[發明專利]一種水氣分控雙倉調壓積時式懸移質采樣器

在審

• 申請號: 202010512796.4
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111610065A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 方德勝;張尚權;薛興江;呂平毓;蘭峰;張士君;劉圖;黃龍;左渝;張世明;肖忠;馬耀昌;董麗梅;王晰;曹磊;李棠;李俊;王清川;呂盈逸;梅元慶;彭洪燕;王鵬;汪正福
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會水文局長江上游水文水資源勘測局;重慶溯水科技發展有限公司
• 主分類號: G01N1/20
• 分類號: G01N1/20
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 劉鑫

本發明公開了一種水氣分控雙倉調壓積時式懸移質采樣器包括采樣器主體，采樣器主體內設有控制倉、取樣倉及調壓倉，控制倉內裝有控制閥，控制倉通過采樣器主體尾部裝設的調壓氣囊調壓，取樣倉通過調壓倉和控制閥調壓，控制閥電性連接有電機，電機與控制閥內部的傳動齒輪組連接使與其連接的控水閥組和控氣閥組運行，本發明由于控制倉和取樣倉分開同步調壓，使控制倉始終保持干燥，控水閥組內的動換相閥片轉動切換水路通道，控氣閥組內的排氣閥和進氣閥運動切換氣路通道，且同步運行，從而完成調壓和取樣的切換，并且控氣閥組采用橡膠密封，可防止密封點漏氣，從而使調壓平衡，進口流速穩定，低流速河水能進入取樣倉內。

技術領域

本發明涉水文測量技術領域，具體涉及一種水氣分控雙倉調壓積時式懸移質采樣器。

背景技術

國際上常用的懸移質泥沙測驗儀器以器測法儀器取樣，采用過濾稱重分析。目前美國常使用40～70年代研制的調壓式采樣器，法國常使用充氣式采樣器，德國常用對孔閥調壓式纜道采樣器，我國水文站網主要以瞬時橫式和積時式雙層積深簡易瓶式采樣器采樣。這兩種儀器的結構簡單，操作方便，但是其精度和效率較低。而美國使用的調壓式采樣器的控制閥裝在控制倉內，通過調壓系統自動調節取樣倉和控制倉內的壓力，使其與測量點倉外的水壓相同。當倉內外壓力調節平衡后開始取樣，此時河水不會因為壓差而突然涌入，而是以此時天然環境相同的流速流進取樣倉，從而得到最真實的懸移質泥沙水樣。因此我國從20世紀50年代末開始研制調壓式懸移質采樣器，但是此類采樣器由于管嘴積沙、調壓時間長、取樣倉突然灌注、取樣流速系數不達標、外形水阻大、入水姿態不穩定、控制閥故障高、密封環節容易泄露等問題使其只在局部地區小范圍使用，不能得到大范圍的推廣。

由于三峽大壩等水利工程建設形成了大量庫區，泥沙淤積的影響日益突出，我國水利部長江水利委員會在2002年立項并委托長江上游水文水資源勘測局研制新型調壓積時式懸移質泥沙采樣器，在2004年研制出的AYX2-1型調壓積時式懸移質泥沙采樣器，如圖1所示，包括采樣器主體1a，所述采樣器主體1a內部設有控制倉2a、取樣倉3a和調壓倉4a，所述控制倉2a內部安裝有控制閥5a，所述控制倉2a和取樣倉3a的壓力均通過調壓倉4a輔以控制閥5a進行調節，所述控制閥5a為三相四通開關閥，如圖2所示，所述控制閥5a包括閥座51a、氣路切換通道53a和水路切換通道54a，所述控制閥5a電性連接有電機55a，所述電機55a與轉動齒輪56a中部連接的中心軸561a連接帶動轉動齒輪56a旋轉，從而帶動轉動齒輪56a下方連接的陶瓷換相閥片57a源定心軸52a旋轉，所述陶瓷換相閥片57a與閥座51a之間用陶瓷隔離片58a隔開，所述氣路切換通道53a和水路切換通道54a均貫穿所述閥座51a、陶瓷換相閥片57a和陶瓷隔離片58a，且位于同一平面上，陶瓷耐磨且平面磨光后自帶一定的密封作用，從而實現了等通經的各通道全通全閉。在調壓狀態下，如圖1和圖3所示，所述控制閥5a上的取樣倉排氣孔531a和后進水口542a關閉，所述取樣倉3a和控制倉2a連通，所述控制閥5a上的河水進口541a與旁路排水口543a連通，將采樣器放入水中后，進入調壓倉4a的水擠壓調壓倉4a的空氣通過調壓進氣管532a進入控制倉2a，擠壓進控制倉2a的空氣通過控制閥5a進入取樣倉3a。根據波義爾定律，因為此時取樣倉3a處于一端封閉的狀態，所述調壓倉4a、控制倉2a及取樣倉3a中被擠壓的空氣與倉外同深度位置的水壓相等。在取樣過程中，如圖1和圖4所示，此時取樣倉排氣孔531a和后進水口542a打開，取樣倉3a和控制倉2a關閉，旁路排水口543a與河水進口541a關閉，河水以與此時天然流速相同的流速流進取樣倉3a。

這種采樣器解決了同類取樣器管嘴積沙、調壓時間長、取樣倉突然灌注、取樣流速系數不達標及外形水阻大等問題，但由于取樣倉和控制倉都用調壓倉進行調壓，控制閥的陶瓷換相閥片和陶瓷隔離片之間在使用一段時間后會慢慢卡上泥沙，使閥內各孔路之間串通，導致其仍然存在密封點漏水、控制倉積水、低流速不進水及操作費勁等問題。

發明內容

針對上述不足，本發明的目的在于，提供一種水氣分控雙倉調壓積時式懸移質采樣器，提高測量精度和效率，并使其工作穩定，使用方便簡單，便于大范圍推廣使用。