Устройство для улавливания донных наносов Советский патент 1939 года по МПК G01N1/10 

Для определения количества влекомых в придонном слое речных наносов различными авторами было предложено несколько типов приборов но все они при установке на дно при мелких песчаных и илистых грунтах дна и таких же наносах, вопервых, производят резкое возмущение, взрыванче и взрыхление дна, особенно при приборах на штанге и, во-вторых, самим фактом своего появления на дне потока вызывают подпор, резкое изменение скоростей и направлений придонных струй вблизи прибора и создают для движения наносов Б них условия, сильно отличающиеся от естественных, имевщих место на дне в том же пункте до появления в нем прибора. Прибор сам создает искусственные условия в момент измерения наносов и, таким об-разом, вводит в заблуждение наблюдателя.

Поэтому, первое и самое главное требование, предъявляемое к донному наносоуловителю, явно минимальное изменение естественных условий движения воды и наносов в придонном слое в смысле изменения величин и направлений скоростей и создания подпора. Второе требование сводится к достижению возможности точно определять время установки прибора на дно, что при работе с троса в паводки является, как показала практика, весьма трудным.

В целях удовлетворения указанных требований, авторами настоящего изобретения предлагается устройство для улавливания донных наносов, изображенное на фиг. 1-3 чертежа в трех проекциях и выполненное в виде открытой с обоих концов трубы прямоугольного сечения, например 25 X 10 см, опускаемой с понтона на тросе и щнурах и укладываемой на дно реки вдоль по течению; длина трубы принята равной 3 .и. Для уменьщения ее веса труба составлена из двух частей - железного патрубка / размером 25X10X25 см и пристегиваемого к нему матерчатого рукава-мещка 2 из бязи, имеющего для удержания одинакового с оголовком прямоугольного поперечного сечения проволочные ребра жесткости 3.

Патрубок / шарнирно прикреплен к концу короткого круглого сечения стержня 4, который проходит внутри тяжелого обтекаемого груза 5 и удерживается на нем посредством верхней гайки; стержень может перемещаться вертикально в некоторых пределах, катаясь на роликах внутри груза.

Ниже груза на указанном коротком стержне 4 имеется легко скользящее по нему и удерживаемое на месте слабым нажатием пружины кольцо 6 с двумя контактными штифтами, из которых один изолирован прокладкой из эбонита.

К обоим штифтам присоединены провода, включающие их в одну цепь с электрической батареей и звонком, находящимся на понтоне. Замыкание электрической цепи звонкового сигнала производится касанием к обоим штифтам медной пластинки, вделанной в нижнюю поверхность груза, который после достижения патрубком прибора дна продолжает движение на коротком участке стержня 4 до момента замыкания.

После возникновения сигнала опускание груза прекращается и его поднимают обратно вверх на 2-3 см.

Опускание хвостовой части трубы прибора происходит одновременно с головной, с одинаковой скоростью, для чего к последнему каркасному звену 7, состоящему нз легкого горизонтального проволочного прямоугольного контура и прикрепленного к нему тяжелого вертикального, то же прямоугольного контура, привязаны два отдельных шнура, служащих- один 8 для опускания хвостовой части в открытом состоянии, и другой 10 - для поднимания и одновременного закрывания ее путем навертывания хвостовой части на указанный проволочный каркасный контур при его перевертывании.

Устройство работает с троса. Работа при этом производится следующим образом.

Предварительно определяется придонная скорость течения обычной вертушкой возможно близко к по-верхности дна. Затем по полученной лридонной скорости вычисляется допускаемая продолжительность пр-е бывания прибора на дне, при которой можно быть уверенным, что наносы, вошедшие в открытую трубу прибора в момент его установки на дно, не успеют еще выйти через открытый хвостовой конец его, предполагая, что скорость движения наносов (мелких фракций) не превышает скорости воды. Продолжительность наблюдений определяется как частное от деления длины трубы прибора на донную скорость.

Например, если донная скорость определилась равной 0,25 MJceK, то при длине трубы прибора 3 м можно утверждать, что если прибор пробыл на

дне Q-25 2 вошедшие в него в течение этого времени наносы не могли выйти из него и при открытом хвостовом конце трубы.

После установления допустимой на данной вертикали продолжительности наблюдений прибор опускается на тросе 9 с понтона; патрубок 7- несколько раньше хвостовой части. У поверхности надо проследить, чтобы вода вытеснила воздух через хвостовую часть трубы; когда через нее установится свободное движение воды и она вытянется по течению, прибор начинают равномерно опускать на дно (головную часть на тросе вместе с грузом и хвостовую на шнуре 8) до момента звонкового сигнала. В момент сигнала включается секундомер; затем груз поднимается на 2-3 см, чтобы разъединить цепь. По истечении вычисленного времени наблюдения по команде техника одновременно прибор отрывается от дна поднятием патрубка / на тросе 9 и хвостовой части на втором шнуре JO, при натяжении которого хвостовой каркас 7 перевертывается и, накручивая на себя хвостовую часть матерчатой трубы, закрывает выход наносам из прибора. Против течения в открытый оголовок наносы выйти также не могут; кроме того при поднятии матерчатый мешок 2 принимает форму буквы (/, исключающую возможность вымывания наноса.

После подъема прибора на поверхность, груз с патрубком отнимаются от него и наносы выгружаются промыванием матерчатой трубы в достаточно большой ванне или тазу.

После 10-15 сек. отстоя вода сливается и наносы замеряются по 1 объему.

Для устранения случайностей и влияния пульсаций, наблюдения по- вторяются несколько раз; среднее , из этих измерений дает достаточно j точный результат (точность поряд- ка 10%).I

Метод подсчета общего для всего потока расхода наносов в придонном i слое по данным определений на от- j дельных вертикалях аналогичен определению жидких расходов.

Предмет изобретения.

1.Устройство для улавливания донных наносов, отличающееся тем, что, с целью наименьшего искажения потока вблизи дна и более тесного прилегания устройства к последнему по форме его рельефа, применен служащий продолжением жесткого прямоугольной формы патрубка I матерчатый мешок 2, снабженный по своей длине ребрами жесткости 5 и на своем конце каркасом 7, перевертываемым на 180° против течения при подъеме, осуществляемом помощью шнура 10.

2.В устройстве по п. 1 применение груза 5, свободно движущегося по стержню 4, жестко скрепленному с патрубком /, служащего для облегчения погружения устройства в водоем и приводящего в действие электрическую сигнализацию по достижении им дна.