Установка для содержания водных организмов
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.04.77 (21) 2472104/28-13 (g()М К 2
A 01 К 61/00 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—
Государственный комитет
СССР по делам изобретений н отирытнй (53) УДК 63Э,3.05 (088.8) Опубликовано 2501.80 Бюллетень ¹ 3
Дата опубликования описания 2801-80 (72) Авторы
ИЗОбрЕтЕНИя Ю.В, Крекотень, Н.A. Луценко и М.М. Сидляр (71) Заявитель Киевский ордена Ленина государственный университет им. Т.Г. шевченко (54) УСТАНОВКА ДЛЯ СОДЕРЖАНИЯ ВОДНЫХ ОРГАНИЗМОВ
Изобретение относится к рыбоводств у, а содержания водных организмов, и может найти применение в области токсикологии, 5
Известна установка для содержания водных организмов, состоящая из резервуара для помещения живых организ— мов, оснащенного циркуляционным водным контуром. Трубопроводная коммуникация циркуляционного водяного контура включает распылители для насыщения воды кислородом воздуха, фильтр очистки воды, насос подачи воды, электролизер с газоотделителем и уст-15 ройство контроля качества воды с расходомером (1) .
Однако в такой установке нельзя определить действие ионов металлов в контролируемых условиях температур- 2О ного и кислородного режимов на водные организмы.
Известна также установка, содержащая резервуар цилиндрической формы с основным дном конической формы и ложным дном и замкнутый циркуляционный контур подачи и слива воды со следящей системой автоматического регулирования температуры и кислорода, включающий фильтр очистки воды, насос подачи воды, электронагреватель, электролизер с газоотделителем, холодильник с теплообменниками, аэратор и устройство контроля качества воды (2) .
В этой установке следящая система автоматического регулирования температуры подключена к холодильнику, следящая система автоматического регулирования кислорода к аэратору, обе они связаны с резервуаром и водоемом и содержат соответственно блоки автоматического регулирования температуры и кислорода и блоки программной записи режимов температуры и кислорода .
В установке не обеспечена возможность одновременного определения действия ионов металлов на водные организмы, приспособленные в природном водоеме к разным скоростям течения воды и отличающиеся между собой разными биологическими и физиологобиохимическими признаками, поскольку в ней не предусмотрено обеспечение скоростей течения воды, идентичных скоростям течения воды в природном водоеме на всей его протяженности, а также понижена точность моделиро710544 вания режимов температуры и кислоро да.
Целью изобретения является повышение точности определения действ ия ионов металлов на водные организмы, приспособленные к разным скоростям течения воды.
Для этого в установке, содержащей резервуар цилиндрической формы с основным дном и ложным дном и замкнутый циркуляционный контур подачи и слива воды со следящей системой авто- матического регулирования температуры и;-..ислорода, резервуар выполнен с установленной в вертикальной плоскости перегородкой, имеющей форму спирали, герформированной водозаборной !5 трубк ой и решетк ам и . При з том св об одный конец перегородк и соединен со стенкой резервуара с образованием спиралевидного канала, перфорированная водозаборная труба размещена в QQ центре витка перегородки, решетки расположены в диаметральной плоскости резервуара для перекрытия проходного сечения спиралевидного канала, а ложное дно смонтировано под спиралевидным каналом.
Целесообразно в предлагаемой установке решетки выполнить в виде сот, а перегородку — по профилю логарифмической спирали.
На фиг. 1 схематично изображена предлаг а ема я уста н ов к а, в ид сб ок у и вид в плане; на фиг. 2 и 3 — функциональ на я схема установк и; на фиг . 4перегородка, перфорированная водозаборная труба и цилиндрическая стенка резервуара; на фиг. 5 — основное коническое дно и ложное плоское дно резервуара с перфорированной водозаборной трубой; на фиг. 6 — основное коническое дно и ложное плоское дно с 40 перфорированной в одоз аб орной трубой и цилиндрической стенкой резервуара; на фиг. 7 — резервуар с частичным вырезом крышки водозаборного отсека; на фиг. 8 — крышка водозаборного отсека; на фиг. 9 — часть решетки, состоящая из сот и одна сота в двух проекциях .
Предлагаемая установка для содержания водных организмов содержит резервуар цилиндрической формы, в котором в вартикальной плоскости установлена спиралевидная перегородка 1, имеющая профиль логарифмической спирали, а в центре витка этой перегородки размещена перфорированная водозаборная труба 2.
Свободный конец перегородки 1 соединен со стенкой 3 резервуара с образованием спиралевидного канала 4.
Цилиндрическая стенка 3 рез ерв уара бО вместе с сопряженной частью спиралевидной перегородки 1 образую водозаборный отсек 5. Резервуар со спиралевидным каналом 4 и водозаборным отсеком 5 имеет основное коническое Я дно 6 с водоподающим патрубком 7.
Основание спиралевидного канала 4 отделено от основного дна 6 ложным плоским дном 8, выполненным в виде сплошной плоской пластины, частично перекрывающей снизу водозаборный отсек 5, в результате чего внутренняя полость основного дна 6 сообщена с водозаборным отсеком 5.
Спиралев идный канал 4 отделен от перфорированной водозаборной трубы 2 и водозаборного отсека 5 профилированными решетками 9, расположенными в диаметральной плоскости резервуара для перекрытия проходного сечения спиралевидного канала 4. При этом меньшая по размеру решетка 9 предотвращает попадание водных организмов в водозаборную трубу 2, а большая решетка 9 предотвращает выход водных организмов из спиралевидного канала 4 и попадание их в водозаборный отсек
5, Обе решетки являются рассекателями воды и способствуют ее ламина ризав ции. Решетки набраны из ячеек, выполненных в виде сот. Каждая сота решетки 9 представляет собой четырехгранную ячейку. Водозаборный отсек 5 снабжен герметической съемной крышкой 10, способствующей направленному движению воды в спиралевидном канале 4.
Установка оснащена основным и дополнительным цирк уляционными в одяными контурами, Спиралевидный канал 4 посредством пе рф орированной водозаборной трубы 2, водоподающего патрубка 7, вентиля 11, трехходовых вентилей 12-15 и вентиля 16 сообщен с обоими циркуляционными водяными контурами.
В основной циркуляционный водяной контур последовательно включены фильтр 17 очистки веды, насос 18 подачи водь, электронагреватель 19, состоящий из двух теплообменников, электролизер с газоотделителем 20, холодильник 21 с двумя теплообменниками и азратор 22.
Дополнительный циркуляционный водяной контур предназначен для хранения запасной воды и поддержания заданной температуры, рН и содержания в ней кислорода и состоит из емкости
23 хранения запасной воды, устройства 24 кснтроля качества воды с расходомером 25 и насоса 26 подачи воды, сообщенных между собой, с основным циркуляционным водяным контуром и с резервуаром с живыми организмами при помощи вентилей 27, 28 и 16, а также трехходовых вентилей 29 и 30. Трехходовой вентиль 29 сообщен с водоисточником, например водопроводом. Вентиль 27 выполнен запорным.
Резерв уар 23 оснащен аэра тором 31 с вентилем 32. Азратор 31 с вентилем
32 сообщен воздухопроводом с теплообменником холодильника 21, 710544
Для контроля и своевременной корректировк и рН в оды установка ос нащена рН-метром 33 с датчиками рН 34 и
35, расположенными в устройств е 24 контроля качества воды и в спиралевидном канале 4 и сообщенными посредством коммутирующего устройства 36 с рН-метром 33. Поочередное переключение датчиков 34 и 35 на рН-метр 33. обеспечивает слежение за в еличиной рН воды в спиралевидном канале 4 и в дополнительном циркуляционном водяном контуре.
Для обеспечения заданного кислородного режима воды установка снабжена воздуходувкой 37, сообщенной с теплообменником электронагревателя
19 и далее с теплообменником холодильника 21 и с аэраторами 22 и 31.
Следящая система автоматического регулирования температуры состоит из измерителей температуры 38 и 39, размещенных соответственно в спиралевидном канале 4 и в природном водоеме, преобразователя 40, регулирующего блока 41 и блока программной записи 42, а также регулирующего вентиля 43, установленного на трубопроводе подачи хладоносителя в холодильник 21. При этом датчик температуры
39 подключен через телеметрическую систему 44 к регулирующему блоку 41 и блоку программной записи 42. Телеметрическая система 44 обеспечивает передачу информации о физико-химических параметрах воды водоема, расположенного на больших расстояниях от установки.
Следящая система автоматического регулирования кислорода состоит из измерителей 45 и 46 концентрации растворенного в воде кислорода, установленных в спиралевидном канале
4 и в природном водоеме, преобразователя 47, регулирующего блока 48, блока 49 программной записи концентрации кислорода, телеметрической сис темы 44, двух регулирующих вентилей
50 и 51, предназначенных для изменения расхода деаэрированной воды на процесс аэрации . Датчик к ислорода 4 6 сообщен посредством телеметрической системы 44 с регулирующим блоком 48 и блоком программной записи 49.
Предлагаемая установка для содержания водных организмов работает следующим образом.
Измеритель температуры 39 и измеритель кислорода 46 помещают в природный в одоем. В оду иэ в одоисточника через трехходовой вентиль 29 подают в резервуар, а из него через трехходовой вентиль 30 — в устройство 24 для определения рН воды. При необходимости рН воды корректируют.
Затем воду подают через вентиль 27 и расходомер 25. Далее ее подают насосом 26 через трехходовые вентили
15 и 12 в водозаборную трубу 2 либо
60 б5 через вентиль 11 водоподающего пат рубка 7 в резервуар с живыми организмами. Расходомером 25 определяют количество воды в установке. Живые организмы помещают в спиралевидном канале 4 .
Вентили 11, 12 и 13 предназначены для реверсирования потока воды в спиралевидном канале 4 (т,е. для изменения направления потока воды) . В этом случае циркулируемую воду можно направлять через трехходовой вентиль
12 в перфорированную в одозаборную трубу 2, из последней вода поступает в спиралевидный канал 4, проходит череэ меньший по размеру отрезок решетки 9, течет по этому каналу, выходит из него через больший по размеру отрезок решетки 9 и поступает в водозаборный отсек 5. Из последнего вода поступает через пространство, образованное торцом ложного дна 8 и цилиндрической стенкой 3, во внутреннюю полость основного днища 6 и выходит из него через водоподающий патрубок 7 и вентили 11 и 13 в циркуляционный водяной контур. Циркулируемую воду можно направлять через трехходовой вентиль 12, вентиль 11, водоподающий патрубок 7 в о в нутреннюю полость основного дна 6, из которого вода под напором поступает в водозаборный отсек 5, а из отсека 5 через больший по размеру отрезок решетки
9 — в спиралевидный канал, циркулирует по нему и проходит меньший по резмеру отрезок решетки 9.
Далее вода через перфорацию попадает в водозаборную трубу и отводится через трехходовой вентиль 13 в цирк уляционный водяной контур при помощи насоса 18 через фильтр 1 7 очистки в оды в элек трона греватель 19 °
В последнем вода нагревается до заданной температуры, поступает в электролизер 20, проходит процесс деаэрации и поступает в холодильник
21. В холодильнике 21 температура воды понижается до уровня, соответствующего температуре воды природного водоема или температуре, соответствующей заданной программе, записанной в блоке 42. Затем через два водопровода, управляемых регулирующими вентилями 50 и 51, вода поступает в аэратор 22. Для аэрации воды воздуходувкой 37 воздух нагнетается в теплообменник электронагревателя 19.
Пройдя процесс т ермооб раб отк и, она поступает далее в теплообменник холодильника 21, в результате чего его температура понижается до температуры воды, затем в азратор 22, а также через вентиль 32 в аэратор 31. Вода и воздух в коммуникациях 19 и 21 нагреваются, а затем охлаждаются до заданной темпера туры. В рез ерв уаре
23 вода дополнительно тер остатируется до заданной температуры воздухом.
710544
Этот процесс обеспечивает подготовку воды и воздуха заданной температуры и более оперативную настройку установки на заданный режим работы.
С помощью следящей системы автоматического регулирования температуры можно поддерживать любую заданную температуру либо обеспечить температуру, соответствующую изменению температуры в природнсм водоеме, т,е. следить за температурными режимом природного водоема. В последнем случае задание регулятору температуры 41 непосредственно поступает от измерителя 39 через телеметрическую систему
44. При этом изменение температуры воды в природном водоеме записывается на программном устройстве. Записанную температуру природного водоема в виде программы можно подавать в качестве заданий регулирующему блоку
41, который при этом обеспечивает регулирование температуры воды в спиралевидном канале 4 до заданной температуры совместно с системами регулиров.ания 38, 40 и 43. Длительность регулирования этой программы может изменяться во времени без искажений, а также с ускорением или же с замед- . лениеМ с помощью блока 42, Деаэрированная, обогащенная ионами металлов и термостатированная вода из холодильника 21 поступает в два водопровода с регулирующими вентилями 50 и 51, на одном из которых установлен аэратор 22, причем оба эти водопровода объединены в общий водопровод с треххадовым вентилем 14, При помощи последнего воду можно направлять в дополнительный циркуляционный водяной контур или, перекрывая трубопроводы с вентилями 15 и 16, воду направляют обратно в резервуар.
В спиралевидном канале 4 скорость течения воды постепенно увеличивается по мере прохождения по всей длине спиралевидного канала 4 ° В наиболее узкой его части скорость воды достигает максимальной величины. В этом случае для каждого вида водных организмов,приспособленных к .разным скоростям течения воды в природном водоеме, предоставлена воэможность находиться в оптимальных условиях скорости течения воды, идентичной скорости течения воды природного водоема. Скорость течения воды в спиралевидном канале регулируют производительностью насосов 18 и 26.
Следящая система автоматического регулирования кислородного режима работает следующим образом.
Информация о содержании кислорода в спиралевиднсм канале 4 непрерывно поступает от измерителя 45 на регулятор 47, выходной сигнал которого изменяет соотношение расходов воды яа аэратор 20 и воды, поступающей в .пиралевидный канал 4, с помощью ре10
65 гулирующих вентилей 50 и 51. Один иэ последних нормально открытый, другойнормально закрытый.
Следящая система автоматического регулирования обеспечивает стабилизацию содержания растворенного в воде кислорода на заданном постоянном значении либо обеспечивает содержание в воде кислорода, соответствующее концентрации растворенного в воде кислорода, т. е. следит за к ислородным режимом природного водоема.
В последнем случае в регулирующий блок 48 непрерывно поступает задающий сигнал от измерителя 46, который будет в данном случае осуществлять программное регулирование концентрации кислорода в спиралевидном канале
4 по заданной программе. Длительность программы можно регулировать во времени без искажений или с ускорением, или с замедлением с помощью блока программной записи 49 (аналогично следящей системе автоматическогo регулирования), В процессе содержания водных îðганизмов в спиралевидном канале 4 контролируют величину рН воды при псмощи датчиков 35, подключенных через коммутирующее устройство 36 к рН-метру 33, Регулировку качества воды в резервуаре 23 осуществляют следующим образом.
Воду из резервуара 23 подают по коммуникациям 30, 24, 27, 25, 26, 15, l6 и 29, осуществляя замкнутую циркуляцию воды. Датчики рН воды через коммутирующее устройство 36 подключают к рН-метру 33 и корректируют величину рН воды известным способсм .
После регулировки и стабилизации величины рН воды перекрывают трубопровод вентилем 30 и воду иэ устройства 24 насосом 26 подают в резервуар
23 . Затем выключают из работы насос
26 подачи воды. При помощи вентиля
32 регулируют количественную подачу термостатированного воздуха для регулировки температурного режима и насыщения воды кислородом воздуха, Для контроля величины рН воды в спиралевидном канале 4 посредством коммутирующего устройства 36 включают в работу датчики 35 и посредством рН-метра 33 контролируют величину рН воды. В том случае, когда величину рН воды необходимо подкорректировать, воду, циркулирующую по основнсму циркуляционному водяному контуру, направляют по коммуникациям 14, 161 28г 24 27 25 26 к 15 и 12 в спиралевидный канал 4 и обратно из него через систему вентилей 12, 11 и 13 (как было описано выше), далее по коммуникациям 17, 18, 19, 20, 21, ?2, 14, 16 и 28, обеспечивая замкнутую циркуляцию воды. Датчики рН 34 подключают к рН-метру 33. Таким обра710544
10 зом в устройстве 24 осуществляют кор- ректировку РН воды, а при необходимостии в злек тролиз ере с г аз оотделителем 20 осуществляют обогащение воды ионами металлов до заданной концентрации.
После корректировки величины РН воды отключают из работы дополнительный циркуляционный контур путем перекрытия трубопроводов вентилями 15 и 16, Посредством трехходового вентиля 14 воду подают в спиралевидный канал 4 и из него в основной циркуляционный водяной контур а °
Установка для содержания водных организмов обеспечивает регулировку чистоты воды, обогащение воды ионами металлов, удаление из воды токсических газов, регулировку и стабилизацию величины РН воды, автоматическое регулирование температуры и содержания кислорода воды с обеспечением автоматического слежения за температурным и кислородным режимами прироцного водоема. В ней предусмотрено создание интервалов скоростей течения воды, идентичньж скоростям течения воды в природных водоемах для однов ременного содержания в оптимальных скоростях течения воды живых организмов, приспособленных в природном водоеме к жизнедеятельности при разных скоростях течения воды. В установке расширен радиус слежения эа температурным и кислородным режимами природного водоема, повышена точность воспроизведения смоделированного температурного и кислородного режимов и предусмотрена более оперативная и плавная перестройка установки с одного режима работы на другой. формула изобретения
1. Установка для содержания водных организмов, содержащая резервуар цилиндрической формы с дном конической формы и ложныч дном и замкнутый циркуляционный контур подачи и слива воды со следящей системой автоматического регулирования температуры и кислорода, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности определения действия ионов металлов на водные организмы, приспособленные к разным скоростям течения воды, в резервуаре в вертикальной плоскости установлены перегородка, имею щая форму спирали, перфорированная водозаборная труба и решетки, при этом свободный конец перегородки соединен со стенкой резервуара с образованием спиралевидного канала, перфо20 рированная водозаборная труба размещена в центре витка перегородки, решетки расположены в диаметральной плоскости резервуара для перекрытия проходного сечения спиралевидного
2$ канала, ложное дно смонтировано под спиралевидным каналсм.
2. Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что решетки выполнены в виде сот, а перегородка
gg имеет профиль логарифмической спирали, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1, Авторское свидетельство СССР
9 535929, кл, A 01 К 61/00, 1975, 2, Авторское свидетельство- по заявке М 2405578, кл. А 01 К 61/00, 1976.
710544
Фю. В
Составитель М. Андреева
Техред 0 ° Андрейко Корректор В . СиниШс а Р
Редактор A. Бер
Ти раж 723 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 9011/35
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4
