Устройство для отбора глубинных проб жидкости

 

Изобретение относится к устройствам для отбора проб, в частности к устройствам для отбора проб жидкости из водоемов с нескольких уровней. Цель изобретения - повышение представительности пробы и улучшение эксплуатационных характеристик. Устройство содержит платформу с двумя пробоотборными сосудами, приспособление для перемещения платформы и приспособление для управления клапанами пробоотборных сосудов. Каждый клапан выполнен в виде накидной крышки, снабжен хвостовиком с продольным пазом. Хвостовики соединены между собой при помощи стержня, грузовой и управляющий тросы присоединены к стержню при помощи серьги, причем грузовой трос соединен с верхней частью серьги, а управляющий - с ее нижней частью через направляющий блок. Приспособления для перемещения платформы и управления клапанами выполнены в виде двух катушек, одна из которых жестко закреплена на оси и снабжена тормозом, а вторая установлена с возможностью поворота, снабжена фиксатором, ограничителем поворота и приводом. Устройство снабжено приспособлением для измерения глубины. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (SI) S С 01 И 1/10

OflMCAHINE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Я A ВТОРСИОМЪ (:ВИДЕТЕЛЬСТВУ

j (м

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОЬРЕТЕНИW И ОТНРЬГГИЛМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4434390!23-26 (22) 31.05.88 (46) 15.04.90. Б10п. II"- 14 (71) Всесоюзный научно-исследователь" ский институт по охране вод (72) Н.Н,Титов, R.Ê.Äìèòðåíêo, С.В.Антонов, И.Г.Сухленко, Л.С.Пономарева и IO.À.Íàóìåíêo (53) 543. 053 {088. 8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ГЛУБИННЫХ

ПРОБ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к устройствам для отбора проб, в частности к устройствам для отбора проб жидкости из водоемов с нескольких уровней.

Цель изобретения — повьппение представительности пробы и улучшение эксплуатационных характеристик. Устройство содержит платформу с двумя пробоотборными сосудами, приспособление для

Изобретение относится к устройствам для отбора проб, в частности к устройствам для отбора проб воды с нескольких уровней водного объекта.

Цель изобретения — повьппение представительности пробы и улучшение эксплуатационных характеристик.

На фиг, i изображено устройство для отбора глубинных проб жидкости, общий виц; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 1 на фиг 4 — приспособления для перемещения Платформы и управления клапанами, на фиг. 5 — приспособление для измерения глубины погруперемещеж.я платформы и приспособление для yIIpaaaeIIIIÿ клапанами пробао:— борных сосудов. Каждый клапан выпол-. нен в виде накицной крьгшк1». снабжен хвостовиком с продольным пазом. Хвостови1ж соединены между собой при помощи стержня, грузовой и упр;гляющпй тросы присоединены к стержню прн поМОЩИ СЕРЫ И. ПРИЧЕМ ГРУЗ ОВО11 POC COO дипен с верхней частью герт ги, а у1травляющий — с "е нижней частью через направляющий блс:,, Прнспособле-.air, для перемещения платформы и управпе -;т:я клапанамн выполнены в виде дв-i-; K2" тушек, одна из котсрьп жестко закреплена на оси и снабжена тормозом, а втОрая устанОвлена с воз1.1ожность1С ПОворота, снабжена фиксатором, огра1мчителем поворота и приводом. УстройснабженО приспособлением дч :.. I3 мерения глубины. 5 з.п. ф-лы, 7 ил, жения, на фиг. 6 — вид Б на фпг.4," на фиг. 7 — разрез В-В на фнг.4.

Устройство включает платформу 1, пробоотборные сосуды 2 с запорньпы ,клапанами в виде накидHbIx крьппек 3, снабженных хвостовиками 4, стержень

5,.трос 6 перемещения, трос 7 открытия, корпус 8 приспос Облеинй перемещения и открытия и счетчик 9 глубины погружения.

Платформа 1 имеет гнезда 10 для установки в них с возможностью съема по крайней мере двух пробоотборных сосуцов 2. Платформа 1 снабжена огр дающим сосуды 2 кожухом 11 и перенос15574 74 ной ручкой, выполненной в виде траверсы 12, прикрепленной к стойкам 13 по оси платформы 1 над стерженм 5 хвостовиков 4.и имеющей отверстия для прохода тросов 6 и 7. На платформе 1 между сосудамт 2 установлен огибающитт элемент, выполненный в виде направляющего блока 14. К стойкам 13 над блоком 14 между сосудами 2 прикреп- 1р лена пластина 15, имеющая в центре окно для прохода троса 7. Хвостовики

4 накидных крьппек 3 сосудов 2 установлены на своих осях 16 и 17 на пластине 15 с возможностью поворота в 15 плоскостях, параллельных осям сосудов 2. Накидные крышки 3, взаимодействующие с горловинами сосудов 2, снабжены для закрытия этих горловин уплотнениями 18. Накидные крьппки 3 2р на пластине 15 установлены так, что хвостовики 4 соединены между собой стержнем 5, который установлен с возможностью перемещения в продольных пазах, вьптолненных в хвостовиках 4. К 25 стержню 5 посредством установленной на нем между хвостовиками 4 с возможностью поворота серьги 19 присоединены тросы 6 и 7. Трос 7 открытич направлен к платформе 1 и закрепленно- 30 му на ней направляющему блоку 14, а трос 6 перемещения направлен от стержня 5 противоположно направлению троса

7 открытия в отверстие в траверсе 12 и далее к корпусу 8 приспособлений.

Трос 7 после огибающего элемента 14 направлен в отверстие в траверсе 12 °

Приспособление перемещения платформы

1 и приспособление открытия горловин сосудов 2 выполнень| в виде размещен- 40 ных в корпусе 8 (фиг. 4) катушки 20 перемещения и катушки 21 открытия, установленных ча полой оси 22, размещенной в корпусе 8 с возможностью вращения, K катушке 20 прикреплен конец 45 троса 6 перемещения, и она жестко закреплена на оси 22. K катушке 21 прикреплен конец троса 7 открытия, она соединена с приводом 23 и установлена на полой оси 22 с возможностью поворота. В полой оси 22 с возможностью перемещения вдоль ее оси установлен подпружиненный пружиной

24 фиксатор 25 катушки 21 открытия. тиксатор 25 имеет штифт 26, который закреплен в Фиксаторе 25 перпендикулярно его оси, а полая ось 22 имеет продольное окно для перемещения вдоль него штифта 26. На прилегающих друг к другу щечках 27 и 28 катушек 20 и

21 закреплены выполненные в виде дисков с выступами ограничители 29 и

30 поворота с,возможностью взаимодействия своими выступами.

Ограничитель 30 имеет окно по форме штифта 26, а прилегающая к ограничителю 30, сторона катушки 21 имеет кольцевую коаксиальную полость (фиг. 7) диаметр которой больше диаметра окружности, описываемой штифтом 26 при повороте полой оси 22 с фиксатором

25. На наружной щечке 31 катушки 20 перемещения закреплен тормозной диск

32 с возможностью взаимодействия с тормозной колодкой 33, установленной на стенке корпуса 8 с воэможностью поворота вокруг оси 34 при воздейст.вии на поводок 35, закрепленный на колодке 33, Привод 23 вьптолнен в виде маховика с рукояткой, кинематически соединенного с катушкой 21.Центр тяжести платформы 1 с крьппками 3 и сосудами 2 в порожнем и заполненном состояниях размещен ниже геометрического центра. Масса платформы 1 с сосудами 2 в порожнем состоянии и крьппками 3 имеет отрицательную плавучесть.

Такое размещение центра тяжести и установление массы осушествляют изменением массы платформы и кожуха 11.

Корпус 8 приспособлений и счетчик

9 глубины погружения установлены на переносной плите 36.

Тросы 6 и 7 между корпусом 8 .приспособлений и платформой 1, точнее траверсой 12, размещены с возможностью взаимодействия соответственно со шкивом 37.троса перемещения и шкивом 38 троса открытия счетчика 9. В корпусе 39 счетчика 9 размещена с возможностью поворота ось 40, на которой шкив 37 троса 6 перемещения закреплен жестко, а шкив 38 троса 7 открытия установлен с возможностью поворота. Ось 40 одним из концов посредством муфты 41 соединена со счетчиком 42 числа оборотов. Диаметры шкивов 37 и 38 установлены пропорциональными единице длины, например метру. Для направления тросов 6 и 7 от счетчика 9 к траверсе 12 на плите

36 установлены с возможностью вращения направляющий блок 43 троса 6 перемещения и направляющий блок 44 троса 7 открытия. Каждая крьппка 3 запорного клапана с уплотнителем 18 снабжена пружинящим элементом 45, 5 15574 имеющим окно, размер которого больше наружного размера горловины сосуда 2. Г1ежду уплотнением 18 и пружиня щим элементом 45 размещена с возможностью съема фторопластовая пленка 46.

Устройство для отбора проб воды с глубинных слоев водного объекта работает следующим образом.

Перед отбором пробы воды в гнезда

10 платформы 1 устанавливают пробоотборные сосуды 2, закрепляя их кожухом 11, предохраняющим сосуды 2 от возможных повреждений при погружении в воду. На каждой накидной крышке 3 между пружинящим элементом 45 и уплотнением 18 устанавливаот фторопластовую пленку 46.

Переносную плиту 36 закрепляют на опоре (не показана),, например, плаву- 20 чего средства, причем закрепляют так, что ее конец, на котором установлены напразляющие блоки 43 и 44, размещен над водной поверхностью водного объекта. Плавучее средство устанавли- 25 вают в акватории водного объекта в заданном месте отбора пробы.

Привоцом 23 корпуса 8 гриспособлений перемещения и открытия посредством тросов б и 7 платформу 1 устанав- 30 ливают непосредственна под плитой

36 над водной поверхностью. Находясь в таком положении, платформа 1 фактически подвешена тросом б. Усилие, создаваемое платформой 1 под воздей35 ствием силы тяжести, воспринимается тросом 6, который передает ега на катушку 20. Катушка 20 в данном положении заторможена, т.е. тормозная колодка 33 прижата к тормозному диску 32, который закреплен на щечке 31 катушки 20. Так как катушка 20 заторможена, то заторможена и связанная с ней жестко полая ось 22, а следовательно, жестко зафиксировано продольным окном 45 в этой оси 22 неподвижное положение штифта 26. При этом пружиной 24 фиксатор 25 отжат, а штифт 26 в продольном окне оси 22 прижат к противоположному катушке 21 торцу окна. В таком положении штифт 26 размещен в окне ограничителя 30 и препятствует его повороту, т.е. препятствует повороту катушки 21, а следовательно, и прчвода 23 под воздействием усилия, передаваемого катушке 21 тросом 7.

Для погружения платформы 1 в воду растормаживают катушку 20 (фиг.4), для этого с помощью поводка 35 повора74 6 чивают вокруг оси 34 тормозную колодку 33 (фиг. 6) и выводят ее из соприкосновения с тормозным диском 32, закрепленным на щечке 31 катушки 20, вследствие чего последняя и соединенная с ней жестко полая ось 22 получают возможность вращения под воздействием усилия, передаваемого на нее тросом 6. Поворачиваясь, ось 22 своим прбдольным окном воздействует на штифт 26, поворачивая им фиксатор

25, а посрецством окна штифт 26 поворачивает ограничитель 30 и жестко соединенную с ним через щечку 28 катушку 21 с приводом 23. Поворачиваясь катушка 21 разматывает с себя трос 7.

Под воздействием тросов б и 7 вращаются синхронно катушки 20 и 21 и, соответственно, привод 23. .å. с катушек 20 и 21 разматываются тросы б и 7 и платформа 1 погружается в глубину водного объекта. Скорость погружения платформы 1 регулируют приводом 23 путем придержпвапия его вру -ную. Разматываемые тросы 6 и 7 проворачивают соответствующие направляюпде блоки 43 и 44 и шкивы 37 и 38 счетчика 9. Икив 38 свободно вращается на оси 40. Шкив 37, вращаясь, вращает ось 40, а она через муфту 4 1 проворачивает счетчик 42 числа oGopoToB,. и по шкале последнего ведут контроль за глубиной, на которую погружена платформа 1.

Платформа 1 саедине с тросом 6 посредством серьги 19. Усилие, создаваемое массой платформы 1 и всем, что HG ней смонтирована, передается к серьге 19 через стержень 5. Так как при погружении платформа 1 висит на тросе б под действием силы тяжести,. то вследствие этага стержень 5 стремится переместиться вверх в сторону траверсы 12. При этом серьга. 19 тянет.за собой прикрепленный к ее нижнему концу трос 7, который от серьги

19 протянут к направляющему блоку 14, а ат него — в отверстие траверсы 12, через которое оба троса 6 и 7 протянуты к соответствующим блокам 43 H

44. плиты 36. Так как стержень 5 размещен с возможностью перемещения в продольных пазах хвостовиков 4, то стремление стержня 5 переместиться вверх принуждает крышки 3 поворачиваться на своих осях 16 и 17. Этот поворот происхоцит так, что крышки 3 на которых укреплены уплотнения 18, прижимаются

15574 74

40 к горловинам сосудов 2. Пока трос 6 находится в натянутом состоянии, т.е. при погружении платформы 1 на глубину и при подъеме с глубины, горловины 5 сосудов 2 плотно закрыты уплотнением

18 и фторопластовой пленкой 46. Сила, с которой крышки 3 прижимают пленку

46 и уплотнение 18 к горловинам сосудов 2, пропорциональна массе платфор- 10 мы 1 в совокупности с тем,,что «а ней смонтировано. Так как эту массу выбирают из условия, чтобы она имела отрицательную плавучесть даже при порожних сосудах 2, то создаваемое усилие 15 вполне достаточно для надиной герметизации сосудов 2 во время их пере- < мещения в воде. Кроме того, отрицательная плавучесть обеспечивает минимальное отклонение под воздействием течения воды в водном объекте платформы 1 при ее погружении, что обеспечивает доставку платформы l на заданную глубину с достаточной точностью. Определение заданной глубины отборапроб при погружении платформы 1 обеспечивается с достаточной точностью конструктивным выполнением приспособления перемещения и открьггия и счетчика глубины погружения, а также их 30 взаимосвязи с платформой 1 посредством тросов 6 и 7. Размещение центра тяжести платформы 1 с крышками 3 и сосудами 2 в порожнем,а также в заполненном состояниях ниже геометрического центра обеспечивает при погружении с порожними сосудами 2, а при подъеме с заполненными сосудами 2 устойчивое в вертикальном направлении положение платформы 1 в пространстве, следствием чего является повышение точности стабилизации доставки и установки платформы 1 в заданной точке глубины отбора пробы.

По шкале счетчика 42 числа оборотов контролируют погружение платфор.— мы 1 до заданной глубины. При достижении заданной глубины отбора пробы, поворачивая поводком 35 вокруг оси

34 тормозную колодку 33, вводят ее в соприкосновение с тормозным диском

32 и затормаживают его. При этом затормаживается катушка 20 и полая ось

22,. а через штифт 26 и ограничитель

30 останавливаются катушка 21 и привод 23. Разматывание тросов 6 и 7 прекращается, т.е. прекращается погружение платформы 1. Нажимают на выступающий из полой оси 22 конец фиксатора 25 и, сжимая пружину 24, продвигают фиксатор 25 в полости оси 22 в сторону катушки 21. При этом штифт

26 перемещается вдоль продольного окна оси 22 в сторону катушки 21 ивыходит из окна ограничителя 30 в кольцевую полость катушки 21, т.е. снимается жесткое соединение катушки 21 с осью 22 и катушка 21 получает возможность поворота. Приводом 23 поворачивают катушку 21 и наматывают на нее трос 7, который, натягиваясь, воспринимает на себя усилие от платформы

i снимая при этдм усилие с троса 6.

Наматываясь, трос 7 воздействует через направляющий блок 14 па серьгу 19, которую этот трос 7 подтягивает к блоку 14, т.е. происходит перемегкение стержня 5 в сторону пластины 15, на которой ус-.àíîâëåíû крышки 3. .Такое перемещение стержня 5 воздействует через пазы па крышки 3, -принуждая их поворачиваться на осях 16 и 17 так, что крышки 3 с уплотнением 18 отходят от горловин сосудов 2, т.е.они открываются и заполняются водой.

После заполнения сосудов 2, а это определяют по времени или по изменению усилия на привод 23, начинают подъем платформы 1„ т.е. намотку тросов 6 и 7 на катушки 20 и 21 но так как катушка 20 заторможена, то поворачивается вначале только катушка 21 до взаимодействия ограничителей 29 и 30.

Под воздействием пружины 24 фиксатор

25 стремится переместиться в сторону от катушки 21 и прижимает штифт 26 к ограничителю 30 со стороны полости катушки 21. При повороте катушки 21 штифт 26 скользит по ограничителю 30 пока окно в нем не совпадет со штифтом 26, тогда под. воздействием пружины 24 фиксатор 25, перемещаясь, протягивает штифт 26 вдоль по пазу в оси 22. Нтифт 26 из кольцевой полости катушки 21 перемещается в окно ограничителя 30,жестко зафиксировав таким образом последний вместе с катушкой 21 относительно оси 22, и останавливает. поворот привода 23, Поворотом тормозной колодки 33 растормаживаю г тормозной диск 32, т.е. растормаживают катушку 20 и ось 22, при этом привод 23 получает возможность поворота. Вращая привод 23, наматывают тросы 6 и 7 на соответствуницие катушки 20 и 21. При этом усилие от платформы 1 перекладывается с троса

15574 74

7 на трос 6, на котором зависает платформа 1, т.е. трос 6 воздействует через серьгу 19 и стержень 5-на крьпп ки 3, которые поворачиваются вокруг осей 16 и 17 и плотно закрывают горловины сосудов 2. Нагрузка платформы

1 передается стойкам 13, пластине t5, от нее осям 16 и 17, через крышки 3, стержень 5 и серьгу 19 тросу 6 и, далее на катушку 20.

Поднятую из воды платформу 1 с заполненными сосудами 2 вручную с помощью траверсы 12 устанавливают на опору и, разъединив кожух 11, освобожда- I5 ют сосуды ?, извлекают их из гнезд вместе с фторопластовьми пленками

46, освобождая последние отжатием пружинящих элементов 45. На горловине сосудов 2 с пленкой 46 навинчивают " 2п крьппки, входящие в комплект сосудов

2, и отправляют пробы на последующий анализ.

Исполнение крьппек 3 с хвостовиками с принудительным управлением ими с по-25 мощью тросов с одновременным смещением центра тяжести ниже его геометрического центра и созданием отрицательной плавучести позволяет надежно закрыть горловины нробоотборных сосу- 30 дов, предотвратив попадание воды в них из верхних горизонтов как при опускании, так и при подъеме "îñóäîâ, а также предотвратить контакт пробы с остатками предыцущей за счет установки сменной фторопластовой прокладки. Кроме того, расположение катушек и ер емеще ни я и откр ытия на плите, расположенной над поверхностью годы, и их кинематическая связь через 4g трос со счетчиком глубины позволяют четко фиксировать глубину отбора пробы с .точностью инструментальной ошибки счетчика, что обеспечивает повьппение представительности пробы и эф- 45 фективности его использования, например, при арбитражных спорах при выявлении источников и виновников загрязнения.

Формула и зобр етения

1. Устройство для отбора глубинных проб жидкости, включающее утяжеленную платформу с двумя пробоотборными сосудами, установленными в ее гнездах и снабженными запорными клапанами с уплотняющими элементами, приспособление для перемещения платформы с rpyзовым тросом и приспособление для управления клапанами с управляющим тросом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения представительности пробы и улучшения эксплуатационных характеристик, каждый запор ный клапан вполнен г виде накидной крышки, установленной с возможностью поворота, снабжен хвостовиком, при этом хвостовики выполнены с продольным пазом и соединены между собой при помощи стержня, установленного с возможностью перемещения в этих пазах. грувовой и управляющий тросы присоединены к стержню посредством серьти, закрепленной на стержне, причем грузовой трос соединен с верхней частью серьги, а управляющий — с ее нижней частью через направляющий блок, закрепленный на платформе, приспособление для перемещения платформы и приспособление управления запорными клапанами выполнены в виде корпуса и установленных внутри него на полой оси катушек с тросами, при этом катушка перемещения с грузовым тросом жестко закреплена на полой оси и снабжена тормозом, а катушка с тросом управления установлена на ней с возможностью поворота и снабжена подпружиненным фиксатором, размещенным внутри полой оси, ограничителем поворота и приводом.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что пробоотборные сосуды снабжены защитными кожухами е

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено приспособлением для измерения глубины погружения платформы.

4. Устройство по п. 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что приспособление для измерения глубины выполнено в виде корпуса и двух шкивов, размещенных внутри него на оси, причем один из шкивов жестко закреплен на оси и соединен тросом с катушкой перемещения, а другой установлен на оси с возможностью поворота и соединен тросом с катушкой управления клапанами, ось снабжена счетчиком оборотов, а диаметры шкивов пропорциональны единице измерения длины. ! !

5. Устройство по пп. 1-4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что эапорные клапаны снабжены дополнительными уплот11

12

15574 74 няющими элементами, выполненными в виде прокладок из фторопласта.

6. Устройство по пп. 1-5 о т л и9

5 ч а ю щ е е с я тем, что фиксатор катушки управления снабжен штифтом, установленным на нем перпендикулярно

его оси, полая ось выполнена с продольным окном, ограничитель поворота выполнен в виде диска с выступом и окном по форме штифта, а прилегающая к ограничителю сторона катушки имеет кольцевую коаксиальную полой оси полость, диаметр которой превышает диаметр окружности, описываемой штифтом при повороте полой оси с фиксатором. !

1557474

15574 74

Составитель В. Поляков

Редактор А.Огар Техред A.Kðàâ÷óê Корр ект ор Т . Палий

Заказ 713 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101