RU2239688C1 - Device for skimming substance from liquid surface - Google Patents

Abstract

FIELD: fish husbandry.

SUBSTANCE: invention relates to devices for analyzing surface layer of liquid, particularly, to devices for collecting substances from liquid surface at low concentration of such substances. Device can be used to determine presence of fish of definite species by their excretions. Proposed device has conical vessel lowered by wider part into liquid and covered from bottom with gauze and changing in upper narrowing part into cylinder into which removable capillary tube is inserted. With device lowered into liquid to be tested, surface layer of liquid concentrates, in upper narrowing part of conical vessel and gets into capillary tube. Said tube, after filling up, is taken out, and its content is analyzed. Device can be made with changeable position of capillary tube in vertical, making it possible to reveal presence of definite substances in liquid at a distance from its surface.

EFFECT: facilitated collecting and analyzing of substances.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для сбора с целью последующего физико-химического анализа жидких веществ липидного характера (типа жиров, масел, бензина и т.п., а также соединений, имеющих высокий коэффициент распределения масло-жидкость), находящихся на поверхности жидкости (например, воды) в сверхмалых дозах (около 1 мкл на поверхности 500 см²). Устройство может служить, например, для оценки наличия в данном водном ареале источников загрязнений или нахождения определенных живых организмов. Суть проблемы заключается в том, что нерастворимые (или малорастворимые) в жидкости (воде) информативные вещества (липидного характера) могут находиться только в тонких слоях на поверхности жидкости и при обычных объемных методах отбора проб для анализа в пробе находятся в количествах, на порядок менее пороговых для принятых методов анализа. Предлагаемые устройство и способ сбора этих веществ с больших поверхностей с переводом целевых веществ в приемлемые объемы (порядка мкл) позволяют увеличить их количество на многие порядки.The invention relates to a collection device for the purpose of subsequent physico-chemical analysis of liquid substances of a lipid nature (such as fats, oils, gasoline, etc., as well as compounds having a high oil-liquid distribution coefficient) located on the surface of a liquid (e.g. water) in ultra-low doses (about 1 μl on the surface of 500 cm ² ). The device can serve, for example, to assess the presence of pollution sources or the presence of certain living organisms in a given water area. The essence of the problem lies in the fact that informative substances (lipidic) that are insoluble (or sparingly soluble) in a liquid (water) can be found only in thin layers on the surface of a liquid, and with conventional bulk sampling methods for analysis in a sample, there are quantities that are an order of magnitude less threshold for accepted methods of analysis. The proposed device and method for collecting these substances from large surfaces with the transfer of the target substances into acceptable volumes (of the order of μl) can increase their number by many orders of magnitude.

Известно устройство для вывода плавающих на поверхности воды масел (JP 3023455, 02.11.1990). Устройство выполнено в виде сосуда с ручкой, которое погружается в воду так, что поверхностный слой воды сливается в емкость. Жидкость из емкости отсасывается насосом. Недостаток устройства заключается в том, что в нем плохо регулируются концентрация и количество исследуемого вещества в сливаемой в сосуд жидкости (вместе с поверхностным слоем в сосуд попадает много основной жидкости). В результате дальнейший анализ или затруднен, или становится невозможным. Кроме того, необходимость использования насоса значительно усложняет конструкцию и затрудняет эксплуатацию устройства в нестационарных условиях.A device is known for outputting oils floating on a water surface (JP 3023455, 02/02/1990). The device is made in the form of a vessel with a handle, which is immersed in water so that the surface layer of water merges into a container. The liquid from the tank is aspirated by the pump. The disadvantage of this device is that the concentration and amount of the test substance in the liquid drained into the vessel are poorly regulated (together with the surface layer, a lot of the main liquid enters the vessel). As a result, further analysis is either difficult or impossible. In addition, the need to use a pump significantly complicates the design and complicates the operation of the device in non-stationary conditions.

Известно также устройство для снятия жира с поверхности кипящей жидкости (US 2575768 А, 1951). Устройство выполнено в виде конуса, который своей широкой частью опускается в жидкость. По мере погружения поверхностный слой концентрируется в сужающейся части конуса, а в заключительной части процесса он попадает в вертикальный цилиндр. Из последнего концентрированный поверхностный слой отбирается в подходящий сосуд. Недостаток устройства заключается в том, что отбор собранной жидкости из цилиндра для анализа неудобен, а концентрация поверхностного слоя в цилиндре недостаточна для точного анализа, особенно при малых количествах искомого вещества на поверхности исследуемой жидкости. Кроме того, в нижней части конуса отсутствует сетка для предотвращения попадания твердых частиц в конус.A device is also known for removing fat from the surface of a boiling liquid (US 2575768 A, 1951). The device is made in the form of a cone, which with its wide part falls into the liquid. As it dives, the surface layer concentrates in the tapering part of the cone, and in the final part of the process it enters the vertical cylinder. From the latter, a concentrated surface layer is taken into a suitable vessel. The disadvantage of this device is that the selection of the collected fluid from the cylinder for analysis is inconvenient, and the concentration of the surface layer in the cylinder is insufficient for accurate analysis, especially with small amounts of the desired substance on the surface of the test fluid. In addition, there is no mesh at the bottom of the cone to prevent solid particles from entering the cone.

Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства является кухонный прибор для снятия жира с бульона (US 5526737, 18.06.1995). Этот прибор выполнен в виде конуса, нижней широкой частью прикрепленного к цилиндру с ручкой и составляющего с цилиндром единое целое (причем конус расположен внутри этого цилиндра). При погружении прибора с помощью ручки в жидкость (бульон) жир концентрируется в верхней, сужающейся части конуса, а затем по мере погружения начинает выливаться в цилиндрическую часть. Недостаток устройства заключается в слабой концентрации исследуемого вещества в конечном продукте (при малом его количестве в поверхностном слое), что связано с достаточно большим отверстием в верхней части конуса. Последнее же объясняется необходимостью удаления жира самотеком через это отверстие из конусной части в цилиндрическую. Другой недостаток устройства заключается в неудобстве отбора собранного поверхностного слоя для анализа.The closest analogue of the proposed device is a kitchen appliance for removing fat from the broth (US 5526737, 06/18/1995). This device is made in the form of a cone, the lower wide part of which is attached to the cylinder with a handle and constitutes a single whole with the cylinder (moreover, the cone is located inside this cylinder). When the device is immersed with a pen in a liquid (broth), fat is concentrated in the upper, tapering part of the cone, and then, as it is immersed, it begins to pour into the cylindrical part. The disadvantage of this device is the low concentration of the test substance in the final product (with a small amount in the surface layer), which is associated with a sufficiently large hole in the upper part of the cone. The latter is explained by the need to remove fat by gravity through this hole from the cone to the cylindrical. Another disadvantage of the device is the inconvenience of selecting the assembled surface layer for analysis.

Предложенное устройство свободно от указанных недостатков. Сущность его заключается в том, что оно выполнено в виде конуса, верхняя часть которого заканчивается цилиндром, составляющим единое целое с конусообразной частью и являющийся ее продолжением, а в этот цилиндр вставлена капиллярная, сменная трубка. При погружении устройства в исследуемую жидкость широкой частью конуса поверхностный слой концентрируется в верхней, сужающейся части и попадает в капиллярную трубку. После заполнения последней жидкость из капиллярной трубки может быть удалена (путем выемки этой капиллярной трубки из цилиндрической части и ее, например, продувки) и подвергнута анализу.The proposed device is free from these disadvantages. Its essence lies in the fact that it is made in the form of a cone, the upper part of which ends with a cylinder, which is integral with the conical part and is its continuation, and a capillary, replaceable tube is inserted into this cylinder. When the device is immersed in the test liquid with a wide part of the cone, the surface layer is concentrated in the upper, tapering part and enters the capillary tube. After filling the latter, the liquid from the capillary tube can be removed (by removing this capillary tube from the cylindrical part and, for example, purging it) and analyzed.

Предложен и второй вариант конструкции верхней части устройства с капиллярной трубкой. Увеличение количества (концентрации) инородного вещества из поверхностного слоя определяется в капиллярной трубке соотношением площадей К=S₁/S₂, где S₁ - площадь круга (основания) широкой, нижней части конуса, а S₂ - площадь поперечного сечения капиллярного отверстия. Например, если диаметр нижней части конуса 500 мм, а диаметр капилляра 0,1 мм, то К=25000000. Это означает, что количество исследуемого поверхностного вещества при прочих равных условиях увеличилось в капиллярной трубке в 25000000 раз.A second design variant of the upper part of the device with a capillary tube is also proposed. The increase in the amount (concentration) of foreign matter from the surface layer is determined in the capillary tube by the ratio of the areas K = S ₁ / S ₂ , where S ₁ is the area of the circle (base) of the wide, lower part of the cone, and S ₂ is the cross-sectional area of the capillary hole. For example, if the diameter of the lower part of the cone is 500 mm, and the diameter of the capillary is 0.1 mm, then K = 25000000. This means that the amount of the studied surface substance, ceteris paribus, increased in the capillary tube by 25000000 times.

Перечень фигур чертежейList of drawings

Фиг.1. Устройство для сбора веществ с поверхности жидкости с капиллярной снимаемой трубкой (поперечный разрез).Figure 1. A device for collecting substances from the surface of a liquid with a capillary removable tube (cross section).

Фиг.2. Устройство для сбора веществ с поверхности жидкое с регулируемым положением капиллярной трубки.Figure 2. A device for collecting substances from a liquid surface with an adjustable position of the capillary tube.

На фиг.1 показан эскизный разрез устройства с капиллярной снимаемой трубкой. Конусная часть устройства 1 прикрыта снизу сеткой 2 для предохранения oт попадания внутрь твердых плавающих частиц. Конус устройства 1 в верхней части переходит в цилиндр 3, в который вставлена плотно прилегающая капиллярная трубка 4. Нижний конец капиллярной трубки 4 в данном варианте устройства совпадает с нижней кромкой цилиндра 3 (или выше его). Но мере погружения конуса 1 в исследуемую жидкость инородные вещества (например, жир, масла или определенные выделения рыб), плавающие на поверхности, концентрируются внутри конуса и в конечной стадии попадают в капиллярную трубку 4. Трубка 4 после заполнения снимается, а вещество, находящееся в ней, может быть легко извлечено, например, продувкой или приложением к нижней части гигроскопического материала для дальнейшего анализа.Figure 1 shows a preliminary section of a device with a capillary removable tube. The conical part of the device 1 is covered from below by a net 2 to prevent solid floating particles from getting inside. The cone of the device 1 in the upper part passes into the cylinder 3, into which a tightly fitting capillary tube 4 is inserted. The lower end of the capillary tube 4 in this embodiment of the device coincides with the lower edge of the cylinder 3 (or above it). But as the cone 1 is immersed in the liquid under study, foreign substances (for example, fat, oils, or certain fish secretions) floating on the surface are concentrated inside the cone and end up in the capillary tube 4. The tube 4 is removed after filling, and the substance in it can be easily removed, for example, by blowing or by applying to the bottom of the absorbent material for further analysis.

Другой вариант устройства показан на фиг.2. Здесь капиллярная трубка 5 имеет на своей внешней поверхности метки 7. Устанавливая фиксирующее кольцо 6 (например, из резины) на определенной метке, тем самым можно регулировать расположение нижней части трубки 5 относительно нижней кромки конуса 3. Этим создается возможность анализировать не только поверхностный слой жидкости, но и жидкости на некотором расстоянии от поверхности. При погружении конуса нижнее отверстие капиллярной трубки может закрываться пробкой, а при достижении необходимой глубины пробка удаляется (на фиг.2 пробка не показана).Another embodiment of the device is shown in FIG. Here, the capillary tube 5 has marks 7 on its outer surface. By installing a retaining ring 6 (for example, made of rubber) on a certain mark, it is possible to control the location of the lower part of the tube 5 relative to the lower edge of the cone 3. This makes it possible to analyze not only the surface layer of liquid but also liquids at some distance from the surface. When the cone is immersed, the lower hole of the capillary tube can be closed by a stopper, and when the required depth is reached, the stopper is removed (the stopper is not shown in Fig. 2).

Claims (2)

1. Устройство для сбора веществ типа масел с поверхности жидкости, содержащее конусный сосуд, нижней, широкой частью опускаемый в жидкость и прикрытый снизу сеткой, а в верхней, сужающейся части переходящий в цилиндр, отличающееся тем, что в цилиндр вставлена снимаемая капиллярная трубка.1. A device for collecting substances such as oils from the surface of the liquid, containing a conical vessel, lower, partly lowered into the liquid and covered from below by a net, and in the upper, tapering part, passing into the cylinder, characterized in that a removable capillary tube is inserted into the cylinder. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что капиллярная трубка имеет снаружи нанесенные по ее длине метки и на нее надевается перемещаемое кольцо, например, из резины.2. The device according to claim 1, characterized in that the capillary tube has outside marks applied along its length and a movable ring is put on it, for example, from rubber.

Images