Батометр Советский патент 1991 года по МПК G01N1/10 

Изобретение относится к устройствам для отбора проб жидкости и может быть использовано для отбора проб воды в различных отраслях народного хозяйства, кон- тролирующих уровень загрязнения водоемов.

Цель изобретения - повышение надежности работы батометра в условиях низких температур, повышение достоверности отбора пробы на различных уровнях жидкости и улучшение условий обслуживания.

На фиг. 1 изображен батометр в исходном состоянии в момент погружения на заданный уровень в жидкости; на фиг, 2 - батометр на первой стадии его работы в момент срабатывания спускового механизма; на фиг. 3 - батометр на конечной стадии его работы.

Батометр состоит из емкости 1 для отбираемой жидкости,, спускового механизма 2 и запорного узла 3.

Емкость 1 представляет собой цилиндр 1, закрытый снизу крышкой 5, и содержит обратный сферический клапан 6.

Запорный узел 3 состоит из крышки 7 с центральным отверстием 8, закрытым большим коническим клапаном 9 с центральным каналом 10. Клапан 9 неподвижно соединен с вкладышем 11, имеющим центральный канал 12 Сообщающиеся центральные каналы 10 и 12 служат для компенсации разности давлений внутри и снаружи пробо- отборной емкости 1 при открывании малого конического клапана 13, который неподвижно соединен с нижней частью стакана 14 спускового механизма 2. На заданном уровне жидкости после срабатывания малого конического клапана 13 и компенсации разности давлений внутри и снаружи пробо- отборной емкости 1 происходит открывание большого конического клапана 9. Спусковой механизм 2 состоит из стакана 14 с центральным отверстием 15 для жесткого крепления конца троса 16. Внутри стакана 14 расположен подвижный шток 17, имеющий центральный канал 18, через который пропущен трос 16, и периферийно расположенные вертикальные каналы 19. Каналы 19 служат для удаления жидкости из стакана 14 при движении штока 17 вниз. На стенках стакана 14 спускового механизма 2 симметрично расположена пара подвижных фикса- topoB 20, закрепленных на осях 21 Стакан 14 спускового механизма 2 жестко соединен с цилиндром 22, имеющим кольцевой ограничитель 23 и боковые радиальные ка- налы24, служащие для вытеснения жидкости из кольцевой полости 25 при движении цилиндра 22 с кольцевым ограничителем 23 вверх при срабатывании батометра и для прохождения жидкости в центральные каналы 12 и 10 при открывании малого конического клапана 13 Запорный узел 3 и спусковой механизм 2 соединены между собой парой гибких держателей 26 Нижние концы гибких держателей 26 жестко соединены с крышкой 7 Гибкие держатели 26 пропущены через каналы 27 кольца 28, которое жестко связано с верхней частью большого конического клапана 9, а их верхние концы в исходном состоянии батометра удерживаются на подвижных фиксаторах 20. Трос 16 снабжен посыльным грузом 29, имеющим центральный канал 30

Батометр работает следующим образом.

В исходном состоянии (батометр готов для погружения) пробоотборная емкость 1 герметично закрыта большим коническим клапаном 9 и малым коническим клапаном 13, которые поджимаются стаканом 14 спускового механизма 2. Цилиндр 22 с кольцевым ограничителем 23, которые неподвижно связаны со стаканом 14 спускового механизма 2, находятся в крайнем положе- нии. Большой конический клапан поджимается к крышке 7 запорного узла 3, а малый конический клапан 13, соединенный неподвижно со стаканом 14 спускового механизма 2, поджимается к вкладышу 11, 0 соединенному неподвижно с большим коническим клапаном 9. Спусковой механизм 2 поджимается к запорному узлу 3 с помощью гибких держателей 26. Гибкие держатели 26 пропущены через каналы 27 кольца 28, ко- 5 торое неподвижно соединено с большим коническим клапаном 9. Нижние концы гибких держателей 26 неподвижно соединены с крышкой 7, а верхние удерживаются фиксаторами 20, когда они находятся в горизон- 0 тальном положении. Фиксаторы 20 не могут поворачиваться на осях 21 вследствие того, что они упираются в шток 17, находящийся в верхнем положении. Шток удерживается в верхнем положении за счет силы тре- 5 ния, возникающей между фиксаторами 20 и стенками штока 17. Обратный сферический клапан 6 находится на дне пробоотборной емкости 1. В таком состоянии батометр транспортируют с помощью троса 16 на за- 0 данный уровень для отбора пробы жидкости При погружении батометра жидкость заполняет стакан 14 спускового механизма 2 через каналы 19 и 18,кольцевая полость 25 заполняется через радиальные каналы 24 5 цилиндра 22. Однако жидкость не имеет доступа в пробоотборную емкость 1, так как сквозное отверстие 8 крышки 7 закрыто большим коническим клапаном 9, а центральные каналы 10 и 12 закрыты малым ко- 0 ническим клапаном 13. Посыльный груз 29 находится в-верхней части троса 16.

Для того, чтобы произвести отбор пробы на заданном уровне жидкости, по тросу 16 направляют посыльный груз 29, который 5 приводит батометр в действие. Посыльный груз 29 ударяет по штоку 17, перемещая его в нижнее положение. Перемещаясь в нижнее положение, шток 17 вытесняет жидкость из стакана 14 через каналы 19 и 0 освобождает фиксаторы 20, которые поворачиваются на осях 21 и освобождают держатели 26. Пробоотборная емкость 1 с запорным узлом 3 под действием силы тяжести перемещается вниз до тех пор, пока 5 верхняя часть вкладыша 11, который неподвижно соединен с большим коническим кла- паном 9, не достигнет кольцевого ограничителя 23 цилиндра 22, соединенного неподвижно со стаканом 14 спускового механизма 2. Жидкость из кольцевой полости 25 вытесняется через боковые радиальные каналы 24 цилиндра 22. Малый конический клапан 13 вследствие того, что вкладыш 11 переместился вниз, открывает центральные каналы 10 и 12 вкладыша 11 и большого конического клапана 9. В таком промежуточном положении батометр находится до тех пор, пока не откроется большой конический клапан 9, который удерживается за счет перепада давления внутри и снаружи пробоотборной емкости 1. Этот перепад давления ликвидируется за счет поступления жидкости через центральные каналы 12 и 10 и боковые радиальные каналы 24, расположенные на цилиндре 22. По достижении определенной величины перепада давления внутри и снаружи пробоотборной емкости 1, последняя вместе с крышкой 7 и гибкими держателями 26 перемещается вниз до тех пор, пока верхняя часть гибких держателей 26 не достигнет кольца 28, неподвижно связанного с боль-, шим коническим клапаном 9. Большой конический клапан 9 освобождает центральное отверстие 8 в крышке 7. Отбираемая проба жидкости через центральное отверстие 8 крышки 7 заполняет пробоот- борную емкость 1. Воздух из пробоотборной емкости 1 вытесняется через центральное отверстие 8. .По мере заполнения жидкостью пробоотборной емкости 1 сферический обратный клапан 6 постепенно поднимается, так как он вытесняется жидкостью, до тех пор. пока он не перекроет центральное отверстие 8 снизу. Батометр готов для транспортировки на поверхность. Проба отобранной жидкости с заданного уровня находится в пробоотборной емкости 1 и надежно закрыта обратным сферическим клапаном 6. С помощью троса батометр транспортируют на поверхность. Цикл работы батометра по отбору пробы жидкости с заданного уровня завершен. Батометр отделяют от троса 16 со спусковым механизмом 2 путем отвинчивания цилиндра 22 со

стакана 14. Спусковой механизм 2 с тросом 16 используют для снаряжения другого батометра.

Конструкция батометра позволяет изго- 5 товить все детали из полимерных материалов (фторпласт, полиэтилен), которые не загрязняют жидкость тяжелыми металлами при их контакте. Батометр, изготовленный из полимерных материалов, позволяет про0 извести отбор проб морской воды с целью ее анализа на содержание тяжелых металлов в условиях арктических экспедиций как с поверхности льда, так и с борта судов. Пробы были получены с различных уровней

5 до 50 м при температуре наружного воздуха до-30°С. Конструкция обеспечивает использование нескольких пробоотборных емкостей, снабженных запорными устройствами, с одним спусковым механиз0 мом и тросом. Отказов в работе батометра не было. В полученных пробах морской воды было зафиксировано минимальное содержание меди, железа, свинца, кадмия, марганца (5-Ю,9 вес%).

5

Формула изобретения

Батометр, содержащий емкость для отбора жидкости с обратным сферическим клапа- ном, запорный узел в виде крышки с

центральным отверстием, соединенный с ним гибкими держателями спусковой механизме виде стакана со штоком и подвижными фиксаторами и трос для транспортировки батометра, отличающийся тем, что, с целью

повышения надежности работы в условиях низких температур, достоверности отбираемой пробы жидкости и улучшения условий обслуживания, запорный узел снабжен разного диаметра клапанами и вкладышем,

расположенным между ними, стакан спускового механизма снабжен цилиндром с кольцевым ограничителем и сквозными радиальными каналами в боковых стенках, а конец троса жестко закреплен в центре днища стакана спускового механлзма.

Изобретение относится к оборудованию для отбора проб жидкости с различных уровней, в частности к батометрам. Цель изобретения - повышение надежности работы батометра в условиях низких температур, достоверности отбираемой пробы и улучшение условий обслуживания. Батометр содержит емкость для отбора жидкости с обратным сферическим клапаном, запорный узел, спусковой механизм, приводимый в действие посыльным грузом и трос для транспортировки батометра. Запорный узел выполнен в виде крышки с центральным отверстием и снабжен большим коническим клапаном, малым коническим клапаном и вкладышем, расположенным между ними Спусковой механизм выполнен в виде стакана с центральным отверстием, служащим для жесткого крепления троса. На боковых стенках стакана симметрично расположены два фиксатора, которые поворачиваются на осях. Наличие малого конического клапана в запорном узле позволяет надежно предварительно производить компенсацию разности давлений внутри и снаружи пробоотбор.чой емкости на различных уровнях в жидкости перед открыванием большого конического клапана. Стакан спускового механизма имеет цилиндр с кольцевым ограничителем, а запорный узел снабжен вкладышем, которые в совокупности обеспечивают надежное открывание большого конического клапана. Эти новые признаки существенно повышают надежность в работе батометра на различных уровнях жидкости и тем самым повышают точность в отборе проб жидкости. 3 ил. сь СО

Фиг. 1

Ш1891

17

21

20