Жидкостный пробоотборник

Полезная модель относится к устройствам для отбора проб балластных вод из судовых балластных танков и различных жидкостей из емкостей, скважин, водоемов и может быть использована в различных отраслях промышленности. Жидкостной пробоотборник выполнен в виде пробоотборного сосуда, имеющего цилиндрический корпус с конической нижней частью. Пробоотборный сосуд помещен в обтекатель, повторяющий его форму и снабженный крышкой. Между наружной стенкой пробоотборного сосуда и внутренней стенкой обтекателя в его нижней части размещен груз, который закреплен на внутренней стенке обтекателя. В конической части и дне обтекателя выполнены отверстия. Пробоотборник снабжен запирающим устройством выполненным в виде дренажного и пробозаборного шаровых кранов, размещенных на трубках, установленных в отверстиях крышки, причем трубка дренажного шарового крана выполнена заподлицо с нижней поверхностью крышки, а трубка пробозаборного шарового крана выступает за поверхность крышки. Запирающее устройство включает также сливной шаровый кран, установленный на трубке, соединяющей его через отверстие в дне обтекателя с пробоотборным сосудом. Подвеска выполнена в виде втулки и обруча, жестко соединенных между собой посредством стоек, при этом обруч прикреплен к верхней части обтекателя снаружи, а к втулке крепится наружная оболочка боуден-троса. Полезная модель повышает достоверность отбираемой пробы за счет исключения самопроизвольного открытия пробоотборного сосуда и смешивания поверхностного слоя пробы с окружающей жидкостью. Простота и надежность конструкции пробоотборника обеспечивают его надежную работу на заданной глубине. максимально упрощают и облегчают процесс отбора проб. 1 с.п. ф-лы, 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Полезная модель относится к устройствам для отбора различных жидкостей из емкостей, скважин, водоемов, в частности, для отбора проб балластных вод из судовых балластных танков, и может быть использована в экологических, океанологических и других научных исследованиях, а также в различных отраслях промышленности.

Известен пробоотборник, содержащий пробоотборный сосуд, изготовленный в виде тяжелого цилиндрического корпуса с отверстием в верхней крышке, которое закрывается пробкой. Подвеска пробоотборника изготовлена в виде скоб с ушками, к которым прикреплена дужка пробоотборника и несущий тросик со свободно провисающей петлей, соединенный с запирающим устройством. Последнее выполнено в виде магнитной защелки (а.с. 1045054, МКИ: G01N 1/10, опубл. в БИ 36, 1983).

Однако этот пробоотборник не обеспечивает достоверность отбираемых проб, т.к. при опускании пробоотборника из-за случайных зацепов пробоотборника за комингсы горловин люков балластных танков, расположенных ниже, происходит открытие магнитной защелки и, как следствие, происходит отбор пробы не на заданной глубине. В результате отобранная проба не будет соответствовать пробе с требуемой глубины. Кроме того, при подъеме пробоотборника с отобранной пробой через отверстие в верхней крышке происходит перемешивание поверхностного слоя пробы с окружающей средой и, как следствие, проба будет не достоверна. Отсутствие дренажной трубки у рассматриваемого пробоотборника увеличивает время заполнения внутреннего объем пробоотборника жидкостью. Кроме того, к недостаткам следует отнести низкую надежность запирающих устройств пробозаборного отверстия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому техническому решению является устройство для отбора проб жидкостей с больших глубин, из емкостей или водоемов. Устройство состоит из пробоотборного сосуда, выполненного в виде цилиндрического корпуса с тяжелым дном, пробозаборной трубкой в верхней крышке, закрытой пробкой. Пробоотборник имеет подвеску в виде скоб с ушками, к которым прикреплена дужка пробоотборника, и несущий тросик со свободно провисающей петлей, соединенной с запирающим устройством. Запирающее устройство выполнено в виде установленного на крышке пробоотборника рычага с насаженной на него пробкой. Пробка запирает входное отверстие пробозаборной трубки. Калиброванная нить соединяет дужку пробоотборника с нижней частью тросика, который прикреплен к рычагу с образованием свободно провисающей петли (п. РФ 2191364 «Жидкостной пробоотборник» МПК G01N 1/10, опубл. 20.10.2002).

Недостатками известного устройства являются:

- низкая достоверность отбираемых проб. Это происходит потому, что при зацепах пробоотборника за комингсы горловин люков балластных танков, расположенных ниже, калибровочная нить разрывается и происходит отбор пробы не на заданной глубине;

- длительное заполнение пробоотборника жидкостью, вследствие отсутствия у данного пробоотборника дренажной трубки;

- низкая надежность запирающего устройства делает невозможным использование данного пробоотборника для отбора балластных вод судов. Почти все суда в той или иной степени имеют дифферент. При дифференте судна на корму, нос или один из бортов нарушается вертикальная соосность горловин люков балластного танка. Поэтому при отборе проб из балластных танков происходят зацепы пробоотборников за комингсы горловин люков балластных танков, расположенных ниже. В результате происходит срабатывание пробозаборных запирающих устройств и, как следствие, пробы отбираются не на заданной глубине. Следовательно, отобранные пробы не отражают действительной картины на заданной глубине - пробы не достоверны.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение достоверности отбора пробы с требуемой глубины, уменьшение времени отбора пробы, упрощение и облегчение процесса отбора пробы за счет конструктивных особенностей пробоотборника.

Поставленная задача решается тем, что в известном жидкостном пробоотборнике, содержащем пробоотборный сосуд, имеющий цилиндрический корпус с грузом, дном и крышкой, запирающее устройство и подвеску, согласно заявляемой полезной модели, цилиндрический корпус в нижней части выполнен коническим, при этом пробоотборный сосуд помещен в обтекатель, повторяющий форму пробоотборного сосуда. Груз размещен между наружной стенкой пробоотборного сосуда и внутренней стенкой обтекателя в его нижней части и закреплен на внутренней стенке обтекателя. В конической части и в дне обтекателя выполнены отверстия. Запирающее устройство выполнено в виде дренажного и пробозаборного шаровых кранов, размещенных на трубках, установленных в отверстиях крышки, причем трубка дренажного шарового крана выполнена заподлицо с нижней поверхностью крышки, а трубка пробозаборного шарового крана выступает за поверхность крышки. Запирающее устройство включает также сливной шаровый кран, установленный на трубке, соединяющей его через отверстие в дне обтекателя с пробоотборным сосудом. Подвеска выполнена в виде втулки и обруча, жестко соединенных между собой посредством стоек, при этом обруч прикреплен к верхней части обтекателя снаружи, а к втулке крепится наружная оболочка боуден-троса.

Выполнение нижней части пробоотборного сосуда конической формы способствует более полному и быстрому сливу пробы (жидкости), в результате чего повышается достоверность, уменьшается время и упрощается отбор проб.

Снабжение пробоотборника обтекателем, повторяющим форму пробоотборного сосуда, не только защищает конструкцию пробоотборного сосуда, но позволяет равномерно разместить груз и закрепить подвеску. В конечном результате, это упрощает процесс отбора проб, уменьшает время необходимое для отбора проб, а также повышает достоверность взятых проб с определенных глубин.

Выполнение подвески в виде втулки и обруча, жестко соединенных между собой посредством стоек, и закрепление обруча к верхней части обтекателя снаружи, а также использование боуден-троса, ускоряет и облегчает процесс отбора проб, увеличивая достоверность полученных данных.

Для герметизации пробоотборный сосуд в верхней части снабжают уплотнительным кольцом, отбуртовкой и резьбовой муфтой с наружной резьбой. Крышку при этом выполняют с резьбой на внутренней поверхности, а на наружной боковой поверхности снабжают вертикальными проточками в виде осевых канавок. Вертикальные проточки обеспечивают свободное прохождение воздуха и жидкости при погружении пробоотборника в жидкость для отбора проб.

Выполнение деталей жидкостного пробоотборника, в частности крышки, резьбовой муфты, обтекателя и фиксирующего кольца из прочной пластмассы (например, капролона) обеспечивает не только прочность и надежность пробоотборника, но и позволяет значительно уменьшить его вес.

Закрепление груза по внутренней стенке обтекателя посредством пластмассового фиксирующего кольца и шурупов обеспечивает равномерное распределение груза, что способствует вертикальному вхождению пробоотборника в жидкость, беспрепятственному прохождению через люки балластного танка и, как следствие, приводит к быстрому и качественному отбору проб с необходимой глубины.

Выполнение пробоотборного сосуда жидкостного пробоотборника из нержавеющей стали обеспечивает надежность и прочность крепления сливного шарового крана, а также повышает срок службы устройства.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 - вертикальный разрез жидкостного пробоотборника, на фиг.2 - вертикальный разрез обтекателя жидкостного пробоотборника, а на фиг.3 - общий вид жидкостного пробоотборника.

Жидкостный пробоотборник состоит из пробоотборного сосуда 1 (фиг.1), выполненного в виде цилиндрического корпуса, нижняя часть 2 которого выполнена конической. Пробоотборный сосуд выполнен из нержавеющей стали и помещен в пластмассовый обтекатель 3, повторяющий форму пробоотборного сосуда. Нижняя цилиндрическая часть пробоотборного сосуда 1 крепится внутри груза 4 посредством фиксирующего пластмассового кольца 5 и шурупов (на чертеже не показаны), которые, проходя сквозь обтекатель 3 и груз 4, в свою очередь фиксируют груз 4 на внутренней стенке нижней цилиндрической части обтекателя 3. Верхняя часть пробоотборного сосуда 1 плотно фиксируется внутри обтекателя 3 наружной боковой поверхностью пластмассовой крышки 6. Пластмассовая крышка 6 посредством резьбы (на чертеже не обозначена), выполненной на ее внутренней поверхности, отбуртовки 7 пробоотборного сосуда 1 и пластмассовой резьбовой муфты 8, имеющей наружную резьбу, уплотнительного кольца 9, герметизирует пробоотборный сосуд 1. Причем по наружной и внутренней боковой поверхности фиксирующего пластмассового кольца 5 и наружной боковой поверхности крышки 6 выполнены вертикальные проточки в виде осевых выборок (на чертеже не показаны). Проточки необходимы для свободного прохода воздуха из пустоты, образованной внутренней поверхностью обтекателя и наружной поверхностью пробоотборного сосуда, в процессе погружения пробоотборника в жидкость и вытекания жидкости при подъеме пробоотборника из нее. Запирающее устройство пробоотборного сосуда выполнено в виде пробозаборного 10, дренажного 11 и сливного 12 шаровых кранов. В крышке 6 пробоотборного сосуда выполнены два отверстия, в которые посредством коротких трубок 13 и 14 установлены пробозаборный 10 и дренажный 11 шаровые краны. При этом трубка 14 дренажного 11 крана выполнена заподлицо с нижней внутренней поверхностью крышки 6, а трубка 13 пробозаборного 10 крана немного выступает за нижнюю внутреннюю поверхность крышки 6. Верхний конец трубки 14 дренажного 11 крана находится выше верхнего конца пробозаборного 10 шарового крана. В нижней конусной 15 части обтекателя 3 пробоотборника для стока воды выполнены отверстия 16 и отверстие в донышке, через которое проходит трубка 17, соединяющая нижнюю коническую часть 2 пробоотборного сосуда 1 со сливным 12 шаровым краном (на фиг.1 сливной шаровый кран открыт). С наружной поверхности верхней части обтекателя 3 пробоотборника закреплен обруч 18 подвески. Подвеска состоит из жестко закрепленных на обруче 18 стоек 19, верхние концы которых жестко прикреплены к втулке 20, к которой крепится наружная оболочка боуден-троса 21.

Шары шаровых кранов снабжены поворотными валами для открытия и закрытия кранов. На поворотном валу пробозаборного 10 крана жестко закреплен поворотный рычаг 22 (фиг.2), а на поворотном валу дренажного 11 крана жестко закреплен поворотный рычаг 23. Поворотные рычаги 22 и 23 шарового пробозаборного 10 и дренажного 11 кранов шарнирно соединены с тягами 24, которые, в свою очередь, шарнирно соединены с внутренним подвижным элементом 25 боуден-троса 21.

В исходном состоянии рычаги 22 и 23 опущены (фиг.2) и шаровые пробозаборный 10 и дренажный 11 краны герметично закрыты. Сливной 12 шаровый кран также должен быть закрыт, а его вентиль 26 необходимо располагать параллельно трубке 17.

Устройство работает следующим образом (фиг.2). Жидкостный пробоотборник на боуден-тросе 21 опускают в балластный танк на необходимую глубину. Для производства отбора пробы вытягивают внутренний подвижный элемент 25 боуден-троса 21 до упора. В результате вытягивания внутреннего подвижного элемента 25 создается усилие, действующее на тяги 24, которые влекут вверх рычаги 22 и 23, в результате чего шаровый пробозаборный 10 и дренажный 11 краны откроются полностью. Отбираемая жидкость через пробозаборный 10 шаровый кран, установленный на трубке 13, поступает в пробоотборный сосуд 1 с конической частью 2, а через дренажный 11 шаровый кран, установленный на трубке 14, воздух выходит из пробоотборного сосуда.

Соотношение плеч рычагов 22 и 23 позволяет осуществить открытие пробозаборного 10 и дренажного 11 шаровых кранов, при этом длина трубки 13 пробозаборного 10 крана и трубки 14 дренажного 11 крана исключает самопроизвольное смешивание поверхностного слоя пробы с окружающей жидкостью в процессе подъема пробоотборника на поверхность.

После заполнения пробоотборного сосуда 1 жидкостью, жидкостной пробоотборник поднимают на поверхность при помощи боуден-троса 21. Для обеспечения достоверности пробы из пробозаборного 10 крана и дренажной трубки 14, на поверхности удаляют находящуюся в них жидкость, после чего открывают сливной 12 шаровый кран (вентиль 26 располагается перпендикулярно трубке 17, как показано на фиг.2-3), и переливают пробу в емкость (на чертеже не обозначена) для транспортировки, фиксации и хранения.

Для отбора следующей пробы жидкостной пробоотборник промывают и приводят в исходное состояние, закрывают пробозаборный 10, дренажный 11 и сливной 12 краны и опускают в балластный танк (на чертеже не обозначен) на нужную глубину, повторяя весь цикл работ.

Использование предлагаемого жидкостного пробоотборника позволяет повысить достоверность отбираемой пробы за счет исключения самопроизвольного открытия пробоотборного сосуда и смешивания поверхностного слоя пробы с окружающей жидкостью. Простота и надежность конструкции пробоотборника обеспечивают его надежную работу на заданной глубине, максимально упрощают и облегчают процесс отбора проб в весьма сложных и стесненных условиях балластных танков и позволяют использовать его в полевых условиях.

1. Жидкостный пробоотборник, содержащий пробоотборный сосуд, имеющий цилиндрический корпус с грузом, дном и крышкой, запирающее устройство и подвеску, отличающийся тем, что цилиндрический корпус в нижней части выполнен коническим, при этом пробоотборный сосуд помещен в обтекатель, повторяющий форму пробоотборного сосуда; груз закреплен в нижней цилиндрической части обтекателя на его внутренней стенке; в конической части и дне обтекателя выполнены отверстия; запирающее устройство выполнено в виде дренажного и пробозаборного шаровых кранов, размещенных на трубках, установленных в отверстиях крышки, причем трубка дренажного шарового крана выполнена заподлицо с нижней поверхностью крышки, а трубка пробозаборного шарового крана выступает за поверхность крышки, а также сливного шарового крана, установленного на трубке, соединяющей его через отверстие в дне обтекателя с пробоотборным сосудом; подвеска выполнена в виде втулки и обруча, жестко соединенных между собой посредством стоек, при этом обруч прикреплен к верхней части обтекателя снаружи, а к втулке крепится наружная оболочка боуден-троса.

2. Жидкостный пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что пробоотборный сосуд в верхней части снабжен уплотнительным кольцом, отбуртовкой и резьбовой муфтой с наружной резьбой; крышка при этом выполнена с резьбой на внутренней поверхности, а на наружной боковой поверхности она снабжена вертикальными проточками в виде осевых канавок.

3. Жидкостный пробоотборник по п.2, отличающийся тем, что крышка и резьбовая муфта выполнены из пластмассы.

4. Жидкостный пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что груз закреплен на внутренней стенке обтекателя посредством пластмассового фиксирующего кольца и шурупов.

5. Жидкостный пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что обтекатель выполнен из пластмассы.

6. Жидкостный пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что пробоотборный сосуд выполнен из нержавеющей стали.