ПРОБООТБОРНИК ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Полезная модель относится к устройствам для отбора проб донных отложений текучей, вязкотекучей и любой консистенции грунта и может быть использовано для осуществления пробоотбора с донной части проточных и непроточных водоемов.
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 РФ №2045753 от 10.10.1995, МПК: G01N 1/02). Однако данный пробоотборник предназначен для отбора проб грунта со дна водоемов методом отбора ненарушенных проб большого сечения в верхнем слое донных осадков, 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.
Данный недостаток устранен в пробоотборнике илистых отложений, содержащем укрепленный на тросе корпус, соединенный с магистралью для подачи сжатого воздуха, корпус, имеющий прямоугольное сечение, снабжен двумя прямоугольными поршнями, расположенными внутри полых стенок корпуса с закрепленными на поршнях эластичными запирающими пластинами, установленными в направляющих, скругленных на концах (Патент РФ №2175121 от 20.10.2001, МПК G01N 1/10).
Использование предлагаемого устройства позволяет производить опробование илистой толщи текучей и вязкотекучей консистенции с минимальными нарушениями слоя опробуемого сапропеля и получением проб достаточной достоверности. Однако устройство требует установки магистрали для подачи сжатого воздуха и системы управления для перераспределения его в разные полости пробоотборника, что значительно усложняет как само устройство, так и его работу.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому техническому решению является скребковый пробоотборник (патент РФ №2035033 от 10.05.1995, МПК G01N 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.
Известен пробоотборник для илистых отложений, содержащий грузоподъемный механизм и включает полый корпус с заборным устройством. При этом корпус пробоотборника выполнен конической формы, входная часть которого снабжена режущей кромкой и через крестовину соединена с грузоподъемным механизмом, а в выходной его части последовательно установлены съемный фильтр, клапан и решетка, соединенная с торцом корпуса. (Пробоотборник для илистых отложений, патент РФ №, МПК G01N 1/10). Недостатком этого устройства является то, что при взятии пробы нарушается структура донного отложения, при этом нельзя точно определить объем ненарушенной структуры пробы. Кроме того, устройства данного типа отбирают пробы только в верхнем слое донных осадков.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому техническому решению является пробоотборник для отбора проб высоковязкой жидкости, содержащий корпус, выполненный в виде цилиндра с прорезью в его нижней части, крышку, поршень со штоком, установленную в прорези цилиндра заслонку и рукоятку (Патент РФ №2082140 от 20.06.1997, МПК G01N 1/10). Он позволяет осуществлять достоверный отбор проб высоковязкой жидкости путем исключения влияния нарушения структуры жидкости и расположения заслонки за счет ее перемещения в горизонтальной плоскости. Однако конструкция данного пробоотборника не позволяет использовать его на глубинах превышающих его высоту, т.е. данный пробоотборник невозможно использовать для взятия проб на больших глубинах, остается неизвестным объем почвы, из которой взята проба, какой горизонт она характеризует, кроме того, нарушает структуру слоя пробы.
Таким образом, все вышеперечисленные устройства имеют недостатки, которые в той или иной мере не позволяют достоверно отобрать пробы донных отложений проточных и непроточных водоемов для проведения качественной экспертизы в научно-исследовательских целях.
Задачей полезной модели является повышение достоверности и качества отбора пробы донных отложений любой консистенции ненарушенной структуры в проточных и непроточных водоемах.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в уменьшении времени отбора пробы, повышении качества взятия пробы и определении точного объема, а затем и плотности пробы.
Поставленная задача достигается тем, что пробоотборник донных отложений состоит из трех двухметровых внешних штанг, выполненных из тонкостенных металлических трубок, соединяющихся меду собой резьбовым соединением через уплотнительное кольцо. Поршня, состоящего из прижимных шайб и уплотнительных манжет. Из трех внутренних штоков, выполненных из тонкостенных металлических трубок, соединяющихся между собой и поршнем резьбовым соединением через уплотнительные манжеты. Узла измерительной шкалы и рукоятки, соединенной внутренним штоком.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено общий вид пробоотборника донных отложений, на фиг.2 - узел забора пробы, на фиг.3 - соединение наружных штанг, на фиг.4 - резьбовое соединение внутренних штоков, на фиг.5 - узел измерительной шкалы, на фиг.6 - крепление рукоятки:
где 1 - поршень;
2 - прижимные шайбы;
3 - внешняя штанга;
4 - внутренний шток;
5 - резьбовое соединение;
6 - уплотнительные манжеты;
7 - уплотнительное кольцо;
8 - резьбовое соединение;
9 - сгон;
10 - муфта;
11 - уплотнительная менжета;
12 - сгон;
13 - муфта;
14 - уплотнительная менжета;
15 - риски измерительной шкалы;
16 - направляющее кольцо;
17 - рукоятка;
18 - резьбовое соединение.
Основным элементом пробоотборника является внешняя штанга 3 (фиг.2). Он выполнен из металлической тонкостенной цилиндрической трубки конической режущей частью с внешней стороны штанги. Внутри внешней штанги устанавливается поршень 1, состоящий из двух прижимных шайб 2 и двух уплотнительных манжет 6. К поршню 1 помощью резьбового соединения 5 присоединяется внутренний шток 4, выполненный из тонкостенной металлической трубки. В верхней торцевой части внутреннего штока 4 нанесены риски измерительной шкалы 15 и она соединена с рукояткой 17.
Измерительная шкала необходима для измерения высоты отбора пробы, с целью последующего определения плотности пробы.
В исходном состоянии пробоотборник может храниться в неокончательно собранном состоянии. При этом внешняя штанга и внутренний шток разбираются.
Устройство работает следующим образом.
Пробоотборник хранится в разобранном виде. Перед применением устройство необходимо собрать в соответствии с фиг.1. Затем устанавливают поршень 1 по нижнему срезу внешней штанги 3 и опускают его до соприкосновения с донной поверхностью водоема. Надавливанием руки на рукоятку 2 (вороток) пробоотборник погружают в донную часть водоема до плотного горизонта грунта. Можно вращая влево и вправо внешнюю штангу 3 внедрять пробоотборник в донную часть водоема. По измерительной шкале пробоотборника 15 зафиксировать толщину отобранной пробы донных отложений, затем пробоотборник поднять и острым ножом срезать излишки грунта вровень с краем режущей части внешней штанги 3. Пробоотборник с наружной стороны очистить от приставшей почвы и перенести пробу в стеклянную или полиэтиленовую тару нажатием на рукоятку 17, меряя по риске измерительной шкалы 15 высоту отбираемой пробы. Во избежание потери перенос нужно делать над листом чистой бумаги или над совочком. Упавшие на них крошки почвы ссыпать в тару и с помощью электронных весов определить вес пробы. Тару плотно закрыть и установить в специальный ящик с гнездами. При отборе проб из нижележащих горизонтов следует использовать измерительную шкалу. Перед повторным использованием необходимо промыть пробоотборник водой, круговыми движениями или используя поршень поступательными движениями внутреннего штока верхней части воды.
Использование предлагаемого пробоотборника позволяет повысить достоверность, качество и объем ненарушенной структуры отбираемой пробы донных отложений с проточных и непроточных водоемов.