ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Предлагаемая полезная модель относится к области экологии, в частности, к технике пробоотбора и позволяет производить отбор проб с определенной глубины осредненные пробы питьевой, поверхностной, подземной и сточной воды. Пробоотборник может быть также использован при экологическом мониторинге указанных выше типов природных и сточных вод для оценки качества окружающей среды.
Известны проботборники (1), которые предназначены для отбора проб природных и сточных вод из колодцев, водоемов природного и искусственного происхождения, включая водоемы, покрытые льдом, с глубины от 30 до 200 см с целью определения в них содержания ультранизких концентраций, загрязняющих веществ. Пробоотборники ПЭ-1105 и ПЭ-1110 представляют собой груз во фторопластовой оболочке с отверстиями для воды, в который через переходное кольцо ввинчивается пробоотборная бутыль. Расположение груза над бутылью позволяет вести отбор проб в более мелководных водоемах, чем это удавалось бы сделать при традиционной схеме пробоотборника, а также упростить замену бутылей. После заполнения емкости водой пробоотборник поднимается на поверхность, бутыль с пробой вывинчивается из системы, закрывается крышкой и доставляется в лабораторию.
Недостатком таких пробоотборников является то, что отбор проб возможно проводить в мелководных водоемах.
Известен аналог - пробоотборник жидкости [2], включающий в себя емкость, образованную трубчатым элементом и двумя резьбовыми крышками. Нижняя крышка выполнена глухой и образует дно сосуда, а верхняя - имеет отверстие с шаровым клапаном, который приводится в движение специальным приводом.
Недостатками данной конструкции являются:
- наличие привода шарового клапана, усложняющее конструкцию и требующее дополнительных исполнительных устройств для автоматизации пробоотбора; недостаточная надежность шарового клапана, неплотное прилегание которого к седлу вследствие засорения или (и) коррозии может привести к самопроизвольным протечкам жидкости в полость пробоотборника, что нарушит регламент отбора проб.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели относится устройство отбора проб окружающей жидкости, содержащее контейнер с открытой верхней частью для отбора образцов жидкости, крышку, съемно соединенную с открытой частью контейнера и снабженную сквозным отверстием, диск, соединенный с крышкой и перемещающийся между двумя положениями, в которых отверстие в крышке или закрыто, или частично закрыто [3] - прототип.
Недостатком данного устройства является то, что не обеспечивается нижний забор воды в контейнер для более достоверного мониторинга изучаемой водной среды. Кроме того, при соприкосновении с поверхностью дна водного объекта возможно опрокидывание устройства и попадание внутрь контейнера ила и т.п., что также исключает получение достоверной информации о водном объекте. Далее, устройство не содержит указателя глубины, и, соответственно, не позволяет отбирать пробы для проведения мониторинга по глубине водного объекта.
Автором предлагается конструкция, которая представлена на фиг. 1 - общий вид пробоотборника; фиг. 2 - в разрезе. Условные обозначения: 1 - приемный цилиндр, нижняя часть приемного цилиндра выполнена в виде усеченного конуса; 2 - сливной цилиндр; 3 - поршень; 4 - центрирующий винт; 5 - емкость пробоотборника; 6 - фиксирующий уплотнитель; 7 - переходник; 8 - удерживающее кольцо; 9 - вытяжной тросик; 10 - основной трос пробоотборника; 11 - трос забора воды; 12 - указатель глубины.
Принцип работы пробоотборника: на тросе забора воды - 11 выставляется глубина отбора пробы с помощью указателя глубины - 12. Глубина отбора пробы определяется исходя из водного объекта с учетом общей высоты пробоотборника. При помощи цветного указателя глубины 12 пробоотборник опускается в водоем на заданную глубину. Проботборник достигает нужной глубины, если конечной точкой его является дно водоема, то конус приемного цилиндра - 1 входит в ил, что не дает возможности перевернуться устройству. Затем вытягивается трос забора воды - 11, выдерживается время для заполнения водой емкости пробоотборника - 5 (до 1 мин.), отпускается трос забора воды - 11, чтобы поршень - 3 встал на исходное место. После этого поднимается пробоотбрник, сливается проба-жидкость в приемную емкость путем поднятия поршня - З с помощью вытяжных тросиков - 9.
∧
∧
∧
∧
Отличия пробоотборника от прототипа следующие:  Пробоотборник полностью изготовлен из небьющихся материалов;  Полезный объем пробы 1,5 литра дает возможность один раз отбирать пробу; (для комплексного анализа требуется 1,5 литра воды)  Обеспечивается нижний забор воды в пробоотборник;  Пробоотборник закрытого типа с помощью поднятия/опускания поршня на заданной глубине производится отбор пробы (согласно РД 52.24.309-2011 отбор производится на глубине 1 метр), это увеличивает достоверность отбираемой пробы;
∧
- Конструкция приемного цилиндра дает возможность при доставании системы с отобранной пробой сливать воду в полторалитровую пластиковую бутылку с помощью ее вкручивания в нижнюю часть приемного цилиндра и поднятия поршня (позиция 3) с помощью вытяжных тросиков. Такой способ дает возможность слить отобранную пробу без проливания воды, без дополнителных приспособлений (воронок),одному человеку, что позволяет произвести отбор пробы с одного раза в объеме 1,5 литра.
∧
Основной трос длиной более 50 метров дает возможность отбирания проб нестандартным способом с помощью искусственных сооружений железнодорожных, автомобильных мостов и виадуков как, один из наиболее дешевых вариантов контроля за загрязнением водных объектов с соблюдением всех методик отбора проб и безопасный в паводковый период исключающий угрозу жизни и здоровью лицу отбирающего пробы, а загрязнения исходящие от самого сооружения настолько мало, что им можно пренебречь.
Указатель глубины позволяет отобрать пробу и открыть пробоотборник с помощью поршня на заданной глубине;
Цвет указателя глубины (предпочтительнее красный) позволяет увидеть его даже на дальнем расстоянии (при отборе проб с искусственных сооружений).
∧
Незначительное увеличение массы примерно на 0,8 кг от подобных пробоотборников дает возможность при отборе проб с искусственных сооружений железнодорожных, автомобильных мостов и виадуков менее подвергаться эффекту раскачивания системы при значительной скорости ветра.
∧
Нижняя часть пробоотборника в виде усеченного конуса позволяет предотвратить опрокидываение его при соприкосновении с поверхностью водного объекта и более быстрое опускать на заданную глубину в отличии от подобных пробоотборников с таким полезным объемом; По результатам патентных исследований, технической литературы автору не удалось обнаружить идентичного выполнения пробоотборника.
Используемая литература.
1. Каталог пробоотбоников: Burkle. 2014
2. Патент США №4949582 от 06.03.1989, МПК G01N 1/12.
3. Патент США № US 5821437 А от 13.10.1998, МПК G01N 1/10.