Устройство для отбора проб придонного слоя воды

СОЮЗ ССВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4(5) С 01 0 ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ ЗОБРЕТЕИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по охране вод (53) 543.053(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство ССС В 687365, кл. С 01 Н 1/10, 1978.2. Авторское свидетельство СССР Р 890117, кл, С 01 М 1/10, 1980.(54) (57) 1УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРАПРОБ ПРИДОЯНОГО СЛОЯ ВОДЫ, включающее изолирующую емкость, сборник пробы, соединительную трубку с водозаборной частью, установленной с возможностью вертикального перемещенияи снабженной опорной пятой, насос,расположенный между соединительнойтрубкой и сборником пробы, эластичную диафрагму, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повьппенияпредставительности пробы путем отсечения придонной воды, изолирующая ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ 801154578 А емкость выполнена в виде открытогосверху и снизу короба, снабженного в .верхней части направляющими с установленной на них с возможностью вертикального перемещения крьппкой, при этом направляющие в верхней части снабжены ограничителями хода крышки, эластичная диафрагма периферийно прикреплена к нижней части крышки с образованием полости, крышка снабжена соединительной трубкой с обратным клапаном для сообщения полости с водной средой.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что верхняя часть изолирующей емкости выполнена, например, в виде усеченного конуса.3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что эластичная диафрагма снабжена закрепленным по ее центру диском, снабженным сливной пробкой.4. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что верхняя часть соединительной трубки изогнута в сторону крьппки.1154578Изобретение относится к устройствам для отбора проб, в частности к устройствам для отбора проб придонного слоя воды.Донные отложения выполняют роль аккумуляторов различного рода примесей, поступающих в водные объекты и являются интегральным показателем степени загрязненности последних,Влияние донных отложений обычно 16 оценивают по изменению физических, химических и биологических характеристик придонного слоя воды. Для этого необходимо отбирать представительные пробы придонной воды, при этом должен обеспечиваться многократный отбор и измерение соответствующих параметров качества в фиксированном изолируемом объеме придонной воды с заданной толщиной слоя над определен-урной площадью донных отложений.Известно устройство для отбора проб придонного слоя воды, которое содержит систему подачи сжатого воздуха, изолирующую емкость, сборник 25 пробы и соединяющую их трубку, часть которой расположена в изолирующей емкости и снабжена укрепленными на разных уровнях горизонтальными патрубками, внутри изолирующей емкости установлен эластичный баллон, соединенный с системой подачи сжатого воздуха, При работе изолирующую емкость опускают на дно водоема и в эластичный баллон подают сжатый воздух. При увеличении объема баллона3 создается избыточное давление, за счет чего вытесняется вода изолирующей емкости в сборник проб. После отбора проб подачу сжатого .воздуха прекращают, оставляя баллон в наполненном состоянии, а через определенное время цикл отбора повторяют 11,Это устройство работает только при плотной посадке изолирующей ем кости на дно водоема, при которой исключается поступление воды из окружающей среды путем фильтрации через дно. Плотную посадку изолирующей емкости на дно осуществить не всегда М возможно, при этом требуется значительное увеличение веса изолирующей емкости для плотной установки ее на дно, а это влечет за собой громоздкость конструкции, что усложняет Я эксплуатаций.Кроме того, при необходимостимногократного отбора проб из перво 3начально изолируемого слоя требуетсязначительный объем эластичных баллонов, заполняемых сжатым воздухом,при этом для предотвращения всплывания изолирующей емкости вследствиевозникновения дополнительной плавучести необходимо пригружать емкостьдополнительными грузами. Существенным недостатком устройства являетсятакже необходимость перестановки егопри быстром уменьшении содержаниярастворенного в воде кислорода нижедопустимых пределов, когда резкоубывает биохимическая активностьмикроорганизмов и соответственноизменяются окислительно-восстановительные условия на границе разделавода-донные отложения, вследствиичего снижается представительностьпроб,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство для отбора проб придонногослоя воды, включающее изолирующуюемкость, сборник пробы, соединительную трубку с водозаборной частью,установленной с возможностью верти-.кального перемещения и снабженнойопорной пятой, насос, расположенныймежду соединительной трубкой и сборником пробы, эластичную диафрагму,В данном устройстве забор воды изизолирующей емкости осуществляетсяза счет откачки воды из изолирующейемкости при работе водяного насоса,при этом уменьшение воды в емкостикомпенсируется прогибом эластичнойдиафрагмы внутрь, что позволяетпредотвратить поступление воды извнес иными, чем в емкости физическими,химическими и биологическими показателями, Устройство работоспособнопри посадке емкости на любые грунты,в том числе Фильтрующие 1.2 3.Однако в известном устройстве невозможно отсечение действительно прндонного слоя воды, так как при опускании изолирующей емкости, в верхней части которой закреплена эластичная диафрагма, в изолирующую емкость будут неизбежно вовлекаться вышележащие над донными отложениями слои воды с иными, чем придонная вода свойствами, при этом в значительной мере нарушается представи- . тельность отбираемых проб придонной воды, Кроме того, в процессе установки изолирующей емкости непосред1154578 Выполнение изолирующей емкости в виде открытого сверху и снизу короба позволяет при опускании ее на дно исследуемого водного объекта отсечь .именно придонный слой воды, так как вьппележащие слои воды свободно проходят через изолирующую емкость, что повьппает представительность отбираемой пробы.В верхней части изолирующей емкости жестко прикреплены направляющие, на которых установлена с возможностью вертикального перемещения крышка, что позволяет после установки изолирующей емкости на дно опустить крышку по направляющим на изолирующую ем кость и тем самым отсечь придонный слой воды, что повышает представи+тельность пробы, отбираемой из изолирующей емкостиК низу крышки периферийно прикреплена эластичная диафрагма, позволяющая использовать ее как прокладку между крьппкой и верхней частью изолирующей емкости для создания герметйчного уплотнения, прекращая доступ окружающей воды в изолирующую емкость и повьппая тем самым представительность отбираемой пробы.Эластичная диафрагма образует с крышкой полость, а крышка снабжена соединительной трубкой с обратным клапаном для сообщения полости с водной средой, что позволяет выравнять давление внутри изолирующей емкости при отборе проб путем поступления в полость воды через соединительную трубку с обратным клапаном и создать цополнительное герметичное уплотнение между крышкой и изолирующей емкостью для повьппения препставительности отбираемой пробы.По центру эластичной диафрагмы закреплен диск и верхняя часть изолирующей емкости выполнена в виде усеченного конуса, что обеспечивает направленное к краям расширение эластичной диафрагмы, создавая более надежную герметизацию изолирующей емкости и повьппая тем самым представительность отбираемой пробы.Соединительная трубка изогнута в сторону крышки, препятствует попаданию в нее мусора с поверхност" ного слоя всщы, обратный клапан преохраняется от загрязнения и обеспечивает прохождение воды в полость,то обеспечивает направленное краям расширение эластичной диа 4 рагственно на дно исследуемого водногообъкта создается избыточное давлениевытесняемой емкостью воды на поверхность донных отложений, вследствиечего может происходить их взмучивание с переходом определенной частиво взвешенное состояние, что такжеможет существенно искажать результа.ты анализа, особенно первоначальных(фоновых) проб воды. Поэтому первоначальный отбор проб следует производить через определенный промежутоквремени после осаждения взмученныхчастиц, но и в .этом случае нарушается структура верхнего слоя донныхотложений. При этом изменяется интенсивность протекания процессов награнице вода-донные отложения.Недостатком устройства являетсявозможность транспортирования скапливающихся под диафрагмой пузырьковвоздуха, что искажает результатыопределений, например, химическогоанализа растворенных в придонной водегазов, в частности растворенного вводе кислорода.Целью изобретения является повышение представительности пробы путемотсечения придонной воды.Указанная цель достигается тем, .что в устройстве, включающем изолиЗОрующую емкость, сборник пробы, соединительную трубку с водозаборной час-:.тью, установленной с возможностьювертикального перемещенияи снабженнойопорной пятой, насос, расположенныймежду соединительной трубкой и сборФником пробы, эластичную диафрагму,изолирующая емкость выполнена в видеоткрытого сверху и снизу короба,снабженного в. верхнеи части .направч40ляющими с установленной на них с возможностью вертикального перемещениякрьпакой, при этом направляющие вверхней части снабжены ограничителямихода крышки, эластичная диафрагмапериферийно прикреплена к нижней части крышки с образованием полости,крышка снабжена соединительной трубкой с обратным клапаном для сообщенияполости с водной средой,Целесообразно верхнюю часть изолирующей емкости выполнить, например,в виде усеченного конуса, а эластичную диафрагму снабдить. закрепленнымпо ее центру диском, снабженным слив- дной пробкой, верхнюю часть соединительной трубки изогнуть в сторонуэкрышки. к1154578 мы, создавая более надежную герметизацию изолирующей емкости и повышаяпредставительность пробы.На чертеже представлено устройство, общий вид. 5Устройство для отбора проб придонного. слоя воды включает изолирующую емкость 1, сборник 2 пробы, соединительную трубку 3 с водозаборнойчастью 4, которая установлена с 10возможностью перемещения и снабженаопорной пятой .5, насос 6, эластичнуюдиафрагму 7. К верхней части изолирующей емкости 1 жестко прикрепленынаправляющие 8, на которых установлена с возможностью вертикальногоперемещения крышка 9, причем направляющие 8 в верхней части имеют ограничители 10 хода. К низу крышки 9периферийно прикреплена эластичная рОдиафрагма 7, образующая с крьшкой 9полость 11Крышка 9 снабжена патрубком 12 с обратным клапаном 13 для..сообщения полости 11 с водной средой.По центру эластичной диафрагмы 7 25закреплен диск 14, снабженный сливной пробкой 15. Изолирующая емкость 1снабжена распылителем 16 воздуха,. который соединен с воздушной трубкой17. Крышка 9 посредством троса 18 ЗОсоединена с поплавком 19.Устройство работает следующимобразом,Изолирующую емкость 1 посредствомтроса 18, прикрепленного к крышке 9,опускают на дно водоема, При этомкрышка 9 находится в верхней частинаправляющих 8, вследствие чего всевышележащие слои воды свободно проходят через изолирующую емкость 1. 4 рКогда изолирующая емкость 1 достигаетдна водоема, трос 18 ослабляют икрышка 9 по направляющим 8 опускаетсяна верхнюю часть изолирующей емкости 1и "отсекает придонный слой воды отокружающей водной среды, Крышка 9герметично закрывает изолирующуюемкость 1 при помощи периФерийноприкрепленной к низу крышки эластичнойдиафрагмы 7. Насосом 6 посредством соединительной трубки 3 и водозаборной части 4 начинают отбор пробы, которая поступает в сборник 2 пробы. При этом в изолирующей емкости 1 создается разрежение и в полость 11 посредством соединительной трубки 12 и обратного клапана 13 начинает поступать вода, что создает более надежную герметизацию изолирующей емкости, так как.диск 14, закрепленный по центру эластичной диафрагмы 7, обеспечивает направленное к ее краям расширение.При необходимости аэрирования объема воды внутрь изолирующей емкости 1 посредством воздушной трубки 17 и распылителя воздуха 16 подают сжатый воздух, Когда объем нридонной воды, заключенной в изолирующей емкости 1, полностью отобран, устройство посредством троса 18 поднимают на поверхность. Из диска 14 вынимают сливную пробку 15 и удаляют иэ полости 11 всю воду. Устройство готово к следующему циклу работы.Конструкция устройства обеспечивает таким образом воэможность длительного многократного отбора проб из отсекаемой придонной воды, при этом повышается представительность отбираемых проб и достоверность получаемых результатов. Устройство но сравнению с известным более надежно в эксплуатации и обеспечивает повышение производительности трудаУстройство для отбора проб придонного слоя воды предназначено для использования на водных объектах при оценке взаимодействия донных отложений с придонными слоями воды и процессов самоочищения водоемов, где роль донных отложений весьма значительна и может быть использованоорганизациями и ведомствами, занимающимися контролем качества водыводных объектов и их экплуатацией,Экономический эФФект от использованияодного устройства составит 2175 руб,1154578 Составитель Л. Нечипоренкактор С. Патрушева Техред Л,Коцюбняк,Била екто аказ 270537 Подписное ущская наб д. лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная ВНИИПИ Гасударственн по делам изобретни3035, Москва, Ж, Р го комитета СС и открытий