SU1154578A1

SU1154578A1 - Apparatus for sampling bottom layer of water

Info

Publication number: SU1154578A1
Application number: SU833653075A
Authority: SU
Inventors: Николай Герасимович Прима; Анатолий Сергеевич Воронкин; Григорий Григорьевич Чернявский
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Охране Вод
Priority date: 1983-10-19
Filing date: 1983-10-19
Publication date: 1985-05-07

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ПРВДОННОГО СЛОЯ ВОДЫ, BKJB04araщее изолирующую емкость, сборник пробы , соединительную трубку с водозаборной частью, установленной с возможностью вертикального перемещени и снабженной опорной п той, насос, расположенный между соединительной трубкой и сборником пробы, эластичную диафрагму, отличающеес тем, что, с целью повьнпени представительности пробы путем отсечени придонной воды, изолирующа емкость выполнена в виде открытого сверху и снизу короба, снабженного в верхней части направл ющими с установленной на них с возможностью вертикального перемещени крьппкой, при этом направл ющие в верхней части снабжены ограничител ми хода крышки, эластична диафрагма периферийно прикреплена к нижней части крышки с образованием полости, крыппса снабжена соединительной трубкой с обратным клапаном дл сообщени полости с водной средой. 2.Устройство по п. 1, о т л ичающеес тем, что верхн часть изолирующей емкости выполнена, например, в виде усеченного конуса. 3.Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с тем, что эластична диафрагма снабжена закрепленным по ее центру диском, снабженным сливной пробкой. 4.Устройство по п. 1, отличающее с тем, что верхн часть соединительной трубки изогнута СП в сторону крьшки. О1 001. A DEVICE FOR THE SELECTION OF SAMPLES OF A PROTECTIVE WATER LAYER, BKJB04 is an insulating container, a sample collector, a connecting tube with a water intake part mounted for vertical movement and provided with a support plate, a pump located between the connecting tube and the sample collector, an elastic diaphragm distinguished by that, in order to make the sample more representative by cutting off the bottom water, the insulating tank is made in the form of a box open at the top and bottom, provided with guides in the upper part with hinged on them with the possibility of vertical movement of the krppka, while the guides in the upper part are provided with lid movement limiters, the elastic diaphragm is peripherally attached to the lower part of the lid with the formation of a cavity, the lid is equipped with a connecting pipe with a check valve for communication with the aqueous medium. 2. The device according to claim 1, wherein the upper part of the insulating capacitance is made, for example, in the form of a truncated cone. 3. The device according to claim 1, which covers the fact that the elastic diaphragm is fitted with a disk fixed at its center and equipped with a drain plug. 4. The device according to claim 1, characterized in that the upper part of the connecting tube is bent by the joint venture towards the edge. O1 00

Description

i115 Изоёретение относитс к устройствам дл отбора проб, в частности к устройствам дл отбора проб придонного сло воды. Донные отложени выполн ют роль аккумул торов различного рода примесей , поступающих в водные объекты и вл ютс интегральным показателем степени загр зненности последних. Вли ние донных отложений обычно оценивают по измененгоо физических, химических и биологических характеристик придонного сло воды. Дл это го необходимо отбирать представитель ные пробы придонной воды, при этом должен обеспечиватьс многократньй отбор и измерение соответствующих параметров качества в фиксированном изолируемом объеме придонной воды с заданной толщиной сло над определен ной площадью донных отложений. Известно устройство дл отбора проб придонного сло воды, которое содержит систему подачи сжатого воздуха , изолирукэдую емкость, сборник пробы и соедин кмцую их трубку,- часть которой расположена в изолирующей ем кости и снабжена укрепленными на раз ных уровн х гор.изонтальньми патрубками , внутри изолируи цей емкости установлен эластичный баллон, соединенньй с системой подачи сжатого воздуха. При работе изолирующую ем- ijocTb опускают на дно водоема и в эластичный баллон подают сжатьй воздух . При увеличении объема баллона создаетс избыточное давление, за счет чего вытесн етс вода изолирующей емкости в сборник проб. После отбора проб подачу сжатого .воздуха прекращают, оставл баллон в наполненном состо нии, а через определенное врем цикл отборд повтор ют 1 Это устройство работает только при плотной посадке изолирующей емкости на дно водоема, при которой исключаетс поступление воды из окр жающей среды путем фильтрации через дно. Плотную посадку изолирующей емкости на дно осуществить не всегд возможно, при этом требуетс значительное увеличение веса изолирук цей емкости дл плотной установки ее на дно, а это влечет за собой громоздкость конструкции, что усложн ет эксплуатации. Кроме того,при необходимости многократного отбора проб из первоачально изолируемого сло требуетс значительный объем эластичных баллонов , заполн емых сжатым воздухом, при этом дл предотвращени всплывани изолирующей емкости вследствие возникновени дополнительной плавучести необходимо пригружать емкость дополнительными грузами. Существенным недостатком устройства вл етс также необходимость перестановки его при быстром уменьшении содержани растворенного в воде кислорода ниже допустимых пределов, когда резко убывает биохимическа активность микроорганизмов и соответственно измен ютс окислительно-восстановительные услови на границе раздела вода-донные отложени , вследствии чего снижаетс представительность проб. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс устройство дл отбора проб придонного сло воды, включающее изолирующую ёмкость, сборник пробы, соединительную трубку с водозаборной частью, установленной с возможностью вертиткального перемещени и снабженной опорной п той, насос, расположенный между соединительной трубкой и сборником пробы, эластичную диафрагму. В данном устройстве забор воды из изолирующей емкости осуществл етс за счет откачки воды из изолирующей емкости при работе вод ного насоса, при этом уменьшение воды в емкости компенсируетс прогибом эластичной диафрагмы внутрь, что позвол ет предотвратить поступление воды извне с , чем в емкости физическими, химическими и биологическими показател ми . Устройство работоспособно при посадке емкости на лвобые грунты, в том числе фильтрующие 23. Однако в известном устройстве невозможно отсечение действительно придонного сло воды, так как при опускании изолирующей емкости, в верхней части которой закреплена эластична диафрагма, в изолирующую емкость будут неизбежно вовлекатьс вышележащие над донными отложени ми слои воды с иньв4И, чем придонна вода свойствами, при этом в значительной мере- нарушаетс представи- .тельность отбираемых проб придонной воды. Кроме того, в процессе установки изолирующей емкости непосред3115 ственно на дно исследуемого водного объкта создаетс избыточное давление вытесн емой емкостью воды на поверхность донных отложений, вследствие чего может происходить их взмучивание с переходом определенной части во взвешенное состо ние, что также может существенно искажать результаты анализа, особенно первоначальных (фоновых) проб воды. Поэтому первоначальный отбор проб следует производить через определенньй промежуток времени после осаждени взмученных частиц, но и в этом случае нарушаетс структура верхнего сло донных отложений. При этом измен етс интен сивность протекани процессов на границе вода-донные отложени . Недостатком устройства вл етс возможность транспортировани скапливающихс под диафрагмой пузырьков воздуха, что искажает результаты определений, например, химического анализа растворенных в придонной вод газов, в частности растворенного в воде кислорода. Целью изобретени вл етс повышение представительности пробы путем отсечени придонной воды. Указанна цель достигаетс тем,. что в устройстве, вктвочающем изолирующую емкость, сборник пробы, соеди нительную трубку с водозаборной частью , установленной с возможностью вертикального перемещени и снабженно опорной п той, насос, расположенный между соединительной трубкой и сборником пробы, эластичную диафрагму, изолирукица емкость выполнена в виде открытого сверху и снизу короба, снабженного в. верхней части направл к цими с установленной на них с воз можностью вертикального перемещени крышкой, при этом направл ющие в верхней части снабжены ограничител м хода крьпики, эластична диафрагма периферийно прикреплена к нижней час ти крышки с образованием полости, крышка снабжена соединительной трубкой с обратным кл.апаном дл сообщени полости с водной средой. Целесообразно верхнюю часть изоли рующей емкости выполнить, например, в виде усеченного конуса, а эластичную диафрагму снабдить закрепленным по ее центру диском, снабженным слив ной пробкой, верхнюю часть соединительной трубки изогнуть в сторону крьшки. Выполнение изолирующей емкости в виде открытого сверху и снизу короба позвол ет при опускании ее на дно исследуемого водного объекта отсечь .именно придонный слой воды, так как вышележащие слои воды свободно проход т через изолирующую емкость, что повьшает представительность отбираемой пробы. В верхней части изолирукщей емкости жестко прикреплены направл кнцие, на которых установлена с возможностью вертикального перемещени - крышка, что позвол ет после установки изолирующей емкости на дно опустить крышку по направл ющим на изолирующую ем кость и тем самым отсечь придонный слой воды, что повышает представительность пробы, отбираемой из изолирующей емкости. К низу крьпаки периферийно прикреплена эластична диафрагма, позвол юща использовать ее как прокладку между крьркой и верхней частью изолирующей емкости дл создани герметичного уплотнени , прекраща доступ окружак цей воды в изолирующую емкость и повьш1а тем самьм представительность отбираемой пробы. Эластична диафрагма образует с крьшгкой полость, а крышка снабжена соединительной трубкой с обратным клапаном дл сообщени полости с водной средой, что позвол ет выравн ть давление внутри изолирующей емкости при отборе проб путем поступлени в полость воды через соединительную трубку с обратным клапаном и создать дополнительное герметичное уплотнение между крьпцкой и изолирующей емкостью дл повышени представительности отбираемой пробы. По центру эластичной диафрагмы закреплен диск и верхн часть изолирующей емкости вьтолнена в виде усеченного конуса, что обеспечивает направленное к кра м расширение эластичной диафрагмы, создава более i aдeжнyю герметизацию изолирукицей емкости и повьш1а тем самым представительность отбираемой пробы. Соединительна трубка изогнута в сторону крьш1ки, преп тствует попаданию в нее мусора с поверхностного сло воды, обратный клапан преохран етс от загр знени и обеспечивает прохождение воды в полость, то обеспечивает направленное к ра м расширение эластичной диафрагS1154i115 Isolation refers to devices for sampling, in particular to devices for sampling the bottom layer of water. Bottom sediments play the role of accumulators of various kinds of impurities entering water bodies and are an integral indicator of the degree of contamination of the latter. The effect of bottom sediments is usually assessed by the changes in the physical, chemical and biological characteristics of the bottom water layer. To do this, representative samples of bottom water should be taken, and multiple sampling and measurement of the corresponding quality parameters in a fixed, insulated volume of bottom water with a given layer thickness over a certain area of bottom sediments should be ensured. A device for sampling the bottom layer of water is known, which contains a compressed air supply system, an insulating tank, a sample collector and a connecting tube, the part of which is located in the insulating bone and equipped with horizontally-mounted pipes fixed at different levels. The tank is fitted with an elastic cylinder connected to the compressed air supply system. During operation, the insulating capacitance ijocTb is lowered to the bottom of the reservoir and compressed air is fed into the elastic balloon. As the volume of the cylinder increases, an overpressure is created, thereby displacing the water of the insulating container into the sample container. After sampling, the supply of compressed air is stopped, leaving the cylinder in a filled state, and after a certain time the sampling cycle is repeated. 1 This device works only with a tight fit of the insulating container to the bottom of the reservoir, which prevents the flow of water from the environment by filtering through bottom. It is not always possible to tightly seal the insulating capacitance to the bottom, which requires a significant increase in the insulator capacitance of the capacitance to tightly install it to the bottom, and this entails a cumbersome design that complicates operation. In addition, when multiple sampling is required from the initially insulated layer, a significant volume of elastic cylinders filled with compressed air is required, while to prevent the insulating container from floating up due to additional buoyancy, it is necessary to load the container with additional weights. A significant drawback of the device is the need to rearrange it with a rapid decrease in the dissolved oxygen content in water below permissible limits, when the biochemical activity of microorganisms sharply decreases and the redox conditions at the water-bottom sediment change accordingly, and the representativeness of the samples decreases. The closest to the invention to the technical essence is a device for sampling the bottom water layer, which includes an insulating container, a sample collector, a connecting tube with a water intake part, installed with the possibility of vertical movement and equipped with a support spot, a pump located between the connecting tube and the sample collector. elastic diaphragm. In this device, water is drawn from the insulating tank by pumping water from the insulating tank when the water pump is running, while reducing the water in the tank is compensated by bending the elastic diaphragm inward, which prevents water from entering the outside and biological indicators. The device works when planting containers on loose soils, including filtering 23. However, in the known device, it is impossible to cut off the bottom layer of water, because when lowering the insulating capacity, in the upper part of which an elastic diaphragm is fixed, the overlying bottom ones will inevitably be drawn into the insulating capacity sedimentation of water layers with water, than the bottom water properties, in this case the representativeness of the samples of the bottom water that are taken is disturbed. In addition, during the installation of an insulating tank, an excessive pressure is created directly at the bottom of the water object under study, and the water is displaced by the water tank onto the surface of the bottom sediments, as a result of which they may be agitated with a certain amount of suspension, which can also distort the results especially initial (background) water samples. Therefore, the initial sampling should be carried out after a certain period of time after sedimentation of the agitated particles, but even in this case the structure of the upper bed sediment is disturbed. In this case, the intensity of the processes at the water-bottom sediment boundary changes. The drawback of the device is the possibility of transporting air bubbles accumulating under the diaphragm, which distorts the results of determinations, for example, chemical analysis of gases dissolved in the near-bottom waters, in particular oxygen dissolved in water. The aim of the invention is to increase the representativeness of the sample by cutting off the bottom water. This goal is achieved by that, in a device that inserts an insulating container, a sample collector, a connecting tube with a water intake part installed with the possibility of vertical movement and equipped with a support heel, a pump located between the connecting tube and the sample collector, an elastic diaphragm, an isolator, the container is made open from above and bottom box supplied in. the upper part is directed towards the cimi with the lid mounted on it with the possibility of vertical movement, while the guides in the upper part are equipped with keystrokes, elastic diaphragm is peripherally attached to the lower part of the lid with the formation of a cavity, the lid is equipped with a connecting tube with a reverse valve. apane for communicating the cavity with the aqueous medium. It is advisable to carry out the upper part of the insulating container, for example, in the form of a truncated cone, and provide the elastic diaphragm with a disk fixed at its center, equipped with a drain plug, to bend the upper part of the connecting tube towards the edge. Making the insulating container in the form of a box open at the top and bottom allows the bottom layer of water to be cut off when it is lowered to the bottom of the water body under investigation, since the overlying water layers freely pass through the insulating container, which increases the representativeness of the sample being taken. In the upper part of the insulating tank, there are rigidly attached directions on which they are mounted with the possibility of vertical movement — a lid, which, after installing the insulating tank, lower the cover on the bottom along the guides to the insulating capacitance and thereby cut off the bottom layer of water, which increases the sample representative taken from the insulating capacity. An elastic diaphragm is attached peripherally to the bottom of the caps, allowing it to be used as a gasket between the cap and the upper part of the insulating container to create a hermetic seal, stopping access by the surrounding water to the insulating tank and thereby representing the representativeness of the sample being taken. The flexible diaphragm forms a cavity with the cap, and the lid is equipped with a connecting pipe with a check valve to communicate the cavity with the aqueous medium, which allows pressure inside the insulating container to be equalized during sampling by entering the water cavity through the connecting pipe with a non-return valve and creating an additional hermetic seal between the crunchy and insulating capacity to increase the representativeness of the sample being taken. The disk is fixed in the center of the elastic diaphragm and the upper part of the insulating capacitance is made in the form of a truncated cone, which provides an expansion of the elastic diaphragm directed to the edges, creating a more ideal sealing of the insulator and thereby representativeness of the sample being taken. The connecting tube is bent to the side of the crush, prevents debris from the surface layer of water from entering it, the check valve is prevented from being contaminated and allows water to flow into the cavity, and provides expansion of the elastic diaphragm S directed towards the frame.

мы, создава более надежную герметизацию изолирующей емкости и повьпиа представительность пробы.we, creating a more reliable sealing of the insulating capacitance and showing the representativeness of the sample.

На чертеже представлено устройство , общий вид. The drawing shows the device, General view.

Устройство дл отбора проб придонного- сло воды включает изолирующую емкость 1, сборник 2 пробы, соединительную трубку 3 с водозаборной частью 4, котора установлена с возможностью перемещени и снабжена опорной п той .5, насос 6, эластичную диафрагму 7. К верхней части изолирующей емкости1 жестко прикреплены направл ющие 8, на которых установлена с возможностью вертикального перемещени - крышка 9, причем направл ющие 8 в верхней части имеют ограничители 10 хода. К низу крьшки 9 периферийно прикреплена эластична диафрагма , образующа с крышкой 9 полость 11. Крышка 9 снабжена патрубком 12 с обратным клапаном 13 дл .сообщени полости 11 с водной средой По центру эластичной диафрагмы 7 закреплен диск 14, снабженный сливной пробкой 15. Изолирующа емкость 1 снабжена распыпителем 16 воздуха, .который соединен с воздушной трубкой 17, Крышка 9 посредством троса 18 соединена с поплавком 19.The device for sampling the bottom layer of water includes an insulating container 1, a collection 2 of the sample, a connecting tube 3 with a water intake part 4, which is movably mounted and provided with a support plenum .5, a pump 6, and an elastic diaphragm 7. To the top of the insulating container 1 guides 8 are rigidly attached, on which a cover 9 is installed with the possibility of vertical movement, and guides 8 in the upper part have travel stops 10. An elastic diaphragm is peripherally attached to the bottom of the cap 9, forming a cavity 11 with the cover 9. The cover 9 is equipped with a branch pipe 12 with a check valve 13 for communicating the cavity 11 with an aqueous medium. In the center of the elastic diaphragm 7 there is a disk 14 fitted with a drain plug 15. Insulating container 1 equipped with an air diffuser 16, which is connected to the air tube 17; The cover 9 is connected by means of a cable 18 to the float 19.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Изолирующую емкость 1 посредством троса 18, прикрепленного к крышке 9, опускают на дно водоема. При этом крышка 9 находитс в верхней части направл ющих 8, вследствие чего все вышележащие слои воды свободно проход т через изолирующую емкость 1. Когда изолирующа емкость 1 достигае дна водоема, трос 18 ослабл ют и крьппка 9 по направл ющим 8 опускаетс на верхнюю часть изолирующей емкости и отсекает придонный слой воды от окружающей водной среды. Крьпнка 9 герметично закрывает изолирующую емкость 1 при помощи периферийно прикрепленной к низу крышки эластичн диафрагмы 7. Насосом 6 посредствомThe insulating container 1 by means of a cable 18 attached to the cover 9, is lowered to the bottom of the reservoir. In this case, the cover 9 is located in the upper part of the guides 8, as a result of which all overlying water layers freely pass through the insulating container 1. When the insulating container 1 reaches the bottom of the reservoir, the cable 18 is loosened and the jaw 9 along the guides 8 is lowered onto the upper part of the insulating tanks and cuts off the bottom layer of water from the surrounding water environment. The yoke 9 tightly seals the insulating capacitance 1 by means of a flexible diaphragm 7 which is peripherally attached to the bottom of the cover. By means of a pump 6

соединительной трубки 3 и водозаборной части 4 начинают отбор пробы, котора поступает в сборник 2 пробы. При этом в изолирующей емкости 1 создаетс разрежение и в полость 11 посредством соединительной трубки 12 и обратного клапана 13 начинает поступать вода, что создает более надежную герметизацию изолирующей емкости, так как диск 14, закрепленн по центру эластичной диафрагмы 7, обеспечивает направленное к ее кра м расширение.the connecting tube 3 and the water intake part 4 begin sampling, which enters the collection 2 samples. At the same time, an underpressure is created in the insulating container 1 and water begins to flow into the cavity 11 through the connecting tube 12 and the non-return valve 13, which creates a more reliable sealing of the insulating container, since the disk 14 fixed in the center of the elastic diaphragm 7 provides for its edges expansion.

При необходимости аэрировани объема воды внутрь изолирующей емкости 1 посредством воздушной трубки 17 и распылител воздуха 16 подают сжатый воздух. Когда объем придонной воды, заключенной в изолирующей емкости 1, полностью отобран, устройство посредством троса 18 поднимают на поверхность. Из диска 14 вьщимают сливную пробку 15 и удал ют из полос 11 всю воду. Устройство готово к следующему циклу работы.If it is necessary to aerate the volume of water inside the insulating tank 1, compressed air is supplied via the air tube 17 and the air spray gun 16. When the volume of the bottom water enclosed in the insulating tank 1 is fully selected, the device is lifted to the surface by means of a cable 18. Drain plug 15 is removed from disc 14 and all water is removed from strips 11. The device is ready for the next cycle of operation.

Конструкци устройства обеспечивает таким образом возможность дли-iтельного многократного отбора проб из отсекаемой придонной воды, при этом повьшаетс представительность отбираемых проб и достоверность получаемых результатов.The design of the device thus provides the possibility of long-term repeated sampling from the cut-off bottom water, thus increasing the representativeness of the samples taken and the reliability of the results obtained.

Устройство по сравнению с известным более надежно в эксплуатации и обеспечивает повъпиение производительности труда.Compared with the known device, the device is more reliable in operation and provides for the productivity of labor.

.Устройство дл отбора проб придонного сло воды предназначено дл использовани на водных объектах при оценке взаимодействи донных отложений с придонными сло ми воды и процессов самоочищени водоемов, где роль донных отложений весьма значительна и может быть использовано организаци ми и ведомствами, занимающимис контролем качества воды водных объектов и их экплуатацией. Экономический эффект от использовани одного устройства составит 2175 руб.The bottom water sampling device is intended for use on water bodies in assessing the interaction of bottom sediments with bottom water layers and the self-purification processes of water bodies, where the role of bottom sediments is very significant and can be used by water bodies quality control agencies. and their operation. The economic effect of using one device will be 2175 rubles.

Claims

1. DEVICE FOR SAMPLING A BOTTOM WATER LAYER, including an insulating container, a sample collector, a connecting pipe with a water intake part mounted vertically and provided with a support heel, a pump located between the connecting pipe and the sample collector, an elastic diaphragm, characterized in that , in order to increase the representativeness of the sample by cutting off bottom water, the insulating tank is made in the form of a box open on top and bottom, equipped with guides in the upper part • with ennoy to them with the possibility of vertical movement of the cover, wherein the guide parts are provided in the upper lid stroke limiters, elastic diaphragm peripherally attached to the underside of the lid to form a cavity, the lid is provided with a connecting tube with check valve for communicating the cavity with an aqueous medium.

2. The device according to π. 1, characterized in that the upper part of the insulating container is made, 5 for example, in the form of a truncated cone.

3. The device according to π. 1, due to the fact that the elastic diaphragm is equipped with a disk fixed along I * · its center and equipped with a drain C plug.

4. The device according to p. ^ Characterized in that the upper part of the connecting tube is curved towards the cover.

1 1154578