Трубчастий дночерпак для відбору проб зообентосу

6 GO ///2 МПК АОIK 61/00 ТРУБЧАСТИЙ ДНОЧЕРПАК ДЯЯ ВІДБОРУ ПРОБ ЗООБЕНТОСУ . Винахіц відноситься до області рибництва і може бути застосований для промислово-наукових досліджень кормової бази риб у водо сховищах. Відомий трубчастий дночерпак / Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов // Академия наук СССР,-М.*;Наука» 1975.-G.159160, рис.І./, що складається із несучої рами, циліндра, гвинта, кришки, штанги і поршня. Несуча рама виконана із двох металевих пластин, між якими у верхній частині закріплена гайка . До нижньої частини несучої рами, на осях з можливістю поворота відносно гори зонтальної осі, закріплений циліндр. Осі циліндра встановлені у накладках, які закріплені до бокової поверхні циліндра» У наклац ках циліндра закріплені також нарізеві шпильки з гайками - баранцями. Шпильки циліндра взаємодіють з відкритими пазами , які виконані у пластинах несучої рами. Гвинт дночерпака розташований у гайці несучої рами. Один кінець гвинта встановлений і закріплений за до помогою штифтів у патроні / у втулці /, який закріплений до верхньої поверхні кришки. На нижній поверхні кришки встановлений ущільнювач , взаємодіючий при закритті кришки з верхнім торцем циліндра . До другого кінця гвинта закріплена за допомогою болта штанга . При взятті проби донного грунту несуча рама і циліндр розта шовані уздовж вертикальної осі. При цьому шпильки циліндра розта шовані у відкритих пазах пластин несучої рами, а сам циліндр у такому положенні зафіксований гайками-баранцями. Після взяття проби циліндр повертають на осях, попередньо розфіпсувавши циліндр за до помогою гайок-баранців. При цьому шпильки циліндра виходять з пазів пластин несучої рами і за допомогою поршня взятий грунт / пробу / виштовхують з порожнини циліндра. 2, Відомим дночерпаком можна брати проби тільки литі монолітного грун ту. Проводити забір проб на намуло-пісчаних грунтах водоймищ вка заним дночерпаком неможливо, тому що при піднятті його з води взята проба намуло-пісчаного грунту самочинно випадає із внутрішньої порожнини циліндра, Цим самим знижується надійність роботи відомо го пристрою. Крім цього, відомий дночєрпак має відносно малу плоо щину захвата донного грунту, яка складає 1/250 м , що знижує точність визначення кількості організмів у структурі донних відкла день. Ознаками, спільними з аналогом, є наявність: - несучої рами з нарізснюга втулкою; - циліндра забору проби, закріпленого до несучої рами; - кришки з ущільнювачем; - гвинта, встановленого у нарізку втулку, зв'язаного з кришкою; - штанги, закріпленої до верхнього кінця гвинта; - поршняо Однак, не забезпечує відібрання проб донних грунтів різної структури, не забезпечує точність визначення кількості організмів у пробі, отже не одержуємо очікуваного технічного результату . Найбільш близьким по технічній суті і досягнутому результату є • трубчастий дночєрпак для відбору проб мікрофітобентосу / Сборник научных трудов АН Украинской ССР,- Институт гидробиологии. -К,; Наукова думка, 1988,- C.U4-II6, рис.А,Б,В./, прийнятий за прототип. Відомий дночерпа'к складається з несучої рами , набору змінних трубок / циліндрів/, поршня, штанги з закріпленим до неї гумовим клапаном /кришки/« Змінний циліндр на одному кінці має різьбу , а на протилежному- наконечник- насадку, виготовлену у вигляді втулки з гострим краєм. Несуча рама складається з верхнього кільця і нижнього кільця - втулки з різьбою, які з'єднані між собою пластинами. У втулку з різьбою вгвинчується змінний циліндр , з. а у верхнє кільце встановлюється штанга . Штанга має виступ, що взаємодіє з ІТ С"-обравним пазом , виготовленим у верхньому кільці . "С"-образний паз має два вирізи , які дозволяють фіксувати кришку / клапан / у верхньому або нижньому положенні , відповідним чином обертаючи *лтангу. Поршень складається з двох пластин, одна з яких: закріплена до стержня , а друга - пригвинчується до останньої гвин том. Між пластинами розташований ущільнювач із гуми . Недоліком прототипа є мала площина захвату донного грунту , яка дорівнює ' 1/500 м , із-за малого внутрішнього діаметра циліндра що , дорівнює 0,05 м« Цим самим знижується точність визначення кількості організмів , що знаходяться у структурі донних відкладень водоймища . Крім цього нШоясливо проводити забір проб на намуло -пісчаних грунтах водоймищ, тому шо при піднятті пристрою з водоймища взята проба самовільно випадає з циліндра , тобто взята проба намуло пісчаних грунтів не утримується у внутрішній порожнині циліндра * що не забезпечує надійної роботи вказаного пристрою , В основу винаходу поставлено задачу розробити пристрій , який би дозволив забезпечити можливість взяття проб донних грунтів різної структури, підвищити точність визначення кількості організ 2 мів, що знаходяться у ї м донних відкладень , шляхом перекриття в потрібний час отвору забору проби циліндром . Суттєвими ознаками запропонованого рішення є : - несуча рама з нарізною втулкою ; - циліндр забору проби, закріплений до рами ; - кришка; - поршень з нарізним стержнем; - штанга; - насадка з гострими краями на кінці , яка закріплена до нижньої частини циліндра . Насадка виконана змінною і складається з : - охолоджувача , в тілі якого виконані герметизовані кільцева 4, порожнина і канал, у середині якого розташований шар капілярно пористого матеріалу, ідо торкається однією стороною зі стінкою , прилеглою до втулки, а протилежною - з кільцевою порожниною, заповненою легковипаровуючим теплоносієм ; - втулки з гострими краями, виготовленими у вигляді стулок, яка закріплена до нижньої частини охолоджувача ; ----- втулка виконана із матеріалу, що має ефект пам'яті форми, стулки якої мають можливість при охолоджуванні перекривати отвір насадки і циліндр забору проби . Загальними з прототипом ознаками є: - несуча рама з нарізною втулкою; } 1 \ - циліндр забору проби, закріплений до рами; - кришка; - поршень з наріз ями стержнем; - штанга; \ - насадка, яка закріплена до нижньої частини циліндра. Відмінними від прототипу ознаками є : - те, шо насадка виконана змінною і складається з : ї. 1 — охолоджувача, в тілі якого виконані герметизовані кільцева порожнина і канал, у середині яких розташований шар капі лярно-пористого матеріалу, що торкається однією стороною зі стінкою, прилеглою до втулки, а протилежною - з кільцевою порожниною, що заповнена легковипаровуючим теплоносієм ; ------ втулки з гострими краями, виготовленими у вигляді стулок, яка закріплена до нижньої частини охолоджувача ; ----------- втулка виконана із матеріалу, що мав ефект пам'яті форми, стулки якої здатні при охолоджуванні перекривати отвір насадки і циліндр забору проби. Таким чином, рішення поставленої задачі - забезпечення можливості взяття проби донних грунтів різної структури / як твердих так і намуло-пісщашх та інших і підвищення точності визначен 5. ня кількості організмів у донних відкладень , досягається сукупністю суттєвих ознак запропонованого рішення. Точність визначення кількості організмів у донних відкяадень досягається збільшенням площини захвату донного грунту яка відповідав "'І/І25 м*, що у два , рази більше,ніж у прототипа. Технічна суть та принцип роботи запропонованого пристрою по яснюється кресленнями, де на фіг, І відображено суміщене креслення загального вигляду, розріз: початкове полонення - ліве; робоче положення - праве; на фіг. 2 розріз по А-А на фіг. І; на фіг.З елемент кріплення капілярно- пористого матеріалу - часткове відображення. Пристрій містить несучу раму І, кришку 2, поршень 3, циліндр 4, змінну насадку 5, штангу б. Несуча рама І виконана у вигляді скоби , у верхній частині якої в центрі закріплена гайка 7, а у нижній - роз'ємне кільце 8. До несучої рами І закріплюється циліндр 4 за допомогою раз'ємного кільця 8, яке встановлено у кільцеву проточку 9, що виконана на циліндрі. Кришка 2 виготовлена у вигляді диска з кільцевим бур тиком і встановлена через герметизі ховану прокладку 10 на торець циліндра 4. В центрі кришки 2 виконаний отвір II з лівою різьбою. Поршень 3 встановлений у середині циліндра 4, Поршень 3 має ущільнене кільце 12, що взаємодіє з внутрішньою поверхнею циліндра 4. У центрі поршня 3 закріплений ступінчатий гвинт ІЗ. На виступі 14 у нижній частині гвинта ІЗ виконана ліва різьба, яка взаємодіє з наріз н,им отвором II кришки 2, а наріз п.а частина 15 гвинта ІЗ взаємодіє з гайкою 7 несучої рами І. На хвостовику 16 гвинта ІЗ також виконана різьба, на яку нагвинчується штанга б з контргайкою 17. На контргайці 17 виконані лиски під кляч. /Лиски на кресленні не позначені /. Штанга б виконана у вигляді збірної херди -ни із окремих трубок алюмінієвого сплаву довжиною 1,2 - 1,5 м, У кожній трубці штанги б виготовлені відповідні елементи кріплення , 6, а саме, на одному кінні вказаної трубки є нарізсгий отвір , а на протилежному - наріз'пий штир. Це дає можливість зручно транспор тувати і подовжувати штангу б до потрібної довжини , до 5 м. /Трубки штанги і її елементи кріплення на кресленні не позначені -/ Зовнішній діаметр штанги б / и шт./ і контр-гайки 17 /$к / є менший внутрішнього діаметру гайки 7 / (Увн.г./ і складає / 0,750,3 / ^/вн.г, с/шт. і с/к* = /0,75-0,8/ Увн.г. Штанга б з контргайкою 17 вільно входять у внутрішній діа метр гайки 7 несучої рами І. Циліндр 4 виготовлений із прозорого матеріалу, наприклад із органічного скла. Для підрахування кіль кості організмів в одиниці об'єму взятої проби на зовнішній по верхні циліндра нанесені поділки 18, що відповідають певному об'єму . У верхній частині циліндра 4 виконана фаска 19 для надійного входу поршня 3 у отвір циліндра, а у нижній частині циліндра 4, виконано потовщення 20 з внутрішньою різьбою 21, в яку вгвинчується змінна насадка 5. Змінна насадка 5 складається із охолоджувача 22 і стонченої втулки 23. Охолоджувач 22 виготовлений у вигляді усіченого порожнистого конуса зі зворотною конусного поверхнею із високотеплопровідного матеріалу» наприклад сплаву алюмінію. Зов нішня поверхня охолоджувача має ребра для відводу тепла . /Ребра охолоджувача на кресленні не позначено./ Внутрішня порожнина охолоджувача 22 є продовженням внутрішнього діаметра циліндра 4. У тілі основи усіченого конуса охолоджувача 22 виготовлені кільцева порожнина 24 і кільцевий канал 25, які зв'язані між собою кана -лом 26. Порожнина 24 охолоджувача 22 заповнена І/І5-І/4 свого об'єму робочим тілом - легковипаровуючим рідким теплоносієм 27, наприклад, етилхлорідом. Така кількість рідини є оптимальною з точки зору її економічного витрачання і афективного охолоджуван-няо Торець потовщення 20 цилінцра 4 і торець 28 основи усіченого 7. конуса охолоджувача 22 утворюють за допомогою герметичних прокладок 29 замкнуті герметичну кільцеву порожнину 24 і її кільцевий канал 25. Ущільнююча прокладка розташована також між торцем охо -лоджувача 22 і торцем різьбової частини 21 потовщення 20 циліндра 4. / Вказана прокладка на кресленні не позначена /. На зовнішній поверхні потовщення 20 циліндра 4 виконаний отвір ЗО для за -ливу теплоносія 27. Отвір ЗО герметизується пробкою ЗІ з різьбою . Пробка ЗІ має також герметичну прокладку. / Герметична прокладка на кресленні не позначена./ Герметизуюча прокладка 29, ущільнююча прокладка різьбової частини 21 потовщення 20 циліндра 4 і герме -тична прокладка пробки ЗІ забезпечують герметизацію стиків охолоджувача 22 і запобігають потралленню рідкого теплоносія 27 у зов -нішне середовище. У середині кільцевого канала 25 розташований і закріплений шар капілярно-пористого матеріалу 32, наприклад^із поролону, що торкається,з одної стороннії стінкою 33, прилеглою до втулки 23, а другого - з кільцевою порожниною 24, заповненою теплоносієм 27. Шар капілярно-пористого матеріалу 32 закріплений відомим способом, наприклад,за допомогою подовжених розмірних пружин 34, з зігнутим коротким кінцем, який насаджений на перегородку 35, iko розділяє кільцеву порожнину 24 і кільцевий канал 25. Шар капілярнопористого матеріалу 32 розташований і закріплений рівномірним кроком у середині кільцевого каналу 25. Пружини 34 виготовлені, наприклад, із дроту у вигляді яітери " / " з зігнутим коротким кінцем / креслення фіГсЗ/. До вершини усіченого конуса - охо -лоджувача 22 закріплена відомим способом, наприклад, запресуванням з натягом, стончена втулка 23в На вільному кінці втулки 23 виконані загострені стулки 36, наприклад, трикутної форми. Втулка 23 змінної насадки 5 виконана із матеріалу, що має ефект термо -механічної пам'яті зміни форми при відповідній ^ниж^і 'ній і підвищуваній температурі, наприклад, із титзш-нікелевого сплаву, що вміщує 47-56# нікелю, решта титан. 8. Виготовлення втулки 23 із матеріалу, »ЕО має ефект пам'яті форми , дозволяє обробити її стулки 36 при відповідній температурі з послідовним їх деформуванням таким чином , що вони мають можливість змінювати свою форму. А саме, при охолоджуванні стулки 36 мають можливість згинатися, а при нагріванні - повертатися у первісне по чаткове положення. Втулку 23 з її стулками 36 виготовляють таким чином: - заготовку втулки 23 виконують, наприклад, із полоси титано-ніке левого сплаву способом штамповки ; - відштамповану заготовку з стулками завертають у штампі у вигляді втулки, .наприклад, шестигранної форми, а їх бокові сторони зва рюють; - здійснюють високотемпературну обробку втулки 23 у закритому штам пі шляхом відпалення при температурі + 500°С протягом І години; - втулку охолоджують разом із штампом до температури нижче темпе ратури повернення / нижче + І0°С /, виймають зі штампу і стулки 36 пластично деформують до отримання форми стулок , які вони ма ють у робочому положенні / креслення фіг. І - праве положення/, тобто стулки 36 деформують, щоб вони перекривали отвір цилінд ра і змінної насадки 5 забору проби 37 донного грунту водоймища. Така втулка мав можливість при охолоджувані * до температури експлуатації + 10 С згинатися, а при нагріванні / вище + І7°С / приймати початкову пряму форму, стабільність параметрів дозволяє багаторазово змінювати форму при нагріванні і охолоджуванні в межах + 10 - 35°С з кількістю циклів вище 10 . Генеруючі напружен-ня при цьому можуть досягати ЗО - 50 кгс/мм . Змінну насадку 5 з втулкою 23, стулкам 36 якої надали температурний режим охолоджування до температури + І0°С, нагрівання вище +17 С використовують у весняно-літній період часу . Для роботи у осінньо-зимовий період використовують змінну насадку 5 з втулкою 2.3, стулкам 36 якої надають температурний режим охолоджування до температури + 4°С, нагрівання вище + І5°С, тобто 9. стулки 36 втулки 23 багаторазово змінюють свою форму при нагріванні і охолоджуванні в межах + 4 - 25°С. Спосіб виготовлення втулки 23 з її стулками 36 для роботи у осінньо - зимовий період такий же як і втулки 23, що працює у весняно- літній період, змінюється тільки лиш температурний режим надання пам'яті форми . Кожна змінна насадка 5 для роботи в потрібний період часу пронумерована. Запропонований пристрій дозволяє брати проби донного грунту на водоймищах глибиною до 4 м. При необхідності запропонований пристрій можливо застосовувати для взяття проб на великій глибині / більш 4 м/. Дня цього замість штанги закріплюють трос з вантажем і пробу беруть зі плавзасобу , наприклад,* човна. Пристрій працює таким чином. Для взяття проби у весняно-літній період використовують відповідно змінну насадку 5 з цилінд -ром 4, заздалегідь вимірявУтешіературу донного грунту і води відомим способом. Перед взяттям проби донного грунту збирають із окремих трубок штангу 6. Штангу 6 приєднують до хвостовика 16 гвинта ІЗ і жорстко закріплюють її контргайкою 17, після чого відкривають циліндр 4. Для цього обертають штангу 6 проти годинникової стрілки і кришка 2 разом з поршнем 3 піднімається вгору. Потім викручують пробку ЗІ і через отвір ЗО вливають у кільцеву порож -нину 24 теплоносій 27. Теплоносій 27 вливають у кільцеву порожнину 24 за допомогою пристрою, який має різьбовий наконечник з .ущільнювачем і запірний пристрій. Наконечник з ущільнювачем герметично ьЇЇ приєднується до отвору ЗО з різ&о охолодника 22. і/ Пристрій за лива теплоносія на кресленні не позначено ./ Після чого отвір ЗО герметично закривають пробкою ЗІ . Пристрій опускають у водоймище і з силою вдавлюють у донний грунт, а потім обертом штанги 6 за годинниковою стрілкою кришку 2 разом з поршнем 3 опускають вниз і закривають зверху циліндр 4. цьому прокладка 10 кришки 2 взаємодіє з торцем циліндра 4 щільно герметизує потайній. Пристрій легко вдавлюється у грунт завдяки наявності на втулці 23 стулок 36 з гострими вершинами. Грунт поступає у внутрішній отвір / порожнину / насадки 5 і циліндра 4. Одночасно з опусканням пристрою у водоймище супроводжується охолодженням втулки 23 і її стулок 36, за рахунок випаровування теплоносія 27 - етилхлориду, що міститься у шарі капілярно-пористого матеріалу 32. Пари теплоносія, заповнюючи порожнину 24 і канал 25 , конденсуються на їх стінках , передаючи тепло корпусу охолодника 22, який розсіює його у навко -лишне середовище. Випаровування теплоносія 27 відбувається за рахунок теплоти охолодника 22, що акумулюється від зовнішнього середо -вища / навколишнього повітря, води, грунту /; температура цього середовища вище + І0°С. Охолодник 22, відповідно втулка 23 зі стулками 36 охолоджуючись- до температури + І0°С і її стулки 36 змінюють свою форму, тобто згинаються і перекривають внутрішні отвори /по -рожнину / насадки 5 і циліндра 4. / креслення фіг. І - праве робоче положення /. При перекритті отвору насадки 5 і циліндра 4 донний грунт 37 стулками 36 підштовхується у верхнє положення циліндра . Після чого дночерпак витягують із води, пробку ЗІ отвору ЗО викручують, теплоносій 27 із порожнини 24 відсмоктують, наприклад, гумовим балоном. Гумовий балон має такок різьбовий наконечник - з ущільнювачем і за пірний пристрій, за допомогою якого перекривають сполучені між со бою порожнини: 24 охолодника і порожнину наконечника вказаного ба лона» Потім від'єднують наконечник балона від отвору ЗО з різзю і отвір герметизують пробкою ЗІ. Після чого дночерпак кладуть у раніше підготовлене промивне сито. / Промивне сито* гумовий балон на кресленні не показано /. Втулка 23 разом зі стулками 36?нагрівавтьсЯ т - від оточуючого повітря / сонячних променів / вище температури +17 С і її стулки 36 займають початкове положення / креслення fcir. I - ліве положення /. II Тому 'цо маса втулки 23 зі стулками 36 значно менше маси охолодника 22, то відрізок часу, при якому здійснюється нагрівання і повернення стулок 36 у початкове положення, значно невеликий. При необхідності для митіевого повернення стулок 35 у початкове положення можна здійснювати їх нагрівання примусово , наприклад, за допомогою пальника, працюючого на сухому спирті. Після чого кришку 2, що має ліву різьбу відкручують обертом за годинникового стрілкою , цночєр-пак піднімають, поршень 3 за допомогою штанги б опускають у нижнє положення і взяту пробу- донний грунт видавлюють із отвору циліндра 4 і насадки 5 у промивне сито. Коли структура взятої проби - намуло-пісчаний грунт, то він самочинно під власною вагою падає у промивне сито . Потім поршень З повертають у початкове - верхнє положення, на виступ 14 гвинта ІЗ накручують обертом проти годинникової стрілки кришку 2. При необхідності процес взяття проби повторюють як описано вище, попередньо здійснюючи операції заповнення порожнини 24 охолодника 22 теплоносієм 27 з подальшою її герметизацією відомим спосо бом. Процес взяття проби у осінньо-зимовий період такий^як взяття проби у весняно-літній період, але тільки лиш використовують змінну насадку 5 з іншим раніш наданим температурним режимом'роботи . Після взяття проби пристрій приводять у транспортне положення . Для цього штангу б від'єднують від хвостовика 16 гвинта ІЗ і роз бирають її на окремі трубки, вкладають їх разом з циліндром 4 і несучою рамою І у транспортну тару. Для дослідження зообентоса використовують різні пристрої , що складаються із черпака, виконаного у вигляді стакана, до якого закріплена штанга . Вказаними пристроями, можна брати пробу донного грунту на водоймищах з малою глибиною до 2 м„ Запропонований пристрій може бути використаний для взяття проб донного грунту на во доймищах глибиною до 4м і більш - у рибних господарствах по розведенню та вирощуванню риб. 12 Таким чином , трубчастий дночерпак дяя відбору проб зообентосу відповідає всім критеріям винаходу . Трубчастиг> тшочерпак для. відбору проб зообентосу Дпмбровськи" Костянтин Олегович ---- Гттенко OjreKea-нчр—Ві Трубчастий яно^ергтак птя . відбору проб зообентосу А-А І г. з Домбровськи г" Костянтин , Гоженко Ояександр Вітаяьович