УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к относится к технике пробоотбора и может быть использовано для взятия проб жидкости при проведении экологических исследований водоемов природного и искусственного происхождения с целью определения в них содержания нефтепродуктов, других загрязняющих веществ и солевого состава.
При разработке конструкций пробоотборников решаются технические задачи, связанные с получением представительной пробы жидкости с заданной глубины и доставкой ее на поверхность. Для решения указанных технических задач пробоотборники должны быть снабжены элементами, обеспечивающими погружение на заданную глубину, возможность раскрытия в нужный момент каналов поступления жидкости, герметизацию отобранной пробы и доставку ее на поверхность.
В настоящее время известны разнообразные типы пробоотборников, которые позволяют решить указанные выше задачи, однако, часто это достигается довольно сложным конструктивным выполнением узлов и элементов устройства, что снижает их надежность и удобство в эксплуатации.
Известно устройство для отбора проб воды (SU, авт. свид. N 367358, кл. G01N 1/14, 1973). 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.
Известно устройство (GB, заявка N 2236522, кл. G01N 1/12, 91), содержащее сосуд для пробы, к которому присоединен узел клапанов. С помощью специального фиксатора обеспечивается вертикальное положение сосуда для пробы. Сложное конструктивное решение узла клапанов снижает надежность работы пробоотборника. Наличие фиксатора увеличивает габариты устройства в сборе, что может ограничить сферу его использования (например, при отборе пробы из узких скважин).
Данные недостатки устранены в устройстве для отбора проб воды (SU, авт. свид. N 418755, МПК G01N 1/10, 1974), содержащее закрепленную на тросе емкость и узел
пробоотбора. Узел пробоотбора выполнен в виде цилиндрического корпуса о отверстиями для прохода жидкости, внутри которого размещен груз. Емкость установлена на основании. Конструкция устройства проста, однако, недостаточно удобна в эксплуатации и имеет ограниченные функциональные возможности.
Наиболее близким по технической сущности (патент РФ №2090856 «Устройство для отбора проб жидкости», МПК G01N 27/00 от 20.09.1997).
Оно содержит закрепленные на тросе емкость с наружной резьбой, цилиндрический корпус с грузом, стержневую ручку и переходное кольцо с наружной и внутренней резьбой, при этом корпус в нижней части снабжен хвостовиком, образованным конической кольцевой выборкой, торцевая часть которого снабжена внутренней резьбой, а боковая коническая поверхность содержит отверстия для прохода жидкости, выполненные в виде наклонных сквозных каналов, емкость снабжена наружной резьбой, причем ручка, корпус с грузом, переходное кольцо и емкость расположены соосно, ручка верхним концом соединена с тросом, а нижним концом жестко соединена с корпусом, емкость соединена с хвостовиком через переходное кольцо посредством резьбового соединения. Устройство содержит размещенные коаксиально ручке и корпусу и расположенные соосно друг другу поплавок с отверстием под ручку и цилиндрическую втулку с коническим уплотнением, перекрывающую отверстия в хвостовике, при этом поплавок с втулкой установлены с возможностью перемещения вдоль ручки и корпуса. Устройство содержит дополнительный груз в виде снабженного радиальными стержнями кольцевого элемента с наружной и внутренней резьбой, соединенного с хвостовиком и переходным кольцом посредством резьбового соединения.
Для расширения функциональных возможностей в случае необходимости отбора пробы из неоднородной системы жидкостей, например, из-под слоя нефтепродуктов, целесообразно снабдить устройство коаксиально расположенными и жестко связанными поплавком с центральным отверстием под ручку и цилиндрической втулкой, перекрывающей отверстия в хвостовике, которые устанавливаются с возможностью перемещения вдоль ручки и корпуса.
Такое конструктивное выполнение предохраняет проникновение жидкости в емкость при прохождении через поверхностный слой, а также обеспечивает открытие отверстий для прохода жидкости при всплывании погруженных в жидкость поплавка с втулкой на строго фиксированной глубине. Коническое уплотнение в нижней части втулки обеспечивает надежную герметизацию емкости.
Недостатком данного устройства является его ограниченное применение, связанное с забором воды только в пристеночном слое.
Недостатком данного устройства является то, что оно предназначено для забора пробы только верхних слоев.
Для устранения данных недостатков и улучшения технических характеристик устройства и повышения достоверности информации о состоянии контролируемой среды предложено «Устройство для мониторинга окружающей среды» (патент РФ на полезную модель №52482, МПК G01N 1/22, 2006).
Задачей полезной модели является расширение технических характеристик устройства, связанное с возможностью взятия пробы с любой глубины и повышение достоверности информации о состоянии контролируемой среды.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в расширении.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для отбора проб жидкости содержит емкость, соединенную с узлом проотбора и подвижные относительно корпуса устройства части, состоящие из поплавка и цилиндрической втулки, а также уплотнения. При этом на наружной поверхности цилиндрической втулки выполнен упор, ниже которого нарезана резьба, с возможностью соединения с контргайкой и между которыми размещается дополнительный съемный груз.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где: 1 - емкость; 2 - переходное кольцо; 3 - корпус; 4 - ручка; 5 - хвостовик; 6 - сквозные наклонные каналы; 7 - шток; 8 - поплавок; 9 - цилиндрической втулкой; 10 - коническое уплотнение; 11 - дополнительный груз; 12 - радиальные стержни; 13 - упор; 14 - резьба; 15 - дополнительный груз; 16 - контргайка.
Устройство содержит емкость 1 для пробы с резьбой на наружной поверхности открытого горлышка, переходное кольцо 2 с внутренней и наружной резьбой, цилиндрический корпус 3, ручку 4 с втулкой для крепления троса.
В нижней части корпуса 4 выполнена кольцевая коническая выемка, которая образует хвостовик 5. На конической боковой поверхности хвостовика 5 выполнены сквозные наклонные каналы 6 для прохода жидкости и выхода воздуха.
Ручка 4 соединена с тросом посредством штока 7 и жестко соединена с корпусом 3. Хвостовик 5 корпуса 3 соединен с переходным кольцом 2, которое соединено с емкостью 1 посредством резьбовых соединений. Груз надежно изолирован от контакта с жидкостью крышкой, что гарантирует представительность пробы.
Устройство содержит поплавок 8 с центральным отверстием под ручку 4, жестко соединенный с цилиндрической втулкой 9, перекрывающей сквозные каналы 6 в хвостовике 5, в нижней части которого имеется коническое уплотнение 10. Поплавок 8 и втулка
9 установлены с возможностью перемещения вдоль штока 7 и корпуса 3.
Устройство может содержать дополнительный груз 11, выполненный в виде кольца с утяжеляющими радиальными стержнями 12. Дополнительный груз 11 имеет наружную и внутреннюю резьбу, с помощью которой он крепится к хвостовику 5, а переходное кольцо 2 располагается внутри дополнительного груза 11.
Для отбора проб на заданной глубине на наружной поверхности цилиндрической втулки 9 выполнен упор 13 и резьба 14, которые используются для размещения и закрепления груза 15 с помощью контргайки 16.
Перед работой необходимо емкость 1 необходимо ввинтить в переходное кольцо 2 до упора. В свою очередь кольцо 2 соединяют с хвостовиком 5 с помощью резьбы, а трос крепят к ручке 4 с помощью штока 7.
На цилиндрическую втулку 9 устанавливают дополнительный груз, соответствующий глубине взятия пробы и закрепляют его контргайкой к упору. Затем подвижное устройство, состоящее из поплавка 8 и цилиндрической втулки 9 с дополнительным грузом 15, одевают на шток 7 и корпус 3 устройства.
Собранное устройство погружают в водоем или резервуар. При этом при прохождении поверхностного слоя втулка 9 перекрывает каналы 6 в хвостовике 5 и жидкость не попадает в емкость 1. При дальнейшем погружении и достижении заданной глубины поплавок 8 всплывает и увлекает за собой втулку 9. Сквозные каналы 6 открываются, и жидкость начинает заполнять емкость 1, вытесняя из нее воздух. В процессе погружения устройство располагается строго вертикально и сохраняет свое стабильное положение в процессе забора пробы. При дальнейшем опускании устройства жидкость в емкость 1 не поступает, т.к. она уже была заполнена на заданной глубине.
После отбора пробы устройство извлекают из водоема или резервуара за трос. При этом подвижные части (поплавок 8 и втулка 9 с дополнительным грузом 15) после поднятия устройства выше глубины забора жидкости опускаются и перекрывают сквозные каналы 6, что исключает попадание поверхностной пленки в емкость 1 с отобранной пробой.
После забора пробы устройство извлекают за трос, емкость 1 вывинчивают из узла пробоотбора и закрывают пробкой.
Таким образом, предлагаемое устройство обладает расширенными функциональными возможностями, связанными с отбором пробы с любой заданной глубины.