Пристрій для відбору проб рідини

1. Устройство для отбора проб жидкости, включающее поплавковую камеру с верхним и нижним отверстиями, расположенный в поплавковой камере плавающий шарик, средство регулирования давления, соединенное воздушным каналом с верхним отверстием поплавковой камеры, причем верхнее отверстие поплавковой камеры и плавающий шарик выполнены с возможностью герметичного закрывания верхнего отверстия плавающим шариком, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит канал для жидкости, соединенный с нижним отверстием поплавковой камеры, соединительную муфту, присоединенную к нижнему концу канала для жидкости, боковой канал, который входит в канал для жидкости выше соединительной муфты, и клапан сброса давления, соединенный с указанным боковым каналом, средство регулирования давления содержит трубку Вентури в виде воздушной трубки, имеющей вход и выход воздуха и связанной с верхним отверстием воздушного канала, и воздушный клапан, расположенный по потоку ниже указанной трубки Вентури, причем соединительная муфта выполнена с возможностью присоединения к штуцеру герметичного резервуара, открывания прохода для жидкости из этого резервуара при присоединении к штуцеру и закрывания этого прохода при отсоединении от него, а клапан сброса давления выполнен с возможностью открываться для прохода отобранной жидкости из поплавковой камеры при повышенном давлении, создаваемом средством регулирования давления. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что по крайней мере часть камеры для отбора проб имеет прозрачную стенку. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит дренажную трубку, расположенную по потоку ниже клапана сброса давления. C2 (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВІДБОРУ ПРОБ РІДИНИ 32450 11. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что клапан сброса давления выполнен с возможностью открытия при давлении, меньшем, чем максимальное давление, создаваемое средством регулирования давления. 12. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что плавающий шарик представляет собой полый алюминиевый шарик. 13. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что дополнительно содержит контейнер для сбора проб жидкости. 14. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что соединительная муфта выполнена с возможностью обеспечения «сухого» разъединения со штуцером герметичного резервуара. 15. Устройство для отбора проб жидкости, включающее поплавковую камеру с верхним и нижним отверстиями, расположенный в поплавковой камере плавающий шарик, средство регулирования давления, соединенное с верхним отверстием поплавковой камеры, причем верхнее отверстие поплавковой камеры и плавающий шарик выполнены с возможностью герметичного закрывания верхнего отверстия плавающим шариком, отличающееся тем, что дополнительно содержит клапан сброса давления, присоединенный к нижнему отверстию поплавковой камеры, средство регулирования давления содержит трубку Вентури в виде воздушной трубки, имеющей вход и выход воздуха и соединенной с верхним отверстием по плавковой камеры, и воздушный клапан, расположенный по потоку ниже трубки Вентури, причем клапан сброса давления выполнен с возможностью соединения со штуцером на герметичном резервуаре, а также с возможностью открываться для прохода отобранной жидкости из поплавковой камеры при повышенном давлении, создаваемом средством регулирования давления. 16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что по крайней мере часть поплавковой камеры для отбора проб имеет прозрачную стенку. 17. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит дренажную трубку, расположенную по потоку ниже клапана сброса давления. 18. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что клапан сброса давления выполнен с возможностью открытия при давлении, меньшем, чем максимальное давление, создаваемое средством регулирования давления. 19. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что дополнительно содержит соединительную муфту, расположенную под нижним отверстием поплавковой камеры и выполненную с возможностью присоединения к штуцеру герметичного резервуара, открывания прохода из этого резервуара при присоединении к указанному штуцеру и закрывания этого прохода при отсоединении от него и с возможностью обеспечения «сухого» разъединения со штуцером герметичного резервуара. ______________________________ Данное изобретение относится к устройствам для отбора проб жидкости, а, именно, к устройствам для взятия проб жидкостей в заранее определенных объемах из герметичных резервуаров. Отбор точных объемов исследуемой жидкости из емкости с жидкостью важен во многих отраслях промышленности, включая исследование нефтяных месторождений, производство смазок, а также в химической и пищевой промышленности для идентификации жидкости, установления наличия загрязнителей и определения физических свойств жидкостей. Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для отбора точных объемов исследуемой жидкости, описанное в патенте США № 5 121 642. Устройство содержит поплавковую камеру с верхним и нижним отверстиями, верхний и нижний шарики, находящиеся в этой камере, причем верхний шарик плавающий, а плотность нижнего шарика больше плотности исследуемой жидкости, и устройство регулирования давления в камере в виде поршневого насоса, соединенное с верхним отверстием поплавковой камеры воздушным каналом, причем верхнее отверстие поплавковой камеры и плавающий шарик выполнены с возможностью герметичного закрывания верхнего отверстия плавающим шариком, а нижнее отверстие и второй шарик выполнены с возможностью герметичного закрывания нижнего отверстия вторым шариком при наличии повышенного давления в поплавковой камере. Устройство работает следующим образом. В начальном положении второй шарик перекрывает нижнее отверстие и препятствует проходу загрязняющих веществ в камеру. При погружении нижнего отверстия камеры в сосуд с исследуемой жидкостью и создании устройством регулирования давления разрежения в камере жидкость проходит в камеру до тех пор, пока верхнее отверстие не перекроется плавающим в жидкости шариком. При снятии разрежения, а тем более при создании повышенного давления устройством регулирования давления второй шарик перекрывает нижнее отверстие и, таким образом, осуществляется отбор пробы жидкости с точным объемом. Недостатком описанного устройства является отсутствие возможности взятия проб из герметичных резервуаров, особенно находящихся под давлением, в частности, отсутствие возможности быстрого присоединения к герметичным контейнерам, находящихся под давлением, и отсоединения от них, а также отсутствие возможности оперативного слива отобранной пробы для последующего исследования. Еще одним недостатком этого устройства является возможность контакта отбираемой жидкости с внешней средой и загрязнения ее воздухом и/или пылью. В основу данного изобретения поставлена задача усовершенствования известного устройства с тем, чтобы путем введения новых элементов обеспечить возможность отбора проб жидкости из герметичных резервуаров, в том числе находя 2 32450 щихся под давлением, не загрязняя при этом пробу. Поставленная задача решается тремя альтернативными вариантами. Первый вариант характеризуется тем, что в известное устройство для отбора проб жидкости, включающее поплавковую камеру с верхним и нижним отверстиями, расположенный в поплавковой камере плавающий шарик, средство регулирования давления, соединенное воздушным каналом с верхним отверстием поплавковой камеры, причем верхнее отверстие поплавковой камеры и плавающий шарик выполнены с возможностью герметичного закрывания верхнего отверстия плавающим шариком, дополнительно введены канал для жидкости, соединенный с нижним отверстием поплавковой камеры, соединительная муфта, присоединенная к нижнему концу канала для жидкости, боковой канал, который входит в канал для жидкости выше соединительной муфты, и клапан сброса давления, соединенный с указанным боковым каналом, причем соединительная муфта выполнена с возможностью присоединения к штуцеру герметичного резервуара, открывания прохода для жидкости из этого резервуара при присоединении к штуцеру и закрывания этого прохода при отсоединении от него, а клапан сброса давления выполнен с возможностью открываться для прохода отобранной жидкости из поплавковой камеры при повышенном давлении, создаваемом средством регулирования давления. Средство регулирования давления при этом содержит трубку Вентури в виде воздушной трубки, имеющей вход и выход воздуха и связанной с верхним отверстием воздушного канала, и воздушный клапан, расположенный по потоку ниже указанной трубки Вентури. Благодаря наличию соединительной муфты, выполненной с возможностью присоединения к штуцеру герметичного резервуара, открывания прохода для жидкости из этого резервуара при присоединении к штуцеру и закрывания этого прохода при отсоединении от него, обеспечивается возможность взятия проб жидкости из герметичного резервуара. Причем отсутствие связи с внешней средой в процессе отбора пробы жидкости исключает возможность ее загрязнения. Наличие канала для жидкости между соединительной муфтой и нижним отверстием поплавковой камеры позволяет ввести в нее клапан сброса давления, за счет которого отобранная проба жидкости может быть извлечена из поплавковой камеры путем приложения к камере повышенного давления, что обеспечивает возможность оперативного слива отобранной пробы для последующего исследования. Кроме того, использование в качестве устройства регулирования давления трубки Вентури с воздушным клапаном позволяет повысить оперативность управления процессом отбора и слива жидкости за счет того, что управление устройством регулирования давления в этом случае осуществляется простым поворотом ручки воздушного клапана. Таким образом, устройство для отбора проб жидкости в соответствии с данным изобретением обеспечивает возможность взятия проб жидкости из герметичных резервуаров, возможность быстрого подсоединения и отсоединения от герметич ных резервуаров, в том числе находящихся под давлением, а также возможность оперативного слива отобранной пробы для последующего исследования. Причем как в процессе отбора, так и в процессе слива жидкость не подвергается воздействию окружающей среды и поэтому возможность ее загрязнения воздухом и/или пылью отсутствует. Дальнейшим усовершенствованием устройства в соответствии с первым вариантом данного изобретения является введение дополнительного существенного признака, состоящего в том, что по крайней мере часть камеры для отбора проб имеет прозрачную стенку. Это позволяет непосредственно наблюдать за заполнением поплавковой камеры отбираемой жидкостью и ее опустошением, что повышает оперативность устройства. Следующим усовершенствованием устройства в соответствии с первым вариантом данного изобретения является введение дополнительного существенного признака, состоящего в том, что устройство дополнительно содержит дренажную трубку, расположенную по потоку ниже клапана сброса давления. Это позволяет направлять сливаемую из поплавковой камеры жидкость в предназначенный для этого сосуд, обеспечить отсутствие потерь жидкости при сливе и тем самым повысить точность отбора объема жидкости. Еще одним усовершенствованием устройства в соответствии с первым вариантом данного изобретения является введение дополнительного существенного признака, состоящего в том, что клапан сброса давления выполнен с возможностью открытия при давлении, меньшем, чем максимальное давление, создаваемое средством регулирования давления. Это позволяет обеспечить необходимый технологический запас и тем самым повысить эксплуатационные характеристики устройства. Последующим усовершенствованием устройства в соответствии с первым вариантом данного изобретения является введение дополнительного существенного признака, состоящего в том, что плавающий шарик представляет собой полый алюминиевый шарик. Это позволяет повысить технологичность изготовления устройства, повысить степень герметизации верхнего отверстия поплавковой камеры, т.е. улучшить технологические и эксплуатационные характеристики устройства. Дальнейшим усовершенствованием устройства в соответствии с первым вариантом данного изобретения является дополнительный существенный признак, состоящий в том, что в устройство дополнительно вводится контейнер для сбора проб жидкости. Это позволяет дополнительно снизить возможность загрязнения жидкости, а также собирать последовательно отобранные пробы из некоторого числа резервуаров в один контейнер для проведения анализа совместно собранных проб жидкостей, что повышает эксплуатационные возможности устройства. И, наконец, последним усовершенствованием устройства в соответствии с первым вариантом данного изобретения является введение дополнительного существенного признака, состоя 3 32450 щего в том, что соединительная муфта выполнена с возможностью обеспечения "сухого" разъединения со штуцером герметичного резервуара. Это в еще большей степени позволяет обеспечить отбор без пролива жидкости и ее загрязнения. Во втором, альтернативном предыдущему, варианте данного изобретения поставленная задача решается тем, что в известное устройство для отбора проб жидкости, включающее поплавковую камеру с верхним и нижним отверстием, расположенный в поплавковой камере плавающий шарик, средство регулирования давления, соединенное с верхним отверстием поплавковой камеры, причем верхнее отверстие поплавковой камеры и плавающий шарик выполнены с возможностью герметичного закрывания верхнего отверстия плавающим шариком, дополнительно вводятся соединительная муфта, расположенная под нижним отверстием поплавковой камеры, и клапан сброса давления между нижним отверстием поплавковой камеры и соединительной муфтой, а средство регулирования давления содержит трубку Вентури в виде воздушной трубки, имеющей вход и выход воздуха и соединенной с верхним отверстием поплавковой камеры, и воздушный клапан, расположенный по потоку ниже указанной трубки Вентури, причем соединительная муфта выполнена с возможностью присоединения к штуцеру герметичного резервуара, открывания прохода из этого резервуара при присоединении к штуцеру и закрывания этого прохода при отсоединении от него, а клапан сброса давления выполнен с возможностью открываться для прохода отобранной жидкости из поплавковой камеры при повышенном давлении, создаваемом средством регулирования давления. Устройство в соответствии со вторым вариантом изобретения отличается от устройства по первому варианту отсутствием воздушного канала и канала для жидкости. Все остальные элементы, равно как и связи между ними, а также их взаимодействие и работа идентичны, что обеспечивает те же преимущества и технический результат. Устройство по второму варианту данного изобретения предполагает дальнейшие усовершенствования, полностью аналогичные тем, которые описаны выше для первого варианта, и обеспечивающие достижение тех же технических результатов. В третьем, альтернативном двум предыдущим, варианте устройства в соответствии с данным изобретением поставленная задача решается тем, что в известное устройство для отбора проб жидкости, включающее поплавковую камеру с верхним и нижним отверстием, расположенный в поплавковой камере плавающий шарик, средство регулирования давления, соединенное с верхним отверстием поплавковой камеры, причем верхнее отверстие поплавковой камеры и плавающий шарик выполнены с возможностью герметичного закрывания верхнего отверстия плавающим шариком, дополнительно введен клапан сброса давления, присоединенный к нижнему отверстию поплавковой камеры, а средство регулирования давления содержит трубку Вентури в виде воздушной трубки, имеющей вход и выход воздуха и соединенной с верхним отверстием поплавковой каме ры, и воздушный клапан, расположенный по потоку ниже трубки Вентури, причем клапан сброса давления выполнен с возможностью соединения со штуцером на герметичном резервуаре, а также с возможностью открываться для прохода отобранной жидкости из поплавковой камеры при повышенном давлении, создаваемом средством регулирования давления. Устройство по третьему варианту отличается от устройства по второму варианту отсутствием соединительной муфты, функцию соединения которой со штуцером резервуара выполняет клапан сброса давления. Устройство по третьему варианту в соответствии с данным изобретением также предполагает дальнейшие усовершенствования, касающиеся наличия прозрачной стенки в поплавковой камере, дренажной трубки и определения рабочего значения давления открытия клапана сброса давления, которые аналогичны описанным выше для первого и второго вариантов и обеспечивают достижение тех же технических результатов. Кроме того, третий вариант устройства в соответствии с данным изобретением предполагает дальнейшее оригинальное усовершенствование, заключающееся в дополнительном введении соединительной муфты, расположенной под нижним отверстием поплавковой камеры и выполненной с возможностью присоединения к штуцеру герметичного резервуара, открывания прохода из этого резервуара при присоединении к указанному штуцеру и закрывания этого прохода при отсоединении от него и с возможностью обеспечения "сухого" разъединения со штуцером герметичного резервуара. Это обеспечивает возможность взятия проб жидкости из герметичного резервуара с исключением возможности ее загрязнения и пролива. Ниже данное изобретение подробно описывается на одном из вариантов его выполнения со ссылками на чертежи, на которых представлены: на фиг. 1 - вид сбоку с частичным разрезом устройства для отбора проб жидкости, присоединенного к резервуару, из которого необходимо взять пробу; на фиг. 2 - вид сбоку с частичным разрезом устройства для отбора проб жидкости, соединенного с резервуаром с жидкостью, в состоянии начала отбора пробы; на фиг. 3 - вид сбоку устройства, изображенного на фиг. 2 в состоянии окончания отбора пробы; на фиг. 4 - вид сбоку с частичным разрезом устройства для отбора проб жидкости в состоянии слива жидкости из него; на фиг. 5 - вид сбоку с частичным разрезом устройства для отбора проб жидкости, соединенного с резервуаром с жидкостью, подлежащей отбору, и резервуаром для слива пробы жидкости. На фиг. 1 показано устройство для отбора проб жидкости и герметичного резервуара, из которого отбирается жидкость. Устройство для отбора проб жидкости содержит поплавковую камеру 1 с верхним 2 и нижним 3 отверстиями, плавающий шарик 4, расположенный внутри поплавковой камеры 1, средство регулирования давления, соединенное воздушным каналом 5 с верхним отверс 4 32450 тием 2 поплавковой камеры 1, канал 6 для жидкости, соединенный с нижним отверстием 3 поплавковой камеры 1, соединительную муфту 7, присоединенную к нижнему концу канала 6 для жидкости, боковой канал 8, который входит в канал 6 для жидкости, и клапан сброса давления 9, соединенный с указанным боковым каналом 8. Для отвода жидкости из поплавковой камеры к клапану сброса давления 9 присоединена дренажная трубка 10. Средство регулирования давления содержит трубку Вентури 11 и воздушный клапан 12, расположенный по потоку ниже указанной трубки Вентури 11. С внутренней стороны верхнее отверстие 2 поплавковой камеры 1 имеет герметизируемое посадочное место 13, которое при заполнении поплавковой камеры жидкостью герметизируется плавающим шариком 4. У нижнего конца поплавковой камеры 1 имеется средство блокировки 14, которое предотвращает контакт плавающего шарика 4 с нижним отверстием 3 поплавковой камеры 1, но которое, при этом, не блокирует поток жидкости. Клапан сброса давления 9 сконструирован таким образом, что жидкость проходит через него при приложении давления. Как видно из фиг. 2, трубка Вентури 11 содержит канал 15 с отверстием 16 для входа воздуха и отверстием 17 для выхода воздуха, расположенное ниже по ходу потока. Воздушный клапан 12 выполнен в виде шарового вентиля или вентиля иного типа, размещен на выходе потока воздуха и определяет направление потока воздуха через трубку Вентури 11. К воздушному клапану 12 присоединен отрезок трубопровода 18, который используется для направления потока воздуха в требуемое место и отведения случайно выброшенной жидкости, например, в контейнер 19 для сбора проб жидкости (фиг. 5), если плавающий шарик 4 недостаточно плотно перекрыл герметизируемое посадочное место 13. Дренажная трубка 10 также направляет отобранные пробы в контейнер 19 для сбора проб жидкости. Стенки или часть стенок (не показана) поплавковой камеры 1 предпочтительно изготавливаются из прозрачного материала, так что пользователь имеет возможность знать, когда устройство будет заполнено жидкостью, подлежащей отбору. Плавающий шарик 4 может быть изготовлен из пластического материала или из алюминия. В последнем случае он имеет внутри полость, такую что вес плавающего шарика 4 меньше, чем вес вытесненного им объема жидкости. Размер плавающего шарика 4 выбран таким образом, чтобы он мог свободно двигаться в поплавковой камере 1, блокироваться средством блокировки 14 при сливе жидкости и плотно садится на герметизирующее посадочное место 13, обеспечивая отбор точного объема жидкости. Устройство работает следующим образом. Устройство для отбора проб жидкости с помощью соединительной муфты 7 присоединяется к штуцеру герметичного резервуара, который содержит всасывающую трубкой, проходящую от штуцера почти до дна герметичного резервуара (фиг. 1 - 3). Соединительная муфта 7 имеет стандартную конструкцию, позволяющую ей открываться только в том случае, когда она соединена со штуцером на резервуаре и закрываться при отсоединении от штуцера. Соединительная муфта 7 при присоединении к резервуару открывает его. Далее к каналу 15 трубки Вентури 11 подключают источник сжатого воздуха или иного газа и открывают воздушный клапан 12. Сжатый газ проходит через канал 15 наружу через воздушный клапан 12, создавая в поплавковой камере 1 зону пониженного давления. Таким образом, жидкость из герметичного резервуара будет подниматься по всасывающей трубке в поплавковую камеру 1 (фиг. 2). Поднимающийся уровень отбираемой жидкости в поплавковой камере 1 заставит плавающий шарик 4 подниматься вверх до плотного контакта с герметизируемым посадочным местом 13 в верхней части поплавковой камеры 1, перекрывая таким образом поток отбираемой жидкости через верхнее отверстие 2 поплавковой камеры 1. Это состояние показано на фиг. 3, где поплавковая камера 1 полностью заполнена отбираемой жидкостью. Далее при еще открытом воздушном клапане 12, устройство для отбора проб жидкости снимается с герметичного резервуара путем отсоединения соединительной муфты 7 от штуцера, причем соединительная муфта 7 закрывается, не допуская вытекания отбираемой жидкости из поплавковой камеры 1. Затем воздушный клапан 12 закрывается, сжатый воздух направляется через воздушный канал 5 в поплавковую камеру 1. Это оказывает давление на находящуюся в ней жидкость и открывает клапан сброса давления 9. При этом отобранная жидкость вытесняется из поплавковой камеры 1 через боковой канал 8, клапан сброса давления 9 и далее по дренажной трубке 10 в контейнер для сбора проб жидкости, показанный на фиг. 5. Это состояние показано на фиг. 4. При понижении уровня отбираемой жидкости в поплавковой камере 1 плавающий шарик вместе с жидкостью также будет опускаться вниз и остановится средством блокировки 14, что предотвращает контакт плавающего шарика 4 с нижним отверстием 3 поплавковой камеры 1. Соединительная муфта 7 выполнена с возможностью обеспечения "сухого" разъединения со штуцером герметичного резервуара, позволяя производить отбор проб из разных герметичных резервуаров без пролива жидкости и загрязнения их содержимого. Принцип работы клапана 9 сброса давления показан на фиг. 4. Клапан 9 состоит из корпуса с входным и выходным отверстиями, шарика и пружины, причем шарик подпирается пружиной так, что при давлении на шарик, меньшем, чем установленное пороговое значение, шарик герметично закрывает входное отверстие клапана, при превышении давления над пороговым шарик сжимает пружину и освобождает входное отверстие для прохода жидкости. В качестве клапана сброса давления могут быть установлены гидравлические распределители, которые позволяют жидкости заполнять поплавко 5 32450 вую камеру, но препятствуют вытеканию жидкости из нее, и которые могут использоваться с любым типом соединительного устройства (не показано). Если устройство для отбора проб жидкости вместо или совместно с соединительной муфтой 7 снабжено гидравлическим распределителем в качестве клапана сброса давления 9, то необходимость отсоединения устройства для отбора проб жидкости от герметичного резервуара перед вытеснением отбираемой жидкости из поплавковой камеры 1 отпадает (вариант не показан). Таким образом, предлагаемое устройство для отбора проб жидкости обеспечивает возможность быстрого присоединения к герметичным контейнерам, в том числе находящихся под давлением, быстрого отсоединения от них, взятия проб жидкости в виде точных заранее определенных объемов. При этом ни содержимое герметичного резервуара при отборе пробы, ни сама проба не загрязняются из окружающей среды. Кроме того, одно устройство для отбора проб жидкости может быть использовано для последовательного отбора проб из нескольких гер метичных резервуаров в общий контейнер для сбора жидкости, что дает возможность проводить совместный анализ отобранных таким образом проб и повышает оперативность работы устройства, например, путем применения специальных алгоритмов поиска контейнера, содержимое которого не удовлетворяет предъявляемым требованиям. Приведенные чертежи и изложенное выше описание никоим образом не ограничивают возможные варианты воплощения устройства в соответствии с предлагаемым изобретением ни в отношении деталей конструкции, ни в отношении принципа действия. В действительности, для специалиста данной области техники очевидно, что возможны модификации и изменения без отклонения от идеи и объема данного изобретения. Когда того требуют обстоятельства или соображения выгоды, предполагаются изменения формы или пропорций отдельных частей, а также замена элементов на эквивалентные. Примененные выше специфические термины использовались только в общем и описательном смысле, а не с целью ограничения. Фиг. 1 6 32450 Фиг. 2 Фиг. 3 7 32450 Фиг. 4 Фиг. 5 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 8