WZORU UŻYTKOWEGO PL Y1. UNIWERSYTET MIKOŁAJA KOPERNIKA W TORUNIU, Toruń, PL BUP 19/ WUP 08/15

Transkrypt

1 PL Y1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS OCHRONNY WZORU UŻYTKOWEGO (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (19) PL (11) (13) Y1 (51) Int.Cl. G01N 33/24 ( ) G01N 1/10 ( ) G01N 1/12 ( ) (54) Sonda do poboru osadów i płynów (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 19/14 (73) Uprawniony z prawa ochronnego: UNIWERSYTET MIKOŁAJA KOPERNIKA W TORUNIU, Toruń, PL (45) O udzieleniu prawa ochronnego ogłoszono: WUP 08/15 (72) Twórca(y) wzoru użytkowego: WŁODZIMIERZ WALDEMAR JUŚKIEWICZ, Ciechocinek, PL

2 2 PL Y1 Opis wzoru Przedmiotem wzoru użytkowego jest sonda do poboru osadów i płynów, zwłaszcza przeznaczona dla poboru osadu i płynów ze zbiorników i cieków wodnych. Sonda stosowana jest w badaniach wymagających poboru osadu, w tym osadu niezaburzonego z dna jeziora, rzeki, a także dowolnego zbiornika oraz poboru wody przydennej, a także wody z dowolnej głębokości wraz z zawiesiną w tym m.in. w interdyscyplinarnych badaniach środowiskowych (geografia, geologia, biologia, archeologia, ochrona środowiska). Osad w postaci rdzenia o średnicy 9 cm może zostać pobrany maksymalnie do 2 metrów miąższości (o miąższości decyduje stopień konsolidacji osadu, oraz zastosowanie dobijaka służącego operatorowi do wbijania sondy w dno) z głębokości do kilkudziesięciu metrów (pobór na linie), do kilku metrów (pobór za pomocą żerdzi). Przy zastosowaniu cechowanych rur, dzięki swobodnemu przepływowi przez rurę w trakcie opuszczania sondy, możliwe jest także pobranie maksymalnie do 12 litrów płynów z dowolnej głębokości zbiornika. Przy zastosowaniu liny próbnik może być stosowany na wodach stojących i na rzekach o umiarkowanym prądzie oraz zbiornikach sztucznych np. osadnikach. W przypadku zastosowania skręcanych żerdzi można także dokonywać poboru na wodach płynących. Operowanie próbnikiem odbywa się zwykłe z jednostki pływającej, ale także platformy, pomostu, mostu lub z lodu. Prostota konstrukcji i gabaryty sondy umożliwiają dużą mobilność i stosowanie małych jednostek pływających np. dwuosobowa motorówka. Z opisu wzoru W 63353, znany jest czerpak do pobierania próbek wody według wzoru zbudowany z przewodu rurowego zaopatrzonego w zawór charakteryzuje się tym, że u góry przewód rurowy zaopatrzony jest w uchwyt, a u dołu ma zawór grzybkowy składający się z obudowy, na której posadowiony jest grzybek zaworu, a nad nim znajduje się osłona ażurowa. Znane są również konstrukcje takie jak czerpacz rurowy osadów dennych systemu Kajak przeznaczony do poboru prób o nienaruszonej strukturze w miękkich oraz piaszczystych osadach dennych, na różnych głębokościach. Przyrząd umożliwia pobieranie prób osadów i wody z przydennej strefy kontaktowej. Operowanie próbnikiem odbywa się zwykle z jednostki pływającej wyposażonej w odpowiedni żurawik z windą i liną nośną (stalowa lub z tworzywa sztucznego). Czerpacz posiada rurę ze stali nierdzewnej długości 77 cm mocowaną w głowicy ze stall nierdzewnej za pomocą szybko złącza. Głowica połączona jest z mechanizmem zaworu zamykającego górny otwór rury z chwilą wyciągania próbnika z dna, co zabezpiecza próbkę przed jej wypadnięciem z rury. W dolnej części rura wyposażona jest w nakręcany but tnący i urywak. W trakcie opuszczania próbnika do dna jego rura jest całkowicie otwarta co pozwala na pełny, prawie nie zaburzony, przepływ wody przez próbnik oraz pobieranie próbki osadu i warstwy kontaktowej bez jej zaburzania. Znany jest również próbnik rdzeniowy osadów dennych przeznaczony do poboru prób o nienaruszonej strukturze w miękkich osadach dennych na głębokościach do 4 metrów. Przyrząd umożliwia pobieranie prób osadów i wody z przydennej strefy kontaktowej. Próbnik opuszczany jest i podnoszony na lekkich, dzielonych (segmentowych) żerdziach (łączna długość 4 m) z włókna szklanego z metalowymi łącznikami. Próbnik osadów dennych typu Ekmana jest wykonany z wytrzymałej kwasoodpornej stali nierdzewnej. Jest to próbnik skrzynkowy z automatycznym sprężynowym zamknięciem zwalnianym przy pomocy posłańca. Próbnik umożliwia pobranie próby osadów dennych o miąższości kilku do kilkunastu cm o niezaburzonej stratyfikacji oraz nienaruszonej strukturze powierzchni próby. Próbnik może być stosowany na wodach stojących i na rzekach o umiarkowanym prądzie. Chwytacz osadów dennych van veen jest to próbnik szczękowy z automatycznym zamknięciem zapadkowym, które odblokowuje się z chwilą dotknięcia szczęk do dna. Próbnik umożliwia pobranie próby osadów dennych o miąższości kilku do kilkudziesięciu cm (w zależności od twardości dna), o prawie niezaburzonej stratyfikacji oraz nienaruszonej strukturze powierzchni próby. Dla lepszych efektów poboru prób na twardym dnie, próbnik można dodatkowo dociążyć obciążnikami ołowianymi. Cztery kostki o wadze 5 kg. każda, które mogą być mocowane na zewnątrz szczęk. Z uwagi na ciężar, operowanie próbnikiem odbywa się zwykle z jednostki pływającej wyposażonej w odpowiedni żurawik (bom) z windą i linę nośną. Próbniki do pobierania prób osadów dennych NNS to próbnik osadów dennych, typ Beeker'a, do poboru prób do głębokości 5 metrów. Próbnik Beeker'a jest przyrządem do poboru próbek osadów

3 PL Y1 3 dennych w stanie nienaruszonym. Próbki są pobierane do przezroczystej rury, tak że materiał zachowuje swoje oryginalne położenie i łatwo można dokonać makroskopowego opisu profilu. Przed pobraniem próbki, na dolną część rury, nakłada się specjalną głowicę tnącą z zaworem odcinającym. Głowica tnąca i kołnierz są ciasno połączone taśmami, tak że rura jest pewnie zamocowana pomiędzy nimi. Ta konstrukcja pozwala na zastosowanie rur o różnej długości (maksymalnie do 1,5 m). Gumowa membrana znajdująca się wewnątrz głowicy tnącej może być napompowana do takiego ciśnienia, że głowica zostanie całkowicie zamknięta, co zapewnia dobre trzymanie próbki podczas wyciągania próbnika. W górnej części rury umieszczany jest kołnierz. Głowica tnąca i kołnierz są ciasno połączone taśmami, tak że rura jest pewnie zamocowana pomiędzy nimi. Ta konstrukcja pozwala na zastosowanie rur o różnej długości (maksymalnie do 1,5 m). Gumowa membr a- na znajdująca się wewnątrz głowicy tnącej może być napompowana do takiego ciśnienia, że głowica zostanie całkowicie zamknięta, co zapewnia dobre trzymanie próbki podczas wycinania próbnika. Poprzez zastosowanie żerdzi wydłużających i zakończenia z głowicą, do pobijania możliwie jest wbicie lub wciśnięcie próbnika Beeker'a w osad denny. Przed rozpoczęciem pobierania próbki tłoczek jest umieszczany wewnątrz głowicy tnącej. Gdy głowica tnąca znajduje się już nad osadami, z których ma być pobrana próbka, tłoczek jest blokowany na stałej wysokości za pomocą linki (np. przywiązując linkę do relingu łodzi). Znane rozwiązania charakteryzują się znacznym stopniem skomplikowania oraz dużym kosztem wykonania. Pobór znanymi urządzeniami powoduje zaburzenia osadu lub w przypadku sond do poboru osadu niezaburzonego znaczny stopień skomplikowania procesu poboru oraz podział na sondy do poboru w wodach płytkich i głębszych, możliwość poboru wód nadległych wraz z osadem jednak bez możliwości poboru samej próbki wody z dowolnej głębokości. Istotą rozwiązania sondy według wzoru użytkowego jest to, że ma w części górnej kołnierz, do którego przymocowany jest krzyżak mocujący z wymienną końcówką mocowania stanowiąc część ruchomą przemieszczającą się w pozycje góra-dół oraz część nieruchomą zamocowaną w dolnej części prętów mocujących/prowadnic, w postaci kołnierzy i, pomiędzy którymi znajduje się zawór zwrotny z klapą oraz magnesem, przy czym na górnym kołnierzu zamocowany jest trzymak, a poniżej w części dolnej usytuowana jest rura, połączona z króćcem wklejonym w dolny kołnierz za pomocą uszczelnionej gumowym rękawem obejmy zaciskowej zaciskanej w połowie na króćcu, a w połowie na rurze. Zastosowane rozwiązanie to uproszczenie konstrukcji, redukcja kosztów wykonania, prosta w wykonaniu, łatwość i bezpieczeństwo użycia. Sonda według wzoru umożliwia uzyskanie niezaburzonych rdzeni z plastycznych lub półpłynnych osadów, o średnicy 85 mm i długości do 2,0 m oraz pobór wody nadległej lub próbki wody z dowolnej głębokości. Prototyp sondy został przetestowany na jeziorze Gopło (głębokość maksymalna 16,5 m, miąższość osadów do 1,0 m). Sonda według wzoru przedstawiona została na rysunku schematycznym, na którym fig. 1 przedstawia sondę w widoku perspektywicznym, fig. 2 przedstawia sondę w widoku z boku. Sonda wg wzoru składa się z kołnierzy korzystnie z PCV 1.1 i 1.2 utrzymujących zawór zwrotny 2. W zaworze znajduje się klapa zaworu 2.1 z magnesem utrzymywana w stanie otwartym dzięki trzymakowi 2.2 zamocowanemu na górnym kołnierzu PCV 1.1. Całość stanowi część nieruchomą zamocowaną za pomocą nakrętek w dolnej części prętów mocujących/prowadnic 3. W części górnej sondy znajduje się kołnierz stalowy dobijak 4, do którego przymocowany jest krzyżak mocujący 5 z wymienną końcówką mocowania liny lub żerdzi 5.1. Całość stanowi część ruchomą, która przemieszcza się góra-dół". Pozycja góra" to moment opuszczania i podnoszenia sondy z dna. Pozycja dół to zamkniecie klapy zaworu przy pomocy popychacza zamykającego 5.2. Dobijak służy również do wbijania sondy w dno. W części dolnej umocowana jest rura PMMA 6, która łączy się z króćcem 8 wklejonym w dolny kołnierz PCV 1.2 za pomocą uszczelnionej gumowym rękawem obejmy zaciskowej 7 zaciskanej za pomocą dwóch śrub motylkowych w połowie na króćcu 8, a w połowie na rurze 6. Sonda opada grawitacyjnie i wbija się w dno jeśli zastosowano linę, a w przypadku żerdzi sonda opuszczana jest poprzez dokręcenie kolejnych odcinków. Otwarcie klapy zaworu 2.1 pozwala na niezaburzone wgłębienie się w osad. W chwili natrafienia na opór sonda przestaje wbijać się grawitacyjnie, a dobijak 4 opuszcza się w pozycję dół" tym samym popychacz 5.2 zamyka klapę 2.1 zaworu 2 utrzymywanego w trakcie opadania na dno przez magnes, na stalowym trzymaku 2.2. Dobijanie polega na lekkim unoszeniu i szybkim opuszczaniu dobijaka 4. W trakcie dobijania zawór zwrotny 2 pozwala wydostać się nadmiarowi wody z sondy, by podczas wyciągania utrzymać osad we wnętrzu. W przypadku poboru próbki wody z dowolnej głębokości należy zamknąć klapę zaworu 2

4 4 PL Y1 lekkim szarpnięciem (masa wody napierając na klapę niweluje siłę przyciągania magnesu). Przed wyciągnięciem sondy z wody należy zabezpieczyć otwarty koniec rury korkiem. Do momentu zabezpieczenia rdzenia korkiem należy utrzymywać otwarty koniec poniżej zwierciadła wody. Zastrzeżenie patentowe Sonda do poboru osadów i płynów, zwłaszcza w zbiornikach i ciekach wodnych, znamienna tym, że ma w części górnej kołnierz (4), do którego przymocowany jest krzyżak mocujący (5) z wymienną końcówką mocowania (5.1) stanowiąc część ruchomą przemieszczającą się w pozycje góra- -dół, oraz część nieruchomą zamocowaną w dolnej części prętów mocujących/prowadnic (3), w postaci kołnierzy (1.1) i (1.2), pomiędzy którymi znajduje się zawór zwrotny (2) z klapą (2.1) oraz magnesem, przy czym na górnym kołnierzu (1.1) zamocowany jest trzymak (2.2), a poniżej w części dolnej usytuowana jest rura (6), połączoną z króćcem (8) wklejonym w dolny kołnierz (1.2) za pomocą uszczelnionej gumowym rękawem obejmy zaciskowej (7) zaciskanej w połowie na króćcu (8), a w połowie na rurze (6).

5 PL Y1 5 Rysunki

6 6 PL Y1 Departament Wydawnictw UPRP