Устройство для отбора проб взвешенных наносов в придонном слое на морском шельфе Советский патент 1981 года по МПК G01N15/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ

ВЗВЕШЕННЫХ НАНОСОВ В ПРИДОННОМ СЛОЕ

НА МОРСКОМ ШЕЛЬФЕ

1

Изобретение относится к исследованию физических свойств суспензий, а именно к измерению концентраций взвешенных твердых частиц в жидкости и может быть использовано для исследования динамики морских наносов на шельфе.

Известно изобретение батометр-наносонакопитель. Этот батометр представляет собой емкость, устанавливаемую в потоке на длительное время и собирающий взвешенные в воде частицы. В качестве накопителей используются бамбуковые шесты д с отверстиями в отдельных естественных секциях 1.

Данные посты имеют целый ряд недостатков, основным из которых является небольшая глубина установки шестов (не более 10-ти м), трудоемкость и сложность is процесса извлечения собранной пробы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является автономный измерительный пост, состоящий из металлической треноги, к боковым ребрам которой с помощью консольных державок крепятся Я наносонакопители. Конструкция накопителей предусматривает возможность их фиксации в открытом для доступа взвеси и в закрытой

положении. Установка на дно и.снятие треног проводится с борта легкого катера, а открытие и закрытие накопителей водолазами (2.,

Недостатком данных накопителей является необходимость использования водолазного труда, что ограничивает возможность постановки данного измерительного поста доступными водолазом глубинами. Это значит, что уже при работе на глубинах больше 12-ти м обслуживающее судно должно быть снабжено дорогостоящей рекомпрессионной камерой, а глубже 45-ги м и спуско-подъемным устройством (водолазным колоколом).

Цель изобретения - увеличение глубины постановки измерительного поста до ста и более метров при полном исключении дорогостоящих водолазных работ.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для отбора проб взвешенных наносов в придонном слое на морском шельфе, содержащее кассету батометров-наносонакопителей; имеющих радиальные сквозные отверстия,снабжено цилиндрическим корпусом с грузом в нижней части, вьюшкой с тросом и прикрепленным к корпусу гидроакустическим размыкателем с буйрепом для соединения с буем, при этом кассета батомстров-наносонакопителей установлена и цилиндрическом корпусе с зазором, а корпус выполнен со сквозными отверстиями, размещенными по высоте соответственно отверстиям кассеты. Кассета батометров-наносинакопителей имеет направляющий продольный паз и помещена с зазором 2-3 мм в цилиндрический корпус, имеющий ответный направляющий выступ. В донной части корпуса размещены элемент времепной задержки и штифты, ограничивающие ход кассеты батометров-наносонакопителей. В верхней части корпус снабжен заглущкой с центральным отверстием для связи кассеты батометров-наносонакопителей с вьющкой, трос которой прикреплен к бую. Диаметр сквозных отверстий равноотстоящих по периметру, выполненных на боковых поверхностях корпуса на 2-4 мм больще диаметра отверстий кассеты батометров-наносонакопителей. На фиг. 1 изображен батометр-наносонакопитель, общий вид; на фиг. 2 - верхняя часть устройства с вьющкой и нижняя часть устройства с грузом, приспособлением временной задержки, щтифтами; на фиг. 3 - устройство для отбора проб взвещенных наносов в придонном слое на морском Шельфе, общий вид; иа фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 2. Устройство содержит батометры-наносонакопители 1, соединенные при помощи резьбы в кассету любой, необходимой по условиям опыта длины, направляющий продольный паз 2, выполненный на батометрахнаносонакопителях, цилиндрический корпус .3, на боковых поверхностях которого на равном расстоянии друг от друга расположены равноотстоящие по периметру круглые сквозные отверстия 4, направляющий продольный выступ 5, расположенный на внутренней стенке корпуса, который при сборке устройства входит в продольный паз 2 кассеты батометров-наносонакопителей, чем обеспечивается полное совпадение отверстий в начале работы батометров-наносонакопителей. На дне корпуса 3 расположены штифты 6, служащие для ограничения хода кассеты батометров-наносонакопителей, Заглущка 7 с отверстием в центре, рас положенная в верхней части корпуса, ограничивает сверху свободный ход кассеты батометров-наносонакопителей. Вьюшкз 8 представляет собой свободно вращающийся барабан с намотанным на него тросом, длина которого определяется глубиной постановки устройства. Болт 9, свободно проходя через отверстие в заглушке, связывает кассету батометров-наносонакопителей с вьюшкой Элемент 10 для временной задержки открытия отверстий I1 батометров-наносонакопи телей устанавливается на дне корпуса между штифтами и представляет собой химическое вещество спрессованное в цилиндр определенной длины, растворяющееся в морской воде за известное, определяемое условиями опыта время. Устройство крепится к металлическому рыму 12 буя 13 буйрепой и тросом вьюшки. В верхней части корпуса установлены гидроакустический размыкатель 14 н крюк 15. В нижней части корпуса установлен груз. Сборка устройства осуществляется на берегу или на палубе судна и происходит следующим образом: из отдельных батометров-наносонакопителей 1 собирается кассета необходимой, по условиям опыта, длины. Внутрь корпуса 3 между штифтами 6 устанавливается элемент 10 временной задержки, Эатем вставляется кассета батометров-наносонакопителей таким образом, чтобы продольный паз 2 и выступ 5 совпали. В отверстие заглущки 7 вставляется болт 9 и заглушка закрепляется в корпусе3. К болту 9 присоединяется вьющка 8 с тросом и прикрепленным к тросу за рым 12 буем 13. Буйреп буя через механический захват гидроакустического размыкателя 14 соединяют с корпусом 3. Гидроакустический размыкатель удерживает буй от преждевременного всплытия. Устройство работает следующим образом. Устройство устанавливается на дно в выбранной точке на нужную глубину при помощи небольшой ручной или корабельной лебедки. Зацепив трос с лебедки за крюк 15 можно опустить устройство на дно. При достижении дна натяжение троса ослабевает и легко соскальзывает с крюка. Через заданное время элемент временной задержки растворяется и кассета батометров-наносонакопителей под собственной тяжестью проседает и отверстия 11 батометров-наносонакопителей совпадают с отверстиями 4 в корпусе. Совпадение отверстий 4 и 11 обусловлено наличием ограничивающих штифтов и продольных иаправляющих паза и выступа. Попадающая сквозь отверстия взвесь начинает оседать и накапливаться в батометрах. По окончании работы с борта судна подается сигнал на гидроакустический размыкатель 14, захват которого освобождает буй. Всплывая на поверхность, буй разматывает за собой намотанный на барабаи вьюшки трос. Буй, окрашенный в яркий цвет легко обнаружить в море, и, затем за трос поднять устройство на борт судна. Во время подъема отверстия. батометровнаносонакопителей закрыты. Это осуществляется за счет того, что устройство поднимают за кассету батометров-наносонакопи-. гелей тогда как корпус под собственной тяжестью проседает. В результате происходит сдвиг труб (корпуса и кассеты) относительно друг друга уже в обратном направлении, что позволяет закрыть отверстия батометров-наносонакопителей. Этим исключается утечка пробы из батометров-наносо11акопителей во время подъема устройства на поверхность.

Изобретение обеспечивает возможность получать подробную информацию о распределении взвеси по вертикали придонного слоя произвольной толщины, возможность изменять подробность исследования и толщину изучаемого слоя, осреднять полученную информацию за любой интересующий исследователя срок, значительно удещевляет научно-исследовательские экспедиционные работы за счет отказа от дорогостоящи водолазных работ, кроуе того, позволяет использовать устройство для отбора пр извещенных частиц по всему щельфу(глубина постановки постов определяется расчетом .беса груза, длиной троса, грузопод-ьемностью буя, надежностью гидроакустического размыкателя), значи.тельно упрощается обслуживание измерительных постов, за счет чего повыщается производительность исследовательских работ, надежность отыскивания поста, при полном отсутствии дополнительных маркировочных буев на поверхностИ| фиксирующих местонахождение рабочего поста, определяется только надежностью срабатывания гидроакустического размыкателя. При наличии хорощих размыкателей вероятность обнаружения и обслуживания устройства стопроцентная, а также обеспечивается простота изготовления, работы и обслуживания самой конструкции. При этом сохраняется высокая надежность устройства в работе на больщих глубинах.

Формула изобретения

I. Устройство для отбора проб взвещенных наносов в придонном слое на морском щельфе, содержащее кассету батометровнаносоиакопителей, имею1дих радиальные

сквозные отверстия, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности установки его на любых глубинах зоны щельфа и простоты обе уживания, оно снабжено цилиндрическим корпусом с грузом в нижней части, вьющкой с тросом и прикрепленным к корпусу гидроакустическим размыкателег4 с буйрепом для соединения с буем, при этом кассета батометров-наносонакопителей установлена в цилиндрическом корпусе с зазором, а корпус выполнен со сквозными отверстиями, размещенными по высоте соответственно отверстиям кассеты.

2.Устройство по п. I, отличающееся тем, что кассета батометров-наносонакопителей и цилиндрический корпус выполнены с направляющими соответственно пазом h выступом.

3.Устройство по пп. I и 2, отличающееся тем, что цилиндрический корпус снабжен элементом временной задержки и щтифтами ограничения хода кассеты батометров-наносонакопителей, установленными в его верхней части, а также заглущкой, имеющей центральное отверстие, установленное в его нижней части.

4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диаметр отверстий корпуса больще

диаметра отверстий кассеты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Fukushima Н., Mirogushi I. Field investigation of suspended litteral duff. «Coastal Engineering in Japan, v. I, 1958.

2.Анциферов С. М., Косьян P. Д., Онищенко Э. Л. К методике натурных исследований движения взвещенного обломочного материала. «Океанология, т. XV, вып. 2,

1975, с. 296 - 301.

/1-Х

игЛ