Устройство для отбора проб жидкости Советский патент 1993 года по МПК G01N1/10 

Изобретение относится к области контроля качества жидкости и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, связанных с отбором подповерхностных проб, в частности, с целью определения загрязненности воды.

Целью предлагаемого ; изобретения является повышение эффективности процесса пробоотбора.

На фиг. 1 представлено устройство для отбора проб жидкости: на фиг. 2 - то же, вид

сверху (вид А): на фиг. 3 - то же, приспособления для открывания-закрывания сосудов и герметизации пробы; на фиг. 4 - узел t на фиг. 1.

Устройство содержит платформу 1, про- боотборные сосуды 2, грузовой трос 3, катушку 4 и привод 5 приспособления для перемещения, счетчик 6 глубины погружения. Приспособление для герметизации пробы в пробоотборных сосудах 2 содержит гидрозатвор 7, внутри которого закреплена

,00

to

VI

СП

о (л

вставка 8 (на фиг 1 не видна),адекватная по форме гидрозатвору, В горловинах сосудов 2 размещены пробковые уплотнения с осевым каналом для закрепления гидрозатвора 9. Приспособление для открытия-закрытия каждого пробоотборного сосуда 2 выполнено в виде растворимой накладки 10. удерживаемой на крышке 11 креплением 12. Платформа 1 имеет гнезда 13 для установки в них по крайней мере двух пробоотборных сосудов 2 с возможностью съема. Платформа 1 снабжена ограждающим сосуды 2 кожухом 14с прокладкой 15.

Катушка 4 и привод 5 приспособления для перемещения, счетчик б глубины погру- жения установлены на несущей плите 16, выполненной телескопически, с направляющим шкивом 17.

Грузовой трос 3 размещен в оболочке из полиэтилена (ТУ 6-05-1627-82) высокого давления и имеет маркировку глубины погружения.

Вставка 8, пробковое уплотнение 9, крышка 11, прокладка 15 изготавливаются из материалов, стойких к воздействию отби- раемых жидкостей (фторопласт).

Платформа 1 изготавливается из алюминия с утяжелителями из нержавеющей стали

Узлы приспособления для открывания и закрывания сосудов (крышка 11 с креплением 12)и приспособление для герметизации пробы (гидрозатвор 7 с вставкой 8 и пробковым уплотнением 9) представляют собой сборно-разборные конструкции, монтируе- мые в месте отбора проб, что позволяет не только уменьшить габаритные размеры устройства, но и исключить внесение загрязнений при повторном отборе проб.

В качестве растворимой накладки 10 могут использоваться: пластины льда различной толщины, сахар-рафинад и т.п. (выбирается исходя из рода отбираемой жидкости и заданной глубины погружения).

Крепление 12 представляет собой фто- ропластовую скобу,закрепленную на гидравлическом затворе 7.

Крышка 11 закреплена на гидравлическом затворе 7 с возможностью свободного смещения с устья входного отверстия за счет упругой деформации фторопластового стержня (без позиции).

Для пояснения работы устройства для отбора проб введены условные обозначения-

ti - время полного растворения накладки с

t2 - время погружения платформы до заданной точки глубины отбора пробы, с

Сопоставительный анализ (табл. 1) с прототипом показывает, что заявляемое устройство для отбора проб жидкости отличается от прототипа наличием узлов (7, 8, 9, 10), позволяющих повысить надежность работы пробоотборника: гарантированный забор пробы с заданной глубины, защита водовпускных отверстий от загрязнений, находящихся в поверхностном микрослое, что в целом повышает эффективность процесса пробоотбора. Следовательно, заявляемое устройство для отбора проб жидкости отвечает критерию новизна.

Техническая сущность заявляемого устройства для отбора проб жидкости заключается в исключении из конструкции: узлов трения (блоков, стержней, фиксаторов), имеющих контакт с отбираемой жидкостью, троса управления и использовании более простых и надежных в эксплуатации приспособлений (7, 8, 9, 12). В процессе испытаний экспериментально подбирались оптимальные материалы накладки 10, толщина (д) и время растворения (ti), а также величина груза для утяжеления платформы, (табл. 2, 3).

Материал накладки 10 выбирают из условия: ti ta, т.е. платформа с пробоотбор- ными сосудами 2 должна достигнуть заданной глубины отбора до растворения накладки 10.

Устройство для отбора проб жидкости работает следующим образом (на примере забора проб из открытого водоема, в который попадают промышленные стоки).

Перед отбором пробы воды в гнезда 13 платформы 1 устанавливают пробоотбор- ные сосуды 2, закрепляя их кожухом 14 с прокладкой 15, предохраняющими сосуды 2 от возможных повреждений при погружении в воду. В горловину пробоотборных сосудов 2 устанавливают приспособление для герметизации пробы в сборе с приспособлением для открытия-закрытия сосудов.

Несущую плиту 16 закрепляют на опоре (не показана), например, плавучего средства, причем закрепляют так, что ее конец, на котором установлен направляющий шкив 17, размещен над водной поверхностью водного объекта. Плавучее средство устанавливают в акватории водного объекта в заданном месте отбора пробы,

Для погружения платформы 1 в воду растормаживают привод 5 приспособления для перемещения пробоотборных сосудов 2, Усилие,создаваемое платформой 1, под воздействием силы тяжести воспринимается тросом 3, который начинает разматываться с катушки 4.и платформа 1 погружается в глубину водного объекта Скорость погружения платформы 1 регулируют приводом 5 путем притормаживания. Разматываемый трос 3 проворачивает счетчик 6 числа оборотов, по шкале которого ведут контроль за глубиной, на которую погружена платформа 1.

Размещение центра тяжести платформы 1 с сосудами 2 в порожнем, а также в заполненном состояниях ниже геометрического центра обеспечивает при погружении и подьеме устойчивое вертикальное положение платформы 1 в пространстве, что повышает точность установки платформы в заданной точке глубины отбора пробы. Глубину погружения определяют по счетчику 6 числа оборотов и дополнительно контролируют по шкале, нанесенной на тросе 3.

При достижении заданной глубины отбора пробы затормаживают катушку 4. Разматывание троса 3 прекращается, т.е. прекращается погружение платформы 1,

По истечении времени крышка 11 смещается с устья входного отверстия гидрозатвора 7, сосуды 2 заполняются водой.

После заполнения сосудов 2, а это опре- деляют по времени или по изменению усилия на привод 5, начинают подьем платформы 1, т.е. намотку троса 3 на катушку 4. Поднятую из воды платформу 1 с заполненными сосудами 2 устанавливают на опору и, разъединив кожух 14, освобождают сосуды 2, извлекают их из гнезд. Герметизируют устье входного отверстия гидрозатвора 7 крышкой 11. Обмывают внешние поверхности гидрозатвора 7, пробкового уплотнения 9, сосудов 2 от загрязнений поверхностного микрослоя, тем самым исключая возможность их попадания в состав пробы при открытии сосудов 2. Демонтируют приспособление для герметизации про- бы с сосудов 2, на их место навинчивают крышки, входящие в комплект сосудов 2 (если используется гидрозатвор без дополни- тельных сопротивлений, то штатные крышки навинчивают на него) и отправляют на последующий анализ.

Заявляемое техническое решение прошло опытную проверку. Заявителями был изготовлен опытный образец устройства для отбора проб жидкости, который позво- лил снизить время подготовки к работе, массу, габаритные размеры и трудозатраты соответственно в 1,7; 1,8: 2,0; 4,8 раза с одновременным повышением наработки на отказ, точности глубины отбора пробы 8,5 и 10 раза т.е. подтвердил эффективность процесса пробоотбора по сравнению с устройством, взятым в качестве прототипа. В качестве пробоотборных сосудов использовались стеклянные бутыли емкостью 1 л

каждый, глубина отбора пробы составляла 10 м. материал растворимой накладки сахар-рафинад быстрорастворимый (ГОСТ 22-78) толщиной 15 мм. Результаты испытаний заявляемого устройства представлены в табл. 4.

Таким образом, применение заявляемого устройства для отбора проб жидкости, используемого при отборе разовых проб воды из водоемов и водотоков с целью последующего определения содержания растворимых и эмульгированных нефтепродуктов методом флуоресцентной спектрометрии, а также для ИК и УФ - спектрометрического определения, позволяет повысить эффективность процесса пробоотбора и может быть использовано органами водоохраны, гидрохимическими лабораториями, а также водопользователями.

Формула изобретения 1. Устройство для отбора проб жидкости, содержащее наземный блок управления, включающий несущую плиту и привод, связанный грузовым тросом с погружаемым блоком, содержащим утяжеленную платформу с двумя пробоотборными сосудами, установленными в ее гнездах, узлы открывания и закрывания сосудов, приспособление для измерения глубины погружения платформы и приспособление для герметизации пробы, состоящее из крышки с прокладкой на стороне, обращенной к горловине входного отверстия пробоотборного сосуда, о т- личающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса пробоотбора, приспособление для герметизации пробы снабжено гидрозатвором, вставкой, адекватной форме гидрозатвора, и пробковым уплотнением, установленным в горловине каждого пробоотборного сосуда, приспособление для открытия-закрытия каждого пробоотборного сосуда выполнено в виде накладки из материала, растворимого в жидкости в течение времени,соответствующего заданной глубине погружения, при этом колено гидрозатвора размещено по оси пробкового уплотнения, вставка закреплена с зазором относительно стенок гидрозатвора, а накладка приспособления для открытия закрытия каждого пробоотборного сосуда размещена с наружной стороны крышки, закрепленной на гидрозатворе с возможностью свободного смещения с устья входного отверстия после полного растворения накладки.

2. Устройство по п. 1,отличаю щее- с я тем. что несущая плита наземного блока управления выполнена телескопической.

3. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что грузовой трос снабжен оболочкой из полиэтилена высокого давления и шкалой глубины погружения.

Использование: контроль качества жидкостей для всех отраслей народного хозяйства, связанных с отбором подповерхностных проб, в частности с целью определения загрязненности воды. Сущность изобретения: устройство содер-, жит блок управления, несущую плиту, привод, трос, платформу с пробоотборными сосудами, узлы для герметизации пробы, снабженные гидрозатвором, вставкой,адекватной форме гидрозатвора, и пробковым уплотнением, установленным в горловине каждого пробоотборного сосуда, приспособление для открытия - закрытия каждого .пробоотборного сосуда выполнено в виде накладки из материала, растворимого в жидкости в течение времени, соответствующего заданной глубине погружения, при этом колено гидрозатвора размещено по оси пробкового уплотнения, вставка закреплена с зазором относительно стенок гидро- затвора, а накладка приспособления для открытия - закрытия каждого пробоотборного сосуда размещена с наружной стороны крышки, закрепленной на гидрозатворе с возможностью свободного смещения с устья входного отверстия после полного растворения накладки. При этом несущая плита наземного блока управления выполнена телескопической, а грузовой трос размещен в оболочке из полиэтилена высокого давления и имеет шкалу глубины погружения. 2 з.п. ф-Лы, 4 табл., 4 ил. (Л С

Сопоставительный анализ

Узлы и детали устройства, их назначение

Наземный блок управления несущая плита

катушка

направляющий шкив

управляющий трос

грузовой трос

счетчик числа оборотов

) утяжеленная платформа с пробоотборными сосудами

б) приспособление для открывания и

закрывания сосудов

управляющий трос

направляющие шкивы

крышка

стержень с хвостовиками

пружина

растворимая накладка крепление накладки ) приспособление для герметизации пробы

уплотнение крышки

уплотнение пробы из фторопласта

гидрозатвор

вставка пробковое уплотнение

Влияние материала накладки на скорость растворения в воде

Таблица 1

Заявляемое устройство

+

выполнена телескопической +

+

размещен в оболочке из полиэтилена высокого давления, имеет шкалу глубины

+

выполнена из фторопласта

+ +

+

+ +

+ + +

Таблица 2

Лед получали намораживанием дистиллированной воды в форме размером мм.

Таблица 3 Влияние массы платформы на скорость погружения в воде

Продолжение табл.2

Фие.1

Фай.2.

Фиг.З

ж 4;: : :r№.

V

ш;;;;; г;;ж

Фць

ФцьЛ