Дночерпач

Дночерпач, що містить раму з закріпленим до неї тросом, засіб відбору проб, ємність, привід, який відрізняється тим, що засіб відбору проб та ємність виконані у вигляді завитка, у замкнутій порожнині якого встановлений привід, а на стороні, протилежній засобу відбору проби, виконана додаткова ємність з мембраною, вздовж порожнини додаткової ємності розміщені напрямні, з розташованими на них під пружиненими касетами, виконаними з можливістю зворотно-поступального переміщення, а в касетах розміщені фільтри Винахід відноситься до галузі рибництва та гідробіології і може бути застосований для промислово-наукових досліджень кормової бази риб у водоймах Відомий трубчастий дночерпач (Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов (Под редакцией Ф Д Мордухай-Болтовского) - М Наука, 1975 - С 159-160, рис 1), складається із несучої рами, циліндра, гвинта, кришки, штанги і поршня Несуча рама виконана із двох металевих пластин, між якими у верхній частиш закріплена гайка До нижньої частини несучої рами на осях, з можливістю повороту відносно горизонтальної осі, закріплений циліндр Осі циліндра встановлені в накладках, які закріплені до бокової поверхні циліндра У накладках циліндра закріплені також різьбові шпильки з баранцями Шпильки циліндра взаємодіють з відкритими пазами, які виконані у пластинах несучої рами Гвинт дночерпача розміщений у гайці несучої рами Один кінець гвинта встановлений і закріплений за допомогою штифтів у патроні (у втулці) А патрон закріплений до верхньої поверхні кришки На нижній поверхні кришки встановлений ущільнювач, який взаємодіє при закритті кришки з верхнім торцем циліндра До другого кінця гвинта закріплена, за допомогою болта, штанга сувавши його за допомогою баранців При цьому шпильки циліндра виходять із пазів пластин несучої рами і за допомогою поршня проба ґрунту виштовхується з порожнини циліндра Після чого здійснюють промивку ґрунту водою, яку беруть із водойми Для розділення організмів на розмірні групи використовують окремий пристрій Недоліком відомого дночерпача є те, що він не дозволяє за одне опускання у водойму здійснювати відбір проби ґрунту, подальшу його промивку з одночасним розділенням організмів на розмірні групи безпосередньо у водоймі Цим самим знижується продуктивність роботи, тому що витрачається багато часу на промивку ґрунту за межами водойми Ознаками, загальними з аналогом, є наявність несучої рами, засобу відбору проби, з можливістю повороту відносно горизонтальної осі, елемента опускання (підйому) дночерпача у водойму (з водойми) Найбільш близьким за технічною суттю і досягнутим технічним результатом є коробчатий дночерпач Екмана-Берджа (Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов (Под редакцией Ф Д Мордухай-Болтовского) -М Наука, 1975 -С 161-162, рис 2), який взятий за прототип Відомий дночерпач грейферного типу складається із рами, до якої у нижній частині закріплений порожнистий короб (ємність), ДНО ЯКОГО розташовано зверху, тобто перевернутий короб Короб виконаний прямокутної форми з відкритою нижньою частиною 3 двох сторін короба, у його ниж При взятті донного ґрунту (проби) несуча рама, циліндр розміщені уздовж вертикальної осі При цьому шпильки циліндра знаходяться у відкритих пазах пластин несучої рами, а сам циліндр у такому положенні зафіксований баранцями Після взяття проби дночерпач піднімають із водойми, циліндр повертають на осях, попередньо розфік О со Ю 57390 ній частині, закріплені на осях поворотні щоки (щелепи) Щоки при відборі проби мають можливість закривати відкриту частину короба Дночерпач має також підпружинені телескопічні тяги, які розташовані з двох сторін (по дві з кожної сторони) короба Телескопічні тяги зв'язані з рукоятками (розташовані по одній з кожної сторони короба) спускового механізму На верхній площині рами закріплений спусковий механізм з тросом опускання і підйому дночерпача На тросі розташований посильний вантаж, який взаємодіє з пусковим механізмом для закриття (зведення) щок короба Перед опусканням дночерпача у водойму для взяття ґрунту пружини телескопічних тяг зводять у початкове положення, тобто їх стискають підняттям рукоятки догори При стисканні пружин телескопічних тяг щоки короба розводяться у сторони Після чого дночерпач за допомогою троса опускають з човна на дно водойми для відбору проби ґрунту Потім кидають посильний вантаж Посильний вантаж ударяє по спусковому механізму, зведеш пружини звільняються від фіксації і щоки короба змикаються, закриваючи нижню частину короба При змиканні щоки захоплюють пробу ґрунту і переміщують її у порожнину короба Після відбору проби ґрунту дночерпач піднімають із водойми для проведення подальших операцій - промивку проби водою і розділення донних організмів на розмірні групи Промивку грушу здійснюють на борту плавзасобу водою, яку беруть із водойми Для розділення донних організмів на розмірні групи використовують окремий пристрій Недоліком відомого дночерпача є те, що він не дозволяє за одне опускання у водойму здійснювати відбір проби ґрунту, подальшу його промивку з одночасним розділенням організмів на розмірні групи безпосередньо у водоймі Цим самим знижується продуктивність роботи, тому що витрачається багато часу на доставку води і промивку водою донного ґрунту за межами водойми Крім того, гідробіонти не розділяються на розмірні групи Ознаками, загальними з прототипом, є наявність рами, із закріпленим до неї тросом, засобу відбору проб, ємності (короба), до якої закріплений засіб відбору проби, привода В основу винаходу поставлено задачу створити дночерпач який шляхом об'єднання засобу відбору проб та ємності, що виконані у вигляді завитка та додаткової ємності з касетами, в яких розміщені фільтри, дозволяє виконувати автоматичний відбір проб ґрунту та об'єднати у часі проведення сумісних операцій відбір проби ґрунту, його промивку водою і розділення донних організмів на розмірні групи за одне опускання пристрою у водойму, що підвищує продуктивність і зручність у роботі Суттєвими ознаками заявленого рішення є наявність рами, із закріпленим до неї тросом, двох ємностей (основної, яка виконана у вигляді завитка та додаткової), засобу відбору проби та основної ємності, які виконані у вигляді завитка, тка, приводу, який встановлений у порожнині зави додаткової ємності з мембраною, з розміщеними уздовж порожнини додаткової ємності направницями, з розташованими на них підпружиненими касетами, в яких розміщені фільтри ВІДМІННИМИ ВІД прототипу ознаками є засіб відбору проб та основна ємність, які виконані у вигляді завитка, розташування приводу у порожнині завитка, наявність додаткової ємності з мембраною, із розміщеними уздовж порожнини додаткової ємності направницями, з розташованими на них підпружиненими касетами, в яких розміщені фільтри Засіб відбору проби та основна ємність виконані у вигляді равлика, у замкнутій осьовій порожнині якого встановлений привод, а на стороні, протилежній засобу відбору проби, виконана додаткова ємність з мембраною, порожнина якої сполучається з основною ємністю, причому в додатковій ємності, з можливістю зворотнопоступального переміщення, на направницях розташовані підпружинені касети зі встановленими послідовно один над одним фільтрами розділення донних організмів на розмірні групи У запропонованому рішенні засіб відбору проби має можливість обертатися за допомогою привода відносно горизонтальної осі При повороті равлика на 270° здійснюється відбір проби донного ґрунту (зріз ґрунту) і вода разом із відібраним ґрунтом переміщується по спіральній кривій на фільтри виціджування і розділення донних організмів на розмірні групи У порожнині додаткової ємності фільтри, які послідовно розташовані один над одним, здійснюють разом з касетою зворотнопоступальний рух При цьому проба промивається водою водойми і ґрунт (мул, пісок) вилучається з додаткової ємності, а на фільтрах залишаються донні організми, які розділені на розмірні групи Пристрій дозволяє за одне опускання дночерпача у водойму об'єднати у часі виконання суміжних операцій відбір проби донного ґрунту, його промивку, розділення донних організмів на розмірні групи, тобто підвищити продуктивність та зручність у роботі Технічна суть та принцип роботи запропонованого пристрою пояснюється кресленням, де на фіг 1 зображений загальний вигляд, на фіг 2 - розріз по А-А на фіг 1, на фіг 3 - вид по стрілці Б на фіг 2, на фіг 4 - привод з во ротно-поступально го руху у збільшеному на масштабі, на фіг 5 - початкове -1 і робочі II-IV положення равлика Дночерпач складається із рами 1, засобу 2 відбору проби, троса 3 опускання/підйому пристрою із водойми, привода 4 обертання, касет 5, мембрани 6, привода 7 зворотно-поступального руху, фільтрів 8 виціджування та розділення організмів на розмірні групи Рама 1 виконана П - подібної форми, між внутрішніми стінками якої розташований засіб 2 відбору проби До верхньої частини рами 1 закріплений трос 3 До рами 1 кріпляться й ІНШІ елементи пристрою Засіб 2 відбору проби виконаний за одне ціле 57390 з ємністю і має вигляд завитка, забірна частина ґрунту 9 якого утворена спіраллю Завиток 2 має також забірний отвір 10, який закінчується у нижній частиш ножем 11 відбору (зрізу) ґрунту, тобто відбір проби здійснюється отвором 10 і ножем 11 завитка 2 У замкнутій осьовій порожнині 12 завитка 2 закріплений на опорах качання привід 4 його обертання Порожнина 12 завтика 2 герметично захищена ВІДПОВІДНИМИ прокладками і сальниками від проникання в середину її води (опори качання привода, герметизуючі прокладки, сальники на кресленні не позначені) Привод 4 виконаний у вигляді моторредуктора, що складається із електродвигуна 13, який з'єднаний з редуктором 14, фрикційної багагодискової муфти 15 граничного моменту Електродвигун 13 привода 4 фланцем закріплений до стінки рами 1, а редуктор 14 на протилежній стороні має вихідний вал, на якому жорстко насаджена півмуфта 16 муфти 15 Півмуфта 17 муфти 15, що розташована на валу 18, має фланець 19, який закріплений до бокової стінки завитка 2 Вал 18 встановлений на опорі качання, що закріплена у протилежній СТІНЦІ, до якої закріплений фланець електродвигуна 13 рами 1 Усередині муфти 15 розміщені підпружинені диски, кожен пакет яких взаємодіє ВІДПОВІДНО З кожною ВІДПОВІДНОЮ півмуфтою 16, 17 Зусилля натиску дисків один до одного регулюється болтами 20 (Вихідний вал редуктора, підпружинені диски муфти та опора качання - на кресленні не позначені) Фрикційна дискова муфта 15 граничного моменту дає можливість забезпечити необхідний обертальний момент при відборі проби ґрунту забірними елементами завитка 2 та запобігти руйнуванню дночерпача (привода) на випадок зустрічі перешкоди, наприклад, корча Фрикційна муфта 15 дає також можливість забезпечити зупинку равлика 2 в заданому положенні (у IV - положенні - фіг 5) за допомогою регулюючих упорів 21 Упори 21 закріплені з кожної сторони корпуса равлика 2 з можливістю переміщення (регулювання) їх уздовж його повздовжньої осі Равлик 2, на протилежній стороні розташування забірного отвору 10 з ножем 11, має додаткову ємність 22 Порожнина додаткової ємності 22 сполучається через отвір 23, що виконаний у спіралі 9, яка утворює равлик 2 із забірним отвором 10 і 3 довкіллям крізь отвір 24, який виконаний у торцевій СТІНЦІ додаткової ємності 22 (Порожнина додаткової ємності на кресленні не позначена) У порожнині додаткової ємності 22 на напрямницях 25, які закріплені до її бокових стінок, встановлені підпружинені касети 5 На бокових стінках касет 5 виконана перфорація 26, крізь яку в процесі роботи вільно поступає вода Касети 5 мають цапфи 27, за допомогою яких вони з'єднані крізь отвір 28, що виконаний на боковій СТІНЦІ додаткової ємності 22 з опуклою мембраною 6 Мембрана 6 закріплена до тієї ж стінки додаткової ємності 22 Порожнина мембрани 6 сполучається з внутрішньою порожниною додаткової ємності 22 (Порожнина мембрани на кресленні не позначена) На протилежній кріпленню мембрани 6 СТІНЦІ додаткової ємності 22 встановлена на петлях від кидна кришка 29 з притискуючим елементом (Петлі, притискуючий елемент на кресленні не позначено) Мембрана 6 взаємодіє з приводом 7 зворотно - поступального руху, який закріплений до бокової стінки рами 1 Привод 7 зворотно - поступального руху складається із конічної зубчастої передачі, шестерня ЗО якої закріплена на вихідному валу електродвигуна 13, а шестерня 31, профільний кулачок 32 - на валу 33 привода 7 Кулачок 32 знаходиться у постійному контакті з кульовою опорою 35, що під пружинена плоскими гофрувальними пружинами 34 Кульова опора 35 безпосередньо взаємодіє з мембраною 6 Плоскі - гофрувальні пружини 34 одними кінцями закріплені до кульової опори 35, а протилежними - до герметичного корпусу привода 7 (Корпус привода зворотнопоступального руху на кресленні не позначено) Кульова опора 35 разом з плоскими пружинами 34 також герметизовані гофрувальною оболонкою 36 Таким чином, касети 5 мають можливість здійснювати - зворотнопоступальний рух у порожнині додаткової ємності 22 У касетах 5 на напрямницях 37 послідовно встановлені один над одним фільтри 8 відціджування і розділення донних організмів на розмірні групи Кожен фільтр 8 виконаний у вигляді жорсткого корпуса, наприклад, із пластмаси, у дні якого виконана перфорація (отвори) На перфораційне дно каркаса фільтра 8 натягнута фільтруюча капронова сітка з вічками потрібного розміру На дно фільтра 8, який розташований у верхній частині касети 5, натягнута сітка з вічками більшого розміру, а на дно фільтра, розташованого у нижній його частині - сітка з вічками відносно меншого розміру До бокової стінки рами 1 закріплений датчик 38, що вказує початкове положення І і робочі II - IV положення равлика 2 у водоймі (фіг 5) До бокової стінки рами 1 також закріплений датчик, що сигналізує наявність поверхні ґрунту водойми (на кресленні не позначений) Електродвигун 13, датчик 38 та ІНШІ датчики, герметизовані кабелі зв'язані з регулюючою апаратурою пуску, яка розташована на плавзасобі (Кабелі на креслені не позначені) Привод 4, датчики, електричні кабелі виконані водонепроникними Пристрій працює таким чином Для відбору проби донного ґрунту дночерпач готують до роботи У касети 5 додаткової ємності 22 при попередньо відкритій кришці 29 встановлюють фільтри 8 При цьому фільтр з вічками фільтруючої сітки більшого розміру встановлюють у верхній частиш касет 5, а з вічками меншого розміру - у їх нижні частини Закривають кришку 29 і фіксують її притискувачем Після чого дночерпач за допомогою троса 3 опускають у водойму Датчик сигналізує наявність дна водойми і дночерпач займає початкове положення І (фіг 5) Вмикають привод 4 При вмиканні привода 4 равлик 2 починає здійснювати обертальний рух і переміщуватися з положення І у положення II, III, IV Одночасно починає працювати привод 7 зворотнопоступального руху При обертанні кулачка 32 привода 7 кульова опора 35 здійснює зворотнопоступальне переміщення, яке передається мем 57390 брані 6 і касетам 5 Разом з касетами здійснюють зворотно-поступальний рух і фільтри 8 При переміщенні равлика 2 з положення її у положення III (фіг 5) його ніж 11 підрізає донний ґрунт, а його збірний отвір 10 захоплює ґрунт При подальшому переміщенні равлика 2 з положення III у положення IV захоплений донний ґрунт переміщується разом з водою (фіг 5, стрілка В) через отвір 23 на фільтри 8 По досягненню положення IV (фіг 5) обертання равлика 2 припиняється, тому що упори 21 впираються у торці бокових стінок рами 1 Муфта 15 граничного моменту спрацьовує і обертальний момент и передається равлику 2 півмуфтою 17 Після ЧОГО дночерпач піднімають із водойми При ПІДНЯТТІ дночерпака вода остаточно змиває відібрану пробу по спіралі 9 на фільтри 8 При здійсненні опуклою мембраною 6 зворотно-поступального переміщення об'єм її порожнини змінюється Під час цього вода з зусиллям виштовхується крізь перфоровані отвори 26 касет 5 Ґрунт, що знаходиться на фільтрах 8 розмивається під дією тиску води, який утворений мембраною 6 і під дією води, що поступає через отвори 10 і 23 равлика 2 Розмитий ґрунт (мул) проходячи крізь фільтрувальні сітки фільтрів 8 вилучається через отвір 24 додаткової ємності 22 зовні На фільтруючих сітках фільтрів 8 залишаються донні організми На фільтрі з вічками сітки більшого розміру залишаються організми, розміри яких більше ніж розміри вічка сітки, а на інших фільтрах ВІДПОВІДНО - організми меншого розміру Таким чином, зворотно-посгупальний рух касет 5 з фільтрами 8, що переміщуються у воді, забезпечує розмив відібраної проби і розділення організмів на розмірні групи При ПІДНЯТТІ дночерпача на борт плавзасобу привод 4 вимикають, відкривають кришку 29, і з касет 5 вилучають фільтри 8 з донними організмами Донні організми збирають у раніше підгото 8 влену тару і передають їх для подальшого дослідження Вилучені фільтри 8 промивають водою (ВІДДІЛЯЮТЬ З їх поверхні нерозмиті частинки донного ґрунту) і вкладають їх у касети 5 додаткової ємності 22 Пристрій готовий при необхідності до повторного відбору проби зообентосу Для відбору проб донного ґрунту використовують різні за конструкцією дночерпачи ВІДОМІ дночерпачи конструктивно позбавлені можливості за одне опускання у водойму виконувати відбір проби донного ґрунту, його промивку з одночасним розділенням донних організмів на розмірні групи Запропонований дночерпач за одне опускання у водойму забезпечує відбір проби донного ґрунту, його промивку і розділення донних організмів на розмірні групи Вказаний дночерпач може працювати на мулистих, піскуватих, мулисто-піскуватих ґрунтах Робота дночерпача на глинистих ґрунтах може бути задовільною, тому що потрібно порівняно більше часу, щоб розмити глиняний ґрунту, який розташований на фільтрах На площинах фільтрів залишаються нерозмиті грудочки глинистого ґрунту Дночерпач може використовуватися для відбору проб донного ґрунту при гідробіологічних дослідженнях Використання запропонованого дночерпача для відбору проб донного ґрунту, що має засіб відбору проб та ємність, які виконані у вигляді равлика, у замкнутій осьовій порожнині якого встановлений привод, а на протилежній стороні розташування засобу забору проби виконана додаткова ємність з мембраною, які взаємодіють з приводом Порожнина додаткової ємності сполучається з основною ємністю, причому в додатковш ємності, з можливістю зворотно-поступального переміщення, на направницях розташовані підпружинені касети зі встановленими послідовно один над одним фільтрами розділення донних організмів на розмірні групи д-д 3D зе З! ? 32 57390 10 Вид Б З