Устройство для отбора проб донных осадков Советский патент 1988 года по МПК G01N1/04 

Изобретение относится к устройствам для отбора проб, в частности к устройствам для отбора проб грунта, и может быть использовано для проведения биогеохимических исследований на дне водоемов.

Цель изобретения - обеспечение отбора проб донных осадков с одновременным проведением эксперимента в реальных условиях существования донных осадков.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство с приводом, выполненным в виде падающего груза. I - узел соединения каналов и капилляров, II - узел соединения каналов и капилляров с жиклерами; на фиг. 2 то же при использовании манипуляторов подводных аппаратов.

Устройство для отбора проб донных осадков представляет собой полую трубу 1 с цилиндрическим выступом 2 в центральной ее части, на котором неподвижно прикреплен основной груз 3. Внутри цилиндрического выступа размещены шприцевые системы 4 и 5, системы каналов 6 и капилляров 7. В верхней части трубы находится дополнителный груз 8, удерживаемый на трубе с помощью опорного кольца 9. К дополнительному грузу 8 неподвижно подсоединена рама 10 с вертлюгом П. На опорном кольце 9 укреплена крышка 12 с резиновой прокладкой и упругая защелка 13. Труба имеет режущий наконечник 14 и лепестковый клапан 15. В цилиндрическом выступе имеется заправочное отверстие 16 с винтом и уплотнением.

При работе устройства с манипуляторами на цилиндрическом выступе 2 неподвижно прикреплена планка -17 с металлической пластиной 18, которая выполняет роль упора для вдавливания поршней шприцевых систем 4 и 5 и закрывания крьшки 12. Дпя захватывания устройства манипулятором на цилиндрическом выступе прикреплено резиновое уплотнение 19. На крьш1ке установлен шток 20.

Одним из вариантов устройства является устройство, отличающееся тем, что вместо тонких капилляров для вбрызгивания растворов в осадок используют специальные жиклеры. Жиклер представляет собой винт с тонким капилляром, который вкручивается в отверстие, выполненное на месте тонкого капилляра так, что диаметр его у

5

0

5

0

внутренней части стенки трубы уменьшается и выступы, образованные при этом, предназначены для зажатия краев мембран при плотном вкручивании винта. Винт имеет профиль, полностью соответствующий форме отверстия, поэтому он после зажатия краев мембраны выгибает центральную часть ее в сторону полости трубы до уровня внутренней поверхности стенки трубы.Мембрана имеет тонкое отверстие, проколотое иглой.

Устройство работает следующим образом.

Шприцевал система заполняется раствором изотопа при перевернутом положении трубы через отверстия 16 при выдвижении поршней 5 до определенного уровня. После заполнения щпри- цевой полости 4 раствором изотопа к вертлюгу 11 на скобе прикрепляют трос и устройство для отбора проб донных осадков в подвешенном состоянии выносят на стреле крана за борт. После этого трубу опускают до дна, где она за счет кинетической энергии и веса основного груза проникает в толщу осадка до уровня основного груза 3. После заполнения трубы донным осадком и остановки трубы с основным грузом. Дополнительный груз 8 опускается вдоль верхней части трубы и перемещает порщии 5, которые вытесняют раствор. За счет разности диаметров отверстий каналов 6 и капилляров 7 в шприцевой системе после удара груза 8 по поршням 5 создается высокое давление и раствор изотопа вбрызгивается в осадок. В это же время защелкивается крьшка 12 от удара верхней части скобы 10 с вертлюгом 11 по крышке 12 и труба герметизируется. Устройство оставляют на дне на время, необходимое, чтобы накопилось количество меченых изотопом продуктов микробиологических процессов, достаточное для получения достоверных результатов при обработке проб и счета их на счетчике.

Устройство после окончания эксперимента быстро поднимают на борт судна, где производят дальнейшую обработку пробы или фиксацию пробы, 5 при этом используют шприцевую систему для введения фиксирующего раствора в осадок.

При использовании манипулятора устройство работает аналогично, а

Ё

0

5

0

после заполнения трубы донным осадком (в результате надавливания манипулятором на планку 17 за счет пластины 18) поршни 5 вдавливаются в шприцевые полости 4 и вытесняют раствор, который через систему каналов 6 и капилляров 7 вбрызгивается в осадок. В это же время пластина надавливает на шток 20 и крышка 12 защелкивается за счет упругой заделки, а труба герметизируется и в таком виде остается до окончания эксперимента в осадке.

При работе устройства с жиклерами раствор, поступающий из шприцевой системы под давлением, попадает под мембрану, прогибает ее в сторону осадка, резина растягивается и отверстие открывается, после чего раствор вбрызгивается в осадок, а резиновая мембрана за счет эластичных свойств резины закрывает отверстие и происходит герметизация системы ввода раствора. Данный вариант устройства для отбора проб донных осадков используют для повьщ1ения достоверности результатов исследований пр работе с анаэробными осадками для ввода в осадок анаэробных растворов, а также восстановленных соединений, окисляющихся на воздухе, при.работе с летучими веществами или растворами газов, имеющих высокое парди- альнре давление, так как при использовании жиклера раствор находится в изолированном объеме до лачала эксперимента. При работе с анаэробными осадками и анаэробными растворами используется специальная анаэробная техника работ при заполнении шприцевой системы раствором.

Формула изобретения

1. Устройство для отбора проб донных осадков, включающее корпус в виде полой трубы с режущим наконеч

10

70491

НИКОМ, крьшкой, расположенной на его верхнем конце, и инициирующий узел, выполненный в виде груза кольцевой ,. формы, свободно посаженного на корпус и соединенного с приспособлением для подъема устройства, отличающееся тем, что, с целью обеспечения отбора проб донных осадков с одновременным проведением эксперимента в реальных условиях их существования корпус в центральной части вьтол- нен разъемным и с цилиндрическим выступом, а в нижней части под выступом с системой каналов, расположенных коаксиально, и системой капилляров, расположенных радиально, и снабжен лепестковым клапаном, установленным на нижнем конце полой трубы, при этом устройство снабжено двумя шприцевыми системами для ввода реагентов, расположенных в цилиндрическом выступе корпуса и соединенными с внутренним объемом корпуса через системы каналов и капилляров, а также защелкой для герметизации крышки, причем инициирующий узел грузом, установленным неподвижно на внещней утенке цилиндрического выступа.

15

20

25

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при использовании манипуляторов подводньрс аппаратов узел приведения в действие устройства,установленный непосредственно на цилиндрическом выступе корпуса, выполнен в виде планки с металлической пластиной, крышка снабжена штоком, установленным с возможностью взаимодействия с планкой, а цилиид- рический выступ корпуса снабжен резиновым уплотнением для захвата устройства манипулятором.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что капилляры полой трубы корпуса снабжены жиклерами.

10

Фи.2

15

Фш2

Изобретение позволяет проводить эксперименты в придонной воде и дон- иых осадках различных водоемов в месте отбора пробы в 1)еальных условиях существования осадка до подъема ее на борт судна с использованием реакционных растворов, содержащих радиоактивную метку или фиксирующий агент с сохранением меченых или нестабильных продуктов в отбираемой пробе. Существенным конструктивным признаком изобретения является наличие шприцевой системы с каналами и капиллярами, размещенной в стенке трубы пробоотборного устройства, которая приводится в действие автоматически с помощью подвижного груза, установленного на внешней стороне устройства, при работе с борта судна на любой глубине водоемов или.с помощью планки и металлической пластины при работе манипулятором с использованием подводных аппаратов или вручную до максимальной глубины погружения подвижного аппарата или водолаза. При работе с аназробнь1ми растворами или растворами газов используют вариант устройства, в котором вместо тонких капилляров для взбрызгивания растворов в осадок предиаз- начены специальные жиклеры. Реакционные растворы вводят во внутренний объем трубы в осадок вдоль всей длины изучаемой колонки и в придонную воду. 2 з.п. ф-лы. 2 ил. i КЛ со vj о