Устройство для приготовления образцов льда в скважине ледяного покрова

Устройство для приготовления образцов льда в скважине ледяного покрова

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение предназначено для приготовления образцов льда при испытании на прочность в полевых условиг ях. Целью изобретения является.ускорение приготовления серии образцов льда намораживанием в естественных условиях. Дпя этого образцы льда намораживают в промежуточном 14 и ос

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

А1

„SU,„, 3464 1!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4199388/31-13 (22) 24.02.87 (46) 07.03.89. Бюл. М 9 (71) Хабаровский политехнический институт (72) С.И.Доброхотов и M.Н.КоФанов (53) 539.37.38(088.8) (56) Файко Л.И. Ледяной покров и способы управления его режимом (на при" мере рек и водоемов Якутии).Новосибирск. Наука, 1975, с. 118-119. (5l )4 F 25 С 1/02, G 01 N 3/02 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ.ЛЬДА В СКВАЖИНЕ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА (57) Изобретение предназначено для приготовления образцов льда при испытании на прочность в полевых услови-.. ях. Целью изобретения является.ускорение приготовления серии образцов льда намораживанием в естественных условиях. Для этого образцы льда намораживают в промежуточном 14 и ос1464016 новных 9 и 13 трубчатых кольцах устройства, которое опускают в скважину, пробуренную в ледяном покрове. Ускорение намораживания достигается вентилированием полости колец наружным холодным воздухом. Для точной установки уровня воцы в кольцах. используют регулятор уровня воды. По окончании намораживания всей серии образцов льда их выдерживают в скважине до выравнивания температур, соответствующих градиентным в толце ледяного покрова. Устройство для приготовления образцов льда содержит опорную плас, тину 1 с отверстием 2 в середине для ввода стержня со штампом при испытании образцов, отверстия 3 для ввода

Изобретение относится к технике приготовления образцов льда для испытания их на прочность в полевых условиях.

Цель изобретения — ускорение приготовления серии образцов льда в естественных условиях, На фиг.l IIoKаэано устройство для приготовления образцов льда, попереч- 10 ный разрез; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг.3 — разрез А-А на.фиг. фиг,1 (в момент выхода воздуха изпод льда и подъема воды)„ на фиг.4— .то же (при установившемся уровне воды 15 в трубчатом кольце); на фиг.5 устройство с готовыми образцами льда; на фиг.6 — градиент температур в ледяном покрове

Устройство для цриготозления серии 20 образцов льда состоит из опорной пластины 1 с отверстием 2 по центру для ввода, например, стержня со штампом при испытании образцов (не ука- .зан) и малыми отверстиями 3 для вво- 25 да в одно из них трубки 4 для подачи воздуха под ледяной покров со шлангом

5 и для ввода двух трубок 6 и 7 соответственно для подвода и отвода воэ" духа с заглушками 8 к основному труб- 30 чатому кольцу 9, а также для ввода двух трубок 10 и 11 соответственно для подвода и отвода воздуха с заглушками 12 к основному трубчатому кольцу 13. Все трубки для подвода и отвода воздуха жестко соединены с промежуточным трубчатым кольцом 14. в одно из них трубки 4 подачи воздуха под ледяной покров со шлангом 5 и для ввода двух трубок 6 и 7 подвода и отвода воздуха с заглушками 8 к ос" новному трубчатому кольцу 9, а также для ввода двух трубок !О и 11 подво" да и отвода воздуха с заглушками 12 к трубчатому кольцу 13. Все трубки жестко соединены с промежуточным трубчатым кольцом 14. Система вертикальных трубок 6, 7, 10 и 11 перемещается в отверстиях 3 и устанавливается в рабочее положение с помощью фиксаторов 15 и стопорных болтов 16.

Основные трубчатые кольца 9 и 13 снабжены регуляторами уровня воды.

6 ил.

Система вертикальных трубок для подвода и отвода воздуха свободно перемещается в отверстиях 3 опорной пластины 1 и устанавливается в рабобочее положение с помощью фиксаторов

15 и стопорных болтов 16. Трубки 6 и

l0 имеют отверстия 17 в виде прорези, которую закрывают кожухами 18 с отверстием 19 внизу (фиг.3) для клапанов ?О в виде резинового конуса.

Каждый клапан 20 укреплен на стержне

21, верхний конец которого перемещается в отверстии 17, а на нижнем укреплен поплавок 22. Клапан 20 с поплавком 22 образует регулятор уровця воды в основных трубчатых кольцах

9 и 13.

Приготовление серии плоских образцов льда для испытания их на прочность (фиг ° 5) осуц|ествляется следующим обраром.

В ледяном покрове бурят скважину и в воду скважины опускают устройство, используя стопорные болты 16 фиксаторов 15 так, чтобы промежуточное трубчатое кольцо 14 устройства оказалось чуть вьш е уровня воды (УВ-1) в скважине. Для намораживания первого слоя льда в промежуточном трубчатом кольце 14 устройство оставляют в скважине на определенное время (за

1 ч при температуре -35 С намораживается слой в 0,58 см). После того, как толщина слоя льда в кольце 14 достигает, например, l см, под лед подают воздух через трубку 4, для

1464016

Фиг.2 чего пользуются баллоном со сжатым воздухом или насосом. Уровень воды понижают так, чтобы основное трубчатое кольцо 9 оказалось выше этого уровня, после чего подачу воздуха прекращают. Закрывают шланг 5 для того чтобы в трубку 4 подачи воздуха под ледяной покров снизу не попадала вода. Заглушки 8 убирают. Вода . поднимает поплавок 22 с клапаном

20. Как только уровень воды установится в основном трубчатом кольце 9 на рабочей отметке (фиг.4), клапан

20 закрывает отверстие 19 и выход воздуха иэ-под льда через отверстие

17 прекращается, Дпя ускорений намерэания образца льда в основном трубчатом кольце 9 концы трубок 6 и 7 оставляют открытыми или подают по одной из них в кольцо 9 наружный воздух. Происходит охлаждение воды в кольце. Для намораживания следующего образца в основном трубчатом кольце

13 предыдущие операции повторяются.

В устройстве число основных трубчатых колец с вертикальными трубками может быть увеличено, например, до

9 и более. Тогда при толщине ледяного покрова в 1 м можно приготовить десять образцов льда на расстоянии

8 см друг от друга по оси скважины вниз при условии, что первоначальный уровень воды (УВ-1) в, скважине установится на 0,9 толщины ледяного покрова. 7

После того, как все образцы готовы, отверстия в трубках 6 и 7 и 10 и 11 закрывают заглушками 8 и 12.

Закрывают отверстие 2 крышкой из теплоиэолирующего материала. ВыравниО вают температуру образцов до градиентной dt/dh (фиг.6), температура первого образца составляет 18, второ10 го 9 и третьего 6 С.

Испытание на прочность образцов осуществляют последовательно сверху вниз.

Формула изобретения

Устройство для приготовления образцов льда в скважине ледяного покрова, содержащее трубку подачи воэ20 духа под ледяной покров, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения приготовления серии образцов, оно снабжено опорной пластиной и расположенными одно под другим про25 межуточным трубчатым кольцом и основными трубчатыми кольцами с регуляторами уровня воды в последних, основные трубчатые кольца снабжены имеющими заглушки трубками подвода и отвода г

Зц воздуха в полости колец, при этом опорная пластина имеет отверстия для прохода трубок подачи воздуха под ледяной покров и подвода и отвода воздуха в полости основных трубчатых колец, а последние установлены с воэможностью регулирования и фиксации положения по высоте.

1464016

:ЯА

2Е

Фиг 4

Составитель Е.Новикова

Техред Л. Олийнык Корректор Н ГиРннк

Редактор А.Мотыль

Заказ S13/44 Тираж 462 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101