УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДНОГО ОТБОРА ПРОБ

Устройство для подводного отбора проб
Полезная модель относится к устройствам для отбора проб, а именно, к всасывающим устройствам и может быть использована для подводного отбора проб водорослей или иных видов мелких гидробионтов.
Широко известны различные виды всасывающих устройств: гидроэлеваторы, эжекторы, струйные насосы других типов.
Гидроэлеватор (http:/dic.academic.ru/dic.nsf/bse/79271/%D0%93%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%B2%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80)
состоит из нагнетательного трубопровода, всасывающего патрубка, сопла (насадки), смесительной камеры и диффузора. Его принцип действия основан на использовании энергии струи воды, подводимой к насадке под напором. Проходя с большой скоростью через проточную часть гидроэлеватора, при вылете из насадки струя воды создает перепад давления. Это вызывает поступление транспортируемого материала в смесительную камеру гидроэлеватора. Из смесительной камеры струя рабочей жидкости увлекает образующуюся гидросмесь в диффузор. В диффузоре скорость движения гидросмеси снижается, но повышается ее давление за счет перехода части кинетической энергии струи в потенциальную энергию потока, чем и обеспечивается перемещение гидросмеси по трубопроводам. Гидроэлеватор применяется для транспортировки материалов на незначительные расстояния, при гидромеханизации горных и строительных работ, для удаления шламов на обогатительных фабриках, шлака и золы в котельных и на электростанциях, для транспортировки песка и гравия.
Эжектор (https://ru.wikipedia.org/wiki/%DD%E6%E5%EA%F2%EE%F0) состоит из всасывающей камеры, сопла, смесительной камеры и диффузора. Это устройство, в котором происходит передача кинетической энергии от одной среды, движущейся с большей скоростью, к другой. Он, работая по закону Бернулли, создает в сужающемся сечении пониженное давление одной среды, что вызывает подсос в поток другой среды, которая затем
переносится и удаляется от места всасывания энергией первой среды. Эжекторы широко используют при изготовлении струйных насосов (жидкостно-ртутных, водоструйных, паромасляных, парортутных).
Недостатком вышеуказанных устройств является узкая направленность их назначения: транспортировка жидких смесей. При этом перемещение биологических объектов в неповрежденном состоянии невозможно ввиду наличия чрезмерных нагрузок.
Наиболее близкой к заявляемому решению является такая разновидность струйных насосов, как эрлифт (https://ru.wikipedia.org/wiki/%DD%F0%EB%E80/oF4%F2, https://ru.wikipedia.org/wiki/%Dl%F2%F0%F3%E9%ED%FB%E9_%ED%E0%F1%EE%F1). Он состоит из вертикальной трубы, закрепленной с ее внешней стороны трубки с загнутым вверх нижним концом, который заведен внутрь вертикальной трубы, форсунки и узла подачи сжатого воздуха, в качестве которого применяется компрессор. Принцип работы заключается в том, что в трубку, заключенную в вертикальной трубе, нижняя часть которой опущена в жидкость, через форсунку подается сжатый воздух от компрессора. При этом в трубе образуется эмульсия (смесь жидкости и пузырьков воздуха). Она поднимается вверх по трубе благодаря разности удельных масс эмульсии и жидкости. Эрлифты применяются для подачи активного циркуляционного ила и подъема сточной жидкости на небольшую высоту на канализационных очистных сооружениях, для подачи химических реагентов на водопроводных очистных сооружениях, для подачи воды из глубинных скважин, в нефтедобывающей отрасли. Недостатком эрлифта являются его значительные габаритные размеры и связанная с этим низкая мобильность.
Заявляемое устройство для подводного отбора проб, как и известные, содержит вертикальную трубу, закрепленную с ее внешней стороны трубку с загнутым вверх и заведенным внутрь вертикальной трубы нижним концом и узел подачи сжатого воздуха.
Задачей полезной модели является создание компактного, мобильного устройства для подводного отбора проб с возможностью его легкой транспортировки на значительные расстояния.
Технический результат заключается в обеспечении возможности подводного сбора гидробионтов небольшого размера в неповрежденном состоянии и их сохранности до поднятия на поверхность.
Технический результат достигается тем, что к верхнему концу вертикальной трубы, посредством быстросъемного приспособления прикреплен мешок из сетчатого материала, узел подачи сжатого воздуха представляет собой баллон со сжатым воздухом с подсоединенным к нему редуктором понижающего давления, к которому подведен гибкий шланг, свободный конец которого соединен с трубкой, при этом трубка оснащена запорным клапаном. Вертикальная труба и трубка с загнутым вверх нижним концом могут быть выполнены из металла, твердого пластика, армированной резины. Загнутый вверх нижний конец трубки может быть заведен внутрь вертикальной трубы через ее нижний конец или через отверстие вблизи него. Расстояние от нижнего конца вертикальной трубы до выпускающего сжатый воздух отверстия трубки может составлять от 100 до 150 мм. В качестве быстросъемного приспособления может использоваться резиновое кольцо или хомут.
Наличие в конструкции полезной модели узла подачи сжатого воздуха, обеспечивающего поступление внутрь вертикальной трубы пузырьков воздуха, позволяет создать вертикальный всасывающий ток воды для отбора и бережного перемещения водных организмов в собирающий мешок, а выполнение мешка из сетчатого материала позволяет сохранить выловленных гидробионтов в естественных условиях без повреждений и ущерба для их жизнедеятельности до поднятия на поверхность.
Размещение загнутого вверх нижнего конца трубки внутри вертикальной трубы таким образом, чтобы расстояние от ее нижнего конца до отверстия трубки, выпускающего сжатый воздух, составляло от 100 до 150
мм обеспечивает необходимую для подъема и перемещения гидробионтов всасывающую силу, так как при размещении отверстия трубки ближе к концу трубы воздух будет выходить из него наружу, дальше - сила всасывания снизится и ее будет недостаточно для подъема и перемещения водных организмов в мешок.
Таким образом, совокупность вышеуказанных признаков формулы полезной модели обеспечивает указанный технический результат, а именно, обеспечение возможности подводного сбора гидробионтов небольшого размера в неповрежденном состоянии и их сохранности до поднятия на поверхность.
Заявляемое устройство для подводного отбора проб поясняется с помощью чертежа, где представлена общая схема его конструкции.
Устройство для подводного отбора проб состоит из вертикальной трубы 1 и узла подачи сжатого воздуха 2. Узел 2 представляет собой баллон со сжатым воздухом 3, к выпускному отверстию которого подсоединен редуктор понижающего давления 4. Непосредственно к редуктору 4 подводится гибкий шланг 5, на свободный конец которого насажена трубка 6 с загнутым вверх концом, оснащенная запорным клапаном 7. Она крепится к внешней стороне вертикальной трубы 1, например, с помощью пластиковых или металлических хомутов, скоб, клея или сварки. Загнутый вверх конец трубки 6 может заводиться внутрь трубы 1 через ее нижний конец или через отверстие вблизи него (не показано) и располагаться так, чтобы расстояние от нижнего конца трубы 1 до отверстия трубки 6, выпускающего сжатый воздух, составляло от 100 до 150 мм для создания достаточной для перемещения водных организмов силы всасывания. Труба 1 и трубка 6 выполнены из легкого, прочного, устойчивого к коррозии материала, например, из металла, твердого пластика или армированной резины. Для большего удобства использования длина трубы 1 может составлять от 500 до 1000 мм, диаметр - от 50 до 60 мм. К верхнему концу трубы 1 с помощью быстросъемного приспособления 8, в качестве которого
может использоваться, например, резиновое кольцо, прикреплен мешок из сетчатого материала 9. В мешке 9 собираются и удерживаются до поднятия на сушу отобранные под водой гидробионты.
Полезная модель используется следующим образом.
Устройство полностью погружается под воду и легко перемещается водолазом в места отбора проб. При открытии запорного вентиля баллона 3 сжатый воздух через редуктор понижающего давления 4 по гибкому шлангу 5 поступает в трубку 6. После открытия ее запорного клапана 7 воздух попадает внутрь трубы 1 и смешивается с водой. Водовоздушная смесь движется вверх по трубе 1 вследствие подъемного действия пузырьков воздуха, таким образом, создается вертикальный всасывающий ток. При приближении нижнего конца трубы 1 к выбранным видам водных организмов они всасываются в нее, поднимаются вверх по трубе 1 и попадают в сетчатый мешок 9. Воздух проходит сквозь материал мешка 9, а отобранные организмы удерживаются внутри него. Когда мешок 9 наполняется, его можно легко заменить на аналогичный, а при снятии мешка 9 с трубы 1 можно стянуть его открытую часть тем же быстросъемным устройством 8 в виде, например, резинового кольца или хомута. При снятом мешке 9 устройство для подводного отбора проб также может применяться и для очистки поверхностей от мягких отложений.
Устройство обеспечивает возможность подводного сбора гидробионтов небольшого размера в неповрежденном состоянии и их сохранность до поднятия на поверхность.