Пристрій для визначення кількості метану в ґрунті

Реферат: Пристрій для визначення кількості метану в ґрунті містить трубу, замикаючий елемент, штуцер. Додатково оснащений ємністю, яка розташована у верхній частині труби і герметизується з одного боку штуцером, встановленим на поверхні ємності. З другого боку герметизується замикаючим елементом, що з'єднує ємність з трубою, об'єм ємності вибирають не менше ніж 1 літр, а діаметр труби не менше ніж 1/20 її довжини. UA 67818 U (12) UA 67818 U UA 67818 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до пристроїв контролю газовиділення на земну поверхню з метою розробки заходів із дегазації ділянок земної поверхні, розташованих на території гірничих відведень закритих шахт. Відомий пристрій для визначення інтенсивності потоку вуглеводневих газів з відкладень підґрунтя в атмосферу, який описаний в патенті України на винахід № 82277, МПК: G01V9/00, Е21В47/00, опубл. 25. 03. 2008, Бюл. №6. Пристрій складається із двох окремих частин, що поєднуються між собою, - газозбірника і капсули для накопичення газу. Газозбірник розташований в нижній частині пристрою і служить для збору вуглеводневих газів з ґрунту. Капсула розташована у верхній частині пристрою і служить для накопичення газів. Капсула заповнена сорбентом для поглинання важких вуглеводневих газів. При цьому легкі гази, до яких належить метан, не поглинаються сорбентом і викидаються у атмосферу. Перед проведенням досліджень капсулу з'єднують з газозбірником і встановлюють в заздалегідь пробурений шпур на певний час, після закінчення якого пристрій витягують зі шпура і транспортують до лабораторії для визначення кількості сорбованого газу. До недоліків даного пристрою можна віднести те, що його конструкція призначена для визначення кількості важких вуглеводневих газів і не придатна для визначення кількості легких газів, до яких належить метан. Найближчим до пристрою, що заявляється, по технічній суті і результату, який досягається, є пристрій для визначення кількості метану в ґрунті, описаний в Інструкції "Захист будинків від проникнення метану», Макіївка-Донбас: МакНДЇ, 2001- 61 с. (С. 30-33). Даний пристрій складається із сталевої труби зі штуцером у верхній частині, замикаючого елемента, шнекової навивки і газозбірного отвору, розташованого збоку, в нижній частині труби. Пристрій занурюють в ґрунт, при цьому газозбірний отвір є перекритим замикаючим елементом. Після занурення пристрою в ґрунт замикаючим елементом прочищають газозбірний отвір, і замикаючий елемент витягують з труби. Після чого штуцер з'єднують із шахтним інтерферометром, і визначають кількість метану в даній точці на даний момент часу. До недоліків відомого пристрою належить неможливість проведення досліджень динаміки виділення метану на земну поверхню, оскільки кількість метану, яка виділяється на земну поверхню, напряму залежить від величини атмосферного тиску і може змінюватися з часом. Відомий пристрій дозволяє виконати вимір кількості метану тільки в певний момент часу, для проведення повторних вимірів необхідно знову занурювати пристрій в ґрунт, що пов'язано з додатковими витратами часу. Розташування газозбірного отвору збоку труби перешкоджає надходженню метану в трубу, оскільки метан є легким газом. При проведенні вимірювань, під час витягання замикаючого елемента з труби відбуваються втрати газу, що призводить до порушення точності вимірювання його кількості. В основу корисної моделі була поставлена задача удосконалення пристрою для визначення кількості метану в ґрунті шляхом зміни його конструкції, що забезпечить можливість проведення досліджень виділення метану на земну поверхню протягом певного часу і підвищення точності вимірювань кількості метану в ґрунті. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для визначення кількості метану в ґрунті, що містить трубу, замикаючий елемент і штуцер, згідно з корисною моделлю, додатково оснащений ємністю, яка розташована у верхній частині труби і герметизується з одного боку штуцером, встановленим на поверхні ємності, а з другого боку - замикаючим елементом, що з'єднує ємність з трубою, об'єм ємності вибирають не менше ніж 1 літр, а діаметр труби - не менше ніж 1/20 її довжини. Розміщення ємності у верхній частині труби забезпечує можливість накопичення в ній легких газів, до яких належить метан, крім того, дозволяє проводити її заміну без витягання всього пристрою із шпура. Розташування газозбірного отвору внизу труби сприяє кращому надходженню легких газів в ємність, у тому числі метану. Ємність забезпечує можливість зібрати газ за обраний період часу, наприклад добу. Герметизація ємності забезпечує збереження накопиченого в ній газу, що підвищує точність вимірювань його кількості, а також дозволяє транспортувати ємність в лабораторію для проведення досліджень. Об'їм ємності вибирають не менше ніж 1 літр, виходячи з умов проведення лабораторних досліджень газового складу, для яких мінімально допустимий об'єм проби дорівнює 1 літру. Діаметр труби повинен відповідати діаметру шпура і при цьому складати не менше 1/20 довжини труби з метою забезпечення безперешкодного заповнення ємності газом. Пристрій, що заявляється, схематично зображений на кресленні. Пристрій складається з ємності 1, розташованої у верхній частині труби 2, яка герметизується з одного боку штуцером 3, встановленим на поверхні ємності 1, а з другого боку - замикаючим елементом 4. Ємність 1 з'єднується з трубою 2 за допомогою різьби 5. 1 UA 67818 U 5 10 15 20 25 30 Запропонований пристрій працює таким чином. Перед проведенням вимірів в ґрунті буриться шпур за допомогою бурового інструменту. Потім в шпур встановлюється пристрій в зібраному вигляді так, щоб замикаючий елемент 4 залишався на поверхні землі. При цьому штуцер 3 і замикаючий елемент 4 закриті. Після установлення пристрою в шпур відкривають замикаючий елемент 4 і залишають його в такому положенні на заданий період часу. Після закінчення певного періоду часу закривають замикаючий елемент 4. До штуцера 3 приєднують пристрій для вимірювання концентрації газу, відкривають штуцер 3 і виконують вимір газу в ємності. Після закінчення вимірювання, закривають штуцер 3, від'єднують пристрій для виміру концентрації газу і відкривають замикаючий елемент 4. Оскільки виділення метану на земну поверхню безпосередньо залежить від величини атмосферного тиску, то вимірювання концентрації газу в ємності 1 виконують не рідше ніж 1 раз на добу. Такі дії по виміру концентрації газу виконують не менше 1 місяця для дослідження зміни газовиділення на земну поверхню з часом. При необхідності проведення лабораторних досліджень газового складу, після закінчення обраного часу накопичення газу в ємності 1, закривають замикаючий елемент 4, від'єднують ємність 1 від труби 6 і транспортують її в лабораторію. При цьому штуцер 3 повинен залишатися закритим. Потім приєднують аналогічну ємність 1 до труби 6 і продовжують дослідження. Пристрій, що заявляється, забезпечує реалізацію способу визначення кількості метану в ґрунті, який було описано у патенті України на корисну модель за № 52738, МПК (2009) G01V 9/00 E21F 7/00, опубл. 10. 09. 2010, Бюл. №17. Також даний пристрій забезпечує можливість проведення досліджень виділення метану за певний період часу на земну поверхню і підвищує точність вимірювання кількості метану в ґрунті. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пристрій для визначення кількості метану в ґрунті, що містить трубу, замикаючий елемент, штуцер, який відрізняється тим, що він додатково оснащений ємністю, яка розташована у верхній частині труби і герметизується з одного боку штуцером, встановленим на поверхні ємності, а з другого боку - замикаючим елементом, що з'єднує ємність з трубою, об'єм ємності вибирають не менше ніж 1 літр, а діаметр труби не менше ніж 1/20 її довжини. 2 UA 67818 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3