УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА ГИДРОБИОНТОВ С ПОМОЩЬЮ ВОДНОГО ПОТОКА

Полезная модель относится к рыболовству, в частности к устройствам для отлова донных морских гидробионтов, обитающих как у поверхности дна, так и зарывающихся в его толще, и может быть использовано для сбора морских животных на глубинах до 6000 м с помощью телеуправляемого подводного аппарата, а также сохранения их до подъема на поверхность. Кроме того, разработанная полезная модель может также использоваться при сборе небиологических объектов.
Основными устройствами для сбора бентоса, применяемыми до настоящего времени, являются скребки, драги, тралы и дночерпатели.
Скребок состоит из легкой рамки, с заточенным нижним краем и сетного мешка. Скребок предназначен для сбора материала, в основном, с берега или на небольшой глубине. Объекты, собранные с помощью скребка, должны сразу перекладываться в специальную емкость для их хранения, в противном случае, возможно их выпадение при повторном использовании скребка. Скребок хорошо использовать для сбора неподвижных или малоподвижных объектов, в случае быстро передвигающихся животных (рыбы, членистоногие и т.п.) результат не гарантирован (Березина Н.А. Гидробиология; - М.; «Высшая школа» 1963, стр.46, рис.13А).
Драга используется для сбора бентоса на значительных глубинах. Работа осуществляется с судна, оборудованного лебедкой. Драга состоит из рамы, к которой с одной стороны крепится трос, идущий к судну, а с другой - мешок-накопитель, где собираются отловленные животные. Рама достаточно массивная, что позволяет ей закапываться в грунт и вытаскивать зарывающиеся организмы (Березина Н.А. Гидробиология; - М.; «Высшая школа» 1963, стр.46, рис.13Б).
Трал используется также как и драга. Основное отличие в раме. Рама у трала легкая, в результате чего сбор осуществляется только с поверхности дна (Березина Н.А. Гидробиология; - М.; «Высшая школа» 1963, стр.46, рис.13В).
Дночерпатель в основном применяется для сбора количественных проб, т.к. вырезает образец донного грунта определенной площади, которая определяется размерами дночерпателя (Березина Н.А. Гидробиология; - М.; «Высшая школа» 1963, стр.46, рис.13Г, 13Д, 13Е). В отличие от скребка, работая с которым исследователь видит объект и целенаправленно его отбирает, драга, трал и дночерпатель работают вслепую. В результате исследователь имеет весьма приблизительное представление о месте и условиях обитания добытых животных.
Основным недостатком вышеуказанных аналогов является то, что данные устройства повреждают объекты при сборе, и животные становятся нежизнеспособны.
В промысловой практике часто применяются всасывающие драги. Они используются для добычи некоторых видов рыб (например, сайры), а также донных моллюсков. Всасывающая драга представляет собой гибкий шланг, в котором создается поток воды, с помощью насоса любого типа или с помощью эрлифта. Нижний конец шланга подводится к добываемому объекту, который захватывается потоком воды и поднимается по шлангу на поверхность, где вываливается в емкость для сбора или просто на палубу для последующей переборки. Этот способ отлова применяется на относительно небольших глубинах (глубина ограничена длиной шланга) (Уитон Ф.У., Лосон Т.Б. Производство продуктов питания из океанических ресурсов; В 2-х томах, т. 1/Пер. с англ. Н.В.Трухина и Г.И.Карнаухова; Под ред. и с предисл. В.П.Быкова. - М.;. Агропромиздат, 1989, стр.127).
Однако данное устройство не предназначено для отлова единичного или незначительного количества экземпляров гидробионтов, что является необходимым условием для обследования водных акваторий.
В Интернете на сайте «NOAA Ocean Explorer», по адресу: http://www.oceanexplorer.noaa.gov/explorations/02davidson/logs/may20/media/bi gfish_video.html, находится видеоролик (02_davidson_bigfish_h.wmv), в котором продемонстрировано действие устройства наиболее близкого к заявляемому. Устройство смонтировано на борту телеуправляемого подводного аппарата (ТПА) и представляет собой трубку из прозрачного материала, которая захватывается манипулятором ТПА. В случае обнаружения объекта представляющего интерес для исследователя, в трубке (входном шланге), с помощью насоса, может создаваться поток воды в обоих направлениях. В ходе демонстрации видеоролика, видно как в трубку затягивается небольшая рыбка, затем, ее обратным потоком сливают в контейнер для хранения до подъема на поверхность. Контейнер не связан с трубкой.
Данное устройство по числу сходных признаков и достигаемому результату принято заявителем в качестве прототипа.
Основным недостатком такого метода отлова, на наш взгляд, является то, что количество добытых образцов ограничивается количеством контейнеров. Спуск ТПА и подъем его с большой глубины занимает много времени, поэтому желательно, чтобы аппарат максимально возможное время находился на глубине, тем более что технические возможности ТПА это позволяют. В этом случае небольшое количество контейнеров ограничивает время пребывания под водой. Допустимое количество контейнеров ограничено конструкцией аппарата, т.к. все контейнеры должны находиться в зоне действия видеокамер и в рабочей зоне манипулятора. К недостатку известного устройства следует также отнести то, что конструкция контейнера не предусматривает возможность водообмена, это может привести случае длительного пребывания под водой к гибели животных. Кроме этого, сама операция по открытию и закрытию контейнера требует определенной квалификации и времени, и, как следствие, усложняет эксплуатацию устройства. Таким образом, для того чтобы разместить отобранных животных в контейнеры, необходимо совершить целый ряд последовательных операций.
К недостаткам прототипа следует отнести:
- неблагоприятные условия содержания животных;
- многоступенчатая процедура помещения отловленных животных в контейнеры, требующая времени на каждую операцию;
- ограниченное количество контейнеров.
Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, - создание благоприятных условий пребывания животных под водой, а также упрощение эксплуатации устройства за счет его конструктивных особенностей.
Заявленный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для сбора гидробионтов с помощью водного потока, содержащем входной шланг, насос и приемник, приемник размещен между входным шлангом и насосом и выполнен в виде короба с герметично закрывающейся крышкой, внутри короба установлено не менее двух поперечных ребер, а перед насосом установлен фильтр.
Высота поперечных ребер составляет не более 2/3 высоты короба.
За входным шлангом внутри короба установлена заслонка с возможностью самопроизвольного закрытия.
Для обеспечения лучшего доступа к отловленным гидробионтам герметичная крышка короба может быть выполнена съемной.
В целях сохранения гидробионтов в нативном состоянии для изготовления деталей заявляемого устройства (короб с герметичной крышкой, поперечные ребра, заслонку и входной шланг) необходимо использовать нетоксичные и антикоррозионные материалы. В качестве таких материалов могут быть использованы, в частности, нержавеющая сталь, пищевые пластики.
Выполнение приемника в виде короба с герметично закрывающей крышкой и установка его между входным шлангом и насосом обеспечивает попадание гидробионтов с помощью водного потока непосредственно в короб, где скорость водного потока резко снижается и объекты, захваченные потоком, опускаются на дно короба. Этому процессу способствуют также поперечные ребра, расположенные в нижней части короба и полностью перекрывающие путь потока воды по дну короба.
Основное назначение поперечных ребер - распределение животных по всему объему короба в зависимости от их размера. При этом животные остаются неповрежденными и жизнеспособными, не травмируются и не сбиваются вместе. От количества поперечных ребер, размещенных внутри короба, зависит количество создаваемых ими камер. Для создания трех камер необходимо как минимум два поперечных ребра, в противном случае невозможно создать благоприятные условия для длительного хранения и содержания животных. Кроме того, поперечные ребра способствуют распределению собранных животных по всему объему короба, не давая им забивать фильтр своей массой.
Выполнение поперечных ребер высотой не более 2/3 высоты корпуса позволяет ограничить дальнейшее свободное перемещение животных внутри короба, а также обеспечить хороший водообмен по всему объему короба.
Установка фильтра перед насосом обеспечивает задержку самых мелких животных с небольшой плотностью тела, свободно плавающих внутри короба.
Наличие в заявляемом устройстве заслонки с возможностью самопроизвольного закрытия, установленной за входным шлангом, не позволяет животным покинуть короб в то время, когда насос выключен.
Съемная крышка позволяет легко извлекать собранный материал, а ее герметичность позволяет работать устройству, направляя весь поток воды через входной шланг.
Таким образом, сбор, распределение и хранение отобранных гидробионтов происходит всего в один этап и не требует никаких сложных дополнительных манипуляций.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется рисунками, представленными на фиг.1 и фиг.2. На фиг.1 изображен вид устройства сбоку в разрезе, на фиг.2 - вид сверху без крышки.
Предлагаемое устройство состоит из короба 1, снабженного герметично закрывающейся крышкой 2, с передней стороны короба закреплен входной шланг 3, с внутренней стороны выходного отверстия шланга установлена заслонка 4 с возможностью самопроизвольного закрытия, которая открывается водным потоком и закрывается при его отсутствии, в задней части короба закреплен насос 5, в коробе установлено, по меньшей мере, два поперечных ребра 6, при этом высота ребер составляет не более 2/3 высоты корпуса. Внутри корпуса перед насосом размещен фильтр 7.
Работа устройства происходит следующим образом. При обнаружении объекта, представляющего интерес, оператор ТПА, с помощью манипулятора аппарата (на чертеже не отображен), захватывает свободный конец входного шланга 3, подводит его к исследуемому объекту (на чертеже не отображен), включает насос 5 и объект засасывается во входной шланг 3 водяным потоком, создаваемым насосом 5. Заслонка 4 к этому моменту поднимается водной струей, вытекающей из входного шланга 3 в короб 1, и не препятствует прохождению исследуемого объекта в короб 1. Скорость водяного потока при попадании в короб 1 резко снижается, так как поперечное сечение короба 1 во много раз больше чем поперечное сечение входного шланга 3, вследствие этого исследуемый объект будет опускаться на дно короба 1. Этому способствуют также завихрения, создаваемые поперечными ребрами 6. Исследуемые объекты, имеющие большую плотность, оседают перед первым ребром, менее плотные объекты и более мелкие объекты заносятся дальше. Совсем мелкие организмы задерживаются фильтром 7. Таким образом, все отловленные животные разделяются по массе и плотности и более крупные объекты не давят более мелкие, пока не будут доставлены на поверхность и не разобраны. После того, как отлов закончен, оператор ТПА отключает насос и закрепляет свободный конец шланга на штатном месте. Как только насос прекращает работу, заслонка 7, под действием собственного веса, опускается и перекрывает животным выход из короба. В случае длительного пребывания ТПА под водой, оператор периодически запускает насос, чтобы в коробе производился водообмен и животные не погибли от нехватки кислорода. После подъема ТПА на поверхность, устройство снимается с аппарата и доставляется в лабораторию для работы с отобранным материалом.
Как видно из описания работы, заявляемое устройство оптимизирует процесс сбора животных и предоставляет им благоприятные условия содержания.