RU184551U1

RU184551U1 - Устройство для отбора проб воды

Info

Publication number: RU184551U1
Application number: RU2018121675U
Authority: RU
Inventors: Борис Васильевич Серебренников; Валерий Владимирович Красильников; Антон Геннадьевич Ермаков; Евгений Борисович Поторопин; Виктор Иванович Черний
Priority date: 2018-06-13
Filing date: 2018-06-13
Publication date: 2018-10-30

Abstract

Полезная модель относиться к области отбора проб и может быть использована при отборе проб воды из скважин, колодцев и подледных водоемов для последующего химического, микробиологического и геохимического анализов. Устройство для отбора проб воды, включающее сосуд, связанный гибким звеном с грузоподъемным механизмом, цилиндрический водозаборник из нержавеющей стали, нижняя часть которого изготовлена в виде стакана, а верхняя часть - сужающейся горловины, лебедку с ручным приводом и телескопической треногой, грузонесущим металлическим тросом и двумя карабинами, содержит запорный механизм, включающий скобу удерживающую, серьгу качающуюся, втулку регулировочную с резьбой, пружину возвратную, шток, шайбу стопорную, вертлюг, пробку силиконовую, карабин, фал и кронштейн, установленный в верхней части с внутренней стороны телескопической треноги, при этом скоба удерживающая приварена к горловине с раструбом, а верхняя часть раструба уже стакана. Преимуществом устройства являются возможность обеспечения достоверного пробоотбора подземных вод из скважин с заданной глубины и слоев без смешения пробы воды из других горизонтов, возможность применения при различных исследованиях, эффективность в работе на разных типах наблюдательных скважин, простота изготовления, невысокая стоимость, компактность конструкции, удобство в эксплуатации и обслуживании.

Description

Полезная модель относится к области отбора проб и может быть использована при отборе проб воды из скважин, колодцев и подледных водоемов для последующего химического, микробиологического и геохимического анализов.

Известен батометр Руттнера, который предназначен для отбора водных проб из озер, скважин, колодцев и т.д. для последующего химического и микробиологического анализов. [Батометр Руттнера [Электронный ресурс]. - Режим доступа: volta/spb.ru/content/view/44/42/. - Загл. с экрана]. Устройство оснащено внутренним термометром для регистрации температуры.

Технические данные:

Высота, мм	200, 300, 400, 500
Объем отбираемой пробы, л	1,2; 2,1; 2,8; 3,5
Диаметр трубы, мм	95
Вес пробоотборника, не более, кг	3
Глубина забора проб, м	до 30

Недостатки данного устройства:

большой диаметр трубы для отбора проб воды из скважин;

малая глубина забора проб.

Известен батометр Паталаса, состоящий из однолитровой колбы (трубы) с верхней и нижней вставками [Батометр Паталаса [Электронный ресурс]. - Режим доступа: granat-e.ru/batometr_patalasa.html. - Загл. с экрана]. На вставках размещены крышки, поверхности которых притерты с поверхностями вставок. Отбор проб воды производится путем опускания батометра на тросе (веревке). В момент движения вниз крышки батометра приподнимаются, и столб воды приходит через трубу. На нужной глубине движение прекращается, и вода, находящаяся внутри трубы, запирается самопроизвольно падающими крышками. Отобранная проба поднимается на поверхность и может быть извлечена через крышки или штуцер, вворачиваемый в трубу. В случае необходимости штуцер может мыть заменен заглушкой.

Технические характеристики:

Объем пробы воды, л

1,0

Габаритные размеры, мм

диаметр	90
длина	370
Масса, кг	4,0
Глубина забора пробы, м	до 30

Недостатки данного устройства:

большой диаметр батометра для отбора проб воды из скважин;

малая глубина забора проб.

Известен батометр гидрологический, предназначенный для отбора водных проб из озер, скважин, колодцев для последующего химического и микробиологического анализов [Батометр гидрологический [Электронный ресурс]. - Режим доступа: 1. http://volta.spb.ru/content/view/38/42/. 2. http://volta.spb.ru/content/blogcategore/12/42/ - Загл. с экрана]. Устройство оснащено внутренним термометром для регистрации температуры. Пробоотборник работает без посыльного груза. При погружении клапаны прибора находятся в открытом состоянии, при начале подъема с нужной глубины клапаны пробоотборника автоматически закрываются. Все внутренние поверхности батометра, соприкасающиеся с пробой, выполнены из инертных материалов.

Технические данные:

Объем пробы, л	1; 2; 3; 5
Вес пробоотборника, кг	1
Вес утяжеляющего груза, кг	от 1 до 3
Диапазон измеряемых температур, °С	от 0 до плюс 40
Глубина забора проб, м	до 70

Недостатками устройства являются:

сложность конструкции пробоотборника;

недостаточно надежная технология пробоотбора;

низкое качество отбираемой пробы;

большой диаметр батометра для отбора проб воды из скважин.

Известен пробоотборник (авторское свидетельство SU №924362, МПК 7 Е21В 49/08, опубл. БИ №16 от 30.04.1982 г.), включающий корпус, приемную камеру, подпружиненные верхний и нижний клапаны, герметичную рабочую камеру, при этом он снабжен двумя поршнями, жестко связанными штоками с клапанами и установленными в рабочей камере, заполненной газом под атмосферным давлением, а приемная камера заполнена сжатым газом, причем нижний поршень имеет канал для сообщения рабочей камеры с внешней средой при верхнем положении поршня и ограничитель рабочего хода поршня, выполненный в виде втулки, закрепленной срезной чекой на штоке.

Недостатки данного устройства:

сложность конструкции, обусловленная наличием большого количества узлов и технически сложных деталей;

такой конструктивный элемент, как чека, срезается только при определенном давлении, которое необходимо достичь, в обратном случае пробоотборник не сработает, а это существенно снижает надежность его работы;

наличие большого количества технологически сложных деталей, требующих высокой точности изготовления, что ведет к удорожанию конструкции устройства в целом.

Известен пробоотборник (авторское свидетельство SU №1461899, МПК 7 Е21В 49/08, опубл. БИ №8 от 28.02.1989 г.), содержащий корпус с подвеской и приемной камерой с клапанами, механизм привода клапанов с упором, контактирующий со стенками скважины и штоком с выступом, подпружиненным относительно корпуса и взаимодействующим с клапанами приемной камеры. Пробоотборник снабжен шариковым замком, выполненным в виде подпружиненной относительно корпуса ступенчатой втулки, внутри которой размещен сепаратор с шариками, жестко закрепленный к верхней части корпуса и к подвеске, причем упор выполнен из эластичного материала в виде полого конуса, обращенного вершиной вниз и закрепленного на верхней части ступенчатой втулки, при этом полый конус выполнен с возможностью контакта его внешней поверхности со стенками скважины и выворачивания внутренней поверхности наружу, а шток размещен внутри сепаратора и установлен с возможностью фиксирования относительно корпуса в нижнем положении при контакте шариков сепаратора с выступом штока и с внутренней поверхностью малого диаметра ступенчатой втулки.

Недостатками данного устройства являются:

сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;

при больших знакопеременных нагрузках пружинные элементы могут сломаться и выйти из строя, в связи с чем снижается надежность работы пробоотборника в целом;

сборку пробоотборника возможно осуществить только в специализированной мастерской, что вызывает дополнительные затраты.

Известен водозаборник, представляющий собой металлический корпус, закрывающийся сверху пробкой. Снизу к прокладке прикреплен диск, придающий водозаборнику устойчивое положение. К этой же прокладке прикреплен стальной канат, проходящий наружу через пробку. При отборе проб воды из водоема оператор вначале опускает диск водозаборника на нужную глубину, удерживая в руке пробку и корпус; затем последовательно опускается корпус и пробка. Заполненный водозаборник поднимается из водоема, и проба воды выливается в банку (Комплект приспособлений для отбора проб «КПО-1». Паспорт 4207 ПС. - 1988. - 16 с.).

Технические данные:

Объем пробы, л	0,5
Вес водозаборника, кг	3,4
Глубина забора проб, м	до 30

Габаритные размеры, мм

диаметр диска	115
высота	196,5

Недостатками данного устройства являются:

большой диаметр водозаборника для отбора проб воды из скважин;

малая глубина забора проб;

углубление, предназначенное для слива пробы воды в верхней части корпуса, при подъеме из скважины задевает стенки скважины и собирает ржавчину в корпус водозаборника.

Известное устройство для отбора проб воды, представляющее собой металлический сосуд, связанный гибким звеном с грузоподъемным механизмом, содержит цилиндрический водозаборник, изготовленный из нержавеющей стали, нижняя часть которого выполнена в виде стакана, а верхняя часть - в виде сужающейся горловины с отверстием для выхода воздуха, два боковых отверстия для заполнения пробы воды, два отверстия для крепления карабинов, лебедку с ручным приводом, телескопической треногой, грузонесущим тросом и двумя карабинами. (Патент на полезную модель №154264 от 14.10.2014. Устройство для отбора проб воды. - Бюл. №23).

Однако данная конструкция не дает возможности эффективно отбирать пробы воды с заданной глубины, включая придонный слой, исключая перемешивание с водой других горизонтов (слоев).

Данное устройство принято за прототип.

Задача, на решение которой направлено полезная модель, - повышение достоверности отбираемой пробы с заданной глубины и слоев без смешения с водой других горизонтов и упрощение в обслуживании внутренних поверхностей.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, заключается в повышении достоверности отбираемой пробы с заданной глубины и слоев за счет использования запорного механизма, установленного в верхней части сужающейся горловины с раструбом с внешней стороны водозаборника.

Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для отбора проб воды, характеризующееся тем, что оно содержит цилиндрический корпус, состоящий из трех частей, изготовленный из толстостенной нержавеющей стали, нижняя часть которого выполнена в виде стакана, средняя часть представляет соединительную втулку с двумя резьбовыми соединениями и двумя резиновыми прокладками, а верхняя часть - сужающуюся горловину с раструбом и запорным механизмом, включающим скобу удерживающую, приваренную к цилиндрическому корпусу, шток на который жестко посажен клапан силиконовый, пружину возвратную, втулку регулировочную с внешней резьбой, карабин для крепления фала капронового к штоку, шайбу стопорную, серьгу качающуюся, вертлюг, карабин для крепления водозаборника к тросу грузонесущему, при этом раструб уже цилиндрического стакана.

Выполнение верхней части водозаборника в виде сужающейся горловины с раструбом и снабжение его запорным механизмом позволяет повысить достоверность пробы за счет того, что:

забор пробы осуществляется с заданной глубины и слоев без смешения с водой других горизонтов;

полное погружение водозаборника в водоносный слой осуществляется без дополнительного его утяжеления;

попадание посторонних примесей со стенок труб скважины в отбираемую пробу исключается.

Надежность работы заявляемого устройства предлагаемой конструкции проявляется в том, что факт спуска водозаборника соответствует факту заполнения его внутренней поверхности и отбору пробы воды.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 изображено устройство для отбора проб воды из наблюдательных скважин в исходном состоянии.

Устройство (водозаборник) содержит цилиндрический корпус 11, состоящий из трех частей, изготовленный из толстостенной нержавеющей стали, нижняя часть которого выполнена в виде стакана, средняя часть представляет соединительную втулку с двумя резьбовыми соединениями и двумя резиновыми прокладками, а верхняя часть - сужающуюся горловину с раструбом и запорным механизмом, включающим скобу удерживающую 7, приваренную к цилиндрическому корпусу 11, шток 6 на который жестко посажен клапан силиконовый 9, пружину возвратную 8, втулку регулировочную с внешней резьбой 5, карабин 4 для крепления фала капронового 12 к штоку 6, шайбу стопорную 10, серьгу качающуюся 3, вертлюг 2, карабин 1 для крепления водозаборника к тросу грузонесущему 13. При этом раструб уже цилиндрического стакана.

Устройство работает следующим образом.

Собранный водозаборник в соответствии с фиг. 1 на грузонесущем тросе 13 опускают в ствол наблюдательной скважины до соприкосновения с донной поверхностью. После достижения заданного горизонта оператор капроновым фалом 12 открывает клапан 9 запорного механизма. После заполнения водой цилиндрического корпуса 11 фал 12 отпускают, и под действием возвратной пружины 8 клапан 9 плотно прижимается к стенкам сужающейся горловины цилиндрического корпуса 11, надежно запирает его и удерживает под действием возвратной пружины 8. Затем отобранная проба воды поднимается. После подъема на поверхность водозаборника, пробу воды переводят в стеклянную тару и передают для исследования специалистам.

После каждого отбора проб воды производят разборку цилиндрического корпуса на три части и проводят обтирание и обслуживание его внутренних и наружных стенок чистой ветошью, используя дистиллированную воду. Затем нижний и верхний части корпуса собирают, используя соединительную втулку и прокладки.

Технические данные:

Высота водозаборника, мм	480
Объем отбираемой пробы, л.	1
Диаметр стакана, мм	58
Вес водозаборника, не более, кг	1,8
Глубина забора проб, м	до 100

Устройство протестировано при отборе проб воды из наблюдательных скважин глубиной от 40 до 90 м при проведении экологического мониторинга. Результаты тестирования показали, что устройство пригодно для отбора проб воды из скважин диаметром более 60 мм, а также из колодцев и подледных водоемов. Надежность работы устройства установлена безотказной эксплуатацией в течение всего периода полевой экспедиции при осуществлении экологического мониторинга подземных вод из скважин.

Таким образом, достоинствами разработанного устройства для отбора проб воды являются возможность обеспечения достоверного пробоотбора подземных вод из скважин, возможность применения при различных исследованиях, простота изготовления, невысокая стоимость и компактность конструкции, удобство в эксплуатации и обслуживании.

Claims

Устройство для отбора проб воды, характеризующееся тем, что оно содержит цилиндрический корпус, состоящий из трех частей, изготовленный из толстостенной нержавеющей стали, нижняя часть которого выполнена в виде стакана, средняя часть представляет соединительную втулку с двумя резьбовыми соединениями и двумя резиновыми прокладками, а верхняя часть - сужающуюся горловину с раструбом и запорным механизмом, включающим скобу удерживающую, приваренную к цилиндрическому корпусу, шток на который жестко посажен клапан силиконовый, пружину возвратную, втулку регулировочную с внешней резьбой, карабин для крепления фала капронового к штоку, шайбу стопорную, серьгу качающуюся, вертлюг, карабин для крепления водозаборника к тросу грузонесущему, при этом раструб уже цилиндрического стакана.