Устройство для извлечения воды из образцов

(51) 01 3/10 (2006.01) 21 9/08 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ которого выполнен из полиметилметакрилата,пропускающего солнечные лучи на 360 вокруг его вертикальной оси, что позволяет создавать в его объеме температуру, вызывающую термодесорбцию воды в отобранной пробе. Устройство содержит контейнер, состоящий из корпуса с крышкой, на которую посредством уплотнителя герметично устанавливается холодильник конусообразной формы. Внутри корпуса контейнера устанавливается емкость для пробы и на специальном держателе - приемная емкость для сконденсированной воды. Герметичное исполнение устройства исключает потери воды, а конусообразный холодильник,размещенный в верхней части устройства,конденсирует пары воды, которая сливается в приемное устройство,расположенное непосредственно под холодильником.(72) Лукашенко Сергей Николаевич Ларионова Наталья Владимировна Зарембо Виктор Петрович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Национальный ядерный центр Республики Казахстан Комитета по атомной энергии Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВОДЫ ИЗ ОБРАЗЦОВ(57) Устройство относится к оборудованию полевых лабораторий и может быть использовано для извлечения воды из отобранных образцов почвы, растений, молока и подобных объектов. Техническим результатом изобретения является получение легкого переносного устройства, корпус Изобретение относится к оборудованию полевых лабораторий и может быть использовано для извлечения воды из отобранных образцов почвы,растений, молока и подобных объектов для последующего проведения анализа. В практике лабораторного анализа для извлечения воды из жидких и твердых веществ, в том числе и растительного происхождения, обычно используются устройства с искусственным подводом тепла к емкости,содержащей исследуемый образец. Известно устройство установка одноступенчатая дистилляционная (В.В.Портнов. Ректификационные и дистилляционные установки. Учебное пособие. Воронеж 2009. с.26). Установка состоит из емкости с внешним подводом тепла, в которую загружается исходная смесь,холодильника, где испаряемый в емкости компонент разделяемой смеси конденсируется из паровой фазы в жидкую фазу и затем поступает в приемную емкость. Недостатками такого устройства являются наличие отдельного холодильника, в котором неизбежны потери конденсируемого компонента на проскок, и то, что в процессе дистилляции к нему необходим искусственный подвод тепла на испарение компонента смеси и компенсации потерь тепла. Недостатком устройства является также его блочное исполнение испарительная емкость холодильник - приемная емкость. Известно устройство - аппарат перегонный(Патент РФ 2076762, МПК 01 1/22, опубл. 10.04.1997), который пригоден в частности для перегонки морской воды в пресную воду. Аппарат содержит множество плоских оболочкообразных элементов, выполненных из тонкого пленочного материала, такого, как термопластичная пленка, и расположенных один рядом с другим, при этом элементы работают как теплообменники между испаряющейся жидкостью,текущей вдоль наружных поверхностей элементов,и конденсирующимся паром, направляемым внутрь элементов. Каждый оболочкообразный элемент внутри разделен на параллельные паровые каналы,проходящие вертикально от одного конца элемента до другого. Элементы нагревают морскую воду и е пары конденсируются на встроенном в аппарате холодильнике в пресную воду,которая накапливается в приемной емкости. Недостатками такого аппарата являются применение сложных устройств - компрессора,генератора пара, использования конструктивно сложных теплообменных элементов и принудительный подвод тепла. Наиболее близким техническим решением,взятым нами в качестве прототипа, является установка для термовакуумной десорбции воды(Патент РФ 2118905, МПК МПК 01 3/10, 21 9/08, опубл. 20.09.1998), состоящая из сосуда с анализируемой пробой, нагревателя пробы, двух ловушек для воды, двух холодильников для ловушек,вакуумного насоса,вакуумной магистрали, соединяющей сосуд с пробой с ловушкой и вакуумным насосом. Согласно изобретению проба нагревается в сосуде с помощью нагревателя до заданного значения, определяемого по давлению парогазовой смеси мановакуумметром, ловушки охлаждаются при помощи холодильников, после чего запускается вакуумный насос. Образовавшаяся парогазовая смесь охлаждается, вода конденсируется на стенках ловушки и замерзает. В случае интенсивного разогрева пробы количество парогазовой смеси,поступающей в ловушку, увеличивается. В этом случае полная конденсация воды проходит во второй ловушке с собственным холодильником. Недостатками такого устройства является необходимость искусственного подогрева пробы,сложность, выражающаяся в использовании двух ступеней конденсации и применении точных контрольно-измерительных устройств(мановакуумметров). Недостатком является также стационарное исполнение устройства, что делает невозможным использование его в полевых условиях. В связи с этим была поставлена задача разработать простое мобильное устройство для извлечения свободной воды из почвы,растительности и т.п. не требующее искусственного подвода энергии извне, исключающее потери десорбированной воды на холодильнике,исключающее применение вакуума и использование высокоточной контрольно-измерительной аппаратуры. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и принципа работы устройства. Технический результат достигается тем, что устройство содержит контейнер с крышкой, на которую посредством уплотнителя герметично устанавливается холодильник конусообразной формы. Внутри контейнера устанавливается емкость для пробы и на специальном держателе приемная емкость для сконденсированной воды. Контейнер выполнен из полимерного материала полиметилметакрилата, пропускающего солнечные лучи в широком диапазоне длин волн на 360 вокруг его вертикальной оси, что позволяет создавать в его объеме температуру, вызывающую термодесорбцию воды в отобранной пробе. Герметичное исполнение устройства исключает потери воды,а конусообразный холодильник, размещенный вверху устройства, конденсирует пары воды, которая сливается в приемное устройство, расположенное непосредственно под холодильником. Конденсация паров влаги, испаряемой из пробы, осуществляется на внутренней поверхности конусообразного холодильника, с открытой наружной поверхности которого непрерывно испаряется вода, понижая температуру холодильника относительно окружающей среды внутри устройства. Устройство иллюстрируется чертежами,представленными на фиг.1, 2 и 3. На фиг.1 показано устройство в сборе. На фиг.2 изображена верхняя крышка устройства со встроенным в нее конусообразным холодильником. На фиг.3 устройство в работе с загруженной в него пробой. Устройство (фиг.1) состоит из контейнера 1,крышки 2, конусообразного холодильника 3,держателя для приемной емкости 4, приемной емкости 5, емкости для пробы 6 и уплотнителя 7. Устройство работает следующим образом. Внутрь контейнера 1 устанавливается емкость 6(например, кювета или кристаллизатор) с отобранной пробой, выполненная из прозрачного материала. Крышка 2 со встроенным в нее конусообразным холодильником 3 закрепляется в верхней части контейнера 1 по направляющим и при помощи уплотнителя 7 герметично соединяется с ним болтовым соединениям. Над емкостью 6 на держателе 4 устанавливается приемная емкость 5 для сконденсированной жидкости. Собранное устройство устанавливается на хорошо освещаемой солнцем площадке. В конусообразный холодильник заливается вода и добавляется по мере ее испарения. По мере заполнения приемной емкости десорбированной водой, устройство открывается и из него извлекается полученная вода. Устройство является предельно простым, легко переносится, применимо в полевых условиях. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для извлечения воды из образцов,состоящее из емкости для пробы, нагреватель пробы,приемной емкости,холодильника,отличающееся тем, что нагреватель пробы выполнен в виде контейнера, содержащего корпус и крышку с отверстием по центру, емкость для пробы и приемная емкость помещены внутрь контейнера,корпус контейнера выполнен из полиметилметакрилата, холодильник выполнен конической формы и герметично установлен по центру крышки сосуда.