ВОДООТБОРНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к устройствам отбора проб воды с глубин до 50 метров и может быть использована в качестве батометра в газогеохимии, морской гидрохимии, гидробиологии, геоэкологии.
В настоящее время к наиболее известным и распространенным в практике экспедиционных исследований является устройство для отбора проб воды (батометр конструкции Нискина). Прибор имеет цилиндрическую форму, со свободной внутренней поверхностью, с двумя клапанами сверху и снизу бутылки, а также краном для извлечения собранных проб. (https://www.itera.spb.ru/katalog/gidrologicheskoe-i-okeanograflcheskoe-oborudovanie/probootborniki/batometrv/batometr-niskina-niskin-bottle.
Известна система для экологических исследований, предназначенная для отбора проб природных и сточных вод из колодцев, водоемов природного и искусственного происхождения, включая водоемы, покрытые льдом с глубиной от 30 до 200 см, с целью определения в них содержания загрязняющих веществ и солевого состава (патент РФ №2090856). Пробоотборная бутыль ввинчивается в резьбовое отверстие пробоотборника, после чего система опускается в водоем. После заполнения емкости водой пробоотборник поднимается на поверхность, бутыль с пробой вывинчивается из системы, закрывается крышкой и доставляется в лабораторию.
Данная система предполагает использование сменной бутыли, что исключает этап переливания жидкости из отборника как в конструкции Нискина, однако, данная система не исключает контакт отбираемой воды с атмосферным воздухом, находящимся в порожней бутылке.
Известно устройство для отбора проб воды (п. РФ №2105281), содержащее закрепленные на тросе по крайней мере одну емкость с входным отверстием и узел пробоотбора, включающий корпус с грузом. После заполнения емкости жидкостью, также осуществляют переливание жидкости в емкость для дальнейшей транспортировки, что повышает риск контакта пробы с атмосферным воздухом. Кроме этого, недостатком является излишняя техническая сложность конструкции и как следствие ее дороговизна в производстве,
К недостаткам вышеописанного устройства можно отнести наличие громоздкого спускового механизма на корпусе и использование посыльного грузика, которые заметно усложняют процесс отбора проб воды и увеличивают время на станции, необходимое для отбора проб воды.
Известно устройство для отбора проб воды (СССР а.с. №418755), содержащее закрепленные на тросе по крайней мере одну емкость с входным отверстием и узел пробоотбора, включающий корпус с грузом, отличающееся тем, что корпус в нижней части снабжен соосно расположенной насадкой, имеющей по крайней мере один радиальный паз, в котором жестко закреплен цилиндрический палец с входным осевым глухим каналом и сквозным радиальным отверстием, на пальце коаксиально размещена втулка, установленная с возможностью поворота относительно пальца и имеющая сквозное радиальное отверстие, при этом входное отверстие емкости совмещено со сквозным радиальным отверстием втулки, а емкость жестко скреплена с втулкой.
Известно устройство для отбора проб воды (СССР а.с №367358). Устройство содержит станину с тросом и стеклянный сосуд с пробкой, в которой выполнены два отверстия под трубки разной длины соответственно для прохода жидкости и выхода воздуха. Трубки соединены упругим шлангом через стеклянную трубку-перемычку. Разгерметизация системы пробоотбора производится посыльным грузом, который разбивает трубку-перемычку, при этом шланги распрямляются и открывают проходы для жидкости и воздуха. Конструкция устройства предполагает сложность монтажа и недостаточно удобна и надежна при эксплуатации. Несмотря на то, что нет необходимости переливать отобранную пробу в транспортировочный сосуд, устройство допускает риск контакта с атмосферой, приводящий к неточности анализа при замене пробки после поднятия сосуда на поверхность.
Решаемая проблема - расширение ассортимента водоотборных устройств, удобных, надежных, исключающих контакт обобранной пробы с атмосферой.
Проблема решается водоотборным устройством, выполненным в виде сосуда, входное отверстие которого содержит пробку с двумя трубками разной длины, верхние концы которых снабжены съемным клапаном, при этом сосуд дополнительно снабжен герметично установленной на сосуде съемной крышкой-цилиндром, пробка установлена в верхней части крышки-цилиндра и внешний диаметр пробки равен внутреннему диаметру входного отверстия сосуда, а конец трубки меньшей длины не выходит за пределы нижней поверхности пробки.
На фигуре схематично изображена принципиальная схема заявляемого устройства, где 1 - сосуд, 2 - крышка-цилиндр, 3 - пробка, 4 и 5 - длинная и короткая трубки, соответственно, 6 - хомут, 7 - запорный клапан.
В зависимости от глубины погружения и цели работы, устройство может быть выполнено из любых подходящих для этой цели материалов. Например, стекла или силикона или металла (нержавеющей стали, меди, алюминия, латуни и других) или сочетания этих материалов, что в свою очередь будет определять и способ присоединения крышки-цилиндра к сосуду и тип соединения пробки с крышкой и трубок с пробкой. Так, при изготовлении устройства из металла или силикона, целесообразнее использовать резьбовые соединения, а при изготовлении из стекла - это могут быть штифты или полимерные упругие прокладки и хомуты.
Выполнение запорного клапана «7» зависит от условий отбора пробы и может быть выполнено, например, в виде упругих шлангов, надетых на трубки, или быть электромагнитным.
Устройство опускают на необходимую глубину любым приемлемым способом, например, на тросе или в пригодном для условий погружения корпусе, например, мягком сетчатом или жестком корпусе. На нужной глубине оператор отсоединяет запорный клапан 7, закрывающий отверстия трубок «4» и «5». Через трубку «4» жидкость поступает в сосуд 1, вытесняя воздух через трубку «5», но не смешиваясь с ним. После вытеснения всего воздуха устройство извлекается, производится демонтаж пробки 3, при этом уровень воды, содержащийся в сосуде 1 и крышке-цилиндре 2 понижается, но остается выше горлышка сосуда. Затем через освободившееся отверстие крышки-цилиндра 2 и сквозь воду, находящуюся в ней, производится герметичное закупоривание сосуда 2 другой пробкой, диаметр которой равен диаметру пробки 3. Такая конструкция сосуда обеспечивает исключение контакта отобранной в сосуд 2 пробы с атмосферой, то есть, в конечном итоге, приводит к повышению точности последующего анализа пробы.