АВТОНОМНЫЙ ПРОБООТБОРНИК ПРИДОННОЙ ВОДЫ
AUTONOMOUS SAMPLER OF BOTTOM WATER

Изобретение относится к технике отбора проб, а именно к пробоотборникам придонной воды из естественных и искусственных водохранилищ.
Известен пробоотборник для воды, включающий подвешенный на гибкой подвеске шток с закрепленными на нем двумя диафрагмами, установленный на диафрагмах с возможностью осевого перемещения и образования герметичной камеры стакан и надетый на гибкую подвеску посыльной груз для стакана (см. патент США №3276266, кл. G01N 1/10, 1966).
К недостатку пробоотборника следует отнести необходимость в гибкой связи между судном обслуживания и пробоотборником, т.е. неавтономность работы последнего.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является автономный пробоотборник придонной воды, включающий шток с закрепленными на его верхнем конце поплавком, балластную камеру, установленную в средней части штока и выполненную в виде конусного днища, обращенного вершиной в сторону поплавка, и боковой поверхности с тягами, пружину сжатия, установленную с возможностью взаимодействия с закрепленным на штоке опорным кольцом, и герметичный сосуд для пробы воды (см. авторское свидетельство СССР №1693435, кл. G01N 1/10,1989).
К недостатку прототипа следует отнести отказы в работе шарового замка пробоотборника, вызванные попаданием пульпы в каналы и проточки замка.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности автономного пробоотборника в работе.
Указанный технический результат достигается тем, что автономный пробоотборник придонной воды, включающий шток с закрепленным на его верхнем конце поплавком, балластную камеру, установленную в средней части штока и выполненную в виде конусного днища, обращенного вершиной в сторону поплавка, и боковой поверхности с тягами, пружину сжатия, установленную с возможностью взаимодействия с закрепленным на штоке опорным кольцом, и герметичный сосуд для пробы воды, согласно изобретению, пробоотборник снабжен установленной над опорным кольцом с возможностью перемещения по штоку шайбой, между которой и опорным кольцом размещена пружина сжатия, установленными с возможностью поворота в вертикальной плоскости, закрепленными тангенциально сечению штока и имеющими зев на боковой и выступ в нижней частях кулачками, взаимодействующими выступами с шайбой, подпружиненной относительно штока и выполненной в виде закрепленных стяжками с зазором между собой диафрагмы с отверстиями и плиты опорой, закрепленными на штоке и размещенными в отверстиях диафрагмы стойками с закрепленной на их нижних концах полкой, размещенной между диафрагмой и плитой, и закрепленной на нижней плоскости диафрагмы пробкой для сосуда, установленного на полке, при этом боковая поверхность балластной камеры выполнена в виде шарнирно установленных на большем основании конусного днища секторов, а тяги камеры выполнены в виде закрепленных на секторах и имеющих кольцо на свободном конце гибких звеньев, посредством которых камера свободно подвешена в зеве кулачка с возможностью отсоединения в положении разгрузки камеры от балласта.
Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображен предложенный пробоотборник, на левой проекции чертежа - в положении спуска на дно водохранилища, на правой - в положении отбора пробы воды.
Автономный пробоотборник придонной воды включает шток 1 с опорным диском 2 на нижнем конце и поплавком 4 с захватным кольцом 3 на верхнем его конце. По высоте штока 1 жестко закреплены на нем грибок 5 и опорное кольцо 6. Кроме того, на штоке 1 с возможностью продольного перемещения установлена шайба 7, при этом между шайбой 7 и кольцом 6 размещена пружина 8 сжатия, а между грибком 5 и кольцом 6 с возможностью перемещения по штоку 1 размещена балластная камера 9. Последняя выполнена в виде втулки 10, конусного днища 11, меньшее основание которого обращено к поплавку 4, и шарнирно прикрепленных к днищу 11 посредством осей 12 секторов 13, образующих в своем верхнем положении полость для размещения балласта 14, как это изображено на левой проекции чертежа.
Над шайбой 7 тангенциально сечению штока 1 жестко закреплены ряд осей 15, на которых с возможностью поворота в вертикальной плоскости установлены кулачки 16 с зевом 17 на боковой части и с выступом 18 в нижней части, взаимодействующим с шайбой 7. В исходном положении балластная камера 9 удерживается посредством гибких звеньев 19, одним концом закрепленных с секторами 13 камеры 9, а другим концом через кольца 20 - с кулачками 16. При этом каждое кольцо 20 размещено в положении спуска пробоотборника в зеве 17 кулачка 16. К диску 2 прикреплены стойки 21 и полка 22, на последней посредством кольца 23 и гаек (не обозначены) закреплен сосуд 24 для отбора пробы воды. В нижней части пробоотборника размещена опора, содержащая диафрагму 25 с отверстиями для размещения стоек 21 и плиту 26, закрепленных между собой с зазором посредством стяжек 27. На нижней плоскости диафрагмы 25 закреплена пробка 28 для сосуда 24, а между диафрагмой 25 и диском 2 установлены пружины 29, предназначенные для амортизации жесткого удара пробоотборника о дно водоема и связанных с ним перегрузок в конструкции пробоотборника.
Работает предложенный автономный пробоотборник для придонной воды следующим образом. На борту судна обслуживания перед спуском на дно водохранилища пробоотборник загружают балластом 14, преимущественно галькой, щебнем, для чего собирают камеру 9, подвешивая сектора 13 посредством гибких звеньев 19 на кулачки 16 и размещая кольца 20 в зеве 17 кулачков. Под весом балласта пружина 8 будет давать осадку, однако веса балласта будет недостаточно для полного поворота кулачков 16, последние будут направлены зевом вверх и звенья 19 будут удерживаться на кулачках. Вес пробоотборника и балласта будет превышать выталкивающее усилие на поплавке 4 и пробоотборник будет обладать отрицательной плавучестью. Пробоотборник опускают на дно водохранилища, при этом первой касается дна плита 26, опора останавливается, а шток 1 с полкой 22 продолжают перемещение, сжимая пружины 29 и открывая сосуд 24 для приема придонной воды, как это изображено на правой проекции чертежа.
После полной остановки пробоотборника балластная камера 9 продолжает в силу инерции свое перемещение вниз, сжимает пружину 8 и переводя кулачки 16 в крайнее нижнее положение. Кольца 20 гибких звеньев 19 выскальзывают из зева 17 кулачков 16, боковая поверхность камеры 9 раскрывается и балласт 14 разгружается на дно. Без веса балласта выталкивающее усилие на поплавке превышает вес пробоотборника, приобретающего положительную плавучесть. При перемещении штока 1 вверх сосуд 24 закрывается пробкой 28, удерживаемой в закрытом положении при подъеме весом опоры и усилием пружин 29. Пробоотборник всплывает на поверхность воды, где подбирается оператором. На борту судна гайки на стойках 21 и кольцо 23 крепления перемещают вверх, извлекают сосуд с водой 24 из опоры и передают его на лабораторный анализ.
Применение предложенного пробоотборника 1 позволит снизить стоимость разведочных работ за счет повышения надежности работы автономного пробоотборника.