RU4825U1 - Телескопическое устройство для отбора проб жидкости - Google Patents

Abstract

Телескопическое устройство для отбора проб жидкости, содержащее трос, по крайней мере, две трубчатые концентрацию расположенные телескопически раздвижные секции, наружная из которых выполнена закрытой с верхнего конца, механизм фиксации устройства в сложенном положении, запорный клапан и каналы для прохода жидкости, отличающееся тем, что устройство содержит связанный с механизмом фиксации корпус, выполненный в виде открытого сверху стакана по крайней мере с двумя сквозными отверстиями в дне и с закрепленным в дне осевым стержнем с коническим расширением на верхнем конце, стержень размещен во внутренней полости концентрацию расположенных секций, наружная секция выполнена с конически сужающимся участком внутренней поверхности на нижнем конце, клапан установлен в верхней закрытой части наружной секции и зафиксирован в открытом положении, а его запорный элемент связан с тросом, внутренняя секция установлена свободно и выполнена с конически расширяющимся участком наружной поверхности на верхнем и конически сужающимся участком внутренней поверхности на нижнем конце, причем конически расширяющиеся и конически сужающиеся участки поверхности смежных, размещенных один в другом, элементов устройства, согласованы с возможностью образования конического уплотнения.

Description

Телескопическое устройство для отбора

Изобретение относится к технике пробоотбора и может найти применение при экологических исследованиях водоёмов, а также при отборе проб жидкости из промышленных резервуаров, отстойных колодцев, скважин.

При исследовании жидких сред часто возникает необходимость отбора значительного объёма жидкости на анализ с заданной глубины. Указанная задача решается, например, путём увеличения количества проб, отбираемых за одно погружение или за счёт увеличения объёма жидкости в единичной пробе. Однако известные конструкции устройств, предназначенных для отбора значительных объёмов жидкости, имеют большие габариты, а также сложны по конструкции.

Известен пробоотборник, позволяюший одновременно отбирать несколько проб жидкости А. с. СССР №24159, кл. , публ. 30.11.31.

Прибор представляет собой несколько соединённых между собой по вертикали труб, снабжённых раскрывающимися днишами. Нижняя труба снабжена системой управления работой клапанов, установленных с возможностью перекрытия дниш указанных труб, верхняя труба снабжена пробкой. В рабочем положении днища всех сочленённых труб находятся в раскрытом положении, так что образуется единая сквозная полость, заполняемая жидкостью.

За счёт срабатывания механизма, управляющего работой клапанов, в момент прижатия прибора ко дну ёмкости или водоёма перекрываются отверстия в днищах труб. После взятия пробы трубы разъединяют и закрывают пробками.

Указанное устройство громоздко и не удобно в работе, кроме того оно имеет ограничения по применению из-за необходимости прижатия ко дну водоёма при отборе пробы.

Известно устройство для отбора пробы жидкости на заданной глубине А.с. Ло 628422, G01N1/10, публ. БИ № 38, 1978г..

Устройство содержит складывающийся мягкий корпус с направляющим тросом, крышку с подпружиненным клапаном и спусковое устройство. Внутри мягкого корпуса размещён груз и нити, одна из которых соединена со спусковым механизмом, а другая-с пружиной клапана. При движении вниз груз растягивает мягкую оболочку корпуса с образованием полости, которая заполняется исследуемой жидкостью. Таким образом,

МКИ5 GOl N 1/14 проб жидкости.

данное устройство решает задачу увеличения объёма единичной пробы с использованием достаточно компактной конструкции. Однако данное ycTpoftcTso ненадёжно в работе и неудобно в эксплуатации.

Наиболее близким к заявляемо.му устройству является устройство для взятия проб, в частности, жидкости, выполненное в виде телескопически раздвижной конструкции, выбранное за прототип А.с. 67878, кл. ,публ. 20.02.47 .

Устройство содержит две трубчатые телескопически раздвижные секции, наружная из которых выполнена закрытой сверху, механизм фиксации секций в сложенно.м положении, каналы для прохода жидкости, а также помещённый внутри прибора подвижный поршень, охватывающий полый щток, наружная часть которого выходит за пределы внутренней секции. Полый шток снабжён запорным клапаном и разгрузочным штуцером с краном.

Подвешенное на тросе устройство в сложенном положении заглубляют. На нужной глубине с помощью посылочного груза воздействуют на механизм фиксации, благодаря чему происходит высвобождение и выдвижение внутренней секции под действием собственной силы тяжести. Запорный клапан при этом открывается, по мере раздвижения секций внутренний объём устройства увеличивается, и жидкость затягивается внутрь, проходя через клапан и полый шток. После заполнения трубчатой полости жидкостью, устройство извлекают на поверхность, при этом давление внутри прибора уравновешивается с давлением окружающей среды с помощью подвижного поршня, что является важным в случае использования прибора для отбора жидкости, насыщенной газом.

Устройство компактно в собранном положении и позволяет отобрать большой объём жидкости за одно погружение.

Однако, устройство сложно по конструкции, ненадёжно и неудобно в эксплуатации, в частности, при осуществлении слива отобранной пробы.

Предлагаемое устройство решает задачу создания простой, компактной конструкции пробоотборника, позволяющего отбирать значительный объём жидкости за одно погружение при обеспечении надёжности работы и удобства эксплуатации.

Сущность изобретения состоит в том, что телескопическое устройство для отбора жидкости, содержащее трос, по крайней мере две трубчатые концентрично расположенные телескопически раздвижные секции, наружная из которых выполнена закрытой с верхнего конца, механизм фиксации устройства в сложенном положении, запорный клапан и каналы для прохода жидкости, содержит также связанный с механизмом фиксации корпус, выполненный в виде открытого сверху стакана по

крайней мере с двумя сквозными отверстиями в дне и с закреплённым в дне осевым стержнем с коническим расширением на верхнем конце, стержень размещён во внутренней полости концентрично расположенных секций, наружная секция выполнена с конически сужающимся участком внутренней поверхности на нижнем конце, клапан установлен в верхней закрытой части наружной секции и зафиксирован в открытом положении, а его запорный элемент связан с тросом, внутренняя секция установлена свободно и выполнена с конически расширяющимся участком наружной поверхности на верхнем конце и конически сужающимся участком внутренней поверхности на нижнем конце, причём конически расширяющиеся и конически сужающиеся участки поверхности смежных, размещённых один в другом, элементов устройства согласованы с возможностью образования конического уплотнения.

Новым в устройстве является то, что оно содержит связанный с механизмом фиксации корпус, выполненный в виде открытого сверху стакана по крайней мере с двумя сквозными отверстиями в дне и с закреплённым в дне осевым стержнем с коническим расширением на верхнем конце, стержень размещён во внутренней полости концентрично расположенных секций, наружная секция выполнена с конически сужающимся участком внутренней поверхности на нижнем конце, клапан установлен в верхней закрытой части наружной секции и зафиксирован в открытом положении, а его запорный элемент связан с тросом, внутренняя секция установлена свободно и выполнена с конически расщиряющимся участком наружной поверхности на верхнем конце и конически сужающимся участком внутренней поверхности на нижнем конце, причём конически расширяющиеся и конически сужающиеся участки поверхности смежных, размещённых один в другом, элементов устройства согласованы с возможностью образования конического уплотнения.

Наличие в устройстве концетрично расположенных телескопически раздвижных трубчатых секций и наличие механизма фиксации устройства в сложенном положении обеспечивают компактность устройства в сборе и возможность отбора большого объёма жидкости за одно погружение при расфиксации устройства за счёт образования единой протяжённой трубчатой внутренней полости.

Корпус, выполненный в виде открытого сверху стакана с отверстиями в дне, служит для размещения в нём всех элементов устройства и для образования каналов для поступления жидкости в устройство. Кроме того, связь корпуса с механизмом фиксации и наличие закреплённого в дне корпуса осевого стержня обеспечивают возможность телескопического раздвижения секций при расфиксации устройства под действием силы тяжести расфиксированного опускающегося вниз корпуса со стержнем.

/ / / L

Концентричное расположение секций, установка внутренних секций в наружной секции свободно, размещение стержня во внутренней полости секций позволяют организовать сквозные кольцевые каналы для прохода жидкости в момент погружения устройства, что снижает гидравлическое сопротивление при погружении. Кроме того, указанная компоновка перечисленных элементов обеспечивает свободное движение секций при их выдвижении, а также определяет последовательность выдвижения секций при перемещении вниз корпуса со стержнем.

Наличие в верхней закрытой части наружной секции клапана, запорный элемент которого связан с тросом, обеспечивает возможность прохода жидкости внутрь наружной секции и сквозь кольцевые каналы при открытом положениии клапана в момент погружения и отбора пробы, а также изоляцию отобранной пробы от внешней среды посредством закрытия клапана при приложению к тросу подъёмной силы.

Наличие у стержня конически расширяющегося участка поверхности, а также наличие у секций конически расширяющегося или конически сужающегося участков поверхности, а также выполнение конически расширяющихся и конически сужающихся участков поверхности у смежных, размещённых один в другом, элементов устройства согласованными с возможностью образования конического уплотнения обеспечивают зацепление указанных смежных элементов друг с другом при последовательном их движении вниз под действием силы тяжести опускающегося корпуса со стержнем и плотный контакт прилегающих друг к другу участков поверхности.

На Фиг. 1 представлен чертёж устройства в сложенном положении. На Фиг. 2 представлен вид устройства в расфиксированном состоянии в среде жидкости.

Устройство (Фиг. 1) содержит корпус 1, выполненный в виде открытого сверху стакана. В дне корпуса 1 выполнены сквозные отверстия 2 и установлен осевой стержень 3. Стержень 3 имеет на верхнем конце конически расширяющийся участок 4. Вокруг стержня 3 концентрично размещены внутренние секции 5 и 6 и наружная трубчатая закрытая сверху секция 7, выполненная в виде открытого снизу стакана. Секции 5 и 6 свободно установлены внутри наружной секции 7. В верхней части секции 7 установлен клапан 8. Клапан 8 включает запорный элемент 9 с конической боковой поверхностью, установленный в конической расточке секции 7 и связанный с тросом 10. Клапан 8 зафиксирован в открытом положении. В верхней части наружной секции 7 имеется дросселирующий элемент (на чертеже не показан), предназначенный для выравнивания давлений внутри и снаружи устройства.

выполненные, например, в виде кулачков, входящие в пазы корпуса 1 (на чертеже не показаны). Втулка 11 имеет сквозной канал (на чертеже не показан), через который пропущен трос 10.

Внутренняя секция 5 имеет конически расщиряющийся участок 12 наружной поверхности на верхне.м конце и конически сужающийся участок 13 внутренней поверхности на нижне.м конце. Внутренняя секция 6 также имеет аналогично расположенные конически расширяющийся участок 14 наружной поверхности и конически сужающийся участок 15 внутренней поверхности. Наружная секция 7 имеет конически сужающийся участок 16 внутренней поверхности.

Расщиряющийся участок 4 поверхности стержня 3 согласован с сужающимся участком 13 поверхности смежной с ним секции 5, расщиряющийся участок 12 поверхности секции 5 согласован с сужающимся участком 15 поверхности смежной с ней секции 6, а расщиряющийся участок 14 поверхности секции 6 согласован с сужающимся участком 16 смежной с ней наружной секции 7 таким образом, что указанные участки перечисленных смежных элементов устройства образуют при совмещении конические уплотнения.

Устройство работает следующим образом:

Устройство в зафиксированном сложенном положении при открытом клапане 8 опускают на заданную глубину на тросе 10. При этом фиксирующие элементы, расположенные во втулке И, упираются в пазы корпуса I, а запорный элемент 9 клапана 8 отжат вниз и образует в конической расточке секции 7 канал для прохода жидкости, жидкость свободно поступает в корпус 1 сверху и снизу через открытую верхнюю часть корпуса 1 и отверстия 2 соответственно, а также в кольцевые сквозные каналы, образованные зазорами между секциями 7, 6, 5, а также между секцией 5 и стержнем 3.

По достижении заданной глубины воздействуют на механизм фиксации, например с помощью посыльного груза. Фиксирующие элементы выходят из пазов корпуса I, при этом корпус 1 вместе со стержнем 3 под действием силы тяжести опускается вниз. По мере опускания корпуса 1 со стержнем 3 участок 4 поверхности стержня 3 входит в зацепление с участком 13 секции 5 с образованием конического уплотнения. При дальнейщем опускании корпуса 1 со стержнем 3 происходит выдвижение вниз секции 5 до совмещения участка 12 поверхности секции 5 с участком 15 поверхности секции 6 собразованием конического уплотнения. При дальнейще.м движении вниз корпуса 1 со стержнем 3 и секции 5 происходит выдвижение вниз секции 6 до совмещения участка 14 поверхности секции 6 с участком 16 поверхности секции 7 с образованием конического

уплотнения. Таким образом, секции 5, 6, 7 телескопически раздвигаются и образуют при этом единую полость, которая заполняется жидкостью (Фиг. 2)

По окончании отбора пробы устройство извлекают на поверхность из исследуемой жидкости с помощью троса 10. При натяжении троса 10, который связан с запорным элементом 9, клапан 8 закрывается, и отобранная проба изолируется от внешней среды.

После извлечения на поверхность устройства, жидкость из корпуса 1 сливается самотёком через отверстия 2 и не используется для анализа.

Слив отобранной для анализа пробы осуществляют следующим образом. Корпус 1 устанавливают донной частью на входное отверстие приёмной ёмкости непосредственно или, например, на вспомогательную воронку. Надавливают на наружную секцию 7, при этом секции 7, 6, 5 телескопически складываются, а проба жидкости сливается через отверстия 2 корпуса 1 в ёмкость.

Предлагаемое устройство компактно в сборе и при этом позволяет отобрать больщой объём жидкости за одно погружение, причём объём пробы определяется количеством внутренних секций в устройстве. Устройство просто по конструкции, надёжно в работе и удобно в эксплуатации, в частности, за счёт удобства слива отобранной пробы в приёмн то ёмкость.

Устройство технологично, легко демонтируется, что облегчает промывку его узлов и деталей.

Claims (1)

1. Телескопическое устройство для отбора проб жидкости, содержащее трос, по крайней мере, две трубчатые концентрацию расположенные телескопически раздвижные секции, наружная из которых выполнена закрытой с верхнего конца, механизм фиксации устройства в сложенном положении, запорный клапан и каналы для прохода жидкости, отличающееся тем, что устройство содержит связанный с механизмом фиксации корпус, выполненный в виде открытого сверху стакана по крайней мере с двумя сквозными отверстиями в дне и с закрепленным в дне осевым стержнем с коническим расширением на верхнем конце, стержень размещен во внутренней полости концентрацию расположенных секций, наружная секция выполнена с конически сужающимся участком внутренней поверхности на нижнем конце, клапан установлен в верхней закрытой части наружной секции и зафиксирован в открытом положении, а его запорный элемент связан с тросом, внутренняя секция установлена свободно и выполнена с конически расширяющимся участком наружной поверхности на верхнем и конически сужающимся участком внутренней поверхности на нижнем конце, причем конически расширяющиеся и конически сужающиеся участки поверхности смежных, размещенных один в другом, элементов устройства, согласованы с возможностью образования конического уплотнения.