Пристрій для групової фіксації проб планктонних організмів

Винахід відноситься до галузі рибництва, гідробіології і може бути застосований для промислово-наукових досліджень кормової бази риб у водоймах. Відоме технічне рішення - поршнева піпетка. (Див. Жадин В. И. Методы гидробиологического исследования. - М.: Высшая школа, 1960. -С.100-101, рис.44). Поршнева піпетка складається із скляної трубки, в якій розташований шток з рухомим поршнем і пістоном. Нижній кінець пістона закінчується металевим придатком, що має форму котушки, край якого щільно підігнаний до внутрішньої поверхні трубки, тобто придаток має поглиблення. На верхньому кінці трубки закріплена обойма, а до штока - ручка. Для відбору, наприклад, певного об'єму робочої рідини, поршень пристрою тиском на ручку висовується настільки, щоб його придаток вийшов ззовні. Потім поршень за допомогою ручки втягують усередину трубки і придаток захоплює робочу рідину. Об'єм рідини захоплений придатком визначається тим простором, який знаходиться між поверхнею придатка і внутрішньою поверхнею трубки. Після чого робочу рідину, що міститься у трубці, вносять у пробу, яка підлягає фіксації. Такою піпеткою можна фіксувати тільки планктонні організми, які розташовані в одній ємності. Для фіксації планктонних організмів, які знаходяться у кількох ємностях, треба кожного разу проводити відбір робочої рідини і вносити її окремо в кожну ємність з планктонними організмами. Таким чином, при використанні та експлуатації даного пристрою витрачається багато часу внаслідок дуже трудомісткого процесу фіксації проб планктонних організмів. Ознаками, спільними з аналогом, є наявність: - поршня; - ємності. Проте аналог не дозволяє швидко і зручно проводити групову фіксацію проб планктонних організмів, отже не одержуємо очікуваного технічного результату. Найбільш близьким за технічною суттю і досягнутим технічним результатом є пристрій для відбору проб зоопланктону (Патент України №32695 А, МПК 6А01К61/00, заявка від 04.02.1998). Відомий пристрій складається із корпусу, всередині якого у верхній частині з можливістю обертання навколо своєї осі встановлений стакан, який має горловину, конусну частину зі зливним отвором, стакан також має дно у вигляді похилої площини, що звужується в сторону зливного отвору розподілення потоку рідини. Зливний отвір виконаний у вигляді прямокутної щілини з подовженою юбкою, при цьому менша сторона прямокутного зливного отвору стакана примикає до його конусної стінки, протилежна сторона - до основини похилої площини, а у горловині стакана діаметрально протилежно закріплені напіввісі, на яких встановлені поворотні лопаті з несиметричними площинами відносно осі їх повороту, а до нижньої частини корпуса прикріплений диск, який має кільцевий паз з приймальними отворами потоку рідини, в якому розміщена подовжена юбка зливного отвору стакана, при цьому до нижньої площини диска встановлена касета, що має посадові гнізда та зливні отвори з розташованими в них фільтруючими елементами, а кожен його приймальний отвір потоку рідини диска виконаний площиною, перекриваючою площину відповідного зливного отвору касети. Недоліком прототипу є те, що він не забезпечує групову фіксацію проб планктонних організмів, особливо коли їх треба зберігати при масовому відборі проб. Ознаками, спільними з прототипом, є наявність: - стакана; - диска з кільцевим пазом; - касети, що прилягає до нижньої площини диска, в якій розташовані фільтри; - зливних отворів, які співвісно розташовані в диску і касеті. В основу винаходу поставлено задачу: розробити пристрій для групової фіксації проб планктонних організмів, який шляхом одночасного внесення фіксуючої рідини в групу ємностей з пробами дозволив би скоротити час для групової фіксації проб планктонних організмів при масовому відборі проб, підвищити зручність в експлуатації та зменшити трудомісткість процесу фіксації гідробіонтів. Суттєвими ознаками винаходу є наявність: - стакана; - підпружиненого диска, що має змогу зворотно-поступального переміщення в осьовому напрямі; - причому диск має кільцевий паз та бокові пази, які виконані у стінках кільцевого паза, а в дні кільцевого паза є зливні отвори з воронками; - еластичної оболонки, що зв'язана з диском і разом з ним утворює порожнину фіксуючої рідини; - касети, що розташована у середині стакана і прилягає до нижньої площини диска, в якій розташовані фільтри; - зливних отворів, які співвісно розташовані у диску і касеті; - коаксіально розташованих еластичних втулок, які закріплені до площини диска, до якої прилягає касета, причому одна із втулок -зовнішня, має можливість впиратися торцем у кільце фільтра, а внутрішня, що має сітку на торці, входить в отвір фільтра; - пористого елемента; - поршня, який закріплений до кришки; - еластичних притискачів, які закріплені до поршня, причому поршень і пористий елемент розташовані у кільцевому пазу диска з можливістю одночасної взаємодії поршня, еластичних притискачів з пористим елементом; - підпружинених заглушок, закріплених у дні стакана, що герметизують зливні отвори касети; - додаткових порожнин фіксуючої рідини, які утворені коаксіально розташованими втулками та заглушками. Відмінними від прототипу ознаками є наявність: підпружиненого диска, виконаного з можливістю зворотнопоступального переміщення в осьовому напрямі; бокових пазів, які виконані у стінках кільцевого паза диска, а в дні кільцевого паза є зливні отвори з воронками, еластичної оболонки, що зв'язана з диском і утворює разом з ним порожнину фіксуючої рідини; касети розташованої у середині стакана, причому до площини диска коаксіально закріплені еластичні втулки, одна з яких - зовнішня, має можливість впиратись торцем у кільце фільтра, а внутрішня - з сіткою на торці, входить в отвір фільтра, а в кільцевому пазу розташований пористий елемент і поршень, що однією стороною закріплений до кришки, а до поршня закріплені еластичні притискачі, що одночасно з поршнем взаємодіють з пористим елементом, а в дні стакана закріплені підпружинені заглушки, кожна із яких герметизує зливний отвір касети, а додаткові порожнини фіксуючої рідини утворені коаксіальними втулками та заглушками. Таким чином, рішення поставленої задачі скорочення часу при груповій фіксації проб планктонних організмів, особливо при масовому відборі проб і підвищення зручності в експлуатації та зменшення трудомісткості процесу фіксації гідробіонтів досягається завдяки одночасному здійсненню фіксації проб планктонних організмів, які розташовані на фільтруючих елементах - (фільтрах у касеті), тому що фіксуюча рідина надходить із утворюваної порожнини безпосередньо у пористий елемент, який розташований у кільцевому пазу рухомого диска, тобто пористий елемент змочується фіксуючою рідиною. При прямуванні кришки у нижнє положення її поршень видавлює із пористого елемента фіксуючу рідину, яка надходить крізь воронки зі зливними отворами диска безпосередньо у місце розміщення проби планктонних організмів, а саме у додаткові порожнини, які утворені еластичними втулками диска і підпружиненими заглушками. Технічна суть та принцип роботи запропонованого пристрою пояснюється кресленням, де: на фіг.1 загальний вигляд пристрою; на фіг.2 - виноска І на фіг.1 - розташування елементів касети і пристрою; на фіг.3 - розріз по А-А на фіг.1; на фіг.4 - розріз по Б-Б на фіг.3; на фіг.5 - розріз по В-В на фіг.4. Пристрій містить кришку 1, диск 2, стакан 3, касету 4, поршень 5, підпружинені заглушки 6, штир 7 встановлення і центрування диска 2 з касетою 4. У касеті розміщені фільтруючі елементи 8 - фільтри, на яких розміщується згущена проба планктонних організмів. Касета 4 має також зливний отвір 9, центруючий отвір 10 з пазом 11 і вертикальні пази 12. Кришка 1 має рукоятку 13, центруючий отвір 14, який виконаний у центрі кришки, а також отвір 15 для заливки фіксуючої рідини. Отвір 15 закривається пробкою, яка має різьбу (пробка на кресленні не позначена). Кришка 1 виготовлена з подовженими стінками, у нижній частині яких закріплені пальці 16, які взаємодіють при закриванні кришки з вертикальними пазами 12, 17, 18 відповідно до касети 4, диска 2, стакана 3. У нижній частині, на зовнішній поверхні стінки кришки 1 виконані припливи 19, які взаємодіють з важільними запорами 20, що закріплені до стінок стакана 3. Пальці 16 забезпечують, при закриванні кришки, взаємне центрування в горизонтальній площині відповідно до диска 2, стакана 3 і касети 4, розташованої у стакані 3. У внутрішній порожнині кришки 1 виконані виступи 21, до яких закріплений поршень 5. Диск 2 підпружинений відносно кришки 1 і має змогу здійснювати зворотно-поступальне переміщення в осьовому напрямі, вверх - вниз при відкриванні та закриванні кришки 1. Кришка 1 зв'язана з диском 2 порожнистою гофрувальною еластичною оболонкою 22, яка виготовлена із полімерного матеріалу. Оболонка 22 одним кінцем закріплена за допомогою притискаючого кільця (притискаюче кільце на кресленні не позначено) до внутрішньої поверхні кришки 1, а протилежним - до бокової поверхні диска 2 за допомогою втулки 23 з фланцем. На відтворювальній втулці 23 виготовлені бокові пази 17, які взаємодіють з пальцями 16 кришки 1. Пази 17 запобігають обертанню диска 2 відносно його вертикальної осі і виходу із вказаних пазів пальців 16 кришки 1 при переміщенні диска 2 у крайнє нижнє положення. Порожниста еластична оболонка 22 з внутрішньою порожниною кришки 1 і диском 2 утворюють замкнену порожнину 24 для фіксуючої рідини. У порожнині розташовані - виступ 25, виконаний у центрі диска 2, кільцевий паз 26 з поршнем 5. До верхнього торця виступу 25 закріплений напрямний стержень 27, що проходить крізь центрувальний отвір 14 кришки 1. До верхнього торця стержня 27 закріплений обмежувач переміщення диска 2 у нижнє положення при зніманні кришки 1 зі стакана, (обмежувач на кресленні не позначено). Кільцевий паз 26 диска 2 виготовлений з подовженими стінками 28, у якому розташований поршень 5. У дні кільцевого паза 26 зливні отвори 29. Кожен зливний отвір 29 виконаний з воронкою 30, більший діаметр якої повернений у бік розміщення поршня 5. У стінках 28 кільцевого паза 26 виготовлені бокові пази 31, за допомогою яких кожен зливний отвір 29 з воронкою 30 сполучається з порожниною 24. До нижньої поверхні поршня 5, яка повернута у бік кільцевого паза 26, закріплені подовжені притискачі 32. Притискачі 32 закріплені так, що вони обмежують з двох боків сектор розташування кожної воронки 30 зі зливними отворами 29. Притискачі 32 виготовлені із еластичної гуми і сформовані у вигляді форми краплини рідини. Маючи таку форму, не защеплена частина притискача 32 є еластично-жорсткою. При формуванні притискача 32 вказаної форми між стрічками гуми закріплена плоска пружина 33. Пружина 33 запобігає згинанню притискача 32 убік а пружно деформується тільки його радіусна кінцева частина. Поршень 5 і його притискачі 32 взаємодіють з еластичним пористим елементом 34, розміщеним у кільцевому пазу 26 диска 2. Пористий елемент 34, виготовлений із поролону і промочується фіксуючою рідиною, наприклад 4% розчином формаліну. Кожен притискач виступає нижче площини поршня 5, взаємодіючи з поверхнею пористого елемента 34, на величину "С", що дорівнює (0,17-0,29) висоти "Н" пористого елемента. С=(0,17-0,29)Н. Величина (0,17-0,29) взята при оптимальній висоті "Н" пористого елемента 34, що дорівнює 24-25мм. Н=24-25мм. До площини диска 2, до якої прилягає площина касети 4, закріплені співвісно зливним отворам 29 коаксіально розташовані (одна в одній) еластичні циліндричні втулки 35 і 36, які виготовлені, наприклад, з гуми. Кожна зовнішня втулка 35 виготовлена коротше за внутрішню втулку 36. Торець втулки 35 упирається в площину кільця фільтра 8 касети 4, а кінець втулки 36 входить в отвір кільця останньої. Отвір внутрішньої втулки 36 перекрито сіткою 37 із капронової тканини, край якої закріплений між втулками 35 і 36, тобто торець втулки 36 має сітку 37. Сітка 37 розміщена над фільтром 8 касети 4, запобігає вільному випаданню проби планктонних організмів, розташованих на фільтрі при переносі або транспортуванні запропонованого пристрою. Зливні отвори 9, 29 і центрувальні отвори 10 і 38 відповідно до касети 4 диска 2 виконані співвісно. У дні 39 стакана 3 на радіусі розміщення зливних отворів 9 касети 4 закріплені підпружинені заглушки 6, що мають угнуту порожнину 40. Кожна заглушка виготовлена із еластичної гуми і має конусну західну частину 41, кільцевий буртик 42, за допомогою яких герметизується зливний отвір 9 при встановленні касети 4 у внутрішню порожнину стакана 3. При герметизації зливного отвору 9 касети 4 угнута порожнина 40 кожної підпружиненої заглушки 6 утворює з еластичними втулками 35 і 36 додаткову порожнину 43 для фіксації робочою рідиною згущеної проби планктонних організмів. У нижню частину кожної заглушки 6 вставлений загумований штир 44, який входить у гніздо 45 з пружиною тиску (пружина тиску на кресленні не позначена). У центрі дна 39 стакана 3 закріплений штир 7 встановлення і центрування касети 4 з диском 2. До штиря 7 закріплене підпружинено кільце 46. Штир має також виступ центрування 47. Кільце 46 закріплене на штирі 7 за допомогою штифта, який входить у повздовжній паз 48, виготовлений на штирі 7. Кільце 46 підпружинено жорсткою пружиною і має змогу переміщуватись вздовж штиря 7 в межах 2-5мм. Жорсткість пружини регулюється за допомогою прокладок, встановлених між пружиною і дном 39 стакана 3 (штифт, пружина, прокладки, що розташовані на штирі на кресленні не позначено). Центрувальний штир 7 і його виступ 47 при встановленні касети 4 і диска 2 взаємодіють з центрувальним отвором 10, пазом 11 касети і центрувальним отвором 38 диска, а верхня поверхня кільця 46 з нижньою площиною касети 4. Пристрій працює таким чином. Кришку 1 знімають зі стакана 3 підняттям її догори, попередньо звільнивши її припливи 19 від важільних запорів 20. При цьому її пальці 16 виходять з вертикальних пазів 12, 18 відповідно до касети 4 стакана 3, і диск разом з напрямним стержнем 27 опускається у крайнє нижнє положення. При опусканні диска 2 в крайнє нижнє положення пальці 16 кришки 1 залишаються у вертикальних пазах 17 диска 2, тому що обмежувач напрямного стержня 27 запобігає подальшому переміщенню диска 2 у нижнє положення. Після чого відгвинчують пробку зливного отвору 15 і крізь нього вливають фіксуючу рідину, фіксуюча рідина заповнює порожнину 24. Одночасно вона потрапляє крізь бокові пази 31 у кільцевий паз 26 і розташований у ній пористий елемент 34, який промочується фіксуючою рідиною. Для прискорення промочування пористого елемента 34 фіксуючою рідиною диск 2 трохи переміщують 2-3 рази у верхнє положення. Порожнину 24 заповнюють фіксуючою рідиною 3/4-4/5 її об'єму, після чого отвір 15 закривають пробкою. Потім у порожнину стакана З встановлюють касету 4 зі згущеною пробою планктонних організмів, розташованих на фільтрах 8. Або, коли касета 4 знаходиться у порожнині стакана 3, замість неї встановлюють нову касету з фільтрами, заповненими планктонними організмами. При встановленні касета 4, центрується отвором 10 по штирю 7, а потім пазом 46 по виступу 47 того ж штиря 7 і її вертикальний паз 12 збігаються у горизонтальній площині з вертикальним пазом 18 стакана 3. Нижньою площиною касета 4 розміщується на площині підпружиненого кільця 46. У кожний зливний отвір 9 входить кожна підпружинена заглушка 6 своєю вхідною конусною частиною 41. При цьому площина кільцевого бурта 42 щільно прилягає до нижньої площини касети 4. Після чого кришку 1 з диском 2 встановлюють на стакан 3. При встановленні кришки 1 на стакан 3 диск 2 отвором 38 центрується по штирю 7, а пальці 16 кришки поєднують з вертикальними пазами 18 стакана 3 і відповідно з пазами 12 касети 4. При центруванні диска 2 по штирю 7 і поєднанні пальців 16 кришки 1 з пазами касети 4 і стакана 3 втулки 35 і 36 диска 2 також центруються по фільтрах 8. Так втулка 35 - зовнішня, впирається своїм торцем у площину кільця фільтрів 8, а внутрішня втулка 36 своїм кінцем входить в отвір кожного кільця фільтрів 8. Після центрування диска 2 і поєднання пальців 16 з вказаними пазами стакана 3 і касети 4 кришку 1 за допомогою рукоятки 13 переміщують вниз. Разом з кришкою 1 у нижнє положення переміщується і поршень 5. При переміщенні у нижнє положення кришки 1 еластична оболонка 22 стискується, об'єм порожнини 24 зменшується, фіксуюча рідина, що знаходиться у порожнині 24, через бокові пази 31 починає текти крізь кожну воронку 30 та зливний отвір 29 у додаткову порожнину 43. Одночасно при переміщенні кришки 1 у нижнє положення поршень 5, його еластичні притискачі 32 стискають пористий елемент 34 і видавлена з нього фіксуюча рідина крізь вказані воронки і отвори також надходить у порожнину 43. Притискачі 32 видавлюють фіксуючу рідину із пористого елемента 34 у секторі розміщення кожної воронки 30 і вказана рідина більш інтенсивно потрапляє до порожнини 43. Кожна порожнина 43 заповнюється фіксуючою рідиною, отже здійснюється одночасна фіксація згущеної проби планктонних організмів, які розміщенні на поверхні фільтрів 8. При заповненні порожнини 43 фіксуючою рідиною сітка 37, яка розташована над пробою планктонних організмів, запобігає його змиванню з поверхні фільтрів 8. Для більш інтенсивного заповнення кожної додаткової порожнини 43 фіксуючою рідиною кришку 1 декілька разів переміщують вверх-вниз у межах 1-3мм, тобто виконують коливальні рухи уздовж вертикальної осі. При таких коливаннях герметизація утворюваних додатків порожнини 43 не порушується, тому що її елементи підпружинені. Після чого кришку 1 вкінець притискають до стакана 3 і закріплюють її до останнього за допомогою важільних запорів 20. Пристрій готовий до транспортування, а при необхідності і до зберігання зафіксованих у касеті згущених проб планктонних організмів. При дослідженні планктонних організмів сконцентровану пробу води з безхребетними фіксують переважно за допомогою медичних шприців. Для цього шприцом вносять розрахункову дозу формаліну в кожну мірну ємність з планктонними організмами. Але вказаний метод не дозволяє здійснювати одночасну фіксацію проб планктонних організмів, які знаходяться в різних ємностях. Запропонований пристрій дає можливість одночасно фіксувати згущені проби планктонних організмів, що знаходяться на фільтрах у касеті, особливо при масовому взятті проб, наприклад, при гідробіологічних дослідженнях кормової бази риб. Використання запропонованого пристрою для одночасної фіксації згущених проб планктонних організмів, який має стакан, усередині якого встановлена касета з фільтрами, на яких розташовані планктонні організми, кришку з підпружиненим диском, який має можливість здійснювати зворотнопоступальне переміщення в осьовому напрямі, причому кришка і диск зв'язані між собою порожнистою оболонкою, утворюючи порожнину для фіксуючої рідини, усередині якої розміщені кільцевий паз зі встановленим у ньому поршнем, що взаємодіє з пористим елементом, розташованим у кільцевому пазу диска, який має коаксіально-встановлені до його нижньої площини і підпружинені заглушки, які закріплені до дна стакана, що утворюють додаткові порожнини фіксування планктонних організмів на місці розміщення фільтрів у касеті, причому додаткові порожнини зв'язані через систему отворів з порожниною кришки і диска, дозволяє проводити одночасну фіксацію проб.