УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПРОБООТБОРНИК

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для отбора проб жидкости, илистых отложений текучей и вязкотекучей консистенции, для осуществления пробоотбора с донной части водоемов, а также для отбора проб отложений со стенок строений, скважин, горных пород и т.д..
Известен пробоотборник донного грунта, содержащий колонковую трубу с установленными в ней гибкими керноподрезанными элементами, имеющими возможность продольного выдвижения, перекрывающую верхний торец колонковой трубы крышку, и трос (патент №2045753 от 10.10.1995, МПК: G 01 N 1/02,). Однако, данный пробоотборник предназначен для отбора проб грунта со дна водоемов методом отбора ненарушенных проб большого сечения в верхнем слое донных осаждений, что не позволяет использовать его для взятия пробы с поверхностных слоев илистых отложений. Кроме того, недостатком устройств данного типа является сомнительная возможность опробования текучих отложений, поскольку в них отсутствует запирающее нижний конец грунтозаборника специальное устройство. Однако данный тип пробоотборника сложен в изготовлении, имеет низкую надежность, невысокую достоверность. Для него является характерным ограниченная область использования.
Известен скребковый пробоотборник (патент РФ №2035033 от 10.05.1995, МПК G 01 N 1/04). Он состоит из полого корпуса с проемом в боковой стенке и установленного шарнирно в полости корпуса скребка желобчатой формы с режущей кромкой на верхнем торце и с режущим козырьком на внешней поверхности скребка. Пробоотборник снабжен грузом, расположенным вне корпуса и связанным со скребком при помощи гибкого звена, причем свободное плечо скребка подпружинено в направлении от оси пробоотборника. Гибкое звено, связывающее скребок и груз, снабжено по всей длине элементами для крепления груза. После поднятия груза в гибком звене появляется усилие, которое сжимает пружину и убирает скребок в полость корпуса. Пробоотборник поднимается на поверхность и отобранная проба грунта разгружается через открываемую крышку.
Недостатком этого устройства является то, что при использовании данного пробоотборника для отбора проб илистых отложений в нем образуется закрытая область взятой пробы совместно с жидкостью, что снижает ее достоверность. Для него также является характерным ограниченная область использования.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому техническому решению является тип пробоотборника, содержащий
полый цилиндрический корпус со смонтированным в нем поршнем, насадку с клапаном, связанную с носовой частью корпуса, хвостовая часть которого снабжена стабилизатором для удержания корпуса в вертикальном положении. Например, «Сбрасываемый пробоотборник» по патенту РФ №2057313 от 27.03.1966, МПК G 01 N 1/04.
Недостатками данного устройства являются:
- нарушение целостности и сплошности отбираемой пробы за счет создания завихряющегося (турбулентного) потока;
- невозможность взятия пробы с поверхностных слоев донного грунта;
- ограниченное время отбора пробы, определяемое временем перемещения поршня вниз до упора в насадку;
- ограниченная область использования пробоотборника.
Задачей полезной модели является расширение технических возможностей пробоотборника и устранение вышеизложенных недостатков.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в возможности взятия проб жидкости, илистых отложений текучей и вязкотекучей консистенции, а также для отбора проб отложений со стенок строений, скважин, горных пород и т.д..
Поставленная задача достигается тем, что устройство включает корпус с насадкой и клапаном. При этом насадка размещена в носовой части корпуса и имеет проходной канал, на входе которого установлен клапан, а нижняя часть корпуса имеет тяжелую подложку с фигурным ножом, причем в выходной части корпуса выполнен сетчатый фильтр с перемещаемой крышкой.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство универсального пробоотборника, на фиг.2 - положение пробоотборника для отбора илистых отложений, а также отложений текучей и вязкотекучей консистенции, на фиг.3 - положение пробоотборника для отбора проб мягкого грунта со стенок скважин и на фиг.4 - для отбора проб жидкости,
где: 1 - корпус;
2 - насадка;
3 - клапан;
4 - подложка;
5 - фигурный нож;
6 - сетчатый фильтр,
7 - перемещаемая крышка,
8 - тросик.
Основным элементом пробоотборника является корпус 1(фиг.1). В передней его части установлена насадка 2 с клапаном 3. В нижней части корпуса установлена тяжелая подложка 4 для придания заданного и устойчивого положения корпуса 1 в процессе его перемещения по донной части водоема. С этой целью она имеет плоскую форму наружной поверхности. В передней части подложки 4 установлен фигурный нож 5 с режущей кромкой. В выходной части корпуса 1 выполнен сетчатый фильтр 6, предназначенный для протекания через него жидкости с целью освобождения от нее илистых отложений. В торцевой части корпуса 1 установлена перемещаемая крышка 7. К насадке 2 прикреплен тросик 8, соединенный с грузоподъемным механизмом и предназначенный для перемещения пробоотборника.
Универсальный пробоотборник имеет несколько вариантов использования.
1 вариант - использование пробоотборника для отбора проб илистых отложений текучей и вязкотекучей консистенции, а также для осуществления пробоотбора с донной части водоемов.
В исходном состоянии крышка 7 перемещается в положение, открывающее фильтр 6. Клапан 3 закрыт и предохраняет внутренний объем пробоотборника от попадания посторонних предметов. Для работы пробоотборника его необходимо опустить за тросик 8 на дно водоема. С этой целью пробоотборник на тросике 8, закрепленным к грузоподъемному механизму, опускают до соприкосновения с донной поверхностью водоема.
После погружения пробоотборника в положение, соответствующее достижению дна водоема, тросик 8 натягивается. Так как подложка 4 является наиболее тяжелой частью корпуса, то пробоотборник ложится на дно водоема именно на нее. Режущая кромка фигурного ножа 5 вонзается в илистое донное отложение и срезает его. Далее под действием течения жидкости или перемещения пробоотборника за тросик 8 в неподвижной жидкости происходит открытие клапана 3 (фиг.2). При этом срезанная часть ила поступает во внутреннюю полость пробоотборника совместно с жидкостью и надавливает на клапан 3. Под действием силы, действующей на клапан 3, он открывается и жидкость через фильтр 6 вытекает из корпуса 1 пробоотборника.
Илистая жидкость через открытый клапан 3 и фильтр 6 выходит из внутреннего объема пробоотборника наружу, а высоковязкие илистые отложения остаются в нем. Этот процесс продолжается до тех пор, пока фильтр 6 забъется илом и перестанет пропускать жидкость. При этом давление со стороны жидкости на клапан 3 прекращается и он, в случае неполного заполнения внутреннего объема пробоотборника, закрывается.
После полного заполнения пробоотборника илом его извлекают из водоема при помощи тросика 8. При этом пробоотборник отрывается от дна водоема и занимает вертикальное
положение. Остатки жидкости под действием веса выливаются из пробоотборника. Илистые отложения остаются в пробоотборнике при его подъеме, т.к. фильтр 6 не пропускает их. Если клапан 3 пробоотборника не был закрыт ранее, то в процессе его подъема он закрывается, так как илистые отложения уплотняются. Это исключает попадание посторонних частиц и предметов во внутреннюю полость пробоотборника.
Слив отобранной пробы осуществляется через вход пробоотборника в посуду, предназначенную для дальнейшего анализа. Перед повторным использованием пробоотборника его необходимо сначала промыть под давлением водой, а затем обработать нейтрализующим раствором.
Данный вариант работы пробоотборника может быть использован для взятия проб грунта при экологических исследованиях морских и речных донных отложений
Использование предлагаемого пробоотборника позволяет повысить достоверность отбираемой пробы илистых отложений за счет беспрепятственного перемещения жидкости по внутреннему объему пробоотборника во время пробоотбора и закрытия пробы во время его подъема.
2 вариант - использование пробоотборника для отбора проб со стенок строений, а также для отбора проб отложений со стенок строений, скважин, горных пород и т.д.. В исходном состоянии крышка 7 перемещается в положение, закрывающее фильтр 6. Клапан 3 закрыт и предохраняет внутренний объем пробоотборника от попадания посторонних предметов. Для работы пробоотборника его необходимо опустить за тросик 8 на требуемую глубину и установить таким образом, чтобы он был прижат к стенке подложкой 4 (фиг.3). При подъеме пробоотборника срезанная часть отложений со строения поступает во внутреннюю полость пробоотборника, надавливает на клапан 3 и заполняет его внутренний объем.
3 вариант - использование пробоотборника для отбора проб жидкости (фиг.4). Методика его использования очевидна и аналогична забору проб жидкости любой емкостью. Поэтому работа пробоотборника по этому варианту не рассматривается.
Таким образом, разработанная конструкция пробоотборника может быть использована для взятия проб жидкости, илистых отложений текучей и вязкотекучей консистенции, для осуществления пробоотбора с донной части водоемов, а также для отбора проб отложений со стенок строений, скважин, горных пород и т.д.. Она может быть использована при экологических исследованиях морских и речных донных отложений, при проведении геологических, геохимических и микробиологических исследований, а также при геологических исследованиях. Он состоит из малого количества деталей и прост в эксплуатации.