RU2440561C1 - Apparatus for stationary collection of water in ocean bottom layer - Google Patents

Apparatus for stationary collection of water in ocean bottom layer Download PDF

Info

Publication number
RU2440561C1
RU2440561C1 RU2010120830/05A RU2010120830A RU2440561C1 RU 2440561 C1 RU2440561 C1 RU 2440561C1 RU 2010120830/05 A RU2010120830/05 A RU 2010120830/05A RU 2010120830 A RU2010120830 A RU 2010120830A RU 2440561 C1 RU2440561 C1 RU 2440561C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
buoyancy
hose
float
magnet
Prior art date
Application number
RU2010120830/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010120830A (en
Inventor
Том Анатольевич Дозоров (RU)
Том Анатольевич Дозоров
Анатолий Михайлович Сагалевич (RU)
Анатолий Михайлович Сагалевич
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Учреждение Российской академии наук Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН filed Critical Учреждение Российской академии наук Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Priority to RU2010120830/05A priority Critical patent/RU2440561C1/en
Publication of RU2010120830A publication Critical patent/RU2010120830A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2440561C1 publication Critical patent/RU2440561C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: apparatus for stationary collection of water in the ocean bottom layer has a ballast weight on which a water collection chamber is mounted, a pipe made in form of a reinforced hose and connected with the water collection chamber, a buoy to which the top end of the pipe is attached through a sleeve nut, floats and a flexible hose which freely passes through the opening in the float and connected to the buoy. An annular magnet is mounted in the float, and inside the flexible hose there is a cylindrical magnet which is tightly fit to the walls of the house, where the axial magnetic field of the cylindrical magnet is opposite the field of the annular magnet.
EFFECT: invention enables to regularly monitor physical and chemical properties of water at any depth at stationary points with constancy of all collection conditions with low expenses.
1 cl, 2 dwg

Description

Настоящее предлагаемое изобретение относится к мониторингу океана, к экологическому контролю (научным исследованиям) океанической среды.The present invention relates to ocean monitoring, environmental control (scientific research) of the ocean environment.

Известен «Способ взятия проб зараженной воды на затонувшем объекте», который заключается в наполнении на глубине в месте контроля сосуда (1).The well-known "Method of sampling contaminated water at a sunken object", which consists in filling at a depth in the place of control of the vessel (1).

Данный способ чрезвычайно дорог и не позволяет вести наблюдения на больших глубинах.This method is extremely expensive and does not allow observations at great depths.

По совокупности существенных признаков прототипом предлагаемого устройства может являться устройство для отбора глубинных проб, описанное в (2). Оно содержит водозаборную камеру, соединенную с трубопроводом. Однако известное устройство предназначено для однократного исследования и его использование для длительных регулярных наблюдений затруднительно.Based on the set of essential features, the prototype of the proposed device may be a device for sampling deep samples described in (2). It contains a water intake chamber connected to the pipeline. However, the known device is intended for a single study and its use for long regular observations is difficult.

Целью настоящего предложения является возможность регулярного контроля физических и химических свойств воды на любых глубинах в стационарных точках при постоянстве всех условий отбора. Контроль малозатратен.The purpose of this proposal is the possibility of regular monitoring of the physical and chemical properties of water at any depths at stationary points with the constancy of all selection conditions. Control is low cost.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем водозаборную камеру, соединенную с трубопроводом, водозаборная камера закреплена на балластном грузе, трубопровод выполнен в виде армированного шланга, верхний конец которого с помощью накидной гайки крепится к плавучести с центральным отверстием, соединенным на противоположной стороне плавучести с гибким шлангом, проходящим свободно через отверстие поплавка, в котором закреплен кольцевой магнит, а внутри шланга находится цилиндрический магнит, плотно прилегающий к стенкам шланга, осевое магнитное поле которого противоположно полю кольцевого магнита.This goal is achieved by the fact that in the known device containing a water intake chamber connected to the pipeline, the water intake chamber is mounted on a ballast weight, the pipeline is made in the form of a reinforced hose, the upper end of which is attached to the buoyancy with a central hole connected to the opposite side buoyancy with a flexible hose passing freely through the hole of the float, in which an annular magnet is fixed, and inside the hose there is a cylindrical magnet, snug conductive to the walls of the hose, the axial magnetic field which is opposite to the ring magnet field.

Кроме того, в предлагаемом устройстве плавучесть закреплена в центре кольца, диаметр которого не менее расстояния между поверхностью океана и плавучестью, внутри которой установлена управляемая механическая защелка, соединенная электрически с гидроакустическим приемником, закрепленным на плавучести, и фиксирующая цилиндрический магнит в момент касания поплавка плавучести, а гибкий шланг имеет в верхней части стопорное кольцо, которое одновременно является фланцем для присоединения к нему компрессора.In addition, in the proposed device, buoyancy is fixed in the center of the ring, the diameter of which is not less than the distance between the surface of the ocean and buoyancy, inside which a controlled mechanical latch is installed, electrically connected to a hydroacoustic receiver fixed to buoyancy, and fixing a cylindrical magnet at the moment of touching the buoyancy float, and the flexible hose has a snap ring at the top, which is also a flange for attaching a compressor to it.

Перечисленные отличия связаны с поставленными задачами следующим образом. Закрепление водозаборной камеры на балластном грузе позволяет создать стационарную точку наблюдения на выбранном объекте. Выполнение трубопровода в виде армированного шланга, закрепленного на плавучести, создает надежные условия существования точки наблюдения в условиях частой штормовой погоды, скоростных течений и даже перемещения льдин и других объектов над местом наблюдения. Тем же целям служат поплавок на гибком шланге, магниты и пр.The listed differences are associated with the tasks as follows. Fastening the intake chamber to the ballast weight allows you to create a stationary observation point at the selected object. The execution of the pipeline in the form of a reinforced hose fixed to buoyancy creates reliable conditions for the existence of an observation point in conditions of frequent stormy weather, high-speed currents, and even the movement of ice and other objects above the observation site. A flexible hose float, magnets, etc. serve the same purposes.

Возможность практической реализации.The possibility of practical implementation.

На чертеже - фиг.1 - показана точка наблюдения на дне океана, созданная в соответвии с предложением, и работа на ней судна при отборе пробы. На чертеже - фиг.2 - более подробная конструкция устройства и его состояние в нерабочем положении.In the drawing - figure 1 - shows the observation point at the bottom of the ocean, created in accordance with the proposal, and the work on it of the vessel when sampling. In the drawing - figure 2 - a more detailed design of the device and its condition in the idle position.

Устройство для стационарного отбора воды в придонном слое океана содержит: балластный груз - 1, закрепленную на нем водозаборную камеру - 2, соединенную с армированным шлангом - 3, закрепленным на плавучести - 4, которая находится в центре кольца - 5. Из верхней части плавучести выходит гибкий шланг - 6, который свободно проходит сквозь центральное отверстие поплавка - 7 и задерживается фланцем - 8. Помимо упомянутых элементов на фиг.1 изображено дно - 9, поверхность океана - 10, судно, отбирающее пробу, - 11, емкость для отобранной воды - 12, лоцманский порт на судне - 13.A device for stationary water extraction in the bottom layer of the ocean contains: ballast weight - 1, a water intake chamber fixed to it, 2 connected to a reinforced hose - 3, fixed to buoyancy - 4, which is located in the center of the ring - 5. It leaves the upper part of buoyancy a flexible hose - 6, which freely passes through the central hole of the float - 7 and is delayed by a flange - 8. In addition to the mentioned elements, Fig. 1 shows the bottom - 9, the ocean surface - 10, the sampling vessel - 11, the container for sampled water - 12, pilot port on the ship - 13.

На фиг.2 показана более подробно конструкция устройства для отбора в положении ожидания на дне. Дополнительно к уже перечисленным элементам устройство содержит накидную гайку - 14, закрепляющую армированный шланг - 3 на плавучести - 4. В поплавке - 7 в центральном отверстии, через которое проходит гибкий шланг - 6, закреплен кольцевой магнит - 15, полярность которого (полюса N, S) обратна полярности цилиндрического магнита - 16, находящегося внутри гибкого шланга - 6. Цилиндрический магнит закреплен на хвостовике - 17, имеющем отверстие, куда входит управляемая механическая защелка - 18 при движении магнита в отверстии плавучести - 4. Механическая защелка электрически соединена с гидроакустическим приемником - 19.Figure 2 shows in more detail the design of the device for selection in the standby position at the bottom. In addition to the elements already listed, the device contains a union nut - 14, which secures the reinforced hose - 3 to buoyancy - 4. In the float - 7 in the central hole through which the flexible hose - 6 passes, an annular magnet - 15 is fixed, the polarity of which (pole N, S) the reverse polarity of the cylindrical magnet - 16, located inside the flexible hose - 6. The cylindrical magnet is mounted on the shank - 17, with an opening, which includes a controlled mechanical latch - 18 when the magnet moves in the buoyancy hole - 4. Mechanical Lye is electrically coupled to a hydroacoustic receiver - 19.

Устройство для стационарного отбора воды устанавливается в нужной точке океана с помощью лебедки, на которой предварительно намотан армированный шланг - 3, длина которого на 15-20 м короче, чем глубина в точке постановки. Это создает спокойные условия для притопленной плавучести при любом волнении на поверхности. К балластному грузу - 1 закрепляется водозаборная камера - 2 и груз стравливается на всю длину армированного шланга - 3 до установки его на объект, который нужно контролировать. При необходимости проводится наблюдение установки водозаборной камеры и балластного груза с помощью видеокамер. В особых случаях водозаборная камера устанавливается на контролируемом объекте с помощью обитаемого подводного аппарата.A device for stationary water withdrawal is installed at the desired point in the ocean using a winch, on which a reinforced hose - 3 is pre-wound, the length of which is 15-20 m shorter than the depth at the setting point. This creates calm conditions for submerged buoyancy at any wave surface. A water intake chamber - 2 is fixed to the ballast weight - 1 and the load is leveled over the entire length of the reinforced hose - 3 before installing it on the object that needs to be controlled. If necessary, the installation of the intake chamber and ballast weight is monitored using video cameras. In special cases, a water intake chamber is installed on a controlled object using an inhabited underwater vehicle.

Верхний конец армированного шланга - 3 перехватывается зажимом и накидная гайка - 14 навинчивается на плавучесть - 4. Соединительная муфта (на чертеже не показана) гибкого шланга - 6 вводится в отверстие поплавка - 7 и ввинчивается в верхнее отверстие плавучести - 4, поплавок кладется на плавучесть. Далее, в верхнее отверстие гибкого шланга, на конце которого закреплен фланец - 8, вводится цилиндрический магнит - 16. Фланец - 8 соединяется с компрессором, давление которого проталкивает магнит в отверстие плавучести - 4 до проникновения в отверстие хвостовика - 17 защелки - 18. Вся связка выносится за борт и опускается краном до заглубления плавучести на глубину, определяемую длиной армированного шланга - 3. Обычно, 15-20 метров гибкого шланга хватает, чтобы при этой операции фланец - 8 находился на палубе установочного судна.The upper end of the reinforced hose - 3 is intercepted by the clamp and the union nut - 14 is screwed onto the buoyancy - 4. The connecting sleeve (not shown) of the flexible hose - 6 is inserted into the hole of the float - 7 and screwed into the upper hole of the buoyancy - 4, the float is placed on buoyancy . Next, a cylindrical magnet - 16 is inserted into the upper hole of the flexible hose, at the end of which a flange - 8 is fixed. Flange - 8 is connected to a compressor, the pressure of which pushes the magnet into the buoyancy hole - 4 until the latch - 17 penetrates into the shank hole - 18. All the bundle is carried overboard and lowered by a crane until the buoyancy deepens to a depth determined by the length of the reinforced hose - 3. Usually, 15-20 meters of a flexible hose is enough for flange - 8 to be on the deck of the installation vessel during this operation.

Для проверки работоспособности системы и взятия первой пробы воды с контролируемого объекта фланец - 8 заводят через лоцманский порт - 13 во внутрь судна и опускают его ниже ватерлинии. Подают гидроакустическую команду на освобождение хвостовика - 17 магнита. При этом поплавок - 7 всплывает, так как его подъемная сила, взаимодействующая через магнитные поля кольцевого - 15 и цилиндрического - 16 магнитов, вполне достаточна, чтобы удержать вес цилиндрического магнита и обеспечить его продвижение по гибкому шлангу. В то же время, сила взаимодействия магнитных полей кольцевого и цилиндрического магнитов должна быть достаточна для преодоления подъемной силы поплавка - 4. Последний поднимают на борт судна, протаскивая его по шлангу - 6, снимают фланец - 8 и вынимают гибкий шланг - 6 из отверстия поплавка.To check the system’s operability and to take the first water sample from the controlled object, the flange - 8 is inserted through the pilot port - 13 into the inside of the vessel and lowered below the waterline. Submit a sonar command to release the shank - 17 magnets. In this case, the float - 7 pops up, since its lifting force interacting through the magnetic fields of the ring - 15 and cylindrical - 16 magnets is quite sufficient to support the weight of the cylindrical magnet and ensure its progress through the flexible hose. At the same time, the interaction force of the magnetic fields of the ring and cylindrical magnets should be sufficient to overcome the lifting force of the float - 4. The latter is lifted aboard the vessel, dragging it along the hose - 6, remove the flange - 8 and remove the flexible hose - 6 from the hole of the float .

При этой операции из конца шланга извлекается цилиндрический магнит - 16, так как он следует за кольцевым магнитом - 15, закрепленным в отверстии поплавка. Далее фланец устанавливают на место, присоединяют компрессор и включают его на разрежение. Вода преодолевает несколько метров подъема и спуска через лоцпорт. Теперь фланец можно отсоединить от компрессора и вода самотеком будет сливаться в емкость - 12. Конечно, эту воду некоторое время следует сливать за борт, поскольку это не будет придонной водой. Скорость поступления воды при положении фланца ниже ватерлинии на 2-3 метра будет 0,5-1 м/сек и с глубины, например, 2 км сливать воду придется около часа, далее пойдет вода для анализа. Разумеется, процесс можно значительно ускорить, применив компрессор.During this operation, a cylindrical magnet - 16 is removed from the end of the hose, since it follows the ring magnet - 15, fixed in the hole of the float. Next, the flange is installed in place, the compressor is connected and turned on for vacuum. Water overcomes several meters of ascent and descent through the portport. Now the flange can be disconnected from the compressor and the water will gravity drain into a container - 12. Of course, this water should be drained overboard for some time, since it will not be bottom water. The flow rate of water at a position of the flange below the waterline by 2-3 meters will be 0.5-1 m / s and from a depth of, for example, 2 km, water will have to be drained for about an hour, then the water for analysis will go. Of course, the process can be significantly accelerated by using a compressor.

После пробного отбора воды в верхний конец гибкого шланга вставляют цилиндрический магнит, шланг протаскивают через отверстие поплавка и выносят его за борт, соединяют фланец с компрессором и включают его на нагнетание.After a test selection of water, a cylindrical magnet is inserted into the upper end of the flexible hose, the hose is pulled through the hole of the float and carried overboard, the flange is connected to the compressor and turned on for pumping.

Цилиндрический магнит - 16 увлекает поплавок вниз благодаря взаимодействию с кольцевым магнитом - 15. При достижении поплавком притопленной плавучести - 4 защелка - 18 срабатывает и поплавок фиксируется на плавучести.A cylindrical magnet - 16 carries the float down due to interaction with the ring magnet - 15. When the float reaches flooded buoyancy - 4 latch - 18 is activated and the float is fixed on buoyancy.

На протяжении всего времени упомянутых операций кормовой кран не отсоединяется от плавучести, страхуя возможную неисправность в системе, далее кран отдает плавучесть, гибкий шланг - 6 выбрасывается за борт и занимает положение в воде, показанное на фиг.2. Кольцо - 5 препятствует его обматыванию вокруг армированного шланга - 3. Устройство для отбора воды готово к следующему посещению контрольной точки.Throughout the entire time of the mentioned operations, the feed crane does not disconnect from buoyancy, insuring a possible malfunction in the system, then the crane gives buoyancy, a flexible hose - 6 is thrown overboard and occupies a position in the water, shown in figure 2. The ring - 5 prevents it from being wrapped around the reinforced hose - 3. The water sampling device is ready for the next visit to the control point.

При приходе в точку с судна подается гидроакустический сигнал для освобождения хвостовика магнита защелкой, поплавок всплывает, его поднимают на борт вместе со шлангом и, далее, повторяются все операции первой пробы.When arriving at a point from the vessel, a hydroacoustic signal is supplied to release the magnet shank with a latch, the float floats, it is lifted aboard along with the hose, and then all operations of the first sample are repeated.

Источники информацииInformation sources

1. Патент России №2215278.1. Patent of Russia No. 2215278.

2. Патент России №2315277.2. Patent of Russia No. 2315277.

Claims (2)

1. Устройство для стационарного отбора воды в придонном слое океана, содержащее водозаборную камеру с обратным клапаном, соединенную с трубопроводом, отличающееся тем, что водозаборная камера закреплена на балластном грузе, трубопровод выполнен в виде армированного шланга, верхний конец которого с помощью накидной гайки крепится к плавучести с центральным отверстием, соединенным на противоположной стороне плавучести с гибким шлангом, проходящим свободно через отверстие поплавка, в котором закреплен кольцевой магнит, а внутри шланга находится цилиндрический магнит, плотно прилегающий к стенкам шланга, осевое магнитное поле которого противоположно полю кольцевого магнита.1. A device for stationary extraction of water in the bottom layer of the ocean, containing a water intake chamber with a check valve, connected to the pipeline, characterized in that the water intake chamber is mounted on a ballast weight, the pipeline is made in the form of a reinforced hose, the upper end of which is attached to the nut buoyancy with a central hole connected on the opposite side of the buoyancy with a flexible hose passing freely through the hole of the float, in which an annular magnet is fixed, and inside the hose there is a cylindrical magnet tightly adjacent to the walls of the hose, the axial magnetic field of which is opposite to the field of the ring magnet. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутри плавучести установлена управляемая механическая защелка, соединенная электрически с гидроакустическим приемником, закрепленным на плавучести, и фиксирующая цилиндрический магнит в момент касания поплавка плавучести. 2. The device according to claim 1, characterized in that a controlled mechanical latch is installed inside the buoyancy, which is connected electrically to a hydroacoustic receiver mounted on the buoyancy, and fixing a cylindrical magnet at the moment of touching the buoyancy float.
RU2010120830/05A 2010-05-24 2010-05-24 Apparatus for stationary collection of water in ocean bottom layer RU2440561C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010120830/05A RU2440561C1 (en) 2010-05-24 2010-05-24 Apparatus for stationary collection of water in ocean bottom layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010120830/05A RU2440561C1 (en) 2010-05-24 2010-05-24 Apparatus for stationary collection of water in ocean bottom layer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010120830A RU2010120830A (en) 2011-12-10
RU2440561C1 true RU2440561C1 (en) 2012-01-20

Family

ID=45404922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010120830/05A RU2440561C1 (en) 2010-05-24 2010-05-24 Apparatus for stationary collection of water in ocean bottom layer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2440561C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2530116C1 (en) * 2013-05-07 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук Device for regular water sampling from monitored ocean depths
CN109444217A (en) * 2018-10-17 2019-03-08 合浦县卫生计生监督所 Water monitoring device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108267342A (en) * 2018-04-20 2018-07-10 南京信息工程大学 A kind of unmanned boat sampling system and sampling method
CN112595552B (en) * 2021-02-05 2022-04-08 吉林省中实检验检测有限公司 Water quality sampling device for environmental engineering detection

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2530116C1 (en) * 2013-05-07 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук Device for regular water sampling from monitored ocean depths
CN109444217A (en) * 2018-10-17 2019-03-08 合浦县卫生计生监督所 Water monitoring device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010120830A (en) 2011-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6941907B1 (en) Long-term observation equipment and observation method for submarine sand waves used in internal wave development areas
CN206327541U (en) Complex environment sampling of water quality ship
CN201885992U (en) Direct-reading 6,000-meter CTD profiling system
RU2440561C1 (en) Apparatus for stationary collection of water in ocean bottom layer
CN102582794B (en) Buoyant device and floating system
JP5237155B2 (en) Recovery method of middle-floating floating reef and metal fittings for recovery
CN202609062U (en) Deep sea command response releasing device
US12061304B2 (en) Device for monitoring deep-sea sediment environment in mining polymetallic nodules
CN110389054A (en) The long-term in-situ sampling of the big depth section pore water of bottom sediment and analysis method
CN105910598B (en) Layering acoustic measurement sampler detecting system in situ
US9352805B2 (en) Oceanographic information collection system
CN105043813A (en) Full sea depth small self-floating type straight-through impact sampling device
CN102700683A (en) Deep-sea command transponder-releaser device
CN105716897B (en) A kind of water conservancy lake detection sampling equipment and its implementation method
CN104792452B (en) A kind of automatic lifting without cable formula deep-sea floor pore water pressure long-term observation device
CN103149145A (en) Deep sea mud environment corrosion testing apparatus
JP2013242219A (en) Radiation measuring apparatus, radiation measuring system, and radiation measuring method
CN105547737A (en) Deep sea diving sampling device and implementation method thereof
AU2020100787A4 (en) Recovery Device for Seabed Based Environment Monitoring System without Release Function and Recovery Method Thereof
CN107449629A (en) A kind of light-duty impact geological sampling device of mechanical myriametre level in seabed
CN109556913A (en) Deep-sea shallow-layer arenaceous sediment object sampler and its sampling method
CN105628442A (en) Sea sampling technique equipment and implementation method thereof
CN111422328A (en) Self-balancing descending seabed base
CN105785470A (en) Single-floating-ball seabed-heat-flow long-term observation system
CN113804503B (en) Seabed substrate and water body timing sampling system and method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190525