者对挡板的位置进行调节，从而对进水管进行控制，便于使用者同时对不同深度的污水进行采样，极大的提高了使用者的工作效率，同时防止使用者多次使用采样装置进行不同深度采样，造成采样的精度降低，解决了传统污水处理用采样装置不能同时对不同深度的污水进行采样的问题。

2、本发明通过滑槽和滑块的配合，便于使用者对挡板进行限位，同时辅助挡板进行移动，使挡板能够完全的对进水管进行封堵，通过滑轨和滑轮的配合，便于使用者对螺纹套进行限位，提高了螺纹套的稳定性。

3、本发明通过密封垫的配合，防止不能深度的污水通过缝隙相互混合，提高了采样箱和隔板的密封性，通过配重块的配合，使采样箱可以快速的下潜，通过水位传感器的配合，便于使用者对采样箱下降的深度进行观察，能够准确的得到采样污水的深度。

4、本发明通过第一缓冲弹簧的配合，便于使用者对连接杆进行缓冲，通过第二缓冲弹簧的配合，便于使用者对连接板进行缓冲，防止连接板移动过快，导致连接杆移动过快，从而造成挡板移动过快，可以更准确的控制挡板的位置。

5、本发明通过齿轮一与直齿板啮合传动，使活动杆可上下活动，同时导杆套滑动套接在l形导杆的竖直段，l形导杆随活动杆共同上下活动，从而活动杆与机箱、采样箱在水面以上行程可形成一个整体，防止采样箱在放置和提升水面以上行程过程中横向晃动，保证放置和提升过程中的稳定性。

6、本发明通过连杆上的内嵌钢珠与活动杆滚动摩擦，当活动杆上设置的插孔移动到钢珠所在位置时，通过弹簧回弹使钢珠插入插孔中，防止机箱与采样箱和l形导杆形成整体后移动距离太大，损坏设备。

7、本发明通过力传感器、速度传感器、转速传感器、报警器及控制器工作，能够计算第一旋转轴的实际输出效率，并根据第一旋转轴的实际输出效率控制报警器报警，从而提醒操作者及时查看异常，避免因起吊采样箱时缠绕水草等异物，导致第一旋转轴空转烧毁电机，防止吊绳断裂。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明固定箱的结构剖视图；

图3为本发明机箱和采样箱的结构剖视图；

图4为本发明采样状态示意图；

图5为本发明a区的结构放大图；

图6为本发明活动装置示意图；

图7为本发明b区的结构放大图。

图中：1、底座；2、支撑柱；3、固定箱；4、第一旋转轴；5、吊绳；6、机箱；7、采样箱；8、调节机构；81、第二电机；82、第二旋转轴；83、主动齿轮；84、从动齿轮；85、丝杆；86、螺纹套；87、连接板；88、连接杆；89、挡板；9、隔板；10、滑槽；11、滑块；12、滑轨；13、滑轮；14、第一电机；15、顶板；151、开孔；16、活动杆；161、直齿板；162、l形导杆；163、插孔；17、导杆套；18、l形连杆；19、限位装置；191、固定块；192、连杆；193、弹簧；194、挡板；195、钢珠；20、支架；21、齿轮一。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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发明中的具体含义。

请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种污水处理用采样装置，包括底座1，底座1的顶部连接(可为栓接)有支撑柱2，支撑柱2的顶部连接(可为栓接)有顶板，且顶板的顶部连接有固定箱3，固定箱3内腔背面的中心处连接有第一电机14，第一电机14的输出轴连接有第一旋转轴4，第一旋转轴4的正面通过轴承与固定箱3内腔的正面转动连接，第一旋转轴4的表面连接有收卷筒，且收卷筒的表面缠绕有吊绳5，吊绳5远离收卷筒的一侧依次贯穿固定箱3和顶板并连接有机箱6，机箱6的底部连接有采样箱7，机箱6的内腔设置有调节机构8，采样箱7内腔的两侧从上至下均依次连接有隔板9，采样箱7的两侧从上至下均依次嵌设有进水管，采样箱7的正面从上至下均依次嵌设有出水管，支撑柱2的正面连接有控制器，通过第二电机81、第二旋转轴82、主动齿轮83、从动齿轮84、丝杆85、螺纹套86、连接板87、连接杆88和挡板89的配合，便于使用者对挡板89的位置进行调节，从而对进水管进行控制，便于使用者同时对不同深度的污水进行采样，极大的提高了使用者的工作效率，同时防止使用者多次使用采样装置进行不同深度采样，造成采样的精度降低，解决了传统污水处理用采样装置不能同时对不同深度的污水进行采样的问题。

调节机构8包括第二电机81、第二旋转轴82、主动齿轮83、从动齿轮84、丝杆85、螺纹套86、连接板87、连接杆88和挡板89，机箱6内腔右侧的顶部连接有第二电机81，第二电机81的输出轴连接有第二旋转轴82，第二旋转轴82的左侧通过轴承与机箱6内腔左侧的顶部转动连接，第二旋转轴82的表面从左至右均依次连接有主动齿轮83，主动齿轮83的左侧啮合有从动齿轮84，从动齿轮84的内腔连接有丝杆85，丝杆85的底部通过轴承与机箱6内腔底部的两侧转动连接，机箱6内腔两侧的顶部均连接有支撑板，且支撑板的顶部通过轴承与丝杆85的表面转动连接，丝杆85的表面螺纹连接有螺纹套86，螺纹套86相向的一侧连接有连接板87，连接板87底部的中心处连接有连接杆88，连接杆88的底部依次贯穿机箱6、采样箱7和隔板9并向下延伸，连接杆88的两侧从上至下均依次通过第一支架连接有挡板89，挡板89远离第一支架的一侧与进水管相向的一端活动连接，通过第二电机81、第二旋转轴82、主动齿轮83、从动齿轮84、丝杆85、螺纹套86、连接板87、连接杆88和挡板89的配合，便于使用者对挡板89的位置进行调节，从而对进水管进行控制，便于使用者同时对不同深度的污水进行采样，极大的提高了使用者的工作效率，同时防止使用者多次使用采样装置进行不同深度采样，造成采样的精度降低。

采样箱7内腔的两侧从上至下均依次开设有滑槽10，滑槽10的内腔滑动连接有滑块11，滑块11相向的一侧贯穿滑槽10并与挡板89远离第一支架的一侧连接，机箱6内腔两侧的底部均开设有滑轨12，滑轨12的表面滑动连接有滑轮13，滑轮13相向的一侧通过第二支架与螺纹套86远离连接板87的一侧连接，通过滑槽10和滑块11的配合，便于使用者对挡板89进行限位，同时辅助挡板89进行移动，使挡板89能够完全的对进水管进行封堵，通过滑轨12和滑轮13的配合，便于使用者对螺纹套86进行限位，提高了螺纹套86的稳定性。

隔板9顶部和底部中心处的两侧均粘接有密封垫，且密封垫相向的一侧与连接杆88的表面活动连接，通过密封垫的配合，防止不能深度的污水通过缝隙相互混合，提高了采样箱7和隔板9的密封性。

采样箱7的底部连接有配重块，采样箱7右侧的底部连接有水位传感器，通过配重块的配合，使采样箱7可以快速的下潜，通过水位传感器的配合，便于使用者对采样箱7下降的深度进行观察，能够准确的得到采样污水的深度。

连接杆88的底部从左至右均依次连接有第一缓冲弹簧，且第一缓冲弹簧的底部与采样箱7内腔底部中心处的两侧连接，通过第一缓冲弹簧的配合，便于使用者对连接杆88进行缓冲。

连接板87底部的两侧均连接有第二缓冲弹簧，且第二缓冲弹簧的底部与机箱6内腔底部的两侧连接，通过第二缓冲弹簧的配合，便于使用者对连接板87进行缓冲，防止连接板87移动过快，导致连接杆88移动过快，从而造成挡板89移动过快，可以更准确的控制挡板89的位置。

工作原理：作业时，使用者通过控制器开启第一电机14，第一电机14进行正转，从而带动第一旋转轴4进行转动，进而带动收卷筒对吊绳5进行放卷，随着吊绳5不断放卷，通过水位传感器的观察，带动机箱6和采样箱7到达采样的深度，随后使用者通过控制器开启第二电机81，此时第二电机81进行正转，从而带动第二旋转轴82进行转动，进而带动主动齿轮83进行转动，随后主动齿轮83带动从动齿轮84进行转动，从而带动丝杆85进行转动，进而带动螺纹套86向上移动，随后螺纹套86带动连接板87向上移动，从而带动连接杆88向上移动，此时连接杆88通过支架带动挡板89向上移动，从而将进水管露出，不同深度的污水通过进水管进入采样箱7，随后使用者通过控制器开启第二电机81进行反转，从而带动挡板89向下移动并将进水管堵住，随后使用者通过控制器开启第一电机14，随后第一电机14进行反转，从而收卷筒带动吊绳5向上移动，最后使用者通过出水管将不同深度的污水取出。

在一个实施例中，还包括：稳定装置和限位装置，所述稳定装置包括：

所述顶板15上开设的开孔151，所述开孔151内设有活动杆16，所述活动杆16一侧设置直齿板161，所述活动杆16上端与所述吊绳5远离收卷筒的一端固定连接，所述活动杆16下端与所述机箱6固定连接；

齿轮一21，所述齿轮一21转动连接在所述顶板15下端的所述支架20上，且位于所述直齿板161一侧，所述直齿板161与所述齿轮一21啮合传动；

l形导杆162，所述l形导杆162的水平端与所述活动杆16远离齿轮一21的一端固定连接；

l形连杆18，竖直端与所述顶板15下端固定连接，所述l形连杆18的水平端固定连接有导杆套17一侧，所述导杆套17滑动套接在所述l形导杆162的竖直段；

所述限位装置包括：固定块191，所述固定块191固定连接在所述顶板15下端，且位于活动杆16一侧；

连杆192，所述连杆192滑动设于所述固定块191内侧，所述连杆192靠近活动杆16的一端内嵌钢珠195，所述活动杆16靠近钢珠195的一侧上下间隔设置若干插孔，所述钢珠195用于插入所述插孔163；

挡板194，所述挡板194固定于所述连杆12上，且位于所述钢珠195一侧；

弹簧193，所述弹簧193套接在所述连杆192上，且位于所述固定块191与挡板194之间，所述弹簧193两端分别与所述固定块191和挡板194固定连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：齿轮一21与直齿板161啮合传动，使活动杆16可上下活动，同时导杆套17滑动套接在l形导杆162的竖直段，l形导杆162随活动杆16共同上下活动，起到运动导向的作用，从而活动杆16与机箱6、采样箱7在水面以上行程可形成一个整体，防止采样箱7在放置和提升水面以上行程过程中横向晃动，保证放置和提升过程中的稳定性。

连杆上的内嵌钢珠与活动杆滚动摩擦，当活动杆上下设置的插孔移动到钢珠所在位置时，通过弹簧回弹使钢珠插入插孔中，防止机箱与采样箱和l形导杆形成整体后移动距离太大，损坏设备。

在一个实施例中，还包括：

力传感器，所述力传感器设置在所述吊绳5的与机箱6连接的一端，用于检测所述吊绳5受到所述机箱6施加的拉力；

转速传感器，所述转速传感器设置在所述第一旋转轴4上，用于检测所述第一旋转轴4的实际转速；

速度传感器，设置在所述机箱6上，用于检测所述机箱6的升降线速度；

报警器，所述报警器设置在所述支撑柱2上；

控制器，所述控制器设置在所述支撑柱2上，所述控制器分别与所述力传感器、速度传感器、转速传感器、报警器电性连接；

所述控制器基于所述力传感器、速度传感器、转速传感器控制所述报警器工作，包括以下步骤：

步骤1：操作者开启设备，所述控制器控制所述力传感器、速度传感器、转速传感器实时检测，并通过公式(1)计算出所述吊绳5吊起机箱6时，第一旋转轴4输出的实际扭矩：

其中，t为所述吊绳5吊起机箱6时，第一旋转轴4输出的实际扭矩，m为机箱6的重量，m为采样箱7的重量，β为吊起时的动载系数，k为吊绳5的横截面积，v为所述转速传感器检测的第一旋转轴的转速，h为固定箱3的吊绳5穿出点到收卷筒中心的距离,v0为所述速度传感器检测值,g为重力加速度；

步骤2：基于步骤一和公式(2)计算所述吊绳5吊起机箱6时第一旋转轴4的实际工作效率：

其中，为所述吊绳5吊起机箱6时第一旋转轴4的实际工作效率，为吊绳5空载时第一旋转轴4输出的效率，ε为所述吊绳5的抗拉强度，v为所述吊绳5吊起机箱6时第一旋转轴4的角速度，π为圆周率，t为所述吊绳5吊起机箱6时，第一旋转轴4输出的实际扭矩，f为力传感器检测到的拉力值，为力传感器的误差系数，s表示单位时间，h为吊绳5在固定箱3的穿出点与在顶板15的穿出点之间的距离；

步骤三：所述控制器比较所述吊绳5吊起机箱6时所述第一旋转轴4的实际工作效率与所述第一旋转轴4预设的工作效率，若所述所述吊绳5吊起机箱6时第一旋转轴4的实际工作效率小于所述第一旋转轴4预设的工作效率，则所述报警器报警。

上述技术方案的有益效果为：

通过力传感器、速度传感器、转速传感器、报警器及控制器工作，能够计算第一旋转轴的实际输出效率，并根据第一旋转轴的实际输出效率控制报警器报警，从而提醒操作者及时查看异常，避免因起吊采样箱时缠绕水草等异物，导致第一旋转轴空转烧毁电机，防止吊绳断裂。

其中，所述控制器基于所述力传感器、速度传感器、转速传感器控制所述报警器工作，首先操作者开启设备，所述控制器控制所述力传感器、速度传感器、转速传感器实时检测，并通过公式(1)计算出所述吊绳5吊起机箱6时，第一旋转轴4输出的实际扭矩，公式(1)中考虑机箱6的重量、采样箱7的重量、吊起时的动载系数、吊绳5的横截面积、第一旋转轴的转速、固定箱3的吊绳5穿出点到收卷筒中心的距离、第一旋转轴4的实际转速、收卷筒的半径等因素对吊起受力状态的影响，使得计算结果更加可靠；然后基于步骤一和公式2计算所述吊绳5吊起机箱6时第一旋转轴4的实际工作效率，公式(2)中综合考虑吊绳5空载时第一旋转轴4输出的效率、吊绳5的抗拉强度、吊绳5吊起机箱6时第一旋转轴4的角速度、所述吊绳5吊起机箱6时，第一旋转轴4输出的实际扭矩、吊绳5受到所述固定箱3施加的拉力、力传感器的误差系数、h为吊绳5在固定箱3的穿出点与在顶板15的穿出点之间的距离等因素对吊起第一旋转轴输出效率的影响，使得计算结果更加可靠。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。