技术摘要：
本发明公开了一种水气分控双仓调压积时式悬移质采样器包括采样器主体，采样器主体内设有控制仓、取样仓及调压仓，控制仓内装有控制阀，控制仓通过采样器主体尾部装设的调压气囊调压，取样仓通过调压仓和控制阀调压，控制阀电性连接有电机，电机与控制阀内部的传动齿轮  全部
背景技术：
国际上常用的悬移质泥沙测验仪器以器测法仪器取样，采用过滤称重分析。目前 美国常使用40～70年代研制的调压式采样器，法国常使用充气式采样器，德国常用对孔阀 调压式缆道采样器，我国水文站网主要以瞬时横式和积时式双层积深简易瓶式采样器采 样。这两种仪器的结构简单，操作方便，但是其精度和效率较低。而美国使用的调压式采样 器的控制阀装在控制仓内，通过调压系统自动调节取样仓和控制仓内的压力，使其与测量 点仓外的水压相同。当仓内外压力调节平衡后开始取样，此时河水不会因为压差而突然涌 入，而是以此时天然环境相同的流速流进取样仓，从而得到最真实的悬移质泥沙水样。因此 我国从20世纪50年代末开始研制调压式悬移质采样器，但是此类采样器由于管嘴积沙、调 压时间长、取样仓突然灌注、取样流速系数不达标、外形水阻大、入水姿态不稳定、控制阀故 障高、密封环节容易泄露等问题使其只在局部地区小范围使用，不能得到大范围的推广。 由于三峡大坝等水利工程建设形成了大量库区，泥沙淤积的影响日益突出，我国 水利部长江水利委员会在2002年立项并委托长江上游水文水资源勘测局研制新型调压积 时式悬移质泥沙采样器，在2004年研制出的AYX2-1型调压积时式悬移质泥沙采样器，如图1 所示，包括采样器主体1a，所述采样器主体1a内部设有控制仓2a、取样仓3a和调压仓4a，所 述控制仓2a内部安装有控制阀5a，所述控制仓2a和取样仓3a的压力均通过调压仓4a辅以控 制阀5a进行调节，所述控制阀5a为三相四通开关阀，如图2所示，所述控制阀5a包括阀座 51a、气路切换通道53a和水路切换通道54a，所述控制阀5a电性连接有电机55a，所述电机 55a与转动齿轮56a中部连接的中心轴561a连接带动转动齿轮56a旋转，从而带动转动齿轮 56a下方连接的陶瓷换相阀片57a源定心轴52a旋转，所述陶瓷换相阀片57a与阀座51a之间 用陶瓷隔离片58a隔开，所述气路切换通道53a和水路切换通道54a均贯穿所述阀座51a、陶 瓷换相阀片57a和陶瓷隔离片58a，且位于同一平面上，陶瓷耐磨且平面磨光后自带一定的 密封作用，从而实现了等通经的各通道全通全闭。在调压状态下，如图1和图3所示，所述控 制阀5a上的取样仓排气孔531a和后进水口542a关闭，所述取样仓3a和控制仓2a连通，所述 控制阀5a上的河水进口541a与旁路排水口543a连通，将采样器放入水中后，进入调压仓4a 的水挤压调压仓4a的空气通过调压进气管532a进入控制仓2a，挤压进控制仓2a的空气通过 控制阀5a进入取样仓3a。根据波义尔定律，因为此时取样仓3a处于一端封闭的状态，所述调 压仓4a、控制仓2a及取样仓3a中被挤压的空气与仓外同深度位置的水压相等。在取样过程 中，如图1和图4所示，此时取样仓排气孔531a和后进水口542a打开，取样仓3a和控制仓2a关 闭，旁路排水口543a与河水进口541a关闭，河水以与此时天然流速相同的流速流进取样仓 3a。 这种采样器解决了同类取样器管嘴积沙、调压时间长、取样仓突然灌注、取样流速 4 CN 111610065 A 说　明　书 2/6 页 系数不达标及外形水阻大等问题，但由于取样仓和控制仓都用调压仓进行调压，控制阀的 陶瓷换相阀片和陶瓷隔离片之间在使用一段时间后会慢慢卡上泥沙，使阀内各孔路之间串 通，导致其仍然存在密封点漏水、控制仓积水、低流速不进水及操作费劲等问题。
技术实现要素：
针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种水气分控双仓调压积时式悬移质采 样器，提高测量精度和效率，并使其工作稳定，使用方便简单，便于大范围推广使用。 为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是： 一种水气分控双仓调压积时式悬移质采样器包括采样器主体，所述采样器主体内 部设有控制仓、取样仓及调压仓，所述控制仓位于所述采样器主体的头部，且内部设有控制 阀，所述控制阀通过控制阀上开设的河水进口与河水连通，通过控制阀上开设的后进水口 与取样仓连通，所述控制阀上另设有排气的取样仓排气孔及排水的旁路排水口，所述取样 仓排气孔和旁路排水口均与所述采样器本体外部连通，所述调压仓位于所述取样仓附近， 且底部设有调压进水口与河水连通，所述调压仓通过调压进气管和所述控制阀上开设的取 样仓进气孔及进排气共用孔与取样仓连通，所述采样器主体的尾部设有调压气囊，所述调 压气囊通过控制仓调压进气管与所述控制仓连通。 作为本发明的一种改进，所述控制阀还包括阀座、控水阀组和控气阀组，所述阀座 上装有电机，所述电机与所述控制阀电性连接，所述电机与所述阀座内部安装的传动齿轮 组固定连接，所述传动齿轮组与所述控水阀组和控气阀组连接。 作为本发明的一种改进，所述传动齿轮组包括控水传动齿轮组和控气传动齿轮 组，所述控水传动齿轮组分别与所述电机和控气传动齿轮组卡持连接。 作为本发明的一种改进，所述控水阀组包括动换相阀片，所述动换相阀片与所述 控水传动齿轮组卡持连接，所述动换相阀片的一侧设有定换相阀片，另一侧设有隔离片，所 述动换相阀片、定换相阀片和隔离片的中部贯穿有定心轴，所述定心轴的两端嵌入所述阀 座内，所述动换相阀片和隔离片上均开设有河水进口，所述定换相阀片上开设有后进水口 和旁路排水口，所述河水进口、后进水口和旁路排水口均贯穿所述阀座，且位于所述定心轴 的同一侧。 作为本发明的一种改进，所述控气阀组包括左漩涡轮组和右漩涡轮组，所述左漩 涡轮组和右漩涡轮组分别位于所述控气阀组的两侧，且均与控气传动齿轮组连接，所述左 漩涡轮组的另一端连接有排气阀，所述排气阀内设有调节弹簧A，所述排气阀下方阀座上开 设有取样仓排气孔，所述右漩涡轮组的另一端连接有进气阀，所述进气阀内设有调节弹簧 B，所述进气阀下方阀座上开设有取样仓进气孔，所述进排气共用孔位于所述取样仓排气孔 和取样仓进气孔之间，其三者之间互相连通。 作为本发明的一种改进，所述控水阀组用陶瓷密封，所述控气阀组用橡胶密封。 作为本发明的一种改进，所述取样仓排气孔和所述后进水口在调压过程中处于关 闭状态，所述取样仓进气孔与所述进排气共用孔连通，所述河水进口与所述旁路排水口连 通。 作为本发明的一种改进，所述取样仓进气孔和所述旁路排水口在取样过程中处于 关闭状态，所述取样仓排气孔与所述进排气共用孔连通，所述河水进口与所述后进水口连 5 CN 111610065 A 说　明　书 3/6 页 通。 作为本发明的一种改进，所述取样仓内设有自密封存样装置，所述自密封存样装 置的侧面设有门锁，所述门锁与采样器主体为一体化设计。 作为本发明的一种改进，所述调压气囊与所述控制仓之间设有爆仓保护装置，所 述爆仓保护装置与所述调压气囊、控制仓之间通过所述控制仓调压进气管连通。 本发明的有益效果为： 1、本发明一种水气分控双仓调压积时式悬移质采样器由于所述采样器主体内部 设有控制仓、取样仓、调压仓及调压气囊，所述控制仓内装有控制阀，所述控制仓通过调压 气囊调节压力，所述取样仓通过调压仓及控制阀调节压力，从而使控制仓和取样仓的压力 分开同步调节，通过调压使调压仓、控制仓及取样仓内被挤压的空气压力与仓外同深度位 置的水压相等，此时采集的河水以天然环境相同的流速流进取样仓，得到最真实的悬移质 泥沙水样。此外，由于所述控制仓仅与调压气囊连通，从而使控制仓内部始终保持干燥，防 止控制阀上的电器因接触水而损坏，减少了控制阀故障的发生； 2、本发明由于所述电机带动控水传动齿轮组转动，所述控水传动齿轮组带动控气 传动齿轮组转动，从而带动控水阀组和控气阀组运行，实现水路和气路分开同步控制，以便 关闭和打开相应通道，实现调压状态和取样状态的相互切换； 3、本发明由于所述控水阀组采用陶瓷密封，所述控气阀组采用橡胶密封，防止密 封点漏水、漏气，从而使调压达到平衡，进口流速稳定，并使低流速河水也可流进取样仓内。 4、本发明调压和取样过程的操作简单，调压和取样状态之间的切换过程也便于操 作，适合大量推广使用。 下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。 附图说明 图1是AYX2-1型调压积时式悬移质泥沙采样器的结构示意图。 图2是AYX2-1型调压积时式悬移质泥沙采样器控制阀的结构示意图。 图3是AYX2-1型调压积时式悬移质泥沙采样器的调压工作过程示意图。 图4是AYX2-1型调压积时式悬移质泥沙采样器的取样工作过程示意图。 图5是本发明一种水气分控双仓调压积时式悬移质采样器主体结构示意图。 图6是本发明一种水气分控双仓调压积时式悬移质采样器的俯视图。 图7是本发明一种水气分控双仓调压积时式悬移质采样器的控制阀顶部齿轮分布 图。 图8是本发明一种水气分控双仓调压积时式悬移质采样器的控水阀组结构图。 图9是本发明一种水气分控双仓调压积时式悬移质采样器的控气阀组结构图 图10是本发明一种水气分控双仓调压积时式悬移质采样器的调压工作过程示意 图。 图11是本发明一种水气分控双仓调压积时式悬移质采样器的取样工作过程示意 图。 图中各附图标记说明如下。 采样仓主体—1a、控制仓—2a、取样仓—3a、调压仓—4a、调压进水口—41a、控制 6 CN 111610065 A 说　明　书 4/6 页 阀—5a、阀座—51a、定心轴—52a、气路切换通道—53a、取样仓排气孔—531a、调压进气 管—532a、水路切换通道—54a、河水进口—541a、后进水口—542a、旁路排水口—543a、电 机—55a、转动齿轮—56a、中心轴—561a、陶瓷换相阀片—57a、陶瓷隔离片—58a； 采样仓主体—1、控制仓—2、取样仓—3、调压仓—4、调压进水口—41、调压进气 管—42、控制阀—5、河水进口—51、后进水口—52、取样仓排气孔—53、旁路排水口—54、取 样仓进气孔—55、进排气共用孔—56、阀座—57、电机—571、传动齿轮组—572、控水传动齿 轮组—5721、控气传动齿轮组—5722、控水阀组—58、动换相阀片—581、定换相阀片—582、 隔离片—583、定心轴—584、控气阀组—59、左漩涡轮组—591、右漩涡轮组—592、排气阀— 593、调节弹簧A—594、进气阀—595、调节弹簧B—596、调压气囊—6、控制仓调压进气管— 61、爆仓保护装置—62、自密封存样装置—7。