Устройство для экспонирования пластин обрастания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 1 К 61/ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СТВУ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПОНИРОВАНИЯ ПЛАСТИН ОБРАСТАНИЯ, содержащее несущий трос для установки устройства в водоеме, смонтированный на тросе с возможностью вращения опорный элемент и закрепленные на последнем кассеты с пластинами обрастания, отличающееся тем, что, с целью увеличения скорости проведения испытаний в условиях течения, опорный элемент выполнен в виде рамы прямоугольной формы с положительной плавучестью, оснащенной жестко прикрепленным к ней вертикальным килем, а кассеты закреплены на раме последовательно по ее продольной оси.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, рама снабжена оттяжками и смонтирована на несущем тросе одной из своих поперечных перекладин, а киль укреплен в средней части противоположной перекладины, при этом оттяжки одними концами подключены к перекладине, несущей киль, а другими подсоединены к несущему тросу носредством шайбы, обеспечивающей разворот оттяжек относительно троса.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рама снабжена оттяжкой и смонтирована на несущем тросе вертикально, киль укреплен по продольной оси рамы, при этом один конец оттяжки подсоединен к килю, а другой подключен к несущему тросу посредством шайбы, обеспечивающей разворот оттяжки относительно троса.Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к усройствам для изучения сообществ микроперифитона (микрообрастания), в состав которых входят бактерии, одноклеточные водоросли и животные (жгутиконосцы, амебы, инфузории), развивающиеся на искусственных субстратах, и может быть использовано для исследовательских целей в области технической гидробиологии, на морях, внутренних водоемах и в агрессивных средах, для биологических испытаний противообрастающих покрытий, а также при биомониторинге качества природных и сточных вод благодаря присутствию в обрастании индикаторных биологических видов.Целью изобретения является увеличение скорости проведения испытаний в условиях течения, а также повышение надежности работы.При использовании устройства достигается увеличение количества одновременно экспонируемых пластин, плотность обрастаний которых можно сравнивать между собой,На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство при горизонтальном расположении рамы общий вид; на фиг. 2 - верхний узел вращения; на фиг. 3 - нижний узел вращения; на фиг. 4 - устройство при вертикальном расположении рамы, об 1 ций вид.Устройство для экспонирования пластин обрастания состоит из несущего троса 1 для размещения устройства в водоеме, смонтированного на нем с возможностью вра 1 цения опорного элемента, выполненного в виде рамы 2 прямоугольной формы с положительной плавучестью, и закрепленных нз раме 2 кассет 3 для размещения пластин 4 обрастания, при этом рама 2 оснащена жестко прикрепленным к ней вертикальным килем 5, а кассеты 3 с пластинами 4 расположены последовательно по продоль. ной оси рамы 2.Рама 2 может быть установлена в водоеме в горизонтальном или в вертикальном положениях.При установке рамы 2 (фиг) устройство содержит стержень 6 с кольцами 7 для подсоединения концов несущего троса 1, а рама 2 одной из ее поперечных перекладин свободно установлена на стержне (фиг. 2), при этом киль 5 закреплен на противоположной поперечной перекладине.Кассеты 3 прикреплены к раме 2 с помощью держателей в виде кронштейнов 8, а раиа 2 снабжена оттяжками 9. Для повышения надежности работы устройства последнее оснащено поплавками 10, смонтированными на раме 2, а оттяжки 9 одними своими концами подсоединены к поперечной перекладине рамы 2 в районе крепления киля 5, з другими - к шайбе 11, свободно установленной на дополнительном стержне 12 с кольцами 13 для несущего троса 1. На одном конце несущего троса 1 закреплен буй 5 о 5 2 О 25 зо 35 4 О 45 50 55 14, на другом -- груз 15, а с помощью троса 16 все устройствс фиксируют на якоре 17. Использование в качестве опорного элемента рамы 2 прямоугольной формы, а также поперечное расположение кронштейнов 8 по отношеник 1 к перекладинам рамы 2 и их жесткое крепление на последней обеспечивают необходимую жесткость конструкции устройства. Для обеспечения положительной плавучести рамы она может быть изготовлена из любого материала, обладающего положительной плавучестью и не тормозящего развития обрастаний на пластинах 4, либо может быть полой, либо снабжена поплавками.В полой раме (фиг. 2) часть ее, находя 1 цаяся в контакте со стержнем 6, изготовлена сплошной из фторопласта. что связано с необходимостью надежной се герметизации д,1 я Обеспсчени 1 положительной плаву - ч 1 скти и с созданием о 1 ггимальных условий сс вращения вокруг стержня 6.Шаиба 11 установлена с зазором /а дополнительном стержне 12 (фиг, 3), благодар 1 чему она свободно вращается, обеспечивая экспонирование пластин 4 11 од постоянным углом к направлению течения даже при многократных изменениях направления течения на прямо противоположное, например в приливпо-отливной зоне морей.При размещении рамы 2 в водоеме (фиг. 4) ее подвешивают вертикально с помощьк 1 колец 7 нз несу 1 цем тросе 1, которыи Выполняют, например, из кзпроновои вепсвки, легко скручиваемой при разворотах рамы 2. При этом отпадает необходимость в стержне 6, что упрощает конструктивное выполнение устройства и его изготовление.Кассеть: 3 с пластинами 4 могут быть прикреплены непосредственно к раме 2 (без держателей), а оттяжка 9 к килю 5, обладающему положительной плавучестью либо снабженному поплавками 10. Размеры поплавка 10 и длину оттяжки 9 подбирают с таким расчетом, чтобы обеспечить всргикальное положение рамы 2.Для оптимальной работы устройства в условиях переменного уровня воды в водоеме, например в приливно-отливной зоне морей, несущий трос 1 при наличии груза 15 целесообразно изготовить из жесткого материала, например нержавеющей стали. Устройство может функционировать и без груза 15,но в этом случае в условиях переменного уровня воды не обеспечиваются оптимальные условия для обрастания пластин 4, так кзк при подъеме уровня воды они оказываются на большей глубине и медленнее обрастают при отсутствии груза 15. Направляющий трос 1 можно изготовить из нежесткого материала, например капроновой веревки.Раму 2 целесообразно изготавливать из пластмассовых труб, кронштейны 8 - изпластмассы или нержавеющей стали, киль - из пластмассы.Благодаря выполнению устройства из материалов, не поддающихся окислению и не выделяющих веществ, тормозящих обрастание, его можно применять как в морской, так и в пресной воде, а также в агрессивных средах - сточных водах. Перед началом работы производят сборку устройства.Для этого поперечную перекладину рамы 2, имеющую сквозное отверстие большего диаметра, чем диаметр разъемного стержня 6, устанавливают с зазором на нижнюю половину стержня 6, на которую навинчивается верхняя половина. Кронштейны 8 жестко крепятся к раме 2 с помощью хомутов, болтов или иным способом. Поплавки 10 притягивают к раме 2 и кронштейнам 9 хомутами или привязывают капроновой веревкой, так что поплавки висят над рамой.Киль 5 крепится к раме 2 уголками из металла или пластмассы. Возможно также крепление киля 5 на кронштейне 8, для чего кронштейн 8 изготавливается длиннее рамы 2, в нем делается вертикальный пропил по толщине киля 5, который вставляется в пропил и зажимается болтами. Кассеты 3 жестко крепятся к кронштейнам 8 хомутами, болтами или иным способом.Поплавки 10 и оттяжка 9 подбираются такой величины, чтобы обеспечить строго горизонтальное (или строго вертикальное, или иное заданное) положение рамы 2. Груз 15 должен быть такого веса, чтобы уравновесить буй 14. Длина якорного троса 16 выбирается достаточной для удержания буя 14 на плаву при наибольших подъемах уровня воды, например, на морях, при сизигийных (максимальных) приливах.После сборки устройство на несущем тросе 1 устанавливают в водоем.Устройство работает следующим образом.Благодаря связи несущего троса 1 с буем 14 и грузом 15 обеспечивается экспонирование пластин обрастания на заданной постоянной глубине по отношению к поверхности воды даже в случае переменного уровня воды (например, в приливно-отливной зоне морей), что создает оптимальные условия для обрастания пластин, С помощью троса6 устройство фиксируется на якоре 17. В текучей воде прямоугольная рама 2 разворачивается вокруг стержня 6 килем 5 до тех пор, пока сила напора воды, действующая на киль 5 и разворачивающая раму 2 вокруг стержня 6, на станет равной О, а киль не займет положение, параллельное течению.Прямоугольная форма рамы 2 и жесткое крепление вертикального киля 5 на короткой перекладине рамы 2 обеспечивают надежную ориентацию рамы 2 килем 5 вдоль 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 течения, так как создают боль:нос плечо силы напора воды, действующей на киль 5 и разворачивающей его вместе с рамой 2. Площадь киля 5 подобрана с таким расчетом, чтобы обеспечить достаточную чувствительность предлагаемого устройства к изменению направления течения.Благодаря постоянной ориентации устройства относительцо течения достигаются постоянные условия экспонирования пластин обрастания в текучей воде. Вращение прямоугольной рамы 2 вокруг стержня 6 оказь 1- вается возможным потому, что прямоугольная рама 2 одной из перекладин свободно установлена на стержне 6.Надежность постоянной ориентации прямоугольной рамы в горизонтальном положении вертикальным килем 5 параллельно течению достигается положительной плавучестью рамы 2, а также поплавками 10 и оттяжками 9, один конец которых закреплен на противоположных углах рамы 2 со стороны киля 5, а другой конец -- ца шайбе 11, свободно вращающейся вокруг дополнительного стержня 2 при развороте рамы 2 в случае изменения направления течения. Длина оттяжек 9 выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить определенный угол между плоскостью рамы 2 и горизонтальной плоскостью, например равный 0 (фиг. 1).Экпозиция пластин 4 обрастания цод заданным углом к направлению течения достигается жестким креплением к раме 2 вертикального киля 5, ориентирующегося параллельно течению, постоянным положением рамы 2, жестким креплением кассет 3 ца кронштейнах 8, жестким креплением кронштейнов 8 на раме 2.Определенный угол наклона пластин 4 к направлению течения может достигаться той или иной конструкцией кассет 3, обеспечивающих, например. расположение пластин 4 параллельно, перпендикулярно или под углом к плоскости кассет 3, характером крепления кассет 3 к кронштейнам 8, например перпендикулярно или неперпецдцкулярно по отношецию к плоскости рамы 2, положением кронштейнов 8 относительно перекладины рамы 2. На фиг. 1 показано расположение кронштейнов 8 под прямым углом к перекладинам рамы 2, кассет 3 и пласстин 4 - перпендикулярно плоскости рамы 2. Виду того, что кронштейны 8 могут выступать за рамуи нести на себе дополцительные кассеты 3 (не показано), а также располагаться не под прямым углом к пз,.2, целесообразно изготовление кронштей ц: 8 большей длины, чем перекладцы рамы 2.Тот же самый проесс происходит н прп вертикальном расположении рамь 2 (фцг. 4.В этом случае рама 2 точно так же разворачивается ца несущем тросе 1 килем 5 до тех пор, пока сила напора воды, действующего на него, не станет равной О, а киль 51242081 стапителп С Филиптреп И. Вереераж 679дарственного комиизобретений и отЖ - 35, Раушскаянт, г. Ужгород,поггКорректоп МПодписноетета СССРкрытийнаб., д 4/5ул. Проектная,С Те Ти едактораказ 3632/ атилл мпи ВНИИПпо 3035, М лиал ППП Госу елам сква, Пате не займет положение, параллельное течению,В предлагаемом устройстве увеличение скорости проведения испытаний обрастания пластин достигается применением многорядного расположения кассет с пластинами на держателях, смонтированных на раме. Однородность обрастания пластин в условиях течения достигается благодаря тому, что пластины экспонируются под постоянным заданным углом к направлению течения, что обеспечивается возможностью вращения рамы вокруг стержня и жестко с ней связанным вертикальным килем, устанавливающимся параллельно течению, причем угол экспонирования пластин к направлению течения задается положением кронштейнов относительно рамы и конструкцией кассет.По сравнению с известным устройством при сохранении точности проведения испытаний обрастания пластин количество одновременно экспонируемых пластин в предлагаемом устройстве, результаты обрастания которых сравнивают, возрастает в 5 раз, а по сравнению с базовым объектом в 15 раз.