Устройство дифференцированного сбора атмосферных осадков
DEVICE FOR DIFFERENTIATED ATMOSPHERIC PRECIPITATION COLLECTION

Устройство относится к группе технического оборудования (технических средств) экологического мониторинга сбора атмосферных осадков для оценки исходного химического состава и его изменения при их контакте с веществами поверхностного смыва.
Известна полезная модель 4140011 А (опубл. 20.02.1979), в которой раскрыт автоматический пробоотборник осадков, содержащий детектор, подающий сигнал в систему управления, для снятия крышки с поверхности коллектора при наличии осадков. Вода с инертной поверхности коллектора, через распределитель пробоотборника стекает в средство хранения. Крышку перемещают на коллектор в случае прекращения осадков и средства хранения автоматически закрываются, чтобы предотвратить загрязнение и испарение. Время начала отбора проб, и продолжительность отбора проб измеряют цифровыми часами и хранят в памяти для последующего использования при анализе проб. Множество средств хранения присоединяют последовательно к распределителю проб сбора из числа отдельных событий или нескольких образцов из того же события. Энергию для работы системы получаю от батареи и сжатого газа, что делает возможной работу в отдаленных местах.
К недостаткам данного аналога можно отнести:
- сложное конструктивное решение механизма перемещения крышки;
- для осуществления работы полезной модели необходим энергетический источник;
- отсутствие функции сбора смыва веществ аэрозольного загрязнения поверхности предметов открытого пространства.
Известна полезная модель 1509786 (опубл. 23.09.1989), в которой раскрыт автоматический порционный осадкосборник, задачей которого является исключение перемешивания проб, атмосферных осадков за счет защищенности устройства от загрязнений атмосферными примесями до начала сбора и после окончания сбора, защищенности от испарения и исключения общего и взаимного перемешивания проб. Осадкосборник содержит воронку сбора осадков, распределительный коллектор и сборные емкости, а также устройство герметизации емкостей и узел перемещения груза.
К недостаткам данного аналога можно отнести:
- сложное конструктивное решение механизма перемещения крышки;
- для осуществления работы устройства необходим источник электрического питания;
- отсутствие функции сбора смыва веществ аэрозольного загрязнения поверхности предметов открытого пространства.
Известна полезная модель RU 70583 U 1 (опубл. 27.01.2008), в которой раскрыт автоматический осадкосборник, пригодный для использования в экстремальных климатических условиях. Осадкосборник содержит корпус и собирающую воронку, установленную на верхней части корпуса и выполненную из двух частей: цилиндрической части, выступающей за пределы корпуса и конусной части, расположенной внутри корпуса, содержит крышку, приводимую в движение электроприводом соединенным с блоком коммутации, нагревательный элемент, закрепленный на наружной стороне конусной части воронки, и индикатор осадков, соединенный с электронным блоком, который в свою очередь соединен с блоком коммутации и блоком питания.
К недостаткам данного аналога можно отнести:
- сложное конструктивное решение механизма перемещения крышки;
- для осуществления работы устройства необходим источник электрического питания;
- большой вес осадкосборника;
- отсутствие функции сбора смыва веществ аэрозольного загрязнения поверхности предметов открытого пространства.
Известна RU 161697 U 1 (опубл. 27.04.2016, бюл. №12), выбранный в качестве прототипа, в котором раскрыт автоматический осадкосборник, предназначенный для сбора осадков с целью дальнейшего исследования их химического состава. Осадкосборник содержит корпус, собирающую воронку и управляемую крышку, закрывающую воронку в момент отсутствия осадков и открывающую воронку при их наличии, обе установленные в верхней части корпуса, электронный блок управления, датчики осадков, емкость для сбора осадков и механизм перемещения крышки, приводимый в движение электродвигателем, соединенным с электронным блоком управления, механизм перемещения крышки включает подвижную и неподвижную части и установлен внутри корпуса на прямом фланце, закрепленном в верхней части корпуса.
К недостаткам данного аналога можно отнести:
- технически сложная конструкция механизмов автоматического сбора осадков;
- сложная система электронного управления перемещения крышки;
- для осуществления работы устройства необходим источник электрического питания;
- отсутствие функции сбора смыва веществ аэрозольного загрязнения поверхности предметов открытого пространства.
Задачей предлагаемого устройства является разработка автоматического осадкосборника с упрощенным механизмом управления, обеспечивающим дифференцированный сбор атмосферных осадков в исходном их качестве и поверхностного смыва при их контакте атмосферных осадков с предметами отрытого пространства.
Технический результат - универсальное устройство, обеспечивающее автономность в автоматическом режиме дифференцированного сбора атмосферных осадков, простота изготовления и экономичность (отсутствие энергопотребления и малые затраты на обслуживание) при эксплуатации.
Поставленная задача достигается тем, что предлагаемое устройство дифференцированного сбора атмосферных осадков содержит защитный корпус, емкости для дифференцированного сбора осадков, механически управляемую под действием гравитационной силы крышку, закрывающую емкость для сбора атмосферных осадков исходного химического состава в период отсутствия осадков и открывающую ее при их выпадении, верхняя часть закрывающей крышки имеет бортик и отводной желоб с воронкообразной концевой частью, емкость для сбора смыва аэрозолей поверхностного загрязнения, закрепленную с пользованием шарнира на воронкообразном конце отводящего желоба.
Новым является то, что устройство имеет две емкости для раздельного сбора смыва аэрозолей поверхностного загрязнения и атмосферных осадков исходного химического состава, двухфункциональную крышку гравитационного механического управления, имеющую верхний бортик и выступающий желоб, с прикрепленной на шарнире емкостью, концевая часть желоба имеет форму обратной воронки, внешний защитный корпус, пластины крепления отдельных частей осадкосборника к внутренней поверхности защитного корпуса, зная площадь водосборной поверхности крышки и желоба, а также объем емкости для сбора смыва, можно рассчитать изменение химического состава, концентрации отдельных веществ и рН атмосферных осадков в первой фазе их выпадения в связи со смывом компонентов аэрозольного загрязнения поверхности предметов открытого пространства.
Работа осадкосборника заключается в автономном дифференцированном сборе атмосферных осадков исходного химического состава и осадков смыва аэрозолей поверхностного загрязнения. Конструктивные решения механизма управления крышкой позволяют осуществлять перемещение крышки, открывающей и закрывающей емкость сбора осадков исходного химического состава, верхний бортик и выступающий желоб, с прикрепленной на шарнире емкостью обеспечивают сбор осадков с компонентами веществ аэрозолей поверхностного загрязнения, при вертикальном положении закрывающей крышки концевая воронка отводящего желоба перекрывает дополнительное поступление осадков в емкости для сбора смыва аэрозолей, внешний корпус обеспечивает защиту от механического воздействия и устойчивую работу устройства при действии ветра.
Устройство иллюстрируется графическим материалом.
На рисунке приведено схематическое изображение устройства дифференцированного сбора атмосферных осадков.
Предлагаемое устройство дифференцированного сбора атмосферных осадков содержит защитный корпус 1 цилиндрической формы с открытыми верхней и нижней частями, емкость для сбора атмосферных осадков исходного химического состава 2, закрывающую крышку 3, имеющую верхний бортик 4 и выступающий желоб 5, концевую воронку отводящего желоба 6, шарнир крепления закрывающей крышки 7, емкость для сбора осадков с компонентами веществ аэрозолей поверхностного загрязнения 8, шарнир крепления собирающей емкости на конце желоба 9, пластины крепления внутри защитного корпуса 10.
Устройство дифференцированного сбора атмосферных осадков работает следующим образом.
При выпадении атмосферных осадков они попадают на верхнюю поверхность закрывающей крышки 3. По мере накопления на поверхности крышки осадков поверхностный смыв начинает стекать за счет ограничивающего действия бортиков крышки 4 по выступающему желобу 5 в емкость сбора осадков с компонентами веществ аэрозолей поверхностного загрязнения 8, в процессе наполнения данной емкости увеличивается действие гравитационной силы в точке шарнирного крепления на конце желоба 9 вследствие чего происходит поднятие закрывающей крышки, закрепленной на шарнире 7, что обеспечивает поступление атмосферных осадков в емкость для сбора осадков исходного химического состава 2. При наполнении емкости для сбора смыва аэрозолей поверхностного загрязнения закрывающая крышка устанавливается в вертикальном положении, при котором концевая воронка отводящего желоба 6 перекрывает дополнительное поступление осадков в емкости для сбора смыва аэрозолей. Размещение с использованием пластин крепления 10 узлов устройства внутри защитного корпуса 1 цилиндрической формы с открытыми верхней и нижней частями, обеспечивает защиту от внешнего механического воздействия и устойчивую его работу при действии ветра.