Батометр

. %341 ческий коопе Изо ков и В.И,Крымск(57) Изобретениебоотборника идля взятия пробглубин в океанамиСущность изобре относится к техниможет быть испол морской воды с б огических исследотения заключается ке про ьзовано ольших ваниях в арга я к устройствам воды с больших исследованияхи практике разраники,о для отбора проб ндрический держана нем сосудами, бжен коническими ыми у его открыл ых ых от закрывания США М 3489012, стройства заключарывании крышки не 1 ь сосуд, так как они ально без каких либатометров являных лабораторных анию растворен- того, конструкция герметична и не ровать наличие ив воде газов. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ. 1518701, кл. 6 Изобретение относитс для взятия проб морской глубин при гидравлических можетбыть использовано в ботки океанологической те Известно устройствводы, содержащее цилитель с закрепленнымикаждый из которых снакрышками, установленнконцов и удеркиваемшнуром (см, патенткл,73-425 4.1970).Недостаток этого уется в том, что при заклюгут герметично закрыповорачиваются произв". О 1762159 БРЕТЕНИЯ низации надежного герметичного отсечения пробы морской воды на заданной глубине посредством применения самоцентрирующихся крышек-поршней, Строгая соосность достигается благодаря снабжению устройства направляющим стержнем, установленным по оси пробозаборной ел 1 кости. Устройство кроме того, позволяет произвести косвенное определение содержания растворенных в воде газов, что достигается с помощью вспомогательного цилиндра с поршнем, установленного на боковой поверхности прабозаборной емкости, При плавном сбросе давления в емкости посредством выдвикения поршня визуально через стеклянный колпачок фиксируется момент начала газовыделения. соответствующий определенным давлению и глубине десорбции, 1 ил. ющих и могут закрыть отверсом,приборы и устройства для отды с различных глубин: батой ВМ, морской батометр емы Ю.К.Алексеева, батометр метр-батитермограф ГМ-111 р, Коровин В.Пчверткин Е.И.рометрия, Ленинград: Гидра, с.48 - 52). бо направля стие с перекаИзвестнь бора проб во метр морско ААНИИ сист ГМ, бато (см наприме Морская гид л 1 етраиздат, 1 Недостатком данных ется необходимость слож исследований по содерж ных в.воде газов. Кроме батометров недостаточно позволяет учесть и фикси количество растворенныхдом. 55 направляющим стержнем, установленны 4 1 Известно устройство для отбора гообжидкости, заборные цилиндры которогорасположены по вертикали и снабжены перелочаощими механизмами, каждое изкоторьх выполнено в виде корпуса с коаксиально расположенными сквозными отверстиямл и шаровым затвором (см, авт. св.СССР 1. 894420, 6 01 И 1/10),Недостатком данного устройства является сложность конструктивного выпогнения го герг 4 етизации заборных цилиндров,так как необходимо обеспечивать поворотцтанги вокруг вертикальной оси устройства.Известен прибор дгя взятия проб воды, 15содержаций цилиндрический коргус, подвижные крыцки, прижимаеГ 4 ые к корГусууругм 4 элеиента, загорно-спусковоеустройство, вклочаощее установленный внаправляющих стержень и узлы фиксации крышек (см, (см.а.с. СССР Й. 117514,б 01 М 1/10, 1958),Недостатком устройства является недостаточная герметизация отобранной пробыводы в пробоэаборной емкости 25Известен батоме 1 р (см, авт,св, СССРФ 1518701, кл, 8 01 М 1/10 - прототип). Егоприменение позволяет повысить достоверность отбираемой пробы за счет компенсации термобатического расширения 30жидкости при подьеме устройства на поверхность и расширить функциональныевозможности эа счет возможности измере- .ния (расчета) глубины отбора пробы.К недостаткам данного устройства следует отнестл следуощее,Для заполнения емкости пробой водыкорпус устройства необходимо Опрокидывать на 180;что не исклочает ри динамиеском режиме его работы поломки 40устройства;Забор пробы и ее досгавка на поверхность при прочих Оавных условиях зависятот надекности работы обратного кгапан;В устройстве не реализуется плавный 45регулируемыл сброс давления в емкости спробой воды, что не позволяет фиксироватьначало десорбции и определять содер:кание растворенных Газов в воде.Цель изобретеия - повышение надежости и расширение лнформацлонных возможностей устройства эа счет обеспечениякоСвенного определенля содержания растворенных в воде газов экспрессным метоЦель достигается тем, то торцевые крышки выполнены в виде самоцентрирующихся поршней с глухими Осевыми отверстиями, а пробозаборная емкость снабжена по ее оси, концы которого размещены в глухих отверстиях поршней, при этом устройство снабжено цилиндром с поршнем с.ходовым штоком, установленным радиально на ее боковой поверхности, и прозрачным колпачком.На чертеже показан общий вид батометра, продольньй разрез,Устройство содержит полный латунныйцилиндр 1 (пробозаборную емкость), систему крышек-поршней 2, замок-крючок 3,срабатывающий от посыльного груза 4, пружину 5, тяги б, приводящие самоцентрируощиеся крышки-поршни в положениегерметизации пробозаборнуо емкость 1 спробой морской воды, Внутри емкости 1, поее оси размещен направляющий стержень7, концы которого помещены с центрирующие глухие отверстие 8 крышек-поршней 2,Емкость 1 снабжена (на ее боковой поверхности) цилиндром 9 с поршнем 10, перемещающимся штоком 11 путем вращенияштока по резьбе штурвалом 12, и стеклянным колпачком 13 для фиксации начала десорбции растворенных в воде газов.Цилиндр 1 имеет по образуощей продольное окно (на рис. не показано) из прозрачного материала.Батометр крепится к гидрологическомутросу 14 посредством кронштейна 15 с помощью зажимного устройства (на фиг. непоказано).Спусковой механизм включает кронштейн 16, рычаг 17, тросик 18, плоскую прукину 19.Все части батометра, эа исключениемпружин и прокладок, изготавливаются излатуни, Изготавливать батометры можноцеликом из материалов, не подвергающихся коррозии, или защищая антикоррозийными покрытиями их внутреннюю (рабочую)поверхность.Перед подвешиванием к тросу 14 батометр приводят в рабочее положение: открывают его пробозаборную емкость 1, приводякрышки-поршни 2 в крайнее положение(показанное на чертеже), фиксируя его замкомкрючком 3 и плоской пружиной 19.Батометр работает следующим образом,. Батометр опускают в воду с открытымикрышками-поршнями 2, при этом посыльной груз 4 фиксируется на поверхности моря, При достикении определенной глубиныбатометра его спуск под собственным весом приостанавливают и по гидрологическому тросу 14 опускаот посыльной груз 4,Последний ударяет по рычагу 17 спусковогоме"анизма, при этом натягивается тросик8, который отжимает замок-крючок 3 и пло 17 б 215935 40 45 50 55 скую пружину 19, высвобождает пружину 5. Она, разжимаясь. приводит тяги б в движение: прилегающие к пружине 5 концы тяг б движутся по направлению от поверхности емкости 1, а концы тяг 6, закрепленные шарнирно на крышках-поршнях 2, движутся по направлению к открытым торцам емкости 1, Крышки-поршни 2 под воздействием пружины 5, перемещаясь навстречу друг другу по направляющему стержню 7 в пробозаборной емкости 1, герметично закрывают ее. Это обуславливает повышение надежности устройства, а именно: крышки-поршни входят в емкость 1 плотнопритерто, подпружинено, без перекоса и смещения относительно оси емкости 1 с отбором представительной пробы воды с заданной глубины моря,Затем батометр извлекают на поверхность воды, Посредством штурвала 12 и вращения по резьбе штока 11 перемещают поршень 10 в цилиндре 9, плавно уменьшая этим давление в емкости 1, наполненной морской водой. При определенном давлении начинается десорбция растворенных в воде газов, Начало десорбции фиксируют визуально в стеклянном колпачке 13 с предварительным визуальным .контролем (отслежкой) процесса в емкости 1 через продольное окно на ее боковой поверхности.Цилиндр 9 проградуирован. Фиксируемое начало десорбции (появление пузырьков газов в цилиндре 9) соответствует определенному значению давления в емкости 1, а это в свою очередь - конкретному численному значению глубины начала десорбции, о котором судят по метке (напротив поршня 10) на поверхности цилиндра 9. При этом необходимую величину хода и поршня определяют по формуле Ь=0,127 КЧч а Н/(О ф Л и), см (1) где К - коэффициент пропорциональности;/ц - обьем цилиндра. см; Н - глубина забоз,ра пробы воды, м; О - диаметр поршня, см;а - коэффициент сжимаемости воды,1/м водн.ст Ь й - перемещение крышек -поршней в цилиндре 1 при его герметизации, см,Содержание растворенного в морскойводе газа определяют по формулеа;= а, ехр -- (1 - Чр )),С Н НОЛТЯТ 1 Но 9м /м (2) 5 10 15 20 25 30 где й - растворимость данного газа на глубине Но при температуре Т морской воды, град. К; ао - растворимость данного газа при нормальных условиях, определяемая по таблице; С - молярная теплоемкость газа, Дж/(моль.К); 9 - ускорение силы тяжести, м/сек 2; 8=8,31 10 з Дж/(моль.К) - универсальная газовая постоянная; Ч - удельный объем данного газа при нормальных условиях, м /кг; р - плотность морской воды. кг/м; Но - глубина начала десорбции, м:з,ЛТ - градиенттемпературы, К/м,Преимуществом предложенного "Бато- метра" является: простая кинематика механизма (узла) герметизации пробозаборной емкости с надежным самоцентрированием крышек-поршней; плавная регулировка сбросом (уменьшением) давления в емкости с пробой воды; возможность получения численных значений Но - глубины начала десорбции (определяется по градуированной шкале на поверхности цилиндра 9) и обеспечение косвенного определения содержания растворенных в воде газов экспертным методом по формуле (2).По заданным значениям Но и а 1 (например, для конкретного газа; метан, сероводород, углекислый газ, кислород. азот) из вьражения (2) можно вычислить глубину забора пробы морской воды, т,е. решить обратную задачу, Зтим данный способ отличается, например, от метода непосредственного определения глубины забора по длине троса,Формула изобретения Батометр, содержащий пробозаборную цилиндрическую емкость с торцевыми крышками, запорно-спусковой механизм и посыльный груз, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения информационных возможностей батометра путем обеспечения косвенного определения содержания растворенных в воде газов экспрессным методом, торцевые крышки выполнены в виде самоцентрирующихся поршней с глухими осевыми отверстиями, а пробозаборная емкость снабжена направляющим стержнем, установленным по ее оси, концы которого размещены в глухих отверстиях поршней, при этом батометр снабжен цилиндром с поршнем с ходовым штоком, установленным радиально на его боковой поверхности, и прозрачным колпачком.1762159 Составитель В.КривощековТехред М,Моргентал Корректор Е.Пап едактор И.Соко ГКНТ ССС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина,Заказ 3253 ВНИИПИ Госуд Тиражтвенного комитета по изобр 113035, Москва, Ж, Рауш Подписноениям и открытиая наб., 4/5