УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ЖИДКОСТИ Российский патент 1998 года по МПК G01N1/10 

Изобретение относится к технике пробоотбора и может быть использовано для взятия проб жидкости при проведении экологических исследований водоемов природного и искусственного происхождения с целью определения состава воды и содержания в ней загрязняющих веществ.

В настоящее время известны разнообразные конструкции пробоотборников, включающие средства для заглубления емкости для отбора пробы, фиксации ее в рабочем положении, раскрытия каналов для поступления жидкости на заданной глубине, а также вставки пробы на поверхность. При этом традиционным является вертикальное рабочее положение емкости для отбора пробы жидкости. Однако, известные конструкции сложно применять для взятия проб из мелких водоемов.

Известен прибор для отбора пробы жидкости [1], снабженный средством для поддержания емкости в горизонтальном положении.

В приборе применены связанные с тросом щипцы из рычагов Z-образной формы, один из которых имеет гнездо для поддержания емкости в горизонтальном положении, а другой пробку, закрывающую горлышко емкости. В таком положении прибор погружают на трос в водоем. На заданной глубине по тросу опускают посылочный груз, под действием которого щипцы сдавливаются, при этом одна емкость выскальзывает, а пробка открывается. Емкость принимает вертикальное положение и в нее набирается проба жидкости. При отборе пробы емкость с помощью троса извлекают на поверхность.

В данном устройстве средство для удержания емкости в горизонтальном положении обеспечивает фиксацию емкости в момент ее погружения без использования специального корпуса и/или груза.

Однако устройство имеет ограниченное функциональное применение и не обеспечивает представительность отбираемой пробы. Кроме того, емкость в момент отбора пробы принимает вертикальное положение, что затрудняет использование устройства при исследовании мелких водоемов.

Известен прибор [2], обеспечивающий представительность отбираемой пробы за счет закрытия каналов для поступления жидкости после отбора пробы. Устройство содержит сосуд с окнами для впуска жидкости, подвешенный на тросе, а также поворотные дисковые заслонки, в которых имеются аналогичные окна-прорези. Заслонки с помощью шарниров соединены с крыльями-приспособлениями для поворота заслонок. При подъеме сосуда на поверхность под действием сопротивления жидкостной среды на крыльях заслонки поворачиваются так, что окна-прорези на них не совпадают с окнами в сосуде. При этом проба жидкости запирается и доставляется на поверхность.

Указанный прибор обеспечивает получение представительной пробы с заданной глубины, однако устройство сложно по конструкции, громоздко, ненадежно фиксируется в рабочем положении. Кроме того, оно не приспособлено для взятия проб из мелких водоемов.

В качестве прототипа заявляемого устройства выбрано устройство для отбора проб воды [3], содержащее закрепленные на тросе емкость с входным отверстием, закрытым пробкой с цанговым зажимом, а также узел пробоотбора, выполненный в виде цилиндрического корпуса с отверстиями для прохода жидкости, внутри которого размещен груз.

Емкость крепится под узлом пробоотбора и фиксируется в вертикальном положении.

Устройство обеспечивает представительность отбираемой пробы и позволяет осуществлять отбор пробы жидкости из достаточно мелких водоемов благодаря расположению корпуса с грузом выше емкости.

Однако, конструкция предусматривает наличие цангового зажима для фиксации пробки в емкости, что снижает надежность работы устройства. Кроме того, вертикальное положение емкости ограничивает минимально возможную глубину исследуемых водоемов.

Предлагаемое устройство решает задачу получения представительной пробы жидкости из мелких водоемов за счет фиксации емкости для отбора пробы в горизонтальном рабочем положении.

Задача решается тем, что устройство для отбора проб жидкости содержит закрепленные на тросе, по крайней мере одну, емкость с входным отверстием и узел пробоотбора, включающий корпус и размещенный внутри корпуса груз, корпус в нижней части снабжен соосно расположенной насадкой, имеющей один радиальный паз, в котором жестко закреплен цилиндрический палец с входным осевым глухим каналом и сквозным радиальным отверстием, на пальце коаксиально размещена втулка, установленная с возможностью поворота относительно пальца и имеющая сквозное отверстие, при этом входное отверстие емкости совмещено со сквозным радиальным отверстием втулки, а емкость жестко скреплена со втулкой. Кроме того, емкость скреплена со втулкой через переходное кольцо, охватывающее входное отверстие емкости и установленное в радиальном сквозном отверстии втулки. Кроме того, насадка в нижней части снабжена осевым штырем.

Новым в устройстве является то, что корпус в нижней части снабжен соосно расположенной насадкой, имеющей один радиальный паз, в котором жестко закреплен цилиндрический палец с входным осевым глухим каналом и сквозным радиальным отверстием, на пальце коаксиально размещена втулка, установленная с возможностью поворота относительно пальца и имеющая сквозное радиальное отверстием, при этом входное отверстие емкости совмещено со сквозным радиальным отверстием втулки, а емкость жестко скреплена со втулкой.

Новым является также то, что емкость скреплена со втулкой через переходное кольцо, охватывающее входное отверстие емкости и установленное в радиальном сквозном отверстии втулки.

Новым является также то, то насадка в нижней части снабжена осевым штырем.

Наличие корпуса с размещенным внутри него грузом обеспечивает заглубление и фиксацию устройства в сборе, подвешенного на тросе. Снабжение корпуса в нижней его части соосно расположенной насадкой, имеющей один радиальный паз, служит для сочленения корпуса с грузом с узлами для подвода жидкости и крепления емкости. При этом количество радиальных пазов в насадке определяется количеством используемых емкостей, жестко закрепленный в радиальном пазу насадки цилиндрический палец с входным осевым глухим каналом и сквозным радиальным каналом, а также коаксиально размещенная на пальце втулка, со сквозным радиальным отверстием, совмещенным с входным отверстием емкости, обеспечивают организацию сквозных каналов для поступления отбираемой пробы жидкости в емкость. Жесткое скрепление емкости с втулкой при совмещении входного отверстия емкости со сквозным радиальным отверстием втулки обеспечивает фиксацию емкости в горизонтальном положении в момент погружения устройства, что позволяет осуществить отбор проб из мелких водоемов.

Установка втулки на пальце с возможностью ее поворота относительно пальца обеспечивает открытие сквозных каналов для поступления жидкости в емкость за счет совмещения сквозного радиального отверстия втулки со сквозным радиальным отверстием пальца в момент погружения устройства и взятия пробы, а также изолирование отобранной пробы от внешней среды при подъеме устройства на поверхность за счет поворота втулки под действием силы тяжести заполненной жидкостью емкости и перекрытия при этом каналов для поступления жидкости.

Для удобства эксплуатации устройство может быть снабжено переходным кольцом, охватывающим входное отверстие емкости и установленным в сквозном радиальном отверстии втулки. Это позволяет надежно закрепить емкость со втулкой и зафиксировать ее при этом в горизонтальном положении в момент погружения устройства. Кроме того, выбирая переходное кольцо с определенным диаметром наружной части, согласованным с диаметром входного отверстия емкости, можно использовать различные емкости в предлагаемом устройстве.

Наличие осевого штыря в нижней части насадки позволяет при необходимости зафиксировать устройство в дне водоема.

На фиг. 1 представлен чертеж предлагаемого устройства (вид спереди). На фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - положение емкости в момент погружения и отбора пробы (а) и в момент окончания отбора пробы и извлечения устройства из водоема (б).

Устройство содержит корпус 1, связанный с тросом 2, внутри которого размещен груз 3. В нижней части корпус 1 снабжен соосно расположенной насадкой 4, имеющей радиальные пазы 5. В пазах 5 жестко установлены цилиндрические пальцы 6, каждый из которых имеет входной осевой глухой канал 7 и сквозное радиальное отверстие 8. На каждом пальце 6 установлена с возможностью поворота относительно него втулка 9, имеющая сквозное радиальное отверстие 10, совмещенное с входным отверстием соответствующей емкости 11, которая жестко скреплена со втулкой 9 посредством переходного кольца 12. Фиксация емкости 11 в переходном кольце 12 и закрепление переходного кольца 12 в сквозном радиальном отверстии 10 втулки 9 осуществляется посредством резьбы, имеющейся на наружной поверхности входного отверстия емкости 11, на внешней и внутренней поверхности кольца 12, а также на поверхности отверстия 10 во втулке 9. Насадка 4 снабжена в нижней части осевым штырем 13.

Устройство работает следующим образом.

Устройство в сборе опускают на тросе 2 в исследуемый водоем. Перед погружением устройства каждую втулку 9 устанавливают на соответствующем пальце 6 таким образом, чтобы сквозное радиальное отверстие 10 на втулке 9 совместилось со сквозным радиальным отверстием 8 на пальце 6. При этом каждая емкость 11 занимает горизонтальное положение, как показано на фиг. 3а.

При заглублении устройства, жидкость поступает на каждую из емкостей 11 через сквозной канал, образованный входным осевым глухим каналом 7 в пальце 6, совмещенными сквозными радиальными отверстиями 8 и 10 в пальце 6 и втулке 9 соответственно, сквозным отверстием в переходном кольце 12, посредством которого входное отверстие емкости 11 совмещено со сквозным радиальным отверстием 10 втулки 9.

По окончании погружения устройства штырь 13 входит в придонный слой грунта, и устройство надежно фиксируется в грунте.

После заполнения каждой из емкостей 11 жидкостью, каждая соответствующая втулка 9 поворачивается относительно пальца 6 под действием силы тяжести заполненной жидкостью емкости 11. При этом отверстия 10 и 8 во втулке 9 и пальце 6 соответственно не совпадают, отверстие 8 в пальце 6 перекрывается внутренней боковой поверхностью 9, поступление жидкости в емкость 11 прекращается, а отобранная проба оказывается изолированной от внешней среды. Каждая емкость 11 занимает положение, отличное от горизонтального (фиг. 3б). Для удобства эксплуатации можно выбрать угол поворота втулки 9 относительно пальца 6 при полном заполнении емкостей 11 жидкостью, равным 90 град. Тогда в итоге емкость 11 устанавливается вертикально, если это позволяет глубина водоема.

После окончания отбора пробы устройство за трос 2 поднимают на поверхность. При этом емкости 11 занимают положение, отличное от горизонтального или устанавливаются вертикально в зависимости от выбранного угла поворота втулок 9 относительно соответствующих пальцев 6 (фиг. 3 б).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет отбирать предельную пробу жидкости из мелких водоемов, при этом минимально возможная глубина погружения определяется диаметром горизонтально расположенных в слое жидкости емкостей 11. При извлечении пробы, она автоматически изолируется от внешней среды без применения дополнительных приемов и средств. Устройство просто по конструкции, легко совмещается с различными емкостями, удобно в эксплуатации.

Использование: для взятия проб жидкости при проведении экологических исследований водоемов природного и искусственного происхождения для определения состава воды и содержания в ней загрязненных веществ. Сущность изобретения: устройство для отбора проб жидкости содержит закрепленные на тросе одну емкость с входным отверстием и узел пробоотбора, включающий корпус с грузом. Корпус в нижней части снабжен соосно расположенной насадкой, имеющей, по крайней мере, один радиальный паз, в котором жестко закреплен цилиндрический палец с входным осевым глухим каналом и сквозным радиальным отверстием. На пальце коаксиально размещена втулка, установленная с возможностью поворота относительно пальца и имеющая сквозное радиальное отверстие. Входное отверстие емкости, совмещено со сквозным радиальным отверстием втулки. Емкость жестко скреплена со втулкой посредством переходного кольца, охватывающего входное отверстие емкости и установленного в сквозном радиальном отверстии втулки. Насадка в нижней части снабжена осевым штырем. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для отбора проб жидкости, содержащее закрепленные на тросе по крайней мере одну емкость с входным отверстием и узел пробоотбора, включающий корпус с грузом, отличающееся тем, что корпус в нижней части снабжен соосно расположенной насадкой, имеющей по крайней мере один радиальный паз, в котором жестко закреплен цилиндрический палец с входным осевым глухим каналом и сквозным радиальным отверстием, на пальце коаксиально размещена втулка, установленная с возможностью поворота относительно пальца и имеющая сквозное радиальное отверстие, при этом входное отверстие емкости совмещено со сквозным радиальным отверстием втулки, а емкость жестко скреплена с втулкой. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что емкость жестко скреплена с втулкой посредством переходного кольца, охватывающего входное отверстие емкости и установленного в сквозном радиальном отверстии втулки. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что насадка в нижней части снабжена осевым штырем.