ПРОБООТБОРНИК ЖИДКОСТИ Российский патент 1998 года по МПК G01N1/10 

Изобретение относится к исследованию и анализу природных поверхностных и промышленных сточных вод, отбираемых с разных глубин, в частности к конструкции пробоотборника жидкости, предназначенного для отбора проб воды с разных глубин вручную.

Известен пробоотборник для воды конструкции Е.В. Симонова, состоящий из нижнего груза, пробоотборного цилиндра, посыльного верхнего груза и троса (Лаптев Ф. Ф. Анализ воды. ГНТИЛ по геологи и охране недр. - М., 1955, с. 75-76). При отборе проб на заданную глубину на тросе погружают нижний груз, потом на этот груз последовательно опускают пробоотборный цилиндр и посыльный верхний груз, после чего пробоотборник в сборе с пробой воды поднимают на поверхность. Недостатком пробоотборника является сложность конструкции, ненадежная работа на морозе вследствие обледенения троса и трудного движения по тросу посыльного груза.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности признаков является пробоотборник жидкости (батометр) - прототип (Руководство по отбору проб и производству анализов промышленных сточных вод предприятий цветной металлургии./Под ред. О.В. Янтер. - М.: МЦМ СССР, 1973, с. 11).

Пробоотборник жидкости (батометр) представляет из себя герметичную емкость (бутыль) с грузом, с впускным патрубком (горлышком бутыли), закрытым резиновой пробкой. Бутыль за горлышко прикреплена к основному подвесному тросу, а пробка соединена с подвесным тросом дополнительным тросиком, причем длина дополнительного тросика значительно меньше длины основного троса, заключенного между горлышком бутыли и местом соединения дополнительного тросика с основным подвесным тросом. Пробоотборник работает следующим образом: бутыль плотно закрывают пробкой и на подвесном тросе осторожно погружают в жидкость или водоем на требуемую глубину, резким рывком за трос выдергивают пробку из горлышка бутыли и, после заполнения батометра жидкостью, поднимают его на поверхность.

Длительный опыт эксплуатации данного батометра при отборе проб речной, озерной воды, промышленных сточных вод выявил его недостатки - это низкая скорость пробоотбора и малая, не более 3 м, глубина погружения пробоотборника в водоем (жидкость).

Заявляемое техническое решение (конструкция пробоотборника жидкости) направлено на увеличение скорости отбора пробы и расширение диапазона глубины пробоотбора, в сторону больших глубин.

Поставленная цель достигается тем, что в пробоотборнике жидкости, включающем герметичную емкость с впускным патрубком, установленным в верхней части емкости и закрытым пробкой, к которой присоединен подвесной трос, новым является то, что емкость снабжена вторым впускным патрубком, установленным рядом с первым, закрытым пробкой и также соединенной с тросом, жесткой дугообразной ручкой, прикрепленной к емкости с двух сторон, в верхней части которой по центру выполнено отверстие, через которое пропущен с возможностью свободного перемещения подвесной трос с отверстием, в котором установлен съемный фиксатор, изготовленный с возможностью разрушения и размещенный под ручкой таким образом, чтобы длина троса, заключенного между пробками и фиксатором, была бы больше высоты ручки. Впускные патрубки выполнены разной длины, а в качестве материала фиксатора используется дерево или хрупкая пластмасса, причем фиксатор выполнен в форме стержня или бруска.

Указанная конструкция пробоотборника позволяет использовать более большой и более тяжелый пробоотборник, опуская его на значительные глубины, свыше 20 м, а введение в верхнюю часть герметичной емкости двух впускных клапанов различной длины позволяет более чем в два раза увеличить скорость отбора пробы, организовав поступление жидкости в емкость по одному патрубку, а выход воздуха из емкости - по другому. Предложенная форма и материал для фиксатора позволяют создать разрушаемый фиксатор с оптимальными прочностными характеристиками.

На чертеже (а, б) изображена конструкция заявляемого пробоотборника жидкости. Пробоотборник включает в себя герметичную емкость 1, впускные патрубки 2, закрытые пробками 3, к которым подсоединен подвесной трос 4. К емкости 1 с двух сторон прикреплена жесткая дугообразная ручка 5, в верхней части которой по центру выполнено отверстие 6, через которое пропущен подвесной трос 4, с возможностью легкого перемещения. В тросе 4 сделано отверстие 7, в которое вставляется разрушаемый фиксатор 8. На чертеже (б) дополнительно показана часть подвесного троса 4 с отверстием 7 и вставленным фиксатором 8. Длина троса 4, заключенного между пробками 3 и вставленным в трос 4 фиксатором 8, больше высоты ручки 5. Герметичная емкость 1, впускные патрубки 2 и ручка 5 изготавливаются из материала, достаточно химически инертного к отбираемой жидкости, например из титана, нержавеющей стали, пластмассы. Материалом для пробок 3 может служить резина или пластмасса, для подвесного троса 4 могут быть применены капроновые или стальные тросики. Разрушаемые фиксаторы 8 изготавливаются из дерева или хрупкой пластмассы, в форме стержня или бруска необходимой толщины.

На чертеже (в), для сопоставления, приведена конструкция пробоотборника жидкости по прототипу, которая включает в себя герметичную емкость или бутыль 1, горлышко бутыли или впускной клапан 2 с пробкой 3, основной (подвесной) трос 4, дополнительный тросик 9 и груз 10.

Предлагаемый нами пробоотборник жидкости работает следующим образом. Подготовка к работе. Впускные патрубки 2 закрывают пробками 3, спускают подвесной трос 4 сквозь отверстие 6 в сторону пробок 3 до тех пор, пока отверстие 7 в подвесном тросе 4 не окажется под ручкой 5. В отверстие 7 вставляют фиксатор 8 и за свободный конец тянут трос 4 вверх (в противоположную сторону от герметичной емкости). При этом фиксатор 8 упирается снизу о ручку пробоотборника 5, а сам пробоотборник висит на тросе 4 в воздухе. Отбор проб. Для отбора пробы пробоотборник с помощью подвесного троса 4 плавно опускают в жидкость (в водоем) на требуемую глубину и производят резкий короткий рывок троса 4 вверх. При этом хрупкий фиксатор 8 переламывается, трос 4 двигается через отверстие 6, выдергивая пробки 3 из впускных патрубков 2; пробки 3, перемещаясь вверх, упираются в ручку 5 снизу, и дальнейшее движение подвесного троса 4 через отверстие 6 прекращается. Происходит заполнение герметичной емкости 1 жидкостью (водой), причем по одному впускному клапану 2 в емкость 1 поступает жидкость, а через другой клапан 2 - из емкости 1 выходит воздух. После заполнения емкости 1 жидкостью, пробоотборник за трос 4 поднимают на поверхность и выливают отобранную жидкость в бутыль для проб.

Для полевых испытаний нами был изготовлен опытный экземпляр предлагаемого пробоотборника жидкости. В качестве материала для герметичной емкости 1, впускных патрубков 2 и ручки 5 применили нержавеющую сталь. Вес пробоотборника составил около 3 кг, наружный диаметр герметичной емкости был равен 100 мм, а объем отбираемой пробы - 3 л.

Испытания показали, что предлагаемый пробоотборник позволяет, по сравнению с прототипом, стеклянным батометром емкостью 1 л более чем в 3 раза ускорить отбор пробы, расширить диапазон глубины пробоотборника в 6 раз (с 3 м до глубины 20 м), прост в эксплуатации и позволяет отбирать пробы зимой со льда водоема, через отверстие, просверленное рыбацким ледобуром с диаметром лунки 120-130 мм.

Пробоотборник жидкости включает герметичную емкость с впускным патрубком, установленным в верхней части емкости и закрытым пробкой, к которой присоединен подвесной трос. Емкость снабжена вторым впускным патрубком, установленным рядом с первым и закрытым пробкой, соединенной с тросом. С двух сторон к емкости прикреплена жесткая дугообразная ручка. В верхней части ручки по центру выполнено отверстие, через которое пропущен с возможностью свободного перемещения подвесной трос с отверстием. В отверстие троса вставлен съемный фиксатор, изготовленный с возможностью разрушения и размещенный под ручкой так, что длина троса между пробками и фиксатором больше высоты ручки. Пробоотборник позволяет ускорить отбор пробы, расширить диапазон глубины пробоотбора, прост в эксплуатации. 1 с. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Пробоотборник жидкости, включающий герметичную емкость с впускным патрубком, установленным в верхней части емкости и закрытым пробкой, к которой присоединен подвесной трос, отличающийся тем, что емкость снабжена вторым впускным патрубком, установленным рядом с первым и закрытым пробкой, также соединенной с тросом, жесткой дугообразной ручкой, прикрепленной к емкости с двух сторон, в верхней части которой по центру выполнено отверстие, через которое пропущен с возможностью свободного перемещения подвесной трос с отверстием, в которое вставлен съемный фиксатор, изготовленный с возможностью разрушения и размещенный под ручкой так, что длина троса, заключенного между пробками и фиксатором, больше высоты ручки. 2. Пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что впускные патрубки выполнены разной длины. 3. Пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала фиксатора используется дерево или хрупкая пластмасса. 4. Пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что фиксатор выполнен в форме стержня или бруска.