Устройство для отбора проб мерзлых пород

Устройство для отбора проб мерзлых пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(ХМОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (gg 4 G 01 N 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1064184 (21) 4033787/31-26 (22) 26. 12, 85 (46) 23.02.88. Бюл. Ф 7 (71) Якутский государственный университет (72) Л. Б. Некрасов, А, И. Кузьмин, С. E. Васильев, В. Н. Федоров и В. Н. Поволоцкий (53) 543.053(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1064184, кл. G 01 N 1/04, 1981.. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ МЕРЗЛЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к геологоразведочным работам для опробования подземных выработок, шурфов, траншей в зимний период и может быть исполь зовано при разработке вечномерзлых россыпных месторождений полезных ископаемых. Цель изобретения - повыше„„SU„„1375972 А 2 ние эффективности работы и обеспечение радиационной безопасности. Уст" ройство содержит электромагнитный генератор и излучатель (И) 2, создающий направленный поток электромагнитной энергии, которая оттаивает объемы породы требуемых размеров и формы. Защитный экран предотвращает утечку электромагнитного излучения за пределы пробоотборника ° Экран выполнен в виде укрепленной на И 2 неподвижной рамы .19, снабженной набором подпружиненных поршней (П) в виде металлических брусков. П обхватывает по периметру раскрыв И, заполняя все неровности породного массива, и образует эластичный электрогерметичный экран, Для уменьшения просачивания энергии между П на одной из боковых поверхностей каждого бруска выполнены фигурные выемки, 1375972 образующие между сопряженными стенками П Г"образные зазоры, заполненные диэлектрическими вкладышами такого же профиля. Причем в поперечнике длина каждой иэ сторон равна четвер" ти длины электромагнитной волны с учетом диэлектрической проницаемос"

Изобретение относится к геолого" разведочным работам, в частности к получению и подготовке образцов по" роды для исследования в твердом состоянии, например к опробованию подземных выработок, шурфов, траншей в зимний период и при разработке вечно.мерзлых россыпных месторождений по" леэных ископаемых, и является усовершенствованием изобретения по основному авт. св. 11 1064184.

Цель изобретения — повышение эффективности работы устройства и обеспечение радиационной безопасности.

На фиг. 1 изображено устройство для отбора проб, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3вид А на фиг. 2; на фиг, 4 — разрез

Б-Б на фиг. 3.

Устройство включает электромагнито ный генератор (не показан), коробчатый волновод 1, излучатель 2, представляющий собой раструб с двумя параллельными и двумя расходящимися под острым углом стенками.

На внешних поверхностях вертикальных стенок установлены Т-образные пластины 3, выполненные из листового упругого металла, например стали.

Для обеспечения возможности перемещения пластин 3 вдоль оси, перпендикулярной плоскости раскрыва иэлу" чателя, в этих пластинах имеются продолговатые сквозные пазы 4, болты 5 ограничивают возвратно-поступательное перемещение пластин 3 в пазах 4. Этими болтами осуществляетг ся регулировка степени прижатия пластин 3 к параллельным стенкам излучателя. С целью снижения трения скольжения, возникающего при перемещении пластин 3 по поверхности стенок излучателя, между ними устати материала. Пробоприемник образуется при внедрении в породный массив

Т-образных пластин 3 за счет их выдвигания и смыкания и двух пар эллипсовидных пластин 8 при их повороте вокруг осей 9. 1 з,п. ф-лы, 4 ил. навливают прикрепленные к параллельным стенкам излучателя прокладки 6, выполненные из тонкого листового полимерного материала с низким коэффициентом трения. Пластины 3 в углах, примыкающих к краю стенок излучателя, жестко соединены в точках 7 с ребрами двух пар идентичных пластин 8, расположенных на противопо10 ложных расходящихся стенках излуча" теля. Пластины 8 выполнены в виде четвертей эллипсов и установлены на расходящихся стенках излучателя вблизи его краев на осях 9 под некоторым

15 углом к этим стенкам. Благодаря этому эллипсоидные пластины оказываются расположенными под прямым углом по отношению к пластинам 3. Пластины 8 могут поворачиваться на 90" (верхние

20 пластины по часовой, нижние " против часовой стрелки) вокруг осей 9, совпадающих с эксцентриситетом этих пластин.

25 Часть ребра эллипсовидных пластин, в исходном положении совпадающих с краем излучателя, снабжены породоразрушающей кромкой 10. Пластины 3, соединенные между собой фигур30 ными металлическими стойками 11, образуют жесткую раму. Эта рама приводится в возвратно-поступательное движение вдоль пазов 4 посредством установленных на обеих фигурных стойдвух Равномощных Реверсируемых электродвигателей 12 с редукторами 13 и винтовых стержней 14, не" подвижно укрепленных на кронштейнах

15. Электродвигатели 12 снабжены ди 0 балансами. Поэтому они обеспечивают не только поступательное движение пластин 3 и поворот кинематически связанных с ним пластин 8, но и со1375972 общают этим пластинам виброколебания, Для снижения уровня вибраций, неизбежно передаваемых электродвигате5 лями 12 коробчатому волноводу 1 через стержни 14 и кронштейны 15, последние укрепляют на широких стенках коробчатого волновода посредством виброгасящих прокладок 16. Эту же 10 функцию помимо своего прямого назначения - снижения трения скольжения, выполняют также и прокладки 6.

Раскрыв излучателя защищен от попадания в его полость породы радиопрозрачной перегородкой 17, Для предотвращения нежелательных изгибов пластин 3 в перпендикулярной к ним плоскости в передней части этих пластин жестко укрепляют планки 20

18 из твердосплавного металла. Эти планки выполняют также функцию породоразрушающих кромок. Поступательное движение пластин 3 происходит только в пределах стенок излучателя. За 25 пределами краев излучателя пластины

3, будучи кинематически связанными с пластинами 8, при их говороте изгибаются, повторяя профиль ребра пластин 8. При повороте пластин 8 на

90 образуется пробоприемник в форме слегка овального параллелепипеда.

Для обеспечения радиационной безопасности и повышения эффективности работы устройство снабжено металлической неподвижной рамо" 19.

Рама )9 образована основанием 20 и крышкой 21, на внутренней поверхности которой выполнены пазы 22. По этим пазам возвратно-поступательно перемещаются поршни 23.

Поршни выполнены в виде брусков с фигурными выемками на одной из боковых поверхностей. Между сопряженными стенками поршней 23 эти фи" гурные выемки образуют Г-образные зазоры, в которые вплотную устанавливают вкладыши 24. В поперечном сечении длина каждой из двух сторон это-. го вкладыша равна четверти длины рабочей волны с учетом диэлектрической проницаемости материала вкладыша 24.

К задним торцам поршней крепятся толкающие пружины 25, другим концом удерживаемые шпильками 26. Пружины позволяют независимо перемещаться поршням относительно. друг друга.

Совокупность таких поршней при установке устройства на породный массив образует эластичный радиоотражающий экран, копирующий профиль забоя, Во избежание заклинивания поршней 23 частицами породы в полость 27 корпуса рамы 19 предусмотрена подача сжатого воздуха через штуцер 28.

Поршни 23 устанавливают в этом корпусе таким образом, что между сопряженными стенками соседних поршней и сторонами поршней, обращенными к основанию 20 и крышке 2) имеются узкие зазоры 29, через которые происходит истечение сжатого воздуха, препятствующего попаданию частиц породы в эти зазоры.

Неподвижность рамы относительно краев излучения 2 достигается посредством ее крепления к паре кронштейнов 30, крепящиеся в свою очередь с помощью болтов 5 и плоскопараллельными стенками излучателя.

3а счет крепления к неподвижной раме 19 тонких пружинящих контактов

31 достигается герметичное электри" ческое уплотнение зазора между поверхностью Т-образных пластин 3 и основанием 20 рамы 19.

Устройство работает следующим образом.

В рабочем положении его вплотную придвигают к забою. При этом поршни под действием пружин 25 занимают положение, соответствующее профилю забоя: на выступающих участках породного массива поршни оказываются задвинутыми вовнутрь рамы, а в его углублениях наоборот — выдвинутыми вперед до соприкосновения с породой, образуя эластичный радиоотражающий экран.

Затем в полость 27 корпуса рамы

19 через штуцер 28 подают сжатый воздух. Включают электромагнитный генератор, При этом излучатель cos" дает направленный поток электромагнитной энергии, обеспечивающий от таивание объема породы требуемой формы. При достижении заданной глубины оттаивания выключают электро- . магнитный генератор и включают электродвигатели 12 привода пластин 3, что приводит их в поступательное, а пластин 8 - во вращательное движение в сторону забоя. По мере выдвигания пластин 3 и 8 за края излучателя они внедряются в породный массив, отделяя от него талый объем породы.

1

При повороте пластин 8 на 90 пластины 3 смыкаются, проба породы оказывается заключенной в замкнутом пространстве пробоприемника. После этого устройство вместе с пробой, заключенной в пробоприемнике, поднимают иэ выработки, включают с реверсом электродвигатели. При этом пластины 3 и 8 начинают возвращаться в исходное положение. По мере увеличения зазора между пластинами 3 порода высыпается из пробоприемника с ускоряющими темпами. Вибрация, сообщаемая пластинам 3 и 8, предотвращает налипание на них породы.

Формула изобретения

1, Устройство для отбора проб мерзлых пород по авт. св. Ф 1064184, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства и обеспечения радиа375972 ционной безопасности, оно снабжено защитным экраном в виде неподвижной рамы, образованной основанием и крыш5 кой с пазами на ее внутренней поверхности, в которых своими прямоугольными выступами установлены подпружиненные поршни в виде металлических брусков,.имеющих на одной из боковых поверхностей фигурные выемки, образующие между брусками зазоры Г-образной формы, причем в поперечнике длина каждой из двух сторон этих зазо" ров равна четверти длины электромагнитной волны, а на заднем крае основания неподвижной рамы укреплены тонкие пружинящие контактные лепестки, длина которых равна четверти . длины электромагнитной волны.

2. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения габаритов поршней, в Г" образном зазоре вплотную установлены диэлектрические вкладыши.

1375972

Bud A

Составитель Г .. Be селов

Редактор В ° Бугренкова Техред Л.Олийнык

««

Корректор C. Шекмар

Подписное

Заказ 781/42 Тираж 847

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород> у р о л. П оектная, 4