RU2748673C1 - Device for selective collection of solid suspended particles in aquatic medium - Google Patents

Device for selective collection of solid suspended particles in aquatic medium Download PDF

Info

Publication number
RU2748673C1
RU2748673C1 RU2020123038A RU2020123038A RU2748673C1 RU 2748673 C1 RU2748673 C1 RU 2748673C1 RU 2020123038 A RU2020123038 A RU 2020123038A RU 2020123038 A RU2020123038 A RU 2020123038A RU 2748673 C1 RU2748673 C1 RU 2748673C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frame
catcher
net
attached
group
Prior art date
Application number
RU2020123038A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Юрьевич Колобов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ЕвроСибЭнерго-Гидрогенерация" (ООО "ЕвроСибЭнерго-Гидрогенерация")
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 Общество с ограниченной ответственностью "ЕвроСибЭнерго-Гидрогенерация" (ООО "ЕвроСибЭнерго-Гидрогенерация") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ЕвроСибЭнерго-Гидрогенерация" (ООО "ЕвроСибЭнерго-Гидрогенерация")
Priority to RU2020123038A priority Critical patent/RU2748673C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2748673C1 publication Critical patent/RU2748673C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/04Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Mechanical Means For Catching Fish (AREA)

Abstract

FIELD: hydrobiology.SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of hydrobiological research and ecological monitoring of the aquatic environment. Disclosed is a device for collecting solid particles in an aquatic environment, which consists of a removable net catcher. The removable mesh catcher is a truncated cone, which is fixed inside a rigid channel frame. The device also includes floats. In this case, the net catcher is a regular truncated cone made of a stretched knotless netting fabric with a constant mesh size in the range of 0.035-1 mm, made of materials of the group: metal, metal alloy, polymer, silk. The net catcher is rigidly fixed in a tensioned between the base frame from the front end and a fixed flange ring from the rear end, to which the collector glass is attached with the possibility of replacing it, while the device also contains two floats spaced apart on the sides, which are attached to the frame frame. Also disclosed is a complex for collecting solid particles in an aqueous medium, containing at least two of these devices.EFFECT: group of inventions provides an increase in the rigidity and reliability of the structure, the security of the net catcher and, as a consequence, the improvement of its metrological characteristics, the expansion of the functionality and ease of operation of the device.8 cl, 1 tbl, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates

Устройство предназначено для отбора количественных проб в области гидробиологических исследований и экологического мониторинга водной среды. Относится к устройствам-пробоотборникам, которые могут быть использованы как при горизонтальном поверхностном и приповерхностном тралении, так и при вертикальном отборе проб твердых взвешенных частиц в водной среде, а также в качестве седиментационной ловушки. Устройство может применяться для селективного пробоотбора зоо- и фитопланктона и, в частности, для сбора взвешенных частиц микропластика в водной среде.The device is intended for taking quantitative samples in the field of hydrobiological research and ecological monitoring of the aquatic environment. Refers to sampling devices that can be used both for horizontal surface and near-surface trawling, and for vertical sampling of suspended solids in the aquatic environment, as well as a sedimentation trap. The device can be used for selective sampling of zoo- and phytoplankton and, in particular, for collecting suspended particles of microplastics in an aquatic environment.

Уровень техникиState of the art

Из полезной модели CN 203814419 U известна простая сеть для сбора планктона, которая устанавливается горизонтально и состоит из основной сетки, представляющей собой конус с открытым дном, одностороннего соединительного механизма, установленного в горловине конуса основной сетки и соединенного с жестким каркасом горла конуса сетки, поплавков, а также тяжелого груза, выполняющего роль якоря. Недостатком данной полезной модели является ее ненадежность и ограниченный функционал ее использования.From the utility model CN 203814419 U a simple net for collecting plankton is known, which is installed horizontally and consists of a main mesh, which is a cone with an open bottom, a one-sided connecting mechanism installed in the neck of the main mesh cone and connected to the rigid frame of the neck of the mesh cone, floats, as well as a heavy load acting as an anchor. The disadvantage of this useful model is its unreliability and limited functionality of its use.

Из полезной модели CN 203313679 U известен морской планктонный многосетный объединенный пробоотборник, который состоит из конических фильтрующих сетей и пробосборников, которые закреплены на открытых узких концах фильтрующих сеток. Три фильтрующие сети закреплены на единой опорной перекладине, и их можно собирать и распускать, управляя тросом. Недостатком данной конструкции является малая ее надежность, ломкость конструкции, что может привести к спутыванию сетки и необъективности собранных проб.From the CN 203313679 U utility model, a marine planktonic multi-mesh joint sampler is known, which consists of conical filter nets and sample collectors, which are fixed on the open narrow ends of the filter nets. The three filter nets are fixed to a single support bar and can be assembled and unfolded by operating the cable. The disadvantage of this design is its low reliability, fragility of the design, which can lead to mesh entanglement and bias of the collected samples.

В целом отсутствие в конструкции прототипов устройств жесткого рамного каркаса показывает ненадежность конструкции в процессе его эксплуатации: под воздействием колебаний воды во время траления на сетном полотне уловителя - металлической сетке уже через несколько дней эксплуатации появляются изгибы, заломы, а затем и разрывы, что приводит утрате части собранного материала проб.In general, the absence in the design of prototypes of rigid frame devices shows the unreliability of the structure during its operation: under the influence of water vibrations during trawling, bends, creases, and then breaks appear on the netting of the catcher - a metal mesh after a few days of operation, which leads to the loss of parts of the collected sample material.

Отсутствие в конструкции прототипов устройств модульности и конструктивной возможности оперативной замены поврежденного сетного уловителя, приводит к необходимости замены всего устройства на новое, что приводит к уменьшению функциональности устройств, усложнению его эксплуатации и возможной задержке исследовательских работ.The lack of modularity in the design of prototypes of devices and the constructive ability to quickly replace a damaged net catcher leads to the need to replace the entire device with a new one, which leads to a decrease in the functionality of the devices, complication of its operation and a possible delay in research work.

Отсутствие в конструкции прототипов устройств опционально устанавливаемого съемного горла повышает вероятность выброса обратно через горло уже отфильтрованной пробы при остановке используемого для траловой работы плавсредства, что особенно актуально для небольших водоемов или работы рядом с берегом, где используются небольшие лодки или катера из-за необходимости маневрирования.The absence of an optionally installed removable throat in the design of prototypes of devices increases the likelihood of an already filtered sample being thrown back through the throat when the floating craft used for trawling operation stops, which is especially important for small bodies of water or work near the shore, where small boats or boats are used because of the need to maneuver.

Отсутствие в конструкции прототипов устройств опционально устанавливаемой селективной траловой решетки приводит к повышению вероятности засорения проб крупными фрагментами плавающих фрагментов мусора, водорослей или древесины, что уменьшает качество собранных проб.The absence of an optionally installed selective trawl grid in the design of prototypes of devices leads to an increase in the likelihood of sample clogging with large fragments of floating fragments of debris, algae or wood, which reduces the quality of the collected samples.

Отсутствие в конструкции прототипов устройств возможности установки в вертикальное положение для слива собранной пробы приводит к необходимости подвешивания и удерживании прототипов устройств длиной 1,5-2 метра в вертикальном положении на выносных кран-балках, что уменьшает удобство использования таких устройств на небольших плавательных средствах - лодках и небольших катерах, особенно при волнении водной поверхности или ветре.The lack in the design of prototypes of devices of the possibility of being installed in a vertical position to drain the collected sample leads to the need to suspend and hold prototypes of devices 1.5-2 meters long in a vertical position on outboard cranes, which reduces the convenience of using such devices on small floating facilities - boats and small boats, especially when the water surface is rough or windy.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

В основу изобретения устройства для отбора твердых взвешенных частиц в водной среде поставлена цель разработки простого в использовании, надежного и универсального устройства, обеспечивающего точный отбор репрезентативных количественных проб на содержание твердых частиц в процессе экологического мониторинга морских и пресноводных акваторий.The basis of the invention of the device for the selection of suspended solids in the aquatic environment is aimed at developing an easy-to-use, reliable and versatile device that provides accurate selection of representative quantitative samples for the content of particulate matter in the process of environmental monitoring of marine and freshwater areas.

Технической задачей заявленного изобретения является создание универсального и простого в использовании устройства для точного горизонтального и вертикального отбора взвешенных частиц в водной среде, с возможностью быстрой замены сетного уловителя на неповрежденный или с иным размером ячейки, а также с возможностью установки устройства в вертикальное положение для его промывки и освобождения от собранного материала.The technical objective of the claimed invention is to create a universal and easy-to-use device for accurate horizontal and vertical sampling of suspended particles in an aqueous medium, with the possibility of quickly replacing the net catcher with an intact one or with a different cell size, as well as with the possibility of installing the device in a vertical position for washing and release from the collected material.

Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение жесткости и надежности конструкции, повышение защищенности сетного уловителя и, как следствие, улучшение его метрологических характеристик, расширение функциональности и упрощение эксплуатации устройства.The technical result of the claimed invention is to increase the rigidity and reliability of the structure, increase the security of the net catcher and, as a consequence, improve its metrological characteristics, expand the functionality and simplify the operation of the device.

Технический результат достигается тем, что устройство для сбора твердых частиц в водной среде содержит прямоугольный жесткий рамный каркас, внутри которого закреплен съемный сетной уловитель, представляющий собой усеченный правильный конус, из натянутого и расправленного сетного полотна с определенным размером ячейки.The technical result is achieved in that the device for collecting solid particles in an aqueous medium contains a rectangular rigid frame, inside which a removable net catcher is fixed, which is a truncated regular cone, from a stretched and straightened net web with a certain cell size.

Устройство для сбора твердых частиц в водной среде содержит сетной уловитель, представляющий собой правильный усеченный конус из безузлового сетного полотна, и отличающееся тем, что сетной уловитель закреплен внутри жесткого рамного каркаса в натянутом и расправленном состоянии и является съемным, а для его изготовления используется сетное полотно с определенным размером ячейки изготовленное из материалов группы: металл, сплав металла, полимер, шелк. Жесткий рамный каркас предохраняет уязвимую ткань сетного полотна от внешнего воздействия, механических повреждений, собственных деформаций и, как следствие, возможного разрушения.A device for collecting solid particles in an aquatic environment contains a net catcher, which is a regular truncated cone made of a knotless net web, and is characterized in that the net catcher is fixed inside a rigid frame frame in a taut and extended state and is removable, and a net web is used for its manufacture with a certain cell size made of materials of the group: metal, metal alloy, polymer, silk. A rigid frame frame protects the vulnerable fabric of the netting fabric from external influences, mechanical damage, its own deformations and, as a result, possible destruction.

Материалом для изготовления жесткого рамного каркаса выбран по крайней мере один из материалов группы: металл, например, титан, сплав металла, например, нержавеющая сталь или композитный материал, например, углепластик или стеклопластик. Материалом для изготовления сетного полотна для сетного конуса с размерами ячеек в диапазоне 0,035-1 мм выбран по крайней мере один из материалов группы: нержавеющая сталь, латунь, полиамид, шелк. Размер ячейки сетного полотна находится в данном диапазоне, позволяет улавливать любые твердые взвешенные частицы в водной среде в диапазоне от 0,035 до 1,0 мм и более, что покрывает весь диапазон всевозможных проб для гидробиологических исследований и экологического мониторинга водной среды.At least one of the materials of the group is selected as a material for the production of a rigid frame frame: metal, for example, titanium, a metal alloy, for example, stainless steel or a composite material, for example, carbon fiber or fiberglass. At least one of the materials of the group has been selected as a material for the manufacture of a net fabric for a net cone with mesh sizes in the range of 0.035-1 mm: stainless steel, brass, polyamide, silk. The mesh size of the netting is in this range, allows you to capture any solid suspended particles in the aquatic environment in the range from 0.035 to 1.0 mm and more, which covers the entire range of all kinds of samples for hydrobiological research and environmental monitoring of the aquatic environment.

Жесткое и натяженное крепление сетного уловителя позволяет избежать разрушения его материала в результате длительных колебаний и полоскания во время траления, а также при транспортировке или вытягивании устройства на палубу судна. Эта особенность конструкции позволяет использовать в качестве материала для сетных уловителей, разные материалы, в том числе и хрупкие металлические сетки, обычно легко разрушающиеся при деформациях, но являющиеся метрологически более точными, поскольку размер и форма ячеек сетного полотна у таких материалов очень стабильны при длительном использовании, что особенно важно при отборе проб на микропластик.Rigid and tensioned attachment of the net catcher avoids the destruction of its material as a result of prolonged vibrations and rinsing during trawling, as well as during transportation or pulling the device onto the deck of the vessel. This design feature makes it possible to use various materials as a material for net catchers, including brittle metal nets, which are usually easily destroyed by deformation, but are metrologically more accurate, since the size and shape of the mesh of the netting of such materials are very stable during long-term use. , which is especially important when taking samples for microplastics.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

Изобретение поясняется рисунками:The invention is illustrated by drawings:

Фиг. 1. Принципиальная конструкция сети: А - вид сбоку; В - вид спереди. На схеме указаны габариты большого устройства;FIG. 1. Basic design of the network: A - side view; B - front view. The diagram shows the dimensions of a large device;

Фиг. 2. Принципиальная схема работы устройства при тралении: А - устройство с установленным съемным горлом; В - устройство с установленной селективной траловой решеткой;FIG. 2. Schematic diagram of the device operation during trawling: A - device with a removable throat installed; B - a device with an installed selective trawl grid;

Фиг. 3. Принципиальная схема работы устройства в качестве седиментационной ловушки: А - установка на дне в заякоренном состоянии; Б - работа в качестве дрифтера;FIG. 3. Schematic diagram of the device's operation as a sedimentation trap: A - installation at the bottom in an anchored state; B - work as a drifter;

Фиг. 4. Схема сборки устройств в порядок для стратификационного сбора.FIG. 4. Scheme of assembly of devices in order for stratification collection.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Заявляемое устройство (Фиг. 1) состоит из прямоугольного жесткого рамного каркаса [1], внутри которого жестко закреплен, съемный сетной уловитель, представляющий собой усеченный правильный конус, из натянутого и расправленного сетного полотна с определенным размером ячейки [2]. Сетной уловитель крепится между рамой-основанием [3] с переднего конца и фиксированным кольцом-фланцем с заднего конца [5]. Материалом сетного уловителя может служить, в зависимости от поставленной задачи, нержавеющая сталь, латунь, полиамид или шелк. Положение сетного конуса внутри рамного каркаса защищает его от механических повреждений при транспортировке и эксплуатации.The claimed device (Fig. 1) consists of a rectangular rigid frame frame [1], inside which is rigidly fixed, a removable net catcher, which is a truncated regular cone, from a stretched and straightened net web with a certain cell size [2]. The net catcher is attached between the base frame [3] at the front end and a fixed flange ring at the rear end [5]. The material of the net catcher can be, depending on the task, stainless steel, brass, polyamide or silk. The position of the netting cone inside the frame protects it from mechanical damage during transportation and operation.

Прямоугольная рама-основание [3], находящаяся в передней части рамного каркаса предназначена для распределения нагрузки от буксирного троса и крепления устья сетного уловителя. По углам рамы находятся бридельные петли [4], для крепления буксирных бриделей [20], крепящихся, в свою очередь, к буксирному тросу [12].The rectangular base frame [3], located in the front part of the frame frame, is designed to distribute the load from the towing cable and attach the mouth of the net catcher. At the corners of the frame there are bridle loops [4] for attaching the towing bridles [20], which, in turn, are attached to the towing cable [12].

К кольцу-фланцу [5], жестко закрепленному в задней части рамного каркаса вдоль его продольной оси вращения, помимо сетного конуса, крепится сменный стакан-коллектор [6], для концентрации пробы, а также U-образные петли [7], предназначенные для:To the ring-flange [5], rigidly fixed in the rear part of the frame frame along its longitudinal axis of rotation, in addition to the net cone, a removable collector nozzle [6] is attached to concentrate the sample, as well as U-shaped loops [7] designed for :

- опоры устройства в вертикальном положении на горизонтальной поверхности (палуба или берег), для промывки сети или слива пробы из стакана-коллектора;- device supports in a vertical position on a horizontal surface (deck or shore), for flushing the network or draining the sample from the collector glass;

- установки устройства в вертикальное положение для транспортировки;- placing the device in a vertical position for transportation;

- крепления грузов, при использовании устройства в качестве седиментационной ловушки в толще воды.- securing loads, when using the device as a sedimentation trap in the water column.

Устройство также содержит два разнесенных по сторонам длинных массивных поплавка [8], которые крепятся к рамному каркасу посредством крепежных хомутов [9]. С помощью поплавков происходит стабилизация устройства по тангажу (килевой качке) в процессе траления. Верхнее крепление поплавков нейтрализует возникновение крена конструкции, а их продольное расположение позволяет обеспечить равномерный забор воды без скачков и выброса заборной горловины устройства на поверхность (см. Фиг. 1).The device also contains two long massive floats [8] spaced apart on the sides, which are attached to the frame frame by means of fastening clamps [9]. With the help of floats, the device is stabilized in pitch (pitching) during trawling. The upper fastening of the floats neutralizes the occurrence of the roll of the structure, and their longitudinal arrangement allows for uniform water intake without surges and ejection of the intake throat of the device to the surface (see Fig. 1).

Общий вес устройства находится в пределах 10-15 кг, что позволяет, с одной стороны, достаточно просто манипулировать с ним, а с другой обеспечивает хорошую стабилизацию во время буксировки.The total weight of the device is in the range of 10-15 kg, which allows, on the one hand, it is quite easy to manipulate it, and on the other hand, it provides good stabilization during towing.

Материалом для изготовления жесткого рамного каркаса выбран по крайней мере один из материалов группы: нержавеющая сталь, углепластик. В частности, материалом рамного каркаса выбран прут из нержавеющей стали с диаметром сечения 6-8 мм.At least one of the materials of the group was chosen as the material for the manufacture of a rigid frame frame: stainless steel, carbon fiber. In particular, a stainless steel rod with a cross-sectional diameter of 6-8 mm was chosen as the material of the frame frame.

Материалом для изготовления заменяемого сетного полотна уловителя выбран по крайней мере один из материалов группы: нержавеющая сталь, латунь, полиамид, шелк, с размерами ячеек в диапазоне 0,035-1 мм.The material for the manufacture of the replaceable netting of the catcher is at least one of the materials of the group: stainless steel, brass, polyamide, silk, with mesh sizes in the range of 0.035-1 mm.

При изготовлении сетных уловителей для сбора частиц микропластика предлагается использовать полиамидное или металлическое сетное полотно с размером ячейки в диапазоне 0,1-1,0 мм; для морских сборов предлагается использовать сетное полотно только из нержавеющей стали или полиамида.In the manufacture of mesh traps for collecting microplastic particles, it is proposed to use a polyamide or metal mesh fabric with a mesh size in the range of 0.1-1.0 mm; for sea dues it is suggested to use only stainless steel or polyamide netting.

При изготовлении сетных уловителей для отбора проб фитопланктона и зоопланктона предлагается использовать полиамидное сетное полотно: капроновую или нейлоновую сетку, или шелковую сито-ткань с размером ячейки 0,035- 0,5 мм.In the manufacture of net catchers for sampling phytoplankton and zooplankton, it is proposed to use a polyamide netting fabric: nylon or nylon mesh, or silk sieve fabric with a mesh size of 0.035-0.5 mm.

При изготовлении сетных уловителей для сбора оседающих частиц в седиментационной ловушке предлагается использовать тефлоновую или ПВХ-пленку.It is proposed to use Teflon or PVC film in the manufacture of net traps to collect the settling particles in the sedimentation trap.

Диапазон размеров улавливаемых частиц зависит от размера ячейки сетного материала, устанавливаемого на сетной уловитель. При использовании устройства для сбора твердых взвешенных частиц в водной среде с размером ячейки сетного материала 0,035-1,0 мм размер улавливаемых частиц в водной среде находится в диапазоне от 0,035 и более. Верхняя граница размеров улавливаемых частиц задается пропускающей способностью селективной траловой решетки [11] (см. Фиг. 2В).The range of sizes of particles captured depends on the mesh size of the net material installed on the net catcher. When using a device for collecting solid suspended particles in an aqueous medium with a mesh size of the mesh material of 0.035-1.0 mm, the size of the captured particles in an aqueous medium is in the range from 0.035 or more. The upper limit of the size of the captured particles is set by the transmission capacity of the selective trawl grid [11] (see Fig. 2B).

Предлагается два варианта реализации устройства, которые могут эксплуатироваться в зависимости от конкретных условий эксплуатации - размер и тип водоема, гидрологические условия, наличие или размер плавсредства (Табл. 1).There are two options for the implementation of the device, which can be operated depending on the specific operating conditions - the size and type of reservoir, hydrological conditions, the presence or size of the floating craft (Table 1).

Figure 00000001
Figure 00000001

Сетной уловитель в устройстве является съемным элементом, что позволяет, при изменении текущей исследовательской задачи или повреждения ткани сетного уловителя, быстро заменить его на новый или другой с иными метрологическими характеристиками.The net catcher in the device is a removable element, which allows, when the current research task is changed or the tissue of the net catcher is damaged, it can be quickly replaced with a new one or another with different metrological characteristics.

Размер ячеек сетного полотна в диапазоне 0,035-1,0 мм позволяет улавливать любые частицы размерной группы микропластика, зоопланктона или фитопланктона, а жесткое и натяженное крепление сетки позволяет избежать ее разрушения в результате интенсивных колебаний во время траления, а также сохранить постоянный размер ячеек сетки во время эксплуатации устройства.The mesh size of the netting in the range of 0.035-1.0 mm makes it possible to capture any particles of the size group of microplastics, zooplankton or phytoplankton, and the rigid and tensioned fastening of the mesh allows avoiding its destruction as a result of intense vibrations during trawling, and also maintaining a constant mesh size during operating time of the device.

Объем воды, проходящей через сеть, предлагается контролировать стандартными расходомерами с крыльчаткой (flow meter) - счетчиками потока воды, устанавливаемыми на горло сети [10] (см. Фиг. 2А).The volume of water passing through the network is proposed to be controlled by standard flow meters with an impeller (flow meter) - water flow meters installed on the throat of the network [10] (see Fig. 2A).

МодульностьModularity

В конструкции устройства используется модульный принцип, который позволяет изменять его конструкцию в процессе эксплуатации. Примерами таких изменений являются:The design of the device uses a modular principle, which allows you to change its design during operation. Examples of such changes are:

а) оперативная возможность замены сетного конуса [2] (см. Фиг. 1) на сетной уловитель с другим размером ячейки или из другого материала;a) the operative possibility of replacing the net cone [2] (see Fig. 1) with a net catcher with a different mesh size or made of another material;

б) оперативная замена стакана-коллектора [6] на другой по конструкции или по объему;b) prompt replacement of the collector nozzle [6] with another one in terms of design or volume;

в) установка съемного горла [10] (см. Фиг. 2А), которое предотвращает вероятность выброса обратно через горло уже отфильтрованной пробы при остановке используемого для траловой работы плавсредства;c) installation of a removable throat [10] (see Fig. 2A), which prevents the likelihood of the already filtered sample being thrown back through the throat when the floating craft used for trawl operation stops;

г) установка селективной траловой решетки [11] (см. Фиг. 2В) для защиты от попадания плавающих крупных фрагментов в сеть;d) installation of a selective trawl grate [11] (see Fig. 2B) to protect against the ingress of large floating fragments into the net;

д) возможность сборки нескольких устройств в один горизонтальный или вертикальный порядок для стратификационного сбора (см. Фиг. 4);e) the possibility of assembling several devices in one horizontal or vertical order for stratification collection (see Fig. 4);

е) установка дистанционных держателей поплавков для обеспечения работы сети в притопленном состоянии на разной глубине до 1-2 метров (см. Фиг. 3В);f) installation of remote holders of floats to ensure the operation of the network in a submerged state at different depths up to 1-2 meters (see Fig. 3B);

ж) замена поплавков [8] на поплавки иного объема и, соответственно, другого водоизмещения, что важно для стабилизации устройства при волнении воды.g) replacing the floats [8] with floats of a different volume and, accordingly, a different displacement, which is important for stabilizing the device when the water is rough.

В конструкцию устройства заложена возможность сборки нескольких устройств в один горизонтальный или вертикальный порядок для стратификационного отбора проб (см. Фиг. 4). Комплекс для сбора твердых частиц в водной среде представляет собой по меньшей мере два устройства, которые жестко скреплены между собой, формируя порядок устройств с одинаковыми или разными метрологическими характеристиками сетного полотна для каждого из устройств. Комплекс устройств с одинаковыми характеристиками позволяет повысить репрезентативность сбора твердых частиц в водной среде, а с разными характеристиками позволяет за один проход собрать сборы для разных задач, например, микропластик и зоопланктон в зависимости от выбранных материалов и размеров ячеек сетных полотен для каждого из устройств. Количество устройств для компоновки устройств в порядок зависит от буксировочной способности плавательного средства (судна, катера, моторизованной лодки).The design of the device includes the possibility of assembling several devices in one horizontal or vertical order for stratification sampling (see Fig. 4). The complex for collecting solid particles in an aqueous medium consists of at least two devices that are rigidly attached to each other, forming an order of devices with the same or different metrological characteristics of the netting for each of the devices. A set of devices with the same characteristics makes it possible to increase the representativeness of collecting solid particles in the aquatic environment, and with different characteristics allows collecting collections for different tasks in one pass, for example, microplastics and zooplankton, depending on the selected materials and mesh sizes of netting for each of the devices. The number of devices for arranging devices in order depends on the towing ability of the floating vehicle (vessel, boat, motorized boat).

На Фиг. 4 показана компоновка устройств в порядок для стратификационного сбора в горизонтальный порядок с помощью специальных крепежных зажимов. Буксировка устройства осуществляется с помощью буксирного троса [12], который соединен с устройством через буксирные бридели [20], закрепленные за бридельные петли [4] (см. Фиг. 1). Передняя рейка [19] служит для распределения нагрузки на буксирные бридели и равномерной буксировки нескольких устройств, соединенных в порядок, за плавсредством (см. Фиг. 4).FIG. 4 shows the arrangement of the devices in order for stratification collection in the horizontal order using special fixing clamps. The towing of the device is carried out using a towing cable [12], which is connected to the device through towing bridles [20], fixed to the bridle loops [4] (see Fig. 1). The front rail [19] serves to distribute the load on the towing bridles and uniform towing of several devices connected in order behind the floating craft (see Fig. 4).

Устройство для селективного сбора твердых взвешенных частиц в водной среде работает следующим образом:A device for the selective collection of suspended solids in an aqueous medium works as follows:

Способ 1. Сбор твердых частиц в водной среде происходит в процессе буксировки устройства за плавательным средством (судном, катером, моторизованной лодкой) посредством буксирного троса [12] (Фиг. 2).Method 1. The collection of solid particles in the aquatic environment occurs in the process of towing the device behind a floating vehicle (ship, boat, motorized boat) by means of a towing cable [12] (Fig. 2).

На переднюю раму [3] может быть установлено съемное горло [10] из листового металла (нержавеющая сталь, алюминий) и/или селективная траловая решетка [11] (см. Фиг. 2).The front frame [3] can be equipped with a removable neck [10] made of sheet metal (stainless steel, aluminum) and / or a selective trawl grate [11] (see Fig. 2).

Глубина погружения и стабилизация устройства на выбранной глубине регулируется поплавками [8], (см. Фиг. 1) дополнительным грузом (депрессором) и весом самого устройства. Возможно изменение изменения угла атаки устройства при креплении депрессоров за различные опорные точки каркаса.The immersion depth and stabilization of the device at the selected depth is regulated by floats [8], (see Fig. 1) by an additional weight (depressor) and the weight of the device itself. It is possible to change the change in the angle of attack of the device when attaching depressors to various support points of the frame.

При скорости буксировки 1-5 км/ч сечение буксирного троса должно быть не менее 3 мм (максимальная рабочая нагрузка 540 кг). При большей ожидаемой скорости буксировки сечение троса должно быть больше.At a towing speed of 1-5 km / h, the towing cable section must be at least 3 mm (maximum working load 540 kg). If the expected towing speed is higher, the cable section should be larger.

Предлагается использование стаканов-коллекторов двух конструктивных типов:The use of collector nozzles of two design types is proposed:

а) съемного контейнерного типа с возможностью транспортировки вместе с собранным содержимым;a) removable container type with the possibility of transportation together with the collected contents;

б) с возможностью слива содержимого через встроенный запорный кран непосредственно после подъема конструкции из воды.b) with the possibility of draining the contents through the built-in shut-off valve immediately after lifting the structure out of the water.

Способ 2. Сепарация твердых частиц происходит при подаче в вертикально установленное устройство больших объемов воды с помощью насосов. При данном способе устройство может быть установлено в вертикальное положение на суше, палубе плавательного средства или зафиксировано в вертикальном положении в толще воды.Method 2. Separation of solid particles occurs when large volumes of water are supplied to a vertically installed device using pumps. With this method, the device can be installed in a vertical position on land, on the deck of a floating facility, or fixed in an upright position in the water column.

Способ 3. При использовании устройства в качестве седиментационной ловушки, устройство устанавливается на дно водоема с помощью якоря или грузов (депрессоров) [14] (см. Фиг. 3А), закрепленных за U-образные петли [7] на заднем конце рамы (см. Фиг. 1А). Возможно использование устройства с одним стаканом-коллектором [6] для кратковременных наблюдений (до месяца) или в течение более длительного периода, с целью получения большей суммарной пробы. При установке ротационной кассеты с несколькими пробосборниками возможно исследование месячной сезонной и межгодовой изменчивости, что очень важно для исследования циклов биогенных компонентов. Такая ловушка может работать в заякоренном состоянии стоя на дне (см. Фиг. 3А), а также как дрифтер, плавая на заданной глубине, регулируемой поплавками [15] на фиксирующем тросе [16], соединенном с буем [17], улавливая осаждающиеся в толще воды взвешенные твердые частицы (см. Фиг. 3В).Method 3. When using the device as a sedimentation trap, the device is installed on the bottom of the reservoir using an anchor or weights (depressors) [14] (see Fig. 3A) fixed to U-shaped loops [7] at the rear end of the frame (see . Fig. 1A). It is possible to use the device with one collector nozzle [6] for short-term observations (up to a month) or for a longer period in order to obtain a larger total sample. When installing a rotary cassette with several sample collectors, it is possible to study monthly seasonal and interannual variability, which is very important for studying the cycles of biogenic components. Such a trap can operate in an anchored state while standing on the bottom (see Fig. 3A), as well as as a drifter, floating at a given depth, controlled by floats [15] on a fixing cable [16] connected to a buoy [17], catching precipitates in suspended solids in the water column (see Fig. 3B).

ИспытанияTesting

Заявляемое устройство в виде двух прототипов (с жестким рамным каркасом и без рамного каркаса) успешно прошло испытания в условиях озера Байкал при отборе проб микропластика и зоопланктона. Испытания устройства проводились с помощью различных плавсредств - моторизованной лодки, а также катеров различного водоизмещения. Скорость траления, на которой испытывалось устройство, составляла от 1 до 10 км/ч.The claimed device in the form of two prototypes (with a rigid frame frame and without a frame frame) has been successfully tested in the conditions of Lake Baikal when sampling microplastics and zooplankton. The tests of the device were carried out using various floating facilities - a motorized boat, as well as boats of various displacement. The trawling speed at which the device was tested ranged from 1 to 10 km / h.

В частности, отбор проб на содержание микропластика в воде производился тралением в поверхностном слое воды, при буксировке за судном с помощью стального троса диаметром 3 мм и длиной 30 м. Ориентировочный объем воды, пропускаемый через сеть за одно траление, составляет около 500-1000 кубических метров, в зависимости от размера ячейки сетки и скорости буксировки. В процессе эксплуатации в качестве сетного полотна использовалась хрупкая металлическая сетка с размером ячеи 0,3x0,3 мм, которая не разрушилась в течение двух месяцев ежедневной эксплуатации, транспортировки и хранения для рамного прототипа, в то время как у безрамного прототипа она деформировалась и начала рваться через 5 дней эксплуатации, что указывает на повышенную надежность предлагаемой конструкции и, как следствие, на повышение качества отбора проб.In particular, sampling for the content of microplastics in the water was carried out by trawling in the surface layer of water, while towing behind the vessel using a steel cable with a diameter of 3 mm and a length of 30 m. The approximate volume of water passed through the net per trawl is about 500-1000 cubic meters. meters, depending on the mesh size and towing speed. During operation, a fragile metal mesh with a mesh size of 0.3x0.3 mm was used as a mesh fabric, which did not collapse during two months of daily operation, transportation and storage for the frame prototype, while in the frameless prototype it was deformed and began to break after 5 days of operation, which indicates an increased reliability of the proposed design and, as a consequence, an increase in the quality of sampling.

Возможность установки устройства в вертикальное положение позволило достаточно просто и быстро проводить промывку устройства и его освобождение от собранного материала прямо на палубах используемых плавательных средств, даже во время качки и ветра, или на берегу.The ability to install the device in an upright position made it possible to quickly and easily flush the device and release it from the collected material right on the decks of the used floating facilities, even during the swing and wind, or on the shore.

Claims (8)

1. Устройство для сбора твердых частиц в водной среде, содержащее съемный сетной уловитель, представляющий собой усеченный конус, который закреплен внутри жесткого рамного каркаса, и поплавки и отличающееся тем, что сетной уловитель представляет собой правильный усеченный конус из натянутого безузлового сетного полотна с постоянным размером ячейки в диапазоне 0,035-1 мм, изготовленного из материалов группы: металл, сплав металла, полимер, шелк, при этом сетной уловитель жестко и натяженно крепится между рамой-основанием с переднего конца и фиксированным кольцом-фланцем с заднего конца, к которому крепится стакан-коллектор с возможностью его замены, при этом устройство также содержит два разнесенных по сторонам поплавка, которые крепятся к рамному каркасу.1. A device for collecting solid particles in an aquatic environment, containing a removable net catcher, which is a truncated cone, which is fixed inside a rigid frame frame, and floats and characterized in that the net catcher is a regular truncated cone made of a stretched knotless net web with a constant size cells in the range of 0.035-1 mm, made of materials of the group: metal, metal alloy, polymer, silk, while the net catcher is rigidly and tensioned between the base frame from the front end and a fixed flange ring from the rear end, to which the glass is attached - a collector with the possibility of its replacement, while the device also contains two floats spaced apart on the sides, which are attached to the frame frame. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что к передней раме рамного каркаса прикреплено съемное горло.2. The device according to claim 1, characterized in that a removable throat is attached to the front frame of the frame frame. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что к передней раме рамного каркаса прикреплена селективная траловая решетка.3. The device according to claim 1, characterized in that a selective trawl grate is attached to the front frame of the frame frame. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оснастка для буксировки устройства за плавательным средством крепится к рамному каркасу в передней части;4. The device according to claim. 1, characterized in that the equipment for towing the device behind the watercraft is attached to the frame at the front; 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что материалом для изготовления жесткого рамного каркаса выбран по крайней мере один из материалов группы: металл, сплав металла, композитный материал.5. The device according to claim 1, characterized in that at least one of the materials of the group is selected as the material for the production of the rigid frame frame: metal, metal alloy, composite material. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что материалом для изготовления сетного полотна уловителя выбран по крайней мере один из материалов группы: нержавеющая сталь, латунь, полиамид.6. The device according to claim 1, characterized in that at least one of the materials of the group is selected as the material for the production of the netting cloth of the catcher: stainless steel, brass, polyamide. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что материалом для изготовления сетного уловителя для седиментационной ловушки выбрана тефлоновая или ПВХ-пленка.7. The device according to claim 1, characterized in that Teflon or PVC film is selected as the material for the production of the net catcher for the sedimentation trap. 8. Комплекс для сбора твердых частиц в водной среде, представляющий собой по меньшей мере два устройства по п. 1, которые жестко скреплены между собой, формируя порядок устройств с одинаковыми или разными метрологическими характеристиками сетного полотна для каждого из устройств.8. A complex for collecting solid particles in an aqueous medium, which is at least two devices according to claim 1, which are rigidly attached to each other, forming an order of devices with the same or different metrological characteristics of the netting for each of the devices.
RU2020123038A 2020-07-10 2020-07-10 Device for selective collection of solid suspended particles in aquatic medium RU2748673C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020123038A RU2748673C1 (en) 2020-07-10 2020-07-10 Device for selective collection of solid suspended particles in aquatic medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020123038A RU2748673C1 (en) 2020-07-10 2020-07-10 Device for selective collection of solid suspended particles in aquatic medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2748673C1 true RU2748673C1 (en) 2021-05-28

Family

ID=76301185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020123038A RU2748673C1 (en) 2020-07-10 2020-07-10 Device for selective collection of solid suspended particles in aquatic medium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2748673C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210299U1 (en) * 2021-12-29 2022-04-06 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" DEVICE FOR STATIONARY SAMPLING OF MICROPLASTICS IN WATER COURSES
RU2782144C1 (en) * 2021-12-29 2022-10-21 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" Method for sampling microplastics in water courses

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4419232A (en) * 1981-10-01 1983-12-06 Arntyr Oscar Sven Filtering and collecting device for water drains
RU49525U1 (en) * 2005-07-26 2005-11-27 Ооо Торгово-Промышленное Объединение "Топол-Эко" BIOFILTER
RU98327U1 (en) * 2009-10-15 2010-10-20 ФГУП Полярный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича (ФГУП ПИНРО) DEVICE FOR GROWING FISH
JP4884416B2 (en) * 2008-03-31 2012-02-29 中国電力株式会社 Fine material sampling apparatus and method of using the same
CN203814419U (en) * 2014-04-15 2014-09-10 中国水产科学研究院东海水产研究所 Simple collecting net for buoyancy plankton
CN104176879A (en) * 2014-07-29 2014-12-03 安徽光明槐祥工贸集团有限公司 Sewage treatment method used in glutinous rice flour processing
US20170284077A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Frog Creek Partners, LLC Removable Catch Basin Filter Insert and Lifting Apparatus

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4419232A (en) * 1981-10-01 1983-12-06 Arntyr Oscar Sven Filtering and collecting device for water drains
RU49525U1 (en) * 2005-07-26 2005-11-27 Ооо Торгово-Промышленное Объединение "Топол-Эко" BIOFILTER
JP4884416B2 (en) * 2008-03-31 2012-02-29 中国電力株式会社 Fine material sampling apparatus and method of using the same
RU98327U1 (en) * 2009-10-15 2010-10-20 ФГУП Полярный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича (ФГУП ПИНРО) DEVICE FOR GROWING FISH
CN203814419U (en) * 2014-04-15 2014-09-10 中国水产科学研究院东海水产研究所 Simple collecting net for buoyancy plankton
CN104176879A (en) * 2014-07-29 2014-12-03 安徽光明槐祥工贸集团有限公司 Sewage treatment method used in glutinous rice flour processing
US20170284077A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Frog Creek Partners, LLC Removable Catch Basin Filter Insert and Lifting Apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210299U1 (en) * 2021-12-29 2022-04-06 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" DEVICE FOR STATIONARY SAMPLING OF MICROPLASTICS IN WATER COURSES
RU2782144C1 (en) * 2021-12-29 2022-10-21 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" Method for sampling microplastics in water courses

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3931740A (en) Apparatus for collecting surface particle on body of water
US9574974B2 (en) Suspended sediment sampler
US4084543A (en) Aquatic biotal monitor
US7757573B2 (en) Bed water sampling device
CA2901880C (en) Removing oil from a body of water
RU2748673C1 (en) Device for selective collection of solid suspended particles in aquatic medium
CN103868760A (en) Integrated device for collecting and separating suspended particles of shallow lake
US20130146519A1 (en) Device for collecting pollution on a water surface
Beverton et al. A multi-purpose plankton sampler
CN107907368A (en) Suspended material sampler in a kind of surface water
CN108112546B (en) Large-area shallow sea purse seine grading trapping device
CN107389377A (en) A kind of netting gear that micro- plastics sampling is carried out in surface water and supporting sample bottle
NO20160442A1 (en) Collector system for a cage plant, as well as a method for installing a collector under a cage plant
PL210267B1 (en) Bedload trap in river beds
CN107884224A (en) Suspended material sampler in a kind of surface water with rudder
CN108106877A (en) Suspended material sampler in a kind of surface water with the suspension wing
RU210299U1 (en) DEVICE FOR STATIONARY SAMPLING OF MICROPLASTICS IN WATER COURSES
Lien Tension leg cage—a new net pen cage for fish farming
CN212232757U (en) Large mollusk collection device
CN111903627B (en) Quick-descending vertical trawl for investigation of biological resources in Antarctic sea area and use method
CN114194340A (en) Fish sample collection device
CN110793811A (en) On-line collection device for sailing plankton
RU201927U1 (en) TRAP PROBE FOR WEIGHED WEIGHTS
CN110887700A (en) Sampling method of micro-plastic in surface water body
CN207163761U (en) A kind of ocean single tube time series sediment trap