RU2626200C2 - Device for sampling of mineral particles from various horizons in bottom sea layer - Google Patents

Device for sampling of mineral particles from various horizons in bottom sea layer Download PDF

Info

Publication number
RU2626200C2
RU2626200C2 RU2015139255A RU2015139255A RU2626200C2 RU 2626200 C2 RU2626200 C2 RU 2626200C2 RU 2015139255 A RU2015139255 A RU 2015139255A RU 2015139255 A RU2015139255 A RU 2015139255A RU 2626200 C2 RU2626200 C2 RU 2626200C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fixed
pipe
diameter
frame
outlet
Prior art date
Application number
RU2015139255A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015139255A (en
Inventor
Вячеслав Михайлович Карпюк
Владимир Захарович Дыкман
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Морской гидрофизический институт 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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Морской гидрофизический институт РАН" filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Морской гидрофизический институт РАН"
Priority to RU2015139255A priority Critical patent/RU2626200C2/en
Publication of RU2015139255A publication Critical patent/RU2015139255A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2626200C2 publication Critical patent/RU2626200C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/16—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state with provision for intake at several levels

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: device contains a frame 1, on which tubular samplers are fixed. The frame 1 is made in the form of cargoes fixed on the sea bottom in the zone of intense excitement and collapse of waves of a solid pyramid made of a bar, mainly triangular. Inside the sampler assembly is rigidly fixed, made in the form of a combined bundle of vertically arranged tubes 4 of the same cross-section. At the lower ends of the pipes 4, the suction heads located in the corresponding prescribed sea horizons are fixed in the form of hollow rigid horizontal discs 5 of the same diameter that are located on the axis of the combined bundle of tubes and have the same predetermined size corresponding to the size of the pipe cross-section, the height size of their cavities. The diameter of the discs 5 exceeds the cross-sectional dimension of the combined tube bundle. The lateral surface of each disc 5 is made in the form of a grid with a given throughput and externally is provided with a filter 6, preferably made in the form of a fine mesh network loosely adjacent to the side surface of the disc. Each disc 5 is fixed to the corresponding pipe 4 so that its sealing opening communicates with the disc cavity through an opening in its upper base. In the upper and lower bases of each disc 5, in addition to the lower disc, one or more pairs of coaxial holes are made, through which other tubes of the combined beam are passed and in which they are rigidly fixed to the sealing. The space between the discs is occupied by coaxially aligned cylindrical fairings 7 of the same predetermined external diameter. Advantageously, the outer diameter of the fairings 7 is greater than the diameter of the discs 5. The outlet of each pipe 4 is connected to the corresponding inlet of the multi-position tap 9, provided with a drive 8, the outlet of which is connected by a hose 10 to the pump 11, the outlet pipe of which is connected to the coast station for receiving and processing the samples. The pump 11 is fixed to one of the faces of the frame 1 and is connected to the shore remote power supply and control unit, to which the multi-position crane drive 9 is connected.
EFFECT: increasing the reliability of determining the qualitative and quantitative composition of the particle samples in the bottom layer of the offshore sea zone in real time, and its vertical distribution, which is necessary for estimating the fluxes of particles affecting the variation of the shoreline and the bottom relief.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике океанографических и гидролого-геологических исследований прибрежных районов шельфа, предназначено для отбора проб минеральной взвеси с различных горизонтов придонного слоя моря в зоне больших (единицы м/с) скоростей турбулентного потока для получения репрезентативных данных о составе и концентрации взвеси и ее распределении по вертикали (вертикальный профиль), позволяющих судить о седиментации и получить количественные оценки транспорта взвешенной части донных осадков - взвеси. Изобретение может быть использовано для решения задач прибрежной инженерии и контроля экологического состояния водоемов.The invention relates to techniques for oceanographic and hydrological-geological studies of coastal areas of the shelf, is intended for sampling mineral suspension from different horizons of the bottom layer of the sea in the area of high (units m / s) turbulent flow velocities to obtain representative data on the composition and concentration of the suspension and its distribution vertically (vertical profile), allowing to judge sedimentation and to obtain quantitative estimates of the transport of the suspended part of bottom sediments - suspended matter. The invention can be used to solve problems of coastal engineering and environmental monitoring of water bodies.

Получение достоверных данных о процессах переноса и осаждения взвеси в придонном слое водоема, ее качественном составе, является одной из основных проблем при решении широкого круга научных и прикладных задач, в том числе и задач, возникающих при строительстве морских сооружений, берегоукрепительных работ, экологического контроля водоемов и т.д.Obtaining reliable data on the processes of suspension transfer and sedimentation in the bottom layer of a reservoir, its qualitative composition, is one of the main problems in solving a wide range of scientific and applied problems, including problems arising in the construction of offshore structures, shore protection works, and ecological monitoring of reservoirs etc.

Известны несколько типов устройств для отбора проб взвеси в придонном слое водоема [Dynamical processes in coastal regions. Publishing house of the Bulgarian Academy of Sciences. Sofia. 1990].Several types of devices for sampling suspended matter in the bottom layer of a reservoir are known [Dynamical processes in coastal regions. Publishing house of the Bulgarian Academy of Sciences. Sofia. 1990].

Например, широко используются устройства с закрепленными на них пробоотборниками в виде накопительных стаканов для осаждения проб, так называемых ловушек взвеси. Эти устройства устанавливаются как на стационарных береговых сооружениях, так и на специально сконструированных погружных донных станциях. Все устройства данного типа обслуживаются операторами-водолазами, которые в определенные промежутки времени доставляют накопительные стаканы (или все устройство) на берег, где из стаканов извлекается минеральная взвесь для определения ее количественного и качественного состава. Недостатком таких устройств является следующее: они не обеспечивают получения оперативной, с разверткой данных во времени, информации о накопленной взвеси; обслуживание таких устройств связано с большими трудозатратами; устройства трудно использовать в зоне шельфа - в зоне интенсивного волнения и обрушения волн.For example, devices with samplers attached to them in the form of storage cups are widely used for sedimentation of samples, the so-called suspension traps. These devices are installed both on stationary coastal structures and on specially designed submersible bottom stations. All devices of this type are serviced by divers, who at certain intervals deliver accumulative glasses (or the whole device) to the shore, where mineral suspension is extracted from the glasses to determine its quantitative and qualitative composition. The disadvantage of such devices is the following: they do not provide operational, with a scan of the data in time, information about the accumulated suspension; maintenance of such devices is associated with high labor costs; devices are difficult to use in the shelf zone - in the area of intense waves and wave collapse.

Известны устройства для отбора проб взвеси с определенных горизонтов водоема с помощью насоса. Например, - [Inst, of Hydroengng, Gdansk, Poland. Basinski Т., Kasperowicz, Z. & Onischenko, E. (1980a). Continuous-suction sampler for measuring of sediment concentration]. Это устройство предназначено для установки на стационарном береговом (или специально созданном морском) сооружении, поэтому не позволяет проводить исследований достаточно большой площади прибрежной зоны.Known devices for sampling suspensions from certain horizons of a reservoir using a pump. For example, - [Inst, of Hydroengng, Gdansk, Poland. Basinski, T., Kasperowicz, Z. & Onischenko, E. (1980a). Continuous-suction sampler for measuring of sediment concentration]. This device is intended for installation on a stationary coastal (or specially created offshore) structure, therefore it does not allow research on a sufficiently large area of the coastal zone.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения по совокупности признаков является устройство для отбора проб минеральной взвеси с помощью насоса [Measuring instruments for sediment transport. Euromarine, Internet site], которое выбрано в качестве прототипа.The closest analogue of the claimed invention in terms of features is a device for sampling mineral suspensions using a pump [Measuring instruments for sediment transport. Euromarine, Internet site], which is selected as a prototype.

Прототип выполнен в виде рамы с закрепленными на ней, и установленными соответственно необходимым горизонтам отбора проб, пробозаборниками в виде горизонтально расположенных трубок, которые соединены с береговой (или надводной) станцией обработки проб. В качестве насоса, обеспечивающего перекачку суспензии, применен многоканальный перистальтический насос. Устройство подвешено через вертлюг и снабжено стабилизатором, позволяющим устройству принять направление по течению, что обеспечивает оптимальную работу устройства. Достоинством прототипа является возможность оперативно производить отбор проб с необходимых горизонтов и обеспечить их репрезентативность.The prototype is made in the form of a frame with fixed on it, and set accordingly to the necessary sampling horizons, samplers in the form of horizontally arranged tubes that are connected to the coastal (or surface) sample processing station. As a pump for pumping slurry, a multi-channel peristaltic pump was used. The device is suspended through a swivel and equipped with a stabilizer, allowing the device to take the direction of the flow, which ensures optimal operation of the device. The advantage of the prototype is the ability to quickly take samples from the necessary horizons and ensure their representativeness.

Сходными существенными признаками прототипа и заявленного изобретения являются: закрепленный на раме узел пробозаборников в виде трубок, выходные отверстия которых связаны с насосом, к выходному патрубку которого присоединен шланг.Similar essential features of the prototype and the claimed invention are: a sampler assembly in the form of tubes fixed to the frame, the outlet openings of which are connected to the pump, to the outlet of which the hose is connected.

Основным недостатком устройства-прототипа является то, что оно стабильно работает только при однонаправленном векторе скорости течения. При исследовании шельфовой зоны моря, которая характеризуется пульсирующими перемещениями водных масс в различных направлениях, устройство не обеспечивает получения достоверных данных о взвеси в придонном слое, особенно, если исследования проводятся в зоне обрушения волн или в экстремальных ветро-волновых ситуациях. Кроме того, при таких условиях прототип имеет низкую надежность работы, так как его конструктивные элементы испытывают огромные гидродинамические нагрузки, что может привести к разрушению конструкции. Существенным недостатком является также отсутствие защиты всасывающих трубок от засорения водорослями и другими материалами.The main disadvantage of the prototype device is that it only works stably with a unidirectional current velocity vector. When studying the shelf zone of the sea, which is characterized by pulsating movements of water masses in different directions, the device does not provide reliable data on suspension in the bottom layer, especially if studies are carried out in the zone of wave collapse or in extreme wind-wave situations. In addition, under such conditions, the prototype has a low reliability, since its structural elements experience huge hydrodynamic loads, which can lead to destruction of the structure. A significant drawback is the lack of protection of the suction tubes from clogging with algae and other materials.

В основу изобретения поставлена задача создания устройства для отбора проб минеральной взвеси с различных горизонтов в придонном слое моря, в котором за счет признаков, характеризующих особенности выполнения пробозаборников, их установки и управления ими, за счет особенностей выполнения несущей рамы и ее постановки, особенностей других признаков устройства, обеспечивается новое техническое свойство - возможность непрерывного автоматического дистанционно управляемого оперативного забора очищенных от посторонних фракций проб минеральной взвеси с заданных горизонтов придонного слоя моря в условиях пульсирующего передвижения водных масс в различных направлениях, в зоне обрушения волн с большими скоростями турбулентного потока. При этом прочность и мобильность конструкции позволяет значительно увеличить площадь исследования за счет циклической работы устройства во множестве заданных точек шельфа.The basis of the invention is the task of creating a device for sampling mineral suspension from various horizons in the bottom layer of the sea, in which due to the features characterizing the features of the implementation of the sampler, their installation and management, due to the features of the carrying frame and its setting, the features of other signs devices, a new technical property is provided - the possibility of continuous automatic remote-controlled operational sampling of mineral samples purified from foreign fractions flax suspension from predetermined horizons of the bottom layer of the sea under conditions of pulsating movement of water masses in different directions, in the zone of wave collapse with high turbulent flow velocities. Moreover, the strength and mobility of the structure can significantly increase the research area due to the cyclical operation of the device in a variety of predetermined shelf points.

Указанные новые свойства обусловливают достижение технического результата изобретения - повышение достоверности определения качественного и количественного состава проб взвеси в придонном слое шельфовой зоны моря в реальном времени, ее вертикального распределения, что необходимо для оценки потоков переносимой взвеси, влияющих на изменение береговой линии и рельефа дна. При этом исследуемая зона может быть достаточно обширной. Другим техническим результатом изобретения является повышение чувствительности определения компонентов взвеси, повышение достоверности выявления редких компонентов.These new properties lead to the achievement of the technical result of the invention - increasing the reliability of determining the qualitative and quantitative composition of suspended samples in the bottom layer of the sea shelf in real time, its vertical distribution, which is necessary to assess the flow of suspended suspension, affecting the change in the coastline and bottom topography. In this case, the studied zone can be quite extensive. Another technical result of the invention is to increase the sensitivity of determining the components of the suspension, increasing the reliability of the identification of rare components.

Поставленная задача решается тем, что в разработанном устройстве для отбора проб минеральной взвеси в придонном слое моря, состоящем из рамы, на которой закреплены трубчатые пробозаборники, новым является следующее. Рама выполнена в виде закрепленной грузами на дне моря в зоне интенсивного волнения и обрушения волн прочной выполненной из прутка пирамиды, внутри которой жестко закреплен узел пробозаборников. Он выполнен в виде объединенного пучка вертикально расположенных труб одинакового проходного сечения, на нижних концах которых жестко закреплены расположенные на соответствующих заданных горизонтах моря всасывающие головки. Они выполнены в виде полых жестких горизонтальных дисков одинакового диаметра, которые расположены на оси объединенного пучка труб и имеют одинаковый заданный, соответствующий размеру проходного сечения труб, размер высоты их полостей. Диаметр дисков превышает размер поперечного сечения объединенного пучка труб. Боковая поверхность каждого диска выполнена в виде сетки с заданной проходной способностью и снаружи снабжена фильтром. Каждый диск закреплен на соответствующей трубе так, что ее входное отверстие с герметизацией сообщается с полостью диска через выполненное в его верхнем основании отверстие. В верхнем и нижнем основаниях каждого диска, кроме нижнего диска, выполнены одна или более пар соосных отверстий, через которые пропущены и в которых с герметизацией жестко закреплены другие трубы объединенного пучка. Пространство между дисками занимают закрепленные соосно дискам цилиндрические обтекатели одинакового заданного наружного диаметра. Выходное отверстие каждой трубы присоединено к соответствующему входному отверстию снабженного приводом многопозиционного крана, выходное отверстие которого присоединено шлангом к насосу, выходной патрубок которого соединен с береговой станцией приема и обработки проб. Насос закреплен на одной из граней рамы и подключен к береговому блоку дистанционного питания и управления, к которому подключен привод многопозиционного крана.The problem is solved in that in the developed device for sampling mineral suspensions in the bottom layer of the sea, consisting of a frame on which tubular inlets are fixed, the following is new. The frame is made in the form of a solid pyramid made of rods fixed by loads at the bottom of the sea in an area of intense unrest and wave collapse, inside which a sample inlet assembly is rigidly fixed. It is made in the form of a combined bundle of vertically arranged pipes of the same flow cross section, at the lower ends of which suction heads located at the corresponding given sea horizons are rigidly fixed. They are made in the form of hollow rigid horizontal disks of the same diameter, which are located on the axis of the combined tube bundle and have the same predetermined size corresponding to the size of the pipe bore, the height of their cavities. The diameter of the disks exceeds the cross-sectional size of the combined tube bundle. The lateral surface of each disk is made in the form of a mesh with a given throughput and is equipped with a filter from the outside. Each disk is fixed on the corresponding pipe so that its inlet with sealing is in communication with the cavity of the disk through the hole made in its upper base. In the upper and lower bases of each disk, in addition to the lower disk, one or more pairs of coaxial holes are made through which holes are passed and in which other pipes of the combined bundle are rigidly fixed. The space between the disks is occupied by cylindrical fairings of the same predetermined outer diameter, fixed coaxially to the disks. The outlet of each pipe is connected to the corresponding inlet of a multi-position valve equipped with a drive, the outlet of which is connected by a hose to a pump, the outlet of which is connected to the coastal station for receiving and processing samples. The pump is mounted on one of the faces of the frame and is connected to the on-shore remote power and control unit, to which the multi-position valve actuator is connected.

Изобретение характеризуется уточняющими признаками:The invention is characterized by clarifying features:

- рама-пирамида выполнена трехгранной;- the pyramid frame is trihedral;

- фильтры выполнены в виде мелкоячеистых сетей, неплотно прилегающих к боковым поверхностям дисков;- filters are made in the form of fine-mesh networks, not tightly adjacent to the side surfaces of the disks;

- наружный диаметр обтекателей превышает диаметр дисков.- the outer diameter of the fairings exceeds the diameter of the disks.

Сущность изобретения поясняется с помощью чертежей, на которых изображено: фиг. 1 - общий вид устройства в двух проекциях; фиг. 2 - конструкция узла пробозаборников.The invention is illustrated using the drawings, which depict: FIG. 1 - general view of the device in two projections; FIG. 2 - the design of the sampler assembly.

Устройство для отбора проб взвеси (фиг. 1) содержит несущую раму 1 с прикрепленными в точках ее опоры грузами 2, которыми рама закрепляется на дне моря в заданном районе шельфа. Конструкция рамы обеспечивает работу устройства в зоне больших скоростей турбулентного потока и представляет собой прочную конструкцию в виде пирамиды, преимущественно, трехгранной, изготовленной из прутка круглого сечения. Такая прочная ажурная конструкция обеспечивает минимальную гидродинамическую нагрузку на раму и обеспечивает минимальное влияние рамы на гидродинамику образования и переноса взвеси в целом. Детали рамы соединены между собой резьбовыми крепежными элементами.The suspension sampling device (Fig. 1) contains a supporting frame 1 with loads 2 attached at the points of its support, by which the frame is fixed on the bottom of the sea in a given shelf area. The design of the frame ensures the operation of the device in the zone of high speeds of turbulent flow and is a solid structure in the form of a pyramid, mainly trihedral, made of a round bar. Such a robust openwork design ensures minimal hydrodynamic load on the frame and ensures minimal influence of the frame on the hydrodynamics of suspension formation and transfer as a whole. The frame parts are interconnected by threaded fasteners.

Внутри рамы 1, на ее центральной стойке, жестко закреплен узел 3 пробозаборников, который выполнен (фиг. 2) в виде объединенного пучка вертикально расположенных труб 4 одинакового заданного круглого проходного сечения и разной длины. На нижних концах труб 4 жестко закреплены расположенные на соответствующих заданных горизонтах отбора проб всасывающие головки.Inside the frame 1, on its central pillar, a sampling unit 3 is rigidly fixed, which is made (Fig. 2) in the form of a combined bundle of vertically arranged pipes 4 of the same predetermined circular bore and different lengths. At the lower ends of the pipes 4, suction heads located at respective predetermined sampling horizons are rigidly fixed.

Всасывающие головки выполнены в виде полых жестких горизонтальных дисков 5 одинакового диаметра, которые расположены на оси объединенного пучка труб 4. Диски 5 имеют одинаковый заданный, соответствующий размеру проходного сечения труб 4, размер высоты их полостей. Одинаковый размер высоты полостей дисков, то есть равные проходные сечения всасывающих головок, обеспечивают равные условия их работы, и обеспечивают получение достоверных данных независимо от скорости и направления движущихся масс воды. Диаметр дисков 5 превышает размер поперечного сечения объединенного пучка труб 4.The suction heads are made in the form of hollow rigid horizontal disks 5 of the same diameter, which are located on the axis of the combined tube bundle 4. The disks 5 have the same predetermined size corresponding to the size of the pipe cross section 4, and the height of their cavities. The same size of the height of the disk cavities, that is, equal passage sections of the suction heads, ensure equal conditions for their operation, and provide reliable data regardless of the speed and direction of moving masses of water. The diameter of the disks 5 exceeds the cross-sectional dimension of the combined tube bundle 4.

Боковая поверхность каждого диска 5 выполнена в виде сетки с заданной проходной способностью. В данном примере исполнения эта поверхность выполнена жесткой и перфорирована с заданной плотностью и заданным проходным сечением. Снаружи боковая поверхность каждого диска 5 снабжена фильтром 6. Преимущественно, фильтры 6 выполнены в виде неплотно прилегающих к боковым поверхностям дисков 5 мелкоячеистых сетей. Такое исполнение фильтров обеспечивает их самоочищение под воздействием окружающего турбулентного потока, что обусловливает очистку отбираемых проб взвеси от водорослей и других посторонних фракций.The lateral surface of each disk 5 is made in the form of a grid with a given throughput. In this embodiment, this surface is rigid and perforated with a predetermined density and a predetermined flow area. Outside, the side surface of each disk 5 is equipped with a filter 6. Mostly, the filters 6 are made in the form of fine-mesh networks that are not tightly adjacent to the side surfaces of the disks 5. This design of the filters ensures their self-cleaning under the influence of the surrounding turbulent flow, which leads to the cleaning of the sampled suspension from algae and other extraneous fractions.

Каждый диск 5 закреплен на соответствующей трубе 4 так, что входное отверстие этой трубы сообщается, причем с герметизацией, с полостью этого диска через выполненное в верхнем основании этого диска отверстие.Each disk 5 is fixed on the corresponding pipe 4 so that the inlet of this pipe communicates, with sealing, with the cavity of this disk through the hole made in the upper base of this disk.

В верхнем и нижнем основаниях каждого из дисков 5, кроме нижнего диска, выполнены одна или более пар соосных отверстий, через которые пропущены и в которых с герметизацией жестко закреплены другие трубы 4 объединенного пучка труб. То есть: нижний диск, расположенный на самом нижнем уровне отбора проб, не имеет отверстий для прокладки труб - до этого диска доходит только самая длинная труба, конец которой прикреплен к верхнему основанию этого диска; в верхнем и нижнем основаниях второго снизу диска, который находится на более высоком уровне отбора проб, выполнена одна пара соосных отверстий, через которые пропущена (и в которых с герметизацией жестко закреплена) одна труба - самая длинная, которая прикреплена к нижнему диску; в третьем снизу диске, находящемся на более высоком горизонте отбора проб, выполнены две пары соосных отверстий, через которые пропущены (и которых закреплены) две трубы - самая длинная, прикрепленная к самому нижнему диску, и труба покороче, которая прикреплена к верхнему основанию второго снизу диска. И так далее.In the upper and lower bases of each of the disks 5, in addition to the lower disk, one or more pairs of coaxial holes are made through which other pipes 4 of the combined tube bundle are rigidly fixed with sealing. That is: the lower disk, located at the lowest level of sampling, has no holes for laying pipes - only the longest pipe reaches this disk, the end of which is attached to the upper base of this disk; in the upper and lower bases of the second lower disk, which is at a higher sampling level, there is one pair of coaxial holes through which one pipe is passed (and in which it is rigidly fixed with sealing) - the longest pipe that is attached to the lower disk; in the third lower disk, located at a higher sampling horizon, two pairs of coaxial holes are made through which two pipes are passed (and fixed) - the longest, attached to the lowest disk, and a shorter pipe, which is attached to the upper base of the second from the bottom drive. And so on.

Пространство между дисками 5 занимают закрепленные соосно дискам цилиндрические обтекатели 7 одинакового заданного наружного диаметра. Обтекатели предназначены для минимизации постороннего влияния на естественную гидродинамику среды. Преимущественно, наружный диаметр обтекателей 7 превышает диаметр всасывающих головок (дисков 5) для создания узконаправленных зон отбора проб, что обеспечивает отбор взвеси строго на заданных уровнях моря.The space between the disks 5 is occupied by cylindrical cowls 7 of the same predetermined outer diameter fixed coaxially to the disks. Fairings are designed to minimize extraneous effects on the natural hydrodynamics of the medium. Advantageously, the outer diameter of the fairings 7 exceeds the diameter of the suction heads (discs 5) to create narrowly oriented sampling zones, which ensures that the suspension is taken strictly at predetermined sea levels.

Выходное отверстие каждой трубы 4 (фиг. 1) присоединено к соответствующему входному отверстию снабженного приводом 8 многопозиционного крана 9. Принцип действия и конструкция многопозиционного крана 9 известны - он снабжен картриджем, при вращении которого происходит поочередное подсоединение выходного отверстия крана с одним из его входных отверстий, соединенных с соответствующей всасывающей головкой. Переключение крана происходит с помощью электрического двигателя, установленного в герметичный корпус (на чертеже позициями не обозначены). Выходное отверстие многопозиционного крана 9 присоединено шлангом 10 к насосу 11, выходной патрубок которого соединен шлангом 12 взвесепровода с береговой станцией приема и обработки проб (не показана). Насос 11 закреплен на одной из граней рамы 1 и подключен к береговому блоку дистанционного питания и управления (не показан), к которому подключен привод многопозиционного крана 9.The outlet of each pipe 4 (Fig. 1) is connected to the corresponding inlet of the multi-position valve 9 provided with a drive 8. The principle of operation and construction of the multi-position valve 9 are known - it is equipped with a cartridge, during rotation of which the outlet of the crane is connected to one of its inlets connected to the corresponding suction head. The crane is switched using an electric motor installed in a sealed enclosure (not indicated by numbers in the drawing). The outlet of the multi-position valve 9 is connected by a hose 10 to the pump 11, the outlet of which is connected by a hose 12 of the suspension pipe to the coastal station for receiving and processing samples (not shown). The pump 11 is mounted on one of the faces of the frame 1 and is connected to the on-shore remote power and control unit (not shown), to which the actuator of the multi-position valve 9 is connected.

Цикл работы устройства для отбора проб взвеси осуществляется следующим образом. Рама 1 устанавливается на заданной глубине шельфа моря в зоне проведения исследовательских работ. Шланг 12 подачи взвеси, кабель питания и управления устройством подсоединены к береговой станции обработки проб. При включении питания насоса 11 происходит подача отбираемой пробы с одного из заданных горизонтов моря. Суспензия засасывается одним из пробозаборников (трубой, снабженной всасывающей головкой), соединенным в данный момент через многопозиционный кран 9 с всасывающим патрубком насоса 11. Изменение горизонта отбора пробы и, соответственно, подача команды на срабатывание другого пробозаборника, происходит или автоматически, по заданной программе, или в ручном режиме по желанию оператора, подачей команды на включение электродвигателя. Электродвигатель осуществляет поворот картриджа многопозиционного крана 9, обеспечивая подключение следующего пробоотборника к всасывающему патрубку насоса. Далее суспензия подается по шлангу на береговую станцию обработки проб.The cycle of the device for sampling suspension is as follows. Frame 1 is installed at a given depth of the sea shelf in the research area. Suspension hose 12, a power cable and device control are connected to the coastal sample processing station. When you turn on the power of the pump 11, the sample is supplied from one of the specified horizons of the sea. The suspension is sucked in by one of the inlets (a pipe equipped with a suction head), which is currently connected via a multi-position valve 9 to the suction port of the pump 11. Changing the sampling horizon and, accordingly, issuing a command to trigger another inlet takes place either automatically, according to a given program, or in manual mode at the request of the operator, by issuing a command to turn on the electric motor. The electric motor rotates the cartridge of the multi-position valve 9, providing the connection of the next sampler to the suction pipe of the pump. Further, the suspension is fed through a hose to the coastal sample processing station.

По окончании заданного цикла измерений местоположение устройства может быть изменено, что позволяет увеличить площадь исследуемой прибрежной зоны.At the end of a given measurement cycle, the location of the device can be changed, which allows to increase the area of the studied coastal zone.

Устройство для отбора проб минеральной взвеси надежно, технологично в производстве, удобно в эксплуатации и имеет широкий диапазон использования.The device for sampling mineral suspensions is reliable, technologically advanced in production, convenient in operation and has a wide range of uses.

Claims (4)

1. Устройство для отбора проб минеральной взвеси с различных горизонтов в придонном слое моря, содержащее закрепленный на раме узел пробозаборников в виде трубок, выходные отверстия которых связаны с насосом, к выходному патрубку которого присоединен шланг, отличающееся тем, что рама выполнена в виде закрепленной грузами на дне моря в зоне интенсивного волнения и обрушения волн прочной выполненной из прутка пирамиды, внутри которой жестко закреплен узел пробозаборников, выполненный в виде объединенного пучка вертикально расположенных труб одинакового проходного сечения, на нижних концах которых жестко закреплены расположенные на соответствующих заданных горизонтах моря всасывающие головки в виде полых жестких горизонтальных дисков одинакового диаметра, которые расположены на оси объединенного пучка труб и имеют одинаковый заданный, соответствующий размеру проходного сечения труб, размер высоты их полостей, причем диаметр дисков превышает размер поперечного сечения объединенного пучка труб, боковая поверхность каждого диска выполнена в виде сетки с заданной проходной способностью и снаружи снабжена фильтром, каждый диск закреплен на соответствующей трубе так, что ее входное отверстие с герметизацией сообщается с полостью диска через выполненное в его верхнем основании отверстие, в верхнем и нижнем основаниях каждого диска, кроме нижнего диска, выполнены одна или более пар соосных отверстий, через которые пропущены и в которых с герметизацией жестко закреплены другие трубы объединенного пучка, пространство между дисками занимают закрепленные соосно дискам цилиндрические обтекатели одинакового заданного наружного диаметра, выходное отверстие каждой трубы присоединено к соответствующему входному отверстию снабженного приводом многопозиционного крана, выходное отверстие которого присоединено шлангом к насосу, выходной патрубок которого соединен с береговой станцией приема и обработки проб, при этом насос закреплен на одной из граней рамы и подключен к береговому блоку дистанционного питания и управления, к которому подключен привод многопозиционного крана.1. A device for sampling mineral suspension from various horizons in the bottom layer of the sea, containing a sample assembly in the form of tubes fixed to the frame, the outlet openings of which are connected to a pump, a hose connected to the outlet pipe, characterized in that the frame is made in the form of fixed loads at the bottom of the sea in the zone of intense unrest and wave collapse, a solid pyramid made of a rod, inside which a sample inlet unit is made rigidly fixed, made in the form of a combined beam of vertically arranged rub of the same cross section, at the lower ends of which suction heads located on the corresponding given sea horizons are rigidly fixed in the form of hollow rigid horizontal disks of the same diameter, which are located on the axis of the combined tube bundle and have the same predetermined size corresponding to the size of the pipe cross section moreover, the diameter of the disks exceeds the cross-sectional size of the combined tube bundle, the lateral surface of each disk is made in the form of a grid with a given equipped with a filter, it is equipped with a filter on the outside, each disk is fixed to the corresponding pipe so that its inlet with sealing is in communication with the cavity of the disk through the hole made in its upper base, in the upper and lower bases of each disk, in addition to the lower disk, one or more pairs are made coaxial holes through which other pipes of the combined bundle are rigidly fixed and sealed with sealing, the space between the disks is occupied by cylindrical fairings fixed to the coaxial disks equally of the specified external diameter, the outlet of each pipe is connected to the corresponding inlet of a multi-position valve equipped with a drive, the outlet of which is connected by a hose to the pump, the outlet of which is connected to the coastal station for receiving and processing samples, while the pump is fixed to one of the faces of the frame and connected to the shore-based remote power and control unit, to which the multi-position crane actuator is connected. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рама выполнена в виде трехгранной пирамиды.2. The device according to p. 1, characterized in that the frame is made in the form of a trihedral pyramid. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что фильтры выполнены в виде неплотно прилегающих к боковым поверхностям дисков мелкоячеистых сетей.3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the filters are made in the form of small mesh networks not tightly adjacent to the side surfaces of the disks. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что наружный диаметр обтекателей превышает диаметр дисков.4. The device according to p. 3, characterized in that the outer diameter of the fairings exceeds the diameter of the disks.
RU2015139255A 2015-09-15 2015-09-15 Device for sampling of mineral particles from various horizons in bottom sea layer RU2626200C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015139255A RU2626200C2 (en) 2015-09-15 2015-09-15 Device for sampling of mineral particles from various horizons in bottom sea layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015139255A RU2626200C2 (en) 2015-09-15 2015-09-15 Device for sampling of mineral particles from various horizons in bottom sea layer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015139255A RU2015139255A (en) 2017-03-21
RU2626200C2 true RU2626200C2 (en) 2017-07-24

Family

ID=58454676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015139255A RU2626200C2 (en) 2015-09-15 2015-09-15 Device for sampling of mineral particles from various horizons in bottom sea layer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2626200C2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109269842B (en) * 2018-11-07 2023-10-27 中国矿业大学(北京) Sampling device for obtaining cementing filling slurry at different layers and working method thereof
CN117007763B (en) * 2023-10-07 2023-12-15 山东深海海洋科技有限公司 Environment-friendly seawater quality monitoring device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU637620A1 (en) * 1977-06-22 1978-12-15 Морской Гидрофизический Институт Ан Украинской Сср Bottom water-and-ground sampler
SU968319A1 (en) * 1980-09-02 1982-10-23 Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Underwater sampler
RU8677U1 (en) * 1998-04-02 1998-12-16 Закрытое акционерное общество "Ассоциация предприятий морского приборостроения" SHIP FOR ECOLOGICAL CONTROL OF AQUATIC ENVIRONMENT
US20070113687A1 (en) * 2002-07-14 2007-05-24 Sauter Eberhard J Bed water sampling device
RU2369859C1 (en) * 2008-05-04 2009-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Method of taking concretion samples from sea shelf and device to this end
CN103278352A (en) * 2013-05-31 2013-09-04 浙江大学 Water sampler capable of synchronously collecting multilayer water samples at fixed depth
CN103454120A (en) * 2013-09-16 2013-12-18 金陵科技学院 Layered water-sampling device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU637620A1 (en) * 1977-06-22 1978-12-15 Морской Гидрофизический Институт Ан Украинской Сср Bottom water-and-ground sampler
SU968319A1 (en) * 1980-09-02 1982-10-23 Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Underwater sampler
RU8677U1 (en) * 1998-04-02 1998-12-16 Закрытое акционерное общество "Ассоциация предприятий морского приборостроения" SHIP FOR ECOLOGICAL CONTROL OF AQUATIC ENVIRONMENT
US20070113687A1 (en) * 2002-07-14 2007-05-24 Sauter Eberhard J Bed water sampling device
RU2369859C1 (en) * 2008-05-04 2009-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Method of taking concretion samples from sea shelf and device to this end
CN103278352A (en) * 2013-05-31 2013-09-04 浙江大学 Water sampler capable of synchronously collecting multilayer water samples at fixed depth
CN103454120A (en) * 2013-09-16 2013-12-18 金陵科技学院 Layered water-sampling device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015139255A (en) 2017-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101556269B (en) Trough for simulating groundwater pollution
CN111693335A (en) System for micro-plastic grading collection and water parameter synchronous monitoring in water body
CN202256108U (en) Device for testing soil body permeation and sedimentation performance
CN104075872B (en) Straight circulation water tank device for simulating resuspension of sediment under action of reversing currents
CN101551304A (en) Stratified sampler of water samples
RU2626200C2 (en) Device for sampling of mineral particles from various horizons in bottom sea layer
CN104048810B (en) A kind of rigid cylindrical vortex vibration testing device realizing nonlinear boundary condition
CN113670571B (en) Motion response test device for hoisting mooring marine structure under action of abnormal gravity flow
KR102007265B1 (en) Sample picking apparatus for examination of water using piers
CN105738152A (en) Layered and continuous silt collecting device of large deep reservoir
KR101458816B1 (en) Time- integrated suspended load sampler for collecting suspended load according to depth of water
CN111982754A (en) Bubble curtain multipurpose experiment table device and experiment method thereof
CN114593952A (en) Water body micro-plastic collecting device and three-dimensional collecting system
CN107941562B (en) Hydraulic engineering quality of water sand content sampling device
CN109030112B (en) Construction period suspended solid monitoring system
CN116522609A (en) Method for constructing urban waterlogging early warning model based on fluent+info orks ICM
KR101492558B1 (en) Water sampler
JP2009287972A (en) Automatic water sampling device
CN105571819A (en) Sound acquiring system used for transportation observation of gravel and cobble, sound acquiring device and arrangement method thereof
RU2657481C1 (en) Device for sampling mineral suspended solid materials from various horizons in a seabed layer in zones of intensive rise and fall of waves and wave breaking
CN214844583U (en) High-speed sand-carrying water flow cavitation erosion failure test device
JP2024531005A (en) Microplastics collection device and method for use in rivers
Zahari et al. Design and development of low-cost water tunnel for educational purpose
CN102487808A (en) Method and special device for monitoring epiphytic algae in multiple-sediment river
CN114563160B (en) Observation device and method for suspended sediment deposition structure in decelerated turbidity current