Устройство для отбора проб воды Советский патент 1981 года по МПК G01N1/10 

1

Изобретение относится к гидрологическим исследованиям и предназначено для взятия проб воды, в частности морской, на заданных глубинах.

Известно устройство для отбора целевых проб морской воды с любой глубины, содержащее вращающуюся на валу головку с установленными на ней батометрами и механизмами закрытия клапанов, пружину для вращения головки, электромагнит и шаговое переключающее устройство LI.

НедосФатками этого устройства являются необходимость вращения больших инерционных масс (головка с батометрами и пробами в них), для чего требуется достаточно сильная пружина, которая создает большие динамические нагрузки на детали переключающего устройства, и необходимость периодического заведения этой пружины, что ведет к снижению надёжности работы устройства и к эксплуатационным неудобствам.

Известно также устройство для отбора проб воды на заданных глубинах, содержащее основание, размещенные вокруг него пробоотборники, снабженные приспособлениями для их закрывания, шаговый электромеханический механизм управления последовательным закрыванием пробоотборников, снабженный корпусом и валом и размещенный на основании, и средства электрической и механической связи с аппаратурой управления J.

Недостатком данного устройства является громоздкая конструкция и низкая надежность ее работы.

Цель изобретения - повышение надежности работы и упрощение конструкции .

Поставленная цель достигается тем, что шаговый электромеханический механизм управления снабжен упором и соосно расположенными дисками с радиальными пазами по периферии каждого диска, один из которых вьшолнен с большим диаметром и жестко закреплен на валу, а другой снабжен фиксатором и расположен на валу с возможностью свободного перемещения, диски снабжены пружиной, установленной с возможностью углового перемещения дисков, а корпус шагового электромеханического механизма управления снабжен рычагами, соединенными одними ко цами с приспособлениями для закрывания пробоотборников, а другими кон цами с дисками, при этом с диском меньшего диаметра соединен один из рычагов. Кроме того, корпус шагового электромеханического механизма управления снабжен перфорированными стенками и расположенной между ними эластичной диафрагмой. Величина смещения радиальных пазов в обоих диска равна угловому шагу вращения вала шагового электромеханического механи ма управления. На корпусе шагового электромеханического механизма управления по пе риферии радиально установлены п двуплечих рычагов, одно плечо которых нагружено приспособлениями для закры ван.я пробоотборников, другое плечо п-1 двуплечих рычагов прижато к диску большего диаметра, а одного двуплечего рычага - к диску меньшего диаметра. На фиг. 1 изображено устройство для отбора проб воды, общий вид; на фиг. 2 - шаговый электромеханический механизм управления, продольньш разрез; на фиг. 3 - то же, вид сверху. Устройство для взятия проб воды на заданных глубинах содержит цилиндрическое полое открытое основание 1, снаружи на нем радиально установлены пробоотборники 2, имеющие клапаны 3 на обоих концах, например кр нового типа. На осях кранов установ лены рычаги 4 и 5, соединенные друг другом закрывающей пружиной 6 и тягой 7, обеспечивающей одновременное открытие или закрытие обоих кранов при повороте рычага на одном из них На верхнем рычаге 4 закреплена пет ля 8. В верхней части цилиндрического полого основания 1 установлен шаговый электромеханический механиз 9 управления. Устройство имеет огра дение 10 для защиты его от механических повреждений, в верхней части которого имеется рым I1 для механического крепления устройства на кабель-тросе 12. Корпус шагового элек тромеханического механизма управления включает в себя основание 13 и крышку,14, соединенные между собой через уплотнительную прокладку 15 (фиг. 2). В крьщ1ке 14 установлена эластичная, например из резины, диафрагма 16, размещенная между двумя перфорированными стенками 17, ограничивающими прогиб диафрагмы 16. Внутри корпуса шагового электромеханического механизма управления на основании 13 закреплен электромагнит 18, якорь 19 которого через систему рычагов 20 и 21 связан с храповой собачкой 22, которая взаимодействует с храповым колесом 23, жестко укрепленным на валу 24, установленном в основании 13 корпуса шагового электромеханического механизма управления на подшипниках 25 и уплотненным на выходе из основания 13 резиновым кольцом 26. Внутренняя полость корпуса заполнена электроизоляционной жидкостью, например маслом, выходящей через два отверстия в основании 1 3 корпуса шагового электромеханического механизма управления, закрытые пробками 27. На конце вала 24, выходящем из основания 13, жестко закреплен диск 28, выполненный с большим диаметром, чем второй диск 29,установленный соосно первому. Снизу, вплотную к диску 28, на его ступице, как на оси, установлен второй диск 29 меньщего диаметра. В нижнем диске 29 выполнено отверстие 30,а в верхнем диске 28 - дугообразный паз 31 (фиг. 3), в которые проходит стержень 32 фиксатора, на котором со стороны верхнего диска установлены стакан 33 с пружиной 34 и закреплен колпачок 35. Размер по дуге паза 31 в верхнем диске 28 дает возможность нижнему диску 29 поворачиваться относительно верхнего диска 28 на угол, равный угловому шагу вращения вала 24 даагового электромеханического механизма управления. Снаружи на основании 13 корпуса щагового электромеханического механизма управления установлен упор 36, взаимодействующий в служебном положении со стержнем 32 фиксатора. На периферии основания 13 радиально закреплены кронштейны 37, по количеству равные числу пробоотборников. На осях 38 кронштейнов 37, имеющих пружины 39 кручения, установлены двуплечие рычаги 40. Т ружины 39 кручения стремятся прижать внутренние большие плечи рычагов 40 к основанию 13- корпуса шагового эле тромеханического механизма управления. За меньшие плечи рычагов 40 зацеплены петли 8, к которым приложено усилие от элементов закрытия пробоотборников. Под действием этого усилия на меньшие плечи рычагов 40 удлиненное большое плечо одного рычага 40 прижимается снизу к диску 29, а больше.е плечо остальных рычагов 40 прижимается к диску 28, сбоку в основании 13 корпуса шагового электромеханического механизма управления имеется штепсельная розетка 41 для соединения с герморазъемом 42, установленным на кон.це кабель-троса 12, соединяющим шаговый электромеханический механиз управления с бортовой аппаратурой. На периферии обоих дисков 28 и 29 выполнены радиальные пазы 43 и 44 (фиг. З). Ширина радиальных пазов 43 и 44 выбирается оптимальной для обеспечения прохождения плечей рычагов 40, но не более одного углово го шага вала 24. В прорезях дисков 28 и 29 установлена пружина 45 раст жения, закрепленная одним концом на диска 28, а другим концом - на диск 29. Под действием пружины 45 растяже ния диск 29 повернут относительно диска 28 на угол, определяемый длино дугообразного паза 31 на диске 28, равный угловому шагу поворота вала 2 и ограниченный стержнем 32 фиксатора При этом радиальные пазы 43 и 44 обоих дисков 28 и 29 полностью перекрыты по ширине. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии все пробоотборники открыты. Петли 8 всех пробоотборников 2 зацеплены за малые пле чи рычагов 40, к ним приложено усили от закрывающих пружин 6. При этом бо шие плечи п-1 рычагов 40 прижаты к верхнему большему диску 28, а удлине ное большее плечо одного рычага 40 прижато к нижнему меньшему диску 29 и находитсянапротив радиального паза 43 большего диска 28 (фиг. З). Бл годаря действию пружины 45 растяжени и выбранной величине дугообразного паза 31, радиальные пазы 43 и 44 на обоих дисках 28 и 29 сдвинуты друг о носительно друга на один угловой шаг поворота вала шагового электромеханического механизма управления. В этом состоянии устройства для взятия пробы воды опускается в воду и на нужной глубине, определяемой по длине вытравленного кабель-троса 12 или любым другим методом, по кабель-тросу 12 на электромагнит 18 подается электрический сигнал. Электромагнит 18 через рычаги 20 и 21, храповую собачку 22 и храповое колесо 23 поворачивает вал 24 и закрепленный жестко на нем диск 28 на один шаг. Под действием пружины 45 растяжения, соединяющей диски 28 и 29, диск 29 также поворачивается на один шаг. При этом повороте большее плечо первого по ходу вращения рычага 40 попа- . дает в радиальный паз 43 на диске 28.Под действием усилия со стороны закрьюающей пружины 6 на меньшее гЕлечо первого рычага 40, он поворачивается, петля 8 соскакивает с меньшего плеча рычага,и краны пробоотборников закрываются. Пружина 39 .кручения не препятствует повороту рычага 40, так как ее усилие значительно слабее усилия закрывающей пружины 6, и она служит только для возвращения рычага 40 в нижнее положение. Устройство перемещается далее и на нужных глубинах подаются сигналы на электромагнит 18, и закрываются краны соответствующих пробоотборников, отсекая в них пробы с этих глубин. При поступлении на электромагнит 18 предпоследнего, по числу пробоотборников, сигнала большее-плечо предпоследнего (п-1) рычага W попадает в радиальный паз 43 верхнего большего диска 28. Одновременно с ним удлиненное большее плечо последнего п рычага 40 попадает в радиальньй паз 44 нижнего диска 29 и прижимается уже к верхнему диску 28, так как оба радиальных паза 43 и 44 сдвинуты .на один угловой шаг, а стержень 32 фиксатора упирается в упор 36. При поступлении на электромагнит 18 последнего сигнала стержень 32 фиксатора препятствует вращению диска 29,Вал 24, растягивая пружину 45, поворачивает диск 29 еще на один угловой шаг. В этом положении оба радиальных паза 43 и 44 совмещаются и удлиненное большее плечо рычага 40 попадает в радиальный паз 43 на верхнем диске 28. Последний рычаг поворачивается и краны последнего пробоотборника закрываются.

После подъема на поверхность устройства для взятия проб воды и извлечения проб на пробоотборников, нажатием на колпачок 35 стержень 32 фиксатора отводится от упора 36, дис 29 под действием пружины 45 поворачивается относительно диска 28 и перкрывает радиальный паз 43 в нем. Поеле зацепления петель 8 за меньшие плечи соответствующих рычагов 40 устройство готово для дальнейшей работы.

Формула изобретения

1. Устройство для отбора проб воды на заданных глубинах, содержащее основание, размещенные вокруг него пробоотборники, снабженные приспособлениями для их закрывания, шаговый электромеханический механизм управления последовательным .з акрыванием пробоотборников, снабженный корпусом и валом и размещенный на основании и средства электрической и механической связи с аппаратурой управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения конструкции, шаговый электромеханический механизм управления снабжен упором и соосно

расположенными дисками с радиальными пазами по периферии каждого диска, один из которых выполнен с большим диаметром и жестко закреплен на валу, а другой снабжен фиксатором и расположен на валу с возможностью свободного перемещения, диски снабжены пружиной, установленной с возможностью углового перемещения дисков, а корпус шагового электромеханического механизма управления снабжен рычагами, соединенными одними концами с приспособлениями для закрывания пробоотборников, а другими концами с дискамиj при этом с диском меньшего диаметра соединен один из рычагов.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус снабжен перфорированньми стенками и расположенной между ними эластичной диафрагмой.

3.Устройство по п. 1 , отличающееся тем, что величина смещения радиальных пазов в обоих дисках равна угловому шагу вращения вала шагового электромеханического механизма управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ № 2.049125, кл. G 01 N 1/12, 1972.

2.Патент CUIA № 3.489П12, кл. П 01 N /10, 1973.