Пробоотборник Советский патент 1992 года по МПК G01N1/04 

Изобретение предназначено для отбора проб вещества, осаждающихся на поверхностях различных предметов окружающей среды, с использованием роботов, автооператоров и дистанционно управляемых манипуляторов.

Известный пробоотборник предполагает при ведении пробоотборных работ ручное манипулирование устройством, С помощью известного устройства трудно обеспечить интенсивный отбор проб, тж., при ручном манипулировании пробоотборником, совершение необходимых для интенсивного растворения отбираемых веществ в смачивающей жидкости движений затруднено, особенно в труднодоступных местах. Необходимость ручного манипулирования известным устройством ограничивает его применение для отбора проб веществ, представляющих собой опасность для здоровья человека.

Цель изобретения - обеспечение возможности дистанционного манипулирования пробоотборником и интенсификация процесса пробоотбора.

Указанная цель достигается тем, что в известном пробоотборнике, содержащем тампонодержатель со сменным тампоном, для смачивающей жидкости имеется емкость с элементом для жесткого крепления в захватном устройстве, а тампонодержатель установлен с возможностью вращения посредством планетарного механизма, водило которого, имеющее элемент для передачи ему вращения от приводного вала захватного устройства и осевое и радиальные отверстия, сообщающиеся с полостью емкости, образует с сателлитом планетарного механизма, выполненного в виде валика с радиальными пазами, механизм для смачивания тампона.

w

ЧвЈ

V4 ч4

О 00 О О

Общим известного и предлагаемого устройства является наличие в них кинематически связанного со смачиваемым предметом механизма для смачивания, включающего валик с ячейками.

Отличие заключается в том, что в известном устройстве кинематическая связь механизма для смачивания со смачиваемым предметом осуществляется с помощью хрз- пово-рычажного механизма, а в предлагаемом - с помощью планетарною в котором установленный в водиле валик с ячейками (пазами) выполняет роль сателлита.

На фиг. 1 изображен продольный разрез пробоотборника; на фиг, 2 - разрез А-А фиг. 1,

Пробоотборник содержит герметичную емкость 1 для заливки смачивающей жидкости 2 со стыковочным элементом 3 для жесткого закрепления в захватном устройстве, например, манипуляторе (не показаны) и коническим зубчатым венцом 4. В емкости 1 герметично установлено с возможностью вращения водило 5 с пазами 6 и 7 и про- резыр 8 для передачи вращения от приводного вала захватного устройства (не показаны). Кроме того, в водиле 5 выполнены отверстия, сообщающиеся с полостью емкости 1:9 и 10 - осевые, 11 и 12 - верхнее и нижнее радиальные. В водиле 5 герметично установлен в продольном положении с возможностью вращения подпружиненный запорно-дозирующий валик 13 конической формы с радиальными пазами 14 и коническим зубчатым венцом 15. Кроме того, на водиле 5 установлен с возможностью вращения тампонодержатель 16с коническим зубчатым венцом 17. В центральной части тампонодержателя 16 выполнено кольцевое окно 18, разделенное на сектора ребрами 1$. В тампонодержатсле 16 установлен, без возможности вращения относительно последнего, сменный тампон 20, выполненный из пористого эластичного или волокнистого материала и армированный пружинистыми пластинами 21 с изогнутыми участками 22, западающими в углубления 23 тампонодержателя 16.

Водило 5 и валик.13 образуют в совокупности, механизм смачивания тампона 20 жидкостью 2, предназначенной для растворения отбираемых веществ.

Зубчатые венцы 4 и 17 образуют в совокупности с водилом 5 и валиком 13 зубчатый планетарный механизм, обеспечивающий возможность вращения водила 5 с валиком 13 и тампонодержателя 16 с различными угловыми скоростями, Валик 13с зубчатым венцом 15 в планетарном механизме выполняет роль сателлита (Кудрявцев В.Н. Плзнегарные передачи, Л., Машиностроение, 1866, с. 9, рис. Зв).

Пробоотборник работает следующим образом.

Подготовка устройства к работе заключается в том, что в полость емкости 1 заливают жидкость 2 и закрывают ее, а на тампонодержателе 16 закрепляют свежий тампон 20.

Доставка устройства к месту проведения пробоотборных работ обеспечивается, например, с помощью какого-либо транспортного средства, снабженного гнездом для установки пробоотборника с герметичной, дистанциомно-открываемой и закрываемой крышкой, а также, например, дистанционно управляемым манипулятором (не показаны).

На месте проведения пробоотборных

работ крышка гнезда с пробоотборником открывается и захватное устройство манипулятора подводится к стыковочному элементу 3. После. закрепления пробоотборника в захватном устройстве,

манипулятор перемещает его в зону отбора проб и устанавливает в вертикальном положении. Включается привод захватного устройства манипулятора, обеспечивающий вращение приводного вала, например, с

возможностью регулировки его угловой скорости,

Вращение приводного вала захватного устройства, выполненного, например, подпружиненным и с элементом западающим

при вращении в. прорезь 8, передается во- дилу 5. Валик 13 начинает вращаться со скоростью СЩ, равной:

)l,

где zi - число зубьев венца 4; Z2- число зубьев венца 15; Ј01 - скорость вращения водила 5. Одновременно начинает вращаться тампонодержатель 16 в том же направлении, что и водило 5, но со скоростью од , равной 2 ал (при равном числе зубьев венцов 4 и 17) (Кудрявцев В.Н. Планетарные передачи, 1966, с. 9).

При вращении валика 13 происходит периодическое заполнение его пазов 14 жидкостью 2 через отверстия 12 за счет вытеснения воздуха в верхнюю часть емкости 1 через отверстие 11 при совмещении пазов 14 с пазом 6 водила 5 и их опорожнение при совмещении с пазами 7, расположенными в нижней части водила 5. За счет разности в скоростях вращения водила 5 с валиком 13 и тампонодержателя 16 с тампоном 20, истекающая из пазов 7 и отверстия

10, жидкость 2 обеспечивает равномерное смачивание тампона 20. Скорость враще- ния приводного вала захватного устройства o)i (а следовательно, и скорость вращения о звалика 13) регулируется в зависимости от впитывающих свойств материала, используемого тампона 20.

После окончания времени, необходимо- го для полного опорожнения емкости 1, пробоотборник устанавливается в положение, перпендикулярное к поверхности, намеченной для отбора пробы, и прижимается к ней тампоном 20. Происходит растворение от- бираемых веществ в жидкости 2, вытесненной из пор тампона 20 в результате его деформации.

Если поверхность, намеченная для отбора проб, достаточно ровная, то процесс отбора пробы может осуществляться без выключения привода захватного устройства, т.е. при вращающемся водиле 5, а следо- вательно, и тампонодержателе 16 с тампоном 20..

После окончания времени отбора пробы пробоотборник медленно отводится от поверхности пробоотбора и, в результате того, что тампон 20 приобретает первоначальную форму, жидкость 2 с растворений- ми в ней веществами всасывается обратно в поры. Для повторного отбора необходимо поменять тампон.

После окончания пробоотборных работ пробоотборник устанавливается обратно в гнездо транспортного средства и закрывается.

Предлагаемый пробоотборник обеспечивает возможность дистанционного манипулирования устройством.

Отбор проб с помощью вращающегося тампона 20 способствует более интенсивному растворению отбираемых веществ и, следовательно, повышает производительность пробоотборных работ.

Использование для смачивания тампона 20 и для его вращения в процессе отбора проб одной и той же степени подвижности манипулятора способствует упрощению конструкции последнего.

Формула изобретения

Пробоотборник, включающий сменный тампон, тампонодержатель и приводной вал для его вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности его в работе, тампонодержатель выполнен в виде втулки с расположенным на ее верхнем торце коническим зубчатым венцом, а отборник снабжен герметичной емкостью для смачивающей жидкости с коническим зубчатым венцом и установленным перпендикулярно приводному валу с возможностью вращения вокруг своей оси и выполненным в виде водила подпружиненным запорно- дозирующим валиком конической формы с радиальными пазами и расположенными на его концах коническими зубчатыми венцами, взаимодействующими с коническими зубчатыми венцами втулки тампонодержа- теля и емкости для смачивающей жидкости, при этом приводной вал выполнен с отверстиями для поочередного соединения радиальных пазов запорно-дозирующего валика с внутренней полостью герметичной емкости для смачивающей жидкости.

Изобретение предназначено для дистанционного отбора проб веществ, осаждающихся на поверхностях различных предметов. Цель изобретения - повышение эффективности устройства в работе. Пробоотборник содержит емкость для смачивающей жидкости с зубчатым коническим венцом. В емкости герметично установлен подпружиненный запорно-дозирующий валик в виде водила конической формы, на котором установлен тампонодержатель со сменным тампоном. Запорно-дозирующий валик выполнен с радиальными пазами и зубчатыми коническими венцами на концах. Вращением водила обеспечивается вращение валика и тампонодержателя со скоростью, отличной от скорости водила. При вращении валика обеспечивается периодическое заполнение его пазов жидкостью через радиальные отверстия и их опорожнение через пазы и отверстие в во- диле. Вращение водила и тампонодержате- яя с различными скоростями обеспечивает равномерное смачивание тампона. 2 ил.