FI75932B - Provtagare foer flytande aemne. - Google Patents

Description

1 75932

Nestemäisten aineiden näytteenotin - Provtagare för flytande ämne

Keksinnön kohteena on nestemäisten aineiden näytteenotin, erityisesti vesinäytteenotin, johon kuuluu runko, suljettavalla pohjalla ja kannella varustettu näytteenottosäiliö sekä elimet laskuvaijerin varassa nesteeseen upotettavan näytteen-ottimen näytteenottosäiliön sulkemiseksi halutulla syvyydellä mainittua vaijeria pitkin pudotettavan painon avulla.

Tällaisia näytteenottimia käytetään erityisesti vesistötutkimuksissa vesinäytteiden ottamiseen halutuista syvyyksistä. Laite lasketaan näytteenottosyvyyteen avattuna, suljetaan kiinnitysvaijeria pitkin pudotettavalla painolla ja nostetaan pintaan.

Erilaisia näytteenottimia on käytetty pitkään vesistöjen tilaa ja laatua selvitettäessä. Ennestään tunnettu on ns. "Ruttner"-otin, joka on muodostettu lieriömäisestä säiliöstä, jonka pohja ja kansi ovat suuntansa säilyttäen saatettavissa avattuun asentoon, josta säiliön lävitse ulottuva järjestelmä palauttaa ottimen haluttaessa suljettuun asentoon. Ennestään tunnettuja ovat myös mallit, joissa kannet laskuvaiheessa on viritetty säiliöosan pystyseinien suuntaisiksi, jolloin kannet eivät häiritse veden vaihtumista säiliölieriössä. Näissä tyypeissä ainakin alakansi sulkeutuu heittopainolla laukaistavalla jousi- tai vipujärjestelmällä. Ennestään tunnettuja ovat niinikään laitteet, joissa lieriö näytteenottosyvyydessä suljetaan lieriön läpi pingoitetun kuminauhan paikoilleen vetämillä kumitulpilla.

Tunnettujen ottimien epäkohdista mainittakoon seuraavia. "Ruttner"-tyyppi kuljettaa huonon läpivirtauksensa vuoksi ylhäältä vettä mukanaan laukaisusyvyyteen. Koska siinä, kuten 2 75932 muissakin malleissa on säiliölieriössä rakenneosia, laitteita on vaikea pitää puhtaana ja niistä voi irrota häiritseviä aineita näytteeseen.

Tyypeissä, joissa läpät on saranoitu sivulle aukeaviksi heikkoutena kovassa käytössä ja korroosiota aiheuttavissa olosuhteissa ovat kansien jousijärjestelmiin helposti ilmaantuvat viat ja mm. tästä johtuva taipumus alakannesta tapahtuviin vuotoihin. Tällaiten laitteiden viritys voi olla hankalaa. Yleistä on otinten raskaus ja jopa tuntien päivittäisessä työssä tästä aiheutuva työntekijän ylimääräinen rasitus. Ottimia on pidettävä normaalissa työskentelyssä käsissä tyhjennyksen aikana ja mm. poistohana on säännöllisesti pohjassa hankalasti käsiteltävissä. Eräitä merentutkijoiden käyttämiä tyyppejä lukuunottamatta ottimet eivät sovellu samaan vaijeriin sarjaan kiinnitettäväksi, millä työaikaa voitaisiin oleellisesti lyhentää ja usein mm. kallista alusaikaa säästää.

Tunnettujen tyyppien laukaisumekanismeissa käytetään yleisesti jousia, joiden voima käytössä muuttuu, mistä syystä laite voi laueta itsestään väärällä syvyydellä tai heitto-paino ei riitä sitä laisinkaan laukaisemaan.

Rakenteeltaan monet ottimet ovat mutkikkaita, sisältävät runsaasti pikkuosia ja niiden valmistuksessa on vaikea soveltaa nykyisiä nopeita työstömenetelmiä.

Keksinnön tehtävänä on näiden edellä mainituissa tunnetuissa näytteenottimissa esiintyvien epäkohtien poistaminen.

Tämä tehtävä on keksinnön mukaisesti ratkaistu siten, että näytteenottosäiliö on kiinnitetty aksiaalisesti liikkuvasti säiliön ulkopuolella olevaan runkoon, että runkoon on järjes- 3 75932 tetty laukaisulaite johon säiliö on ripustettavissa, runkoon nähden yläasentoon, avoimessa asennossa olevan sivusta saranoidun kannen varaan, että on järjestetty elimet mainitussa yläasennossa olevan säiliön sivusta saranoidun pohjan lukitsemiseksi avoimeen asentoon, ja että laukaisulaitteen vapauttama säiliö on järjestetty liukumaan painovoiman vaikutuksesta pitkin runkoa ala-asentoon, jolloin kansi on järjestetty sulkeutumaan painovoiman vaikutuksesta ja pohjaan ja/tai rungon alaosaan on järjestetty elimet, jotka säiliön liikkuessa painovoiman vaikutuksesta alaspäin pakottavat pohjan sulkeutumaan ja pysymään suljettuna.

Llaukaisulaite on sopivimmin muodostettu kahdesta levymäisestä osasta, liipasinosasta ja keinuosasta, jotka molemmat osat on kiertyvästi laakeroitu oman, ottimen runkoon nähden kiinteän akselin suhteen, keinuosassa on uloke säiliön kannen ripustamista varten, keinuosa on painotettu siten, että se vapaana ollessaan kiertyy rungon suhteen kiinteää rajoitinta vasten perusasentoon, jossa sen uloke on likimain vaakasuorassa, ja keinuosassa on vastepinta, jota vasten liipasinosan vastaava vastepinta liipasinosan painotuksen vuoksi asettuu, jolloin vastepinnat on sovitettu keskenään siten, että keinu-osan ulokkeen alaspäin suunnattu kuormittaminen aikaansaa vastepintojen välityksellä liipasinosaan kohdistetun voiman, joka on suunnattu likimain kohti liipasinosan akselia, ja liipasinosassa on uloke, jonka päähän kohdistettava voima aikaansaa liipasinosan kallistumisen ja sen seurauksena keinuosan vapautumisen.

Keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon mukaan on järjestetty siten, että rungon pystyosasta ulkonevat tukijalat on sovitettu säiliön vaippapinnan ajatellun jatkeen ulkopuolelle.

Tällöin säiliön pohjaan ja/tai rungon alaosaan järjestetyt 4 75932 elimet käsittävät edullisesti rungon tukijaloissa olevat liukupinnat ja säiliön pohjassa olevat, sopivimmin kaksi, sivulle ulkonevaa uloketta, jotka on sovitettu toimimaan yhdessä.

Keksinnön mukaisen laitteen läpi vesi vaihtuu esteettä lasku-vaiheessa. Laitteen vesitilassa ei ole myöskään sinne haluttaessa sijoitettavaa lämpömittaria lukuunottamatta mitään kontaminaatiota aiheuttavia lisäosia. Laite on kevyt ja sen alakansi vedenpitävä.

Laitteen tilavuus/paino suhde on edullinen. Ergonomisesti laite on hyvä, koska se voidaan välittömästi noston jälkeen jättää seisomaan stabiilille pohjalleen ja suorittaa näytteiden pullotus sitä käsissä pitelemättä. Nostamalla yläkantta, voidaan näytteen visuaalinen tarkastelu ja sen hajun määrittely tehdä myös erittäin helposti. Letkun yksinkertainen kiinnitys istukkaan estää letkun pään likaantumisen pohjan lähellä lietteestä sekä helpottaa letkun käsittelyä. Laitteen viritys on helppo, koska laukaisulaite palautuu aina painovoiman avulla perusasentoonsa ilman mitään monimutkaisia ja hankalia korroosiolle alttiita osia, esim. jousia.

Useita ottimia voidaan kytkeä sarjaan samaan vaijeriin.

Laukaisumekanismi takaa laukeamattomuuden laskuvaiheessa ja sen, että laukaisuun tarvittava voima säilyy aina vakiona.

Laite on valmistettavissa vakiomateriaalista ja monelta osin työhön voidaan soveltaa nopeita menetelmiä, mm. plasmaleik-kausta.

Keksinnön mukaista näytteenotinta on mahdollista käyttää myös erikoistarkoituksiin, koska säiliön läpimitta ja pituus on vapaasti valittavissa. Esimerkiksi planktonitutkimuksia aja- 5 75932 telien keksinnön mukainen näytteenotin tarjoaa avautumisomi-naisuuksiensa ja kokonsa ansiosta erinomaisen ratkaisun.

Seuraavassa keksintöä selostetaan lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen näytteenottimen sivukuvantoa, jossa näytteenottosäiliö on näytteenottoa varten viritettynä yläasentoonsa.

Kuvio 2 esittää osakuvantoa kuvion 1 mukaisesta näytteen-ottimesta, jossa kuitenkin näytteenottosäiliö on ala-asennossaan pohja ja kansi suljettuina.

Kuvio 3 esittää kuvion 1 mukaisen näytteenottimen laukaisu-laitteen sivukuvantoa juuri ennen laukaisuhetkeä.

Kuvio 4 esittää kuvion 3 mukaista sivukuvantoa laukaisuhetken jälkeen.

Kuvio 5 esittää näytteenottoa varten viritetyn näytteenottimen päällikuvantoa.

Kuviossa 1 esitetyn, yleisesti viitenumerolla 1 merkityn näytteenottimen pääasialliset käyttökohteet ovat vesistötutkimukset, joissa sillä voidaan ottaa näytteitä halutuista syvyyksistä.

Näytteenottimeen 1 kuuluu runko 2, sen sivussa liikkuva näytteenottosäiliö 3 sekä laukaisulaite 4. Näytteenottosäiliö 3 on varustettu sivusta saranoidulla pohjalla 6 ja samoin sivusta saranoidulla kannella 7. Näytteenottimen 1 runko 2 on lisäksi varustettu tukijaloilla 5, joiden varaan näytteenotin voidaan varastoinnin tai näytteenottosäiliön tyhjennyksen ajaksi laskea.

6 75932

Kuviossa 1 esitetyssä asennossa näytteenotin 1 on viritetty valmiiksi laskuvaijerin 8 avulla tapahtuvaa näytteenottimen veteenlaskemista varten. Tässä asennossa säiliö 3 on kohotettuna yläasentoonsa rungon 2 suhteen, jolloin säiliö 3 riippuu avoimena olevan kannen 7 varassa laukaisulaitteesta 4. Kun säiliötä 3 kohotetaan yläasentoonsa kannessa 7 olevan sormi-kahvan 9 avulla tarttuu pohjan 6 ulkopinnalle kiinnitetty koukku 10 rungon 2 pystyosan sivulla esiinpistävään tappiin 11 lukiten näin pohjan 6 avoimeen asentoon. Tappi 11 voidaan luonnollisesti myös korvata esimerkiksi runkoon 2 järjestetyn rei'än (ei esitetty) avulla, johon reikään koukku 10 säiliötä 3 yläasentoonsa kohotettaessa tarttuu.

Laskuvaijeri 8 on kiinnitetty rungon 2 yläosassa olevaan ulokkeeseen 12 millä tahansa sopivalla tavalla sellaiseen kohtaan, että laskuvaijerin 8 varassa oleva näytteenotin 1 on oleellisesti pystysuorassa. Edellä selostetulla tavalla avoimeen asentoon viritetty näytteenotin 1 lasketaan lasku-vaijerin 8 avulla haluttuun syvyyteen, jonka jälkeen lasku-vaijeria 8 pitkin lasketaan paino 13, jonka sopivimmin muodostaa esimerkiksi lieriömäinen painokappale, jonka keskelle on porattu reikä laskuvaijeria 8 varten. Painon 13 osuessa laukaisulaitteeseen 4 kansi 7 vapautuu ja säiliö 3 putoaa painovoiman vaikutuksesta alas runko-osan 2 suhteen, jolloin samalla sekä kansi 7 että pohja 6 sulkeutuvat (kuvio 2).

Tämän jälkeen näytteenotin 1 nostetaan vaijerin 8 varassa ylös ja lasketaan tukijalkojensa 5 varaan sopivalle alustalle näytteenottosäiliön tyhjentämiseksi. Näytteen talteenottamista varten näytteenottosäiliö 3 on varustettu säiliön alaosaan liitetyllä tyhjennysletkulla 14, jonka vapaan pään sulkemista ja kiinnittämistä varten on näytteenottosäiliön tukiosaan 15 järjestetty istukka 16. Istukan 16 muodostaa esimerkiksi muovitappi, jonka päälle letkun 14 pää työnnetään.

7 75932

Seuraavaksi viitataan erityisesti kuvioihin 3 ja 4, joissa laukaisulaite 4 on esitetty suuremmassa mittakaavassa. Pelkästään painovoimaan perustuva laukaisulaite 4 on muodostettu kahdesta levymäisestä osasta, liipasinosasta 17 ja keinuosasta 18. Liipasinosa 17 on kiertyvästi laakeroitu näytteenottimen 1 rungosta 2 ulkonevan kiinteän akselin 19 suhteen. Keinuosa 18 on vastaavasti kiertyvästi laakeroitu toisen, ulokkeen 12 suhteen kiinteän akselin 20 suhteen.

Laukaisulaitteen 4 keinuosassa 18 on uloke 21 näytteenotto-säiliön 3 kannen 7 ripustamista varten, jolloin kansi 7 on varustettu esimerkiksi sopivalla aukolla 22.

Keinuosa 18 on painotettu siten, että se vapaana ollessaan kiertyy rungon 2 suhteen kiinteää rajoitinta 23 vasten perusasentoon, jossa sen uloke 21 on likimain vaakasuorassa. Rajoittimen 23 voi muodostaa esimerkiksi runkoon 2 kierretyn ruuvin kanta.

Keinuosassa 18 on vastepinta 24, jota vasten liipasinosan 17 vastaava vastepinta 25 liipasinosan 17 painotuksen vuoksi asettuu. Vastepinnat 17, 18 on sovitettu keskenään siten, että keinuosan 18 ulokkeen 21 alaspäin suunnattu kuormittaminen aikaansaa vastepintojen 17, 18 välityksellä liipasin-osaan 17 kohdistetun voiman, joka on suunnattu likimain kohti liipasinosan 17 akselia 19. Liipasinosassa 17 on uloke 26, jonka päähän paino 13 kohdistaa voiman, joka aikaansaa liipasinosan 17 kallistumisen akselin 19 ympäri ja tämän seurauksena keinuosan 18 vapautumisen.

Kuviossa 3 on laukaisulaite 4 esitetty juuri sillä hetkellä, jolloin paino 13 on iskeytymässä liipasinosan 17 ulokkeeseen 26.

8 75932

Kuviossa 4 paino 13 on painanut liipasinosan 17 ulokkeen 26 alas ja vapauttanut tällöin keinuosan 18, jolloin keinu-osa 18 puolestaan on päässyt kannen 7 kuormittamana kallistumaan pistekatkoviivoilla esitettyyn asentoon, jossa kansi 7 on irronnut keinuosan 18 nokasta 21. Irtoamisen jälkeen keinuosa 18 on palannut perusasentoonsa rajoitinta 23 vasten.

Rungon 2 pystyosa on muodostettu muotoprofiilista, sopivimmin suorakaideputkesta. Säiliö 3 on kiinnitetty muotoprofiilia kiertymättömästi ympäröivään, sopivimmin putkiprofiilista muodostettuun tukiosaan 15. Sopivimmin likimain säiliön 3 koko korkeudelle ulottuva tukiosa 15 on muodostettu osittain avoimeksi jäätymishaittojen vähentämiseksi.

Rungon 2 alaosasta ulkonevat tukijalat 5 on sovitettu säiliön 3 vaippapinnan ajatellun jatkeen ulkopuolelle, kuten erityisesti kuviosta 5 ilmenee. Tukijalat 5 on muodostettu sopivimmin levystä leikkaamalla ja taivuttamalla, jolloin ne on yhdistetty rungon 2 pystyosan kanssa esimerkiksi hitsaamalla.

Kun laukaisulaite 4 vapauttaa kannen 7, pääsee säiliö 3 liukumaan painovoiman vaikutuksesta pitkin runkoa 2 ala-asentoonsa. Tällöin kansi 7 sulkeutuu pelkästään painovoiman vaikutuksesta. Pohjaan 6 ja/tai rungon 2 alaosaan sen sijaan on järjestetty elimet, jotka säiliön 3 liikkuessa painovoiman vaikutuksesta alaspäin pakottavat pohjan 6 sulkeutumaan ja pysymään suljettuna. Tällaiset elimet muodostuvat sopivimmin tukijaloissa 5 olevista liukupinnoista 27 ja säiliön 3 pohjassa 6 olevista, sivulle ulkonevasta ulokkeista, jotka ulokkeet ja liukupinnat on sovitettu toimimaan yhdessä. Esitetyssä sovellutusmuodossa mainitut ulokkeet on muodostettu yhtenäisen tapin 28 avulla, joka tukilaatan 29 välityksellä on kiinnitetty kannen 6 alapinnalle. Tappi 28 on paikoitettu pohjan 6 suhteen siten, että tukijalkoihin 5 tukeutuva tappi 28 yhdessä 9 75932 kannen 6 sarana-akselin 30 kanssa aikaansaa kannen 6 tasaisen puristumisen säiliön 3 alareunoja vasten. Säiliön 3 alareunaan on järjestetty sopivimmin kartiopinta 31 jota vasten kannessa 6 oleva vastaava kartiopinta 32 yhdessä siinä olevan tiivisteen 33 kanssa puristuu.

Kuten kuvioista 1 ja 5 ilmenee pääsee vesi vaihtumaan esteettä näytteenottimen 1 laskuvaiheessa. Näytteenottimen 1 säiliö 3 on sopivimmin muodostettu pleksilasia olevasta suorasta ympyrälieriöstä, jonka ylä- ja alareunaan on tarvittaessa järjestetty metallisen vahvikerenkaat 34. Kaikki säiliön kannattamista ja sulkemista varten tarvittavat elimet ovat näin ollen säiliön ulkopuolella joten säiliössä ei ole mitään likaantumista aiheuttavia lisäosia.

Näytteenotin 1 on kokonaisuudessaan valmistettu muovisista tai metallisista vakio-osista. Erityisesti raskasmetallinäyt-teiden ottoa varten otin 1 voidaan valmistaa myös kokonaisuudessaan muovista tai vaihtoehtoisesti siinä voidaan käyttää muovipinnoitettuja metalliosia.

Keksintöä on edellä selostettu viittaamalla vain tapaukseen, jossa yhtä näytteenotinta käytetään vaijerin varassa. On kuitenkin selvää, että esitetynlainen rakenne mahdollistaa helposti myös useiden näytteenottimien kytkemisen sarjaan. Toisaalta näytteenotin voidaan asentaa jäykästi myös esimerkiksi sopivan tangon varaan, jollon näytteenottaja pystyy sijoittamaan näytteenottimen sopivaan kohtaan näytteitä matalasta vedestä otettaessa. Laukaisulaitteen toiminta voidaan tällöin helposti toteuttaa esimerkiksi vetovaijeria käyttäen.

Claims (8)

10 75932

1. Nestemäisten aineiden näytteenotin (1), erityisesti vesi-näytteenotin, johon kuuluu runko (2), suljettavalla pohjalla (6) ja kannella (7) varustettu näytteenottosäiliö (3) sekä elimet laskuvaijerin (8) varassa nesteeseen upotettavan näyt-teenottimen (1) näytteenottosäiliön (3) sulkemiseksi halutulla syvyydellä mainittua vaijeria pitkin pudotettavan painon (13) avulla, tunnettu siitä, että näytteenottosäiliö (3) on kiinnitetty aksiaalisesti liikkuvasti säiliön ulkopuolella olevaan runkoon (2), että runkoon (2) on järjestetty laukaisulaite (4) johon säiliö (3) on ripustettavissa, runkoon (2) nähden yläasentoon, avoimessa asennossa olevan sivusta saranoidun kannen (7) varaan, että on järjestetty elimet mainitussa yläasennossa olevan säiliön (3) sivusta saranoidun pohjan (6) lukitsemiseksi avoimeen asentoon, ja että laukaisu-laitteen (4) vapauttama säiliö (3) on järjestetty liukumaan painovoiman vaikutuksesta pitkin runkoa (2) ala-asentoon, jolloin kansi (7) on järjestetty sulkeutumaan painovoiman vaikutuksesta ja pohjaan (6) ja/tai rungon (2) alaosaan on järjestetty elimet, jotka säiliön (3) liikkuessa painovoiman vaikutuksesta alaspäin pakottavat pohjan (6) sulkeutumaan ja pysymään suljettuna.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen näytteenotin, tunnettu siitä, että laukaisulaite (4) on muodostettu kahdesta levymäisestä osasta, liipasinosasta (17) ja keinu-osasta (18), jotka molemmat osat on kiertyvästi laakeroitu oman, ottimen (1) runkoon (2) nähden kiinteän akselin (19, 20. suhteen, että keinuosassa (18) on uloke (21) säiliön (3) kannen (7) ripustamista varten, keinuosa (18) on painotettu siten, että se vapaana ollessaan kiertyy rungon (2) suhteen kiinteää rajoitinta (23) vasten perusasentoon, jossa sen uloke (21) on likimain vaakasuorassa, ja keinuosassa (18) on n 75932 vastepinta (24), jota vasten liipasinosan (17) vastaava vastepinta (25) liipasinosan (17) painotuksen vuoksi asettuu, jolloin vastepinnat (24, 25) on sovitettu keskenään siten, että keinuosan (18) ulokkeen (21) alaspäin suunnattu kuormittaminen aikaansaa vastepintojen (24, 25) välityksellä liipa-sinosaan (17) kohdistetun voiman, joka on suunnattu likimain kohti liipasinosan (17) akselia (19), ja että liipasinosassa (17) on uloke (26), jonka päähän kohdistettava voima aikaansaa liipasinosan (17) kallistumisen ja sen seurauksena keinuosan (18) vapautumisen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen näytteenotin, tunnettu siitä, että elimet pohjan (6) lukitsemiseksi avoimeen asentoon säiliön (3) ollessa yläasennossa käsittävät pohjan (6) alapintaan kiinnitetyn koukkumaisen osan (10), joka on järjestetty tarttumaan rungon (2) sivusta esiinpistä-vään tappiin (11) tai rungossa (2) olevaan aukkoon.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen näytteenotin, tunnettu siitä, että rungon (2) pystyosa on muodostettu muotoprofiilista, sopivimmin suorakaideputkesta, jolloin säiliö (3) on kiinnitetty muotoprofiilia kiertymättömästi ympäröivään, sopivimmin putkiprofiilista muodostettuun tuki-osaan (15).

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen näytteenotin, tunnettu siitä, että rungon (2) pystyosasta ulkonevat tukijalat (5) on sovitettu säiliön (3) vaippapinnan ajatellun jatkeen ulkopuolelle.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen näytteenotin, tunnettu siitä, että säiliön (3) pohjaan (6) ja/tai rungon (2) alaosaan järjestetyt elimet käsittävät rungon (2) tukijaloissa (5) olevat liukupinnat (27) ja säiliön (3) 12 75932 pohjassa (6) olevat, sopivinunin kaksi, sivulle ulkonevaa uloketta (28), jotka on sovitettu toimimaan yhdessä.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen näytteenotin, tunnettu siitä, että ulokkeet (28) on paikoitettu pohjan (6) suhteen siten, että ne yhdessä saranointikohdan (30) kanssa jakavat pohjan (6) kehän kolmeen oleellisesti yhtäsuureen osaan.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen näytteenotin, tunnettu siitä, että näytteenottosäiliö (3) on varustettu tyhjennysletkulla (14), jonka vapaan pään sulkemista ja kiinnittämistä varten on näytteenottosäiliön (3) tukiosaan (15) järjestetty istukka (16). 13 75932