DE19515951A1 - Wasserprobenehmer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Wasserprobenehmer, die in eine Wassermenge eingetaucht werden können, um im Rohr eine Wasserprobe aus einer bestimmten Tiefe einzuschließen. Probenehmer der Art, auf die sich die Erfindung be­ zieht, sind üblicherweise als Kemmerer-Wasserprobeneh­ mer bekannt. Ein derartiger Probenehmer ist in US-PS 3,184 162 dargestellt.

Bei einigen limnologischen und ozeanographischen Stu­ dien ist es erforderlich, Wasserproben aus unterschied­ lichen Tiefen zu entnehmen und diese Proben beim Aufho­ len des Probenehmers gegen Verdünnung oder Veränderun­ gen aufgrund von Lecks im Probenehmer zu schützen. Der Kemmerer-Wasserprobenehmer wurde zu diesem Zweck ent­ wickelt und enthält ein hohles Rohr, das üblicherweise an beiden Enden offen ist, sowie stirn- und bodensei­ tige Schließ- bzw. Absperrorgane, die dadurch aus der geöffneten in die abdichtende Position geführt werden können, daß ein Entriegelungsgewicht entlang der Lei­ tung oder des Kabels zur Führung des Probenehmers fal­ lengelassen wird. Die Absperrorgane eines Kemmerer-Pro­ benehmers sind in geöffneter Position verriegelt, wobei das obere Absperrorgan einen Riegel-Lösemechanismus enthält, der vom Entriegelungsgewicht betätigt wird, damit sich die Absperrorgane zu ihren geschlossenen Po­ sitionen bewegen können. Derartige Probenehmer sind je­ doch nur begrenzt einsatzfähig, insbesondere, wenn der Probenehmer in einer Position eingesetzt werden soll, in der sowohl der Probenehmer als auch die Leitung auf­ grund von Strömungen oder ähnlichem gegenüber der Ver­ tikalen geneigt sind, wodurch das Entriegelungsgewicht möglicherweise nicht mehr zum Probenehmer hinabsinken kann, oder nicht mehr in der Lage ist, auf den Entrie­ gelungsmechanismus mit einer Kraft aufzuschlagen, die ausreichend wäre, die Verriegelung anzusprechen.

Ein erfindungsgemäßer Wasserprobenehmer enthält ein hohles Gehäuse, das an seinen gegenüberliegenden Enden offen ist, an die ein Paar von Verschlußelementen ange­ bracht ist, die über Verbindungselemente miteinander verbunden sind, die eine Relativbewegung der Verschluß­ elemente aufeinander zu und voneinander weg sowie in Richtung auf die miteinander verbundenen Enden des Ge­ häuses und von diesen weg ermöglichen, um das dichte Abschließen und das Öffnen der Enden des Gehäuses zu bewirken. Ein von den Verbindungselementen getragener Verriegelungsmechanismus enthält eine Verbreiterung mit dem ein Paar von Verriegelungsteilen in lösbarem Ein­ griff steht, die auf einem der Verschlußelemente befe­ stigt sind, um die Relativbewegung der Verbindungsele­ mente zu verhindern bzw. zu ermöglichen. Der Verriege­ lungsmechanismus enthält ein Element, das eine Ein­ schnapp-Tasche bildet, in der ein Betätigungsstöpsel lösbar untergebracht ist. Durch Einwirken einer Zug­ kraft kann der Stöpsel aus der Tasche gezogen werden, wodurch der Verriegelungsmechanismus gelöst wird und die Verschlußelemente die einander gegenüberliegenden Enden des Gehäuses dicht verschließen können.

Der Verriegelungsmechanismus macht ein Entriegelungsge­ wicht entbehrlich und ermöglicht ein Lösen der Verrie­ gelung unabhängig vom Winkel der Führungsleitung, an der der Probenehmer befestigt ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargestellt. In der Zeich­ nung zeigen:

Fig. 1 einen teilweise geschnittenen Ausschnitt der Vorderansicht eines Kemmerer-Wasserprobenehmers zur Darstellung des Verriegelungsmechanismus in Eingriffstellung und der Verriegelungselemente des Probenehmers in ihren geöffneten Positionen;

Fig. 2 einen Fig. 1 entsprechenden Ausschnitt einer Schnittansicht zur Darstellung des Verriege­ lungsmechanismus in entriegeltem Zustand und des oberen Verriegelungselements des Probenehmers in seiner geschlossenen Position; und

Fig. 3 einen Ausschnitt der Schnittansicht längs der Linie 3-3 in Fig. 1 zur Darstellung des Verriege­ lungsmechanismus in der die Verriegelung freige­ benden Position.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung ist in der Zeichnung mit der Bezugszif­ fer 10 gekennzeichnet und enthält einen Wasserprobeneh­ mer der Kemmerer-Art mit einem zylindrischen, rohrför­ migen Probenehmergehäuse 12, das an beiden Enden offen ist. Ein hohler Verbindungsstab 14 reicht durch das Ge­ häuse 12 hindurch und ist gleitbeweglich von einem Paar querverlaufender Führungen 16 gehaltert, die am Inneren des Gehäuses 12 befestigt sind. Der Stab 14 ist deut­ lich länger als das Gehäuse 12 und an seinem unteren Ende an einem unteren Verschlußelement 18 befestigt, das ein stumpfkonisches Absperrorgan 20 enthält, das aus zwischen Metallplatten 22 und 24 eingefügtem Gummi oder gummiartigem Material gebildet wird. Das untere Ende des Stabs 14 ist mit einem Gewinde versehen und erstreckt sich durch miteinander fluchtende, mit einem Gewinde versehene Öffnungen der Platten 22 und 24 und ist diesen gegenüber durch eine Arretierhülse 26 befe­ stigt, die auf dem Stab fest gegen die Bodenplatte 24 aufgeschraubt ist. Eine Auslaßöffnung 27 herkömmlicher Bauart ist gleichfalls in dem Abschlußteil 18 vorgese­ hen, und zwar zu dem Zweck, den Inhalt des Gehäuses 12 ablassen zu können, wenn dies gewünscht wird.

Ein Probenehmer enthält weiterhin ein oberes Verschluß­ element 28 mit einem stumpfkonischen Absperrorgan 30, das aus zwischen Metallplatten 32 und 34 liegendem Gummi oder gummiartigem Material gebildet wird. Das Ab­ sperrorgan und die Platten sind mit einem fluchtenden Bohrloch 36 versehen, in dem eine Hülse 38 angeordnet ist, die an ihren entgegengesetzten Enden an den Plat­ ten 32 bzw. 34 befestigt ist. Die Hülse 38 nimmt den Verbindungsstab 14 gleitbeweglich auf.

Das obere Ende des Verbindungsstabs 14 ist mit einem vergrößerten Verriegelungsteil 40 versehen, das einen größeren Durchmesser aufweist als die Hülse 38 und oberhalb des oberen Endes der Hülse 38 des oberen Ver­ schlußelements 28 angeordnet ist, um auf diese Weise eine Bewegung des Verschlußelements 28 über das obere Ende des Stabes 14 hinaus zu verhindern. Das obere Ver­ schlußelement 28 kann jedoch in der entgegengesetzten Richtung längs des Stabes in Richtung auf das entgegen­ gesetzte, d. h. das untere Verschlußelement 18 gleiten. Von der Unterseite der unteren Platte 34 hängen Halteö­ sen herab, von denen wiederum ein Paar von Endlos-Hal­ tekabeln 44 herabhängen, deren untere Abschnitte um die obere Führung 16 geschlungen sind. Die Kabel 44 begren­ zen die Bewegung des oberen Verschlußelements 28 in einer vom angrenzenden Ende des Gehäuses 12 wegweisen­ den Richtung, gestatten jedoch eine Bewegung des Ver­ schlußelements 28 in Richtung auf das Gehäuse, so daß das Verschlußelement im angrenzenden oder oberen Ende des Gehäuses einen Paßsitz einnehmen und dieses Ende abdichten kann.

Die bislang beschriebene Vorrichtung ist ein herkömmli­ cher Kemmerer-Wasserprobenehmer und bildet an sich kei­ nen Teil der Erfindung, allerdings abgesehen von der Art und Weise, in der er mit anderen Bauteilen der nachfolgend zu beschreibenden Vorrichtung zusammen­ wirkt.

Ein erfindungsgemäßer Verriegelungsmechanismus ist mit der Bezugsziffer 46 gekennzeichnet und enthält ein Paar von segmentförmigen Verschlußplatten 48 und 50, die auf der oberen Platte 32 für lineare, seitlich hin- und herschwingende Bewegungen in Richtung aufeinander zu und voneinander weg befestigt sind. Die Verschlußplat­ ten 48 und 50 ähneln den entsprechenden Teilen der im oben genannten Patent erwähnten Konstruktion und sind mittels mit Köpfen versehenen Schrauben 52 befestigt, die von der Platte 32 in diametral entgegengesetzten Positionen getragen werden, wobei die Köpfe der Schrau­ ben über die Ebene der Verschlußplatten 48 und 50 hin­ ausragen, so daß letztere zwischen der Platte 14 und den Köpfen der Schrauben angeordnet werden können. Füh­ rungszapfen 54 (Fig. 3) stehen vom Boden der Verschluß­ platten ab und sind in Radialschlitzen 55 der oberen Platte 32 untergebracht, um die Verschlußplatten linear aufeinander zu und voneinander weg zu bewegen.

Die Verschlußplatten 48 und 50 haben einander gegen­ überliegende Kanten 56 bzw. 58, die aneinander anliegen können. Damit die Kanten aneinander anliegen können, sind sie an ihren gegenüberliegenden Enden mit halb­ kreisförmigen Aussparungen 60 und 62 zur Aufnahme des Schaftes der Schrauben 52 und 54 versehen. Die einander gegenüberliegenden Kanten 56 und 58 der Verschlußplat­ ten sind ferner mit Aussparungen 64 und 66 versehen, um so eine Öffnung ausreichender Größe zur Aufnahme der Vergrößerung 40 am Stab 14 zu schaffen, wenn die einan­ der gegenüberliegenden Kanten 56 und 58 aneinander an­ liegen.

Die Verschlußplatten 48 und 50 sind mit einer ringför­ migen Umfangsnut 68 versehen, in der eine Untermaß-End­ losfeder 70 angeordnet ist, um die Verschlußplatten ständig aufeinanderzuzudrücken.

Ein Paar von seitlich einander abgewandten ohrenartigen Ansätzen 72 und 74 sind an ihren unteren Enden an den Verschlußplatten 48 bzw. 50 befestigt und erstrecken sich von dort nach oben bis hin zu ihren freien Enden. Eine an die Ansätze 72 und 74 weitergegebene Bewegung führt zu einer entsprechenden Bewegung der damit zusam­ menhängenden Verschlußplatten 48 und 50. Die Ansätze 72 und 74 weisen innere Wandflächen 76 bzw. 78 auf, die nach oben aufeinander zu konvergieren und eine stumpf­ konische Einschnapp-Tasche zwischen den Ansätzen bil­ den, wobei die Tasche eine verengte Öffnung 81 an ihrem oberem oder freien Ende aufweist.

Ein Ende einer kombinierten Verriegelungs- und Löselei­ tung bzw. eines entsprechenden Kabels 82 erstreckt sich durch den hohlen Verbindungsstab und ist an seinem un­ teren Ende mit einem Knoten 84 oder einer anderen Ver­ größerung unterhalb der unteren Metallplatte 24 verse­ hen, die verhindert, daß die Leitung durch den Stab zu­ rückrutschen kann, wodurch die Leitung 82 den gesamten Probenehmer trägt. Die Leitung 82 erstreckt sich durch ein stumpfkonisches Verriegelungs-Betätigungselement 86 oberhalb des oberen Endes des Verbindungsstabes 14. Das Betätigungselement 86 enthält einen Hohlkörper bzw. einen Stopfen 88 mit einer Seitenwand 90, die sich ver­ jüngt, um mit der Verjüngung der inneren Wände 76 und 78 der Ansätze 72 und 74 zusammenzupassen. Der Stopfen ist lösbar innerhalb der Einschnapp-Tasche 80 gefangen, wenn die Verschlußplatten 48 und 50 mit dem Verriege­ lungsteil 40 in Eingriff kommen (vgl. Fig. 1). Der Stop­ fen 88 ist an seinem unteren Ende offen und verjüngt sich nach oben zu einer Abschlußwand 92 an seinem obe­ ren Ende, die eine Öffnung 94 aufweist, durch die die Löseleitung 82 sich erstreckt. Die Leitung 82 ist mit dem Stopfen 88 über einen Knoten 96 oder einer anderen innerhalb des Stopfen 88 angeordneten Vergrößerung ver­ bunden, die so groß sein muß, daß sie nicht durch die Öffnung 94 hindurchpaßt. Wie gleichfalls in Fig. 1 dar­ gestellt, hängt die Leitung 82 schlaff zwischen den oberen und unteren Knoten 96 und 84. Der Durchhang der Leitung ist so groß, daß der Stopfen 88 über die Lei­ tung 82 aus der Tasche 88 zurückgezogen werden kann.

Um die Vorrichtung einsatzbereit zu machen, wird der Verriegelungsteil 40 am oberen Ende des Stabs 14 in die Aussparungen 64 und 66 zwischen den Platten 48 und 50 eingepaßt und der Betätigungsstopfen 88 schnappt in die Tasche 80 ein, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, um eine Halterung für das obere Verschlußelement 28 zu bilden.

Wenn das Verschlußelement 28 vom Verriegelungsteil 40 gehaltert ist, kann der gesamte Probenehmer von der Leitung 82 über den Eingriff des Knotens 96 mit der in­ neren Fläche des Abschlußwand 92 des Lösestopfens 88 aufgehängt werden. Das Gewicht der Vorrichtung genügt nicht, um den Stopfen 88 aus der Tasche 80 zu ziehen. Das Gehäuse 12 wird mit Hilfe der Halterungskabel 44 in einer bestimmten Entfernung unterhalb des oberen Ver­ schlußelements 28 gehaltert und das untere Verschluß­ element 18 wird von dem Verbindungsstab 14 in einer be­ stimmten Entfernung unterhalb des unteren Endes des Ge­ häuses 12 gehaltert. In dieser Relativposition der Ele­ mente zueinander sind beide Enden des Probenehmergehäu­ ses 12 geöffnet und der Probenehmer kann in jede denk­ bare Tiefe einer Wassermenge eingetaucht werden.

Wenn der Probenehmer auf eine gewünschte Tiefe abge­ senkt wurde, kann das Gehäuse 12 durch Ziehen der Lei­ tung 82 in Richtung des Pfeiles T (Fig. 3) geschlossen werden, um auf diese Weise eine starke Zugkraft auf den Betätigungsstopfen 88 einwirken zu lassen, und zwar mit dem Ziel, den Stopfen 88 aus der Tasche 80 zu ziehen, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Der Stopfen 88 ist gegenüber der Tasche von einer derartigen Relativgröße, daß, wenn der Stopfen aus der Tasche gezogen wird, die Ansätze 72 und 74 und damit die Verschlußplatten 48 und 50 entgegen der Kraft der Feder 70 voneinander wegge­ drückt werden, wodurch sich die in den Aussparungen 64 und 66 ausgebildete Öffnung vergrößert, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn der Durchmesser dieser Öff­ nung wenigstens dem des Verriegelungsteils 40 ent­ spricht, bewirkt das Gewicht des oberen Verschlußele­ ments 28, daß dieses in Richtung auf das obere Ende des Probenehmergehäuses 12 fällt. Wenn das Verschlußelement 28 fällt, wird auch das Gehäuse 12 in Richtung auf das Verschlußelement 18 fallen, und zwar bis das Verschluß­ element 18 im unteren Ende des Gehäuses 12 einen Paß­ sitz einnimmt. Sobald das Verschlußelement 18 im Paß­ sitz ist, nimmt das Verschlußelement 28 im oberen Ende des Gehäuses einen Paßsitz ein (Fig. 2), wodurch beide Enden des Probenehmergehäuses 12 abgedichtet werden. Der Probenehmer kann dann mit Hilfe der Leitung 82 ein­ geholt werden.

Ein besonderer Vorzug der Erfindung liegt darin- daß die Leitung 82 nicht vertikal verlaufen muß, um das Herausziehen des Betätigungsstopfens 88 und das Abdich­ ten beider Enden des Probenehmers zu ermöglichen. Folg­ lich kann der Probenehmer von einer Kaimauer, einem Damm eines Flusses oder von einem Boot aus schräg in ein Gewässer geworfen werden. Darüber hinaus kann der Probenehmer in Gewässern mit starker Strömung verwendet werden, die auf das Gewässer so einwirken, daß die Lei­ tung 82 eine gegenüber der Vertikalen geneigte Position einnimmt.

Claims (12)

1. Wasserprobenehmer, enthaltend

• - ein hohles rohrförmiges Gehäuse (12), das an seinen einander gegenüberliegenden Enden offen ist und in eine Wassermenge eingesenkt werden kann;
• - ein erstes Verschlußelement (28) für ein Ende des Gehäuses;
• - ein zweites Verschlußelement (18) für das gegen­ überliegende Ende des Gehäuses;
• - einen Verbindungsstab (14), der an den Ver­ schlußelementen befestigt ist und sich durch das Gehäuse und das erste Verschlußelement er­ streckt;
• - ein Verriegelungsteil (40), das zwischen dem Verbindungsstab und dem ersten Verschlußelement wirkt, und zwar zur lösbaren Verriegelung des ersten Verschlußelements in einer ersten Posi­ tion am Verbindungsstab, indem beide Verschluße­ lemente mit Abstand gegenüber den jeweiligen En­ den des Gehäuses angeordnet sind, um auf diese Weise das Gehäuse an seinen beiden Enden offen zu halten;
• - und ein Verriegelungsbetätigungselement (86) zum Lösen des Verriegelungselements,

gekennzeichnet durch

• - eine Betätigungseinrichtung (81), die in Abhän­ gigkeit von der Einwirkung einer Zugkraft auf das Betätigungselement in einer vom Gehäuse ab­ gewandten Richtung betätigbar ist, um das Ver­ riegelungselement zu lösen und um zu ermögli­ chen, daß die Verschlußelemente die einander ab­ gewandten Enden des Gehäuses abdichten,
• - und durch Einrichtungen (82) zum Anlegen einer Zugkraft in Richtung auf die Betätigungseinrich­ tung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft unabhängig von der Position des rohr­ förmigen Gehäuses im Gewässer an die Betätigungsein­ richtung angelegt werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung ein Paar von Ver­ schlußplatten enthält, die auf dem ersten Verschluß­ element befestigt sind und relativ zueinander in seitlicher Richtung aus der Eingriffsstellung mit der Verriegelungseinrichtung beweglich sind, und zwar in Abhängigkeit von der Bewegung der Betäti­ gungseinrichtung in dieser Richtung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, enthaltend elastische Einrichtungen (70), die die Verriegelungseinrichtung in eine Verriegelungsstellung gegenüber dem Verbin­ dungsstab vorspannen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung eine Einschnapp-Ta­ sche (80) enthält, in der die Betätigungseinrichtung lösbar angeordnet ist, wobei die Betätigungseinrich­ tung so gestaltet ist, daß das Anlegen einer Zug­ kraft an die Betätigungseinrichtung eine Bewegung dieser Betätigungseinrichtung in Richtung aus der Tasche heraus bewirkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche in Richtung auf eine verengte Öffnung (81) hin verjüngt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung einen Stopfen (88) enthält, der komplementär zur Tasche verjüngt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Stopfen als auch die Tasche stumpf konisch sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anlegen einer Zugkraft an die Betätigungseinrichtung eine Löseleitung (82) enthält, und daß der Stopfen eine Öffnung (94) auf­ weist, durch die die Löseleitung sich erstreckt, wo­ bei die Löseleitung eine erste Vergrößerung (96) zwischen dem Stopfen und dein einen Ende des Verbin­ dungsstabs aufweist und diese Vergrößerung so groß ist, daß sie nicht durch die Öffnung paßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Löseleitung von der Vergrößerung durch miteinander fluchtende Öffnungen im Verbindungsstab und dem anderen der Verschlußelemente bis hin zu ei­ nem freien Ende erstreckt, wobei das freie Ende eine zweite Vergrößerung (84) aufweist, das gegenüber der ersten Vergrößerung mit Abstand angeordnet und so groß ist, daß es nicht durch die Öffnung des anderen Verschlußelements gelangen kann.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß der Verbindungsstab eine feststehende Länge aufweist und der Abstand zwischen den Vergrößerungen großer ist als die Länge des Verbindungsstabs.