RU1829002C - Пробоотборник - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано при механизации отбора проб веществ, осаждающихс  на поверхност х различных предметов окружающей среды. Цель изобретени  - интенсификаци  процесса про- боотбора. Пробоотборник содержит корпус со стыковочным элементом и полый цилиндр со штоком, закрытый с одной стороны тампоном с другой крышкой и кинематически св занный с приводным валом. При вращении приводного вала его плоский конец западает в прорезь, что обеспечивает вращение штока. Цилиндр с крышкой вращаетс  вместе со штоком и за счет винтовой передачи перемещаетс  в осевом направлении , вызыва  повышение давлени  в рабочей камере, под действием которого открываетс  отверстие в днище цилиндра. Жидкость из рабочей камеры поступает в дополнительную камеру, равномерно распредел  сь по полым иглам, смачивает тампон . После выхода цилиндра из винтового зацеплени  с корпусом движени  первого продолжаетс  под воздействием сжатой пружины. При опорожнении рабочей камеры отверстие закрываетс , а пробоотборник устанавливаетс  на обрабатываемую поверхность. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. сл

Description

Изобретение предназначено дл  отбора проб веществ, осаждающихс  на поверхност х различных предметов окружающей среды, с использованием роботов, автооператоров и дистанционно управл емых манипул торов .

Цель изобретени  - повышение интенсификации процесса пробоотбора.

На чертеже изображен пример конкретного выполнени  пробоотборника, общий вид.

Устройство содержит корпус 1 еостыко- вочным элементом, предназначенным дл  жесткого закреплени  в стыковочном механизме 2 (показан условно), например, манипул тора (не показан), и базирующим элементом дл  ориентированной установки пробоотборника в капсуле 3 (изображена условно). Кроме того, устройство содержит полый цилиндр 4. Корпус 1 и цилиндра 4 сопр жены друг с другом по поверхност м с винтовой нарезкой 5 и 6. На цилиндре 4 жестко закреплена крышка 7. Внутри цилиндра 4 герметично размещен поршень 8 со штоком 9, который установлен с возможностью вращени  в отверстии корпуса 1 совместно с крышкой 7. Дл  сцеплени  с подпружиненным приводным валом 10 стыковочного механизма 2 на торце штока 9 выполнен продольный паз 11, а в свою очею

редь, приводной вал 10 выполнен с плоским концом. Дл  обеспечени  возможности передачи вращени  цилиндру 4 шток 9 содержит жестко закрепленную шпонку 12, выступающа  часть которой располагаетс  в сквозном пазе крышки 7. Дл  подпружи- нивани  цилиндра 4 между крышкой 7 и торцом поршн  8 установлена винтова  пружина сжати  13. Дл  обеспечени  беспреп тственного вращательно-поступа- тельного перемещени  цилиндра 4. его штокова  полость соединена с атмосферой посредством отверстий 14. На противоположном относительно крышки 7 торце цилиндра 4 жестко закреплена, например, посредством резьбового соединени  и сто- порени  винтом 15, дополнительна  крышка 16 с установленными в равномерно распределенных по площади отверсти х полыми иглами 17 (например, посредством пайки). В гнезде крышки 16 закреплена винтова  пружина сжати  18, прижимающа  шарик 19 к конусной поверхности отверсти  20 в днище.21 цилиндра 4, которое с целью облегчени  выполнено пустотелым. Подпружиненный шарик 19 выполн ет роль клапана предельного давлени /На (закрывающей отверстие 20) крышке 16 закреплен посредством кольца 22 из эластичного материала (например, из резины) тампон 23 из пористого эластичного или волокнистого материала . Тампон 23 закреплен таким образом, что полые иглы 17 крышки 16 вход т внутрь его тела. Поршень 8 и днище 21 цилиндра 4 образуют рабочую камеру 24 дл  заливки жидкости (растворител ), предназначенной дл  смачивани  тампона 23. Высота камеры 24, т.е. рассто ние между бесштоковымтор- цем поршн  8 и внутренней поверхностью днища 21 (ход поршн ), больше хода винтового зацеплени  в наружной поверхности 6 цилиндра 4 и нарезной поверхности 5 корпуса Т. Дополнительна  крышка 16 с полыми иглами 17 установлена таким образом, что ее внутренн   торцева  поверхность и наружна  поверхность днища 21 цилиндра 4 не прилегают друг к другу, а установлены с зазором и образуют дополнительную камеру 25 дл  равномерной подачи смачивающей жидкости в полые иглы 17.

Пробоотборник работает следующим образом.

Подготовка устройства к работе заключаетс  в том, что в рабочую камеру 2.4 зали- вают смачивающую жидкость через отверстие 20 в днище 21 цилиндра 4, После заливки жидкости устанавливают шарик 19, а затем завинчивают крышку 16с пружиной 18 и стопор т ее винтом 15. На пробоотборнике закрепл ют свежий тампон 23 и помещают в капсулу 3 с герметичной крышкой (не показана), обеспечивающей возможность дистанционного открыти  и закрыти .

Герметично закрытую капсулу 3 устанавливают на каком-либо транспортном средстве, снабженном механизмом дистанционного открыти  и закрыти  этой капсулы , а также дистанционно управл емым манипул тором.

После доставки на место проведени  пробоотборных работ крышка капсулы 3 открываетс  и стыковочный механизм 2 манипул тора подводитс  к стыковочному элементу корпуса 1. После пристыковки

пробоотборника включают привод (не показан ) стыковочного механизма 2, обеспечивающий вращение приводного вала 10, манипул тором перемещают пробоотборник в зону намеченных пробоотборных работ и устанавливают его в положение перпендикул рное к поверхности, намеченной дл  отбора проб.

При вращении приводного вала 10 его плоский конец западает в прорезь 11, что

обеспечивает вращение штока 9. Направление вращени  приводного вала 1.0 должно быть противоположным направлению винтовых нарезок 5 и 6 на корпусе 1 и цилиндра 4. Цилиндр 4 с крышкой 7 вращаетс  вместе

со штоком 9 и за счет винтовой передачи перемещаетс  в осевом направлении в сторону стыковочного элемента корпуса 1. Указанное перемещение цилиндра 4 вызывает повышение давлени  жидкости в рабочей

камере 24. При достижении давлени  смачивающей жидкости предельной величины заданной пружиной 18 происходит отход шарика 19 от конической поверхности отверсти  20 в днище 21 цилиндра 4 за счет

сжати  пружины 18. Через Образовавшуюс  щель между конической поверхностью отверсти  20 и шариком 19 жидкость поступает в дополнительную камеру 25, и, равномерно распредел  сь по полым иглам

17, истека  из них во внутрь тампона 23, обеспечивает его равномерное смачизание. За счет того, что ход винтового зацеплени  нарезных поверхностей 5 и б корпуса 1 и цилиндра 4 меньше высоты полости 24 (хода

поршн ), последний выходит из винтового зацеплени  до того, как займет крайнее положение . После выхода цилиндра 4 из винтового зацеплени  с корпусом 1 движение первого продолжаетс  под воздействием

сжатой пружины 13. При достижении цилиндром 4 крайнего положени  вс  жидкость из полости 24 вытесн етс  и шарик 19 под воздействием пружины 18 прижимаетс  к конической поверхности отверсти  20 в днище

21 этого цилиндра и перекрывает это отверстие .

После окончани  времени, необходимого дл  полного опорожнени  полости 24, пробоотборник прижимают к поверхности, намеченной дл  отбора пробы тампоном 23. Происходит растворение отбираемых веществ в жидкости, вытесненной из пор тампона 23 в результате его деформации. Если поверхность, намеченна  дл  пробоотбора, достаточно ровна , то процесс отбора пробы может осуществл тьс  без выключени  привода стыковочного механизма манипул тора , т.е. при вращающемс  цилиндре 4 с тампоном 23.

После окончани  времени, необходимого дл  растворени  отбираемых веществ, пробоотборник медленно отвод т от поверхности пробоотбора и, в результате того, что тампон 23 приобретает первоначальную форму.. Жидкость с растворенными в ней веществами всасываетс  обратно в пары. Путем многократного повторени  указанной операции обрабатываетс  вс  поверхность , намеченна  дл  пробоотбора. и жидкость в порах тампона 21 насыщаетс  отбираемыми веществами.

Равномерный прижим пробоотборника к поверхности пробоотбора может быть обеспечен, например, путем выполнени  стыковочного механизма 2 манипул тора подпружиненным и установки датчика (не показан) в конце его упругого хода.

После окончани  пробоотборных работ пробоотборник устанавливают обратно в капсулу 3, закрывают и транспортируют к месту проведени  аналитических работ.

На месте проведени  аналитических работ пробоотборник вынимают из капсулы 3, снимают тампон 23 и отправл ют его на . исследовани , а пробоотборник и эту капсулу промывают. Затем пробоотборник вновь, заправл ют смачивающей жидкостью, снабжают свежим тампоном 23 и герметично закрывают в капсуле 3. Дл  заправки пробоотборника жидкостью сжимают пружину 13 путем силового воздействи  на цилиндр 4 и ввинчивают его в корпус 1,

. Установка между крышкой 7 и поршнем 8 пружины 13 исключает возможность контакта цилиндра 4 и корпуса 1 после выхода из винтового зацеплени  и, следовательно, исключает возможность быстрого износа заходных участков их винтовых нарезок 5 и 6.

Введение жидкости непосредственно в тело тампона 23 обеспечивает его равномерное и быстрое смачивание, а также возможность одновременного осуществлени  процесса смачивани  и других манипул ций

с пробоотборником, т.к. смачивание возможно при любом положении последнего в пространстве. Эффективность смачивани  тампона 23 практически не зависит от впи- 5 тывающих свойств материала, из которого он изготовлен.

Предлагаемый пробоотборник обеспечивает возможность механического дистанционного манипулировани  устройством.

0 Отбор проб при вращающемс  тампоне 23 способствует более интенсивному растворению отбираемых веществ и. следовательно , повышает производительность пробоотборных работ.

5 Предлагаемый пробоотборник имеет технологичную в изготовлении, простую конструкцию. Кинематическа  св зь элементов устройства осуществл етс  без каких-либо зубчатых передач.

0 Использование дл  смачивани  тампона 23 и дл  его вращени  в процессе отбора проб одной и той же степени подвижности манипул тора способствует упрощению конструкции последнего.

5 В предлагаемом устройстве нет необходимости в отключении привода стыковочного механизма 2 в строго определенный момент (например/при достижении поршнем 8 крайнего положени ), с целью предот0 вращени  его поломки, что способствует ограничению числа необходимых функциональных св зей и, следовательно, способствует возможности упрощени  конструкции стыковочного механизма 2 манипул тора.

5

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Пробоотборник, содержащий корпус, выполненный со стыковочным элементом дл  закреплени  в стыковочном механизме

   0 и с базирующим элементом дл  ориентированной установки в капсуле, а также полый цилиндр с расположенным внутри поршнем , закрытый с одной стороны тампоном . из пористого эластичного или волокнистого

   5 материала, а с другой стороны - жестко закрепленной крышкой, в отверстии которой установлен с возможностью осевого перемещени  шток поршн , причем поршень образует с Днищем цилиндра рабочую камеру,

   0 соединенную через отверстие в днище с дополнительной камерой, образованной днищем и дополнительной крышкой, в которой выполнены равномерно распределенные по площади отверсти , отличающийс 

   5 тем, что, с целью повышени  интенсификации процесса пробоотборника, в отверсти х дополнительной крышки установлены полые иглы, размещенные s тампоне, отверстие в днище цилиндра снабжено клапаном предельного давлени , шток поршн  установлен с возможностью вращени  в корпусе и кинематически св зан с цилиндром, подпружиненным относительно поршн , корпус и цилиндр сопр жены по поверхно- „ст м винтовой нарезкой, причем ход винтового зацеплени  меньше высоты рабочей камеры.
2. 2. Пробоотборник по п.1, о т   и ч а ю- щ и и с   тем, что клапан предельного давлени  выполнен в виде шарика, подпружиненного относительно дополнительной крышки.
3. 3. Пробоотборник по п. 1, отличающий с   тем, что кинематическа  св зь цилиндра и штока выполнена в виде установленной в штоке шпонки, выступающей частью расположенной в пазе крышки, в которой этот шток установлен.

   7 К

   /77777777777777 /

   15