Автономный пробоотборник

Автономный пробоотборник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (u>QS9357

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к ввт. свид-sy (щм.ка.

6 01 И 1/04

G 01 М 1/10 (22) Заявлено 240%79 (21) 2811901/25 26 с присоединением заявки т4о—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.0183. Бюллетень М 2

Рз) УДК 543.053 (088. 8 ) Дата опубликования описания 15.01. 83 (72) Авторы изобретения

:Г.М.Леэгинцев, Е.A.Контарь, Е.И.Гарбуз и A.,JCys нецов..

1;:

В (9

Всесоюзный научно-исследовательский проектный структорсМий институт горного дела цветной металлургии (71) Заявитель (54 ) АВТОНОМНЫЙ ПРОБООТБОРНИК.

Изобретение относится к автономии . пробоотборникам для взятия точечных проб выходов скальных пород на дне глубоководных водоемов и может быть применено при геологических, океанологических и гидрографических работах в Мировом океане.

Известен автономный пробоотборник для работы на больших глубинах, отбор проб которым происходит беэ . постоянной тросовой связи судна и пробоотборника. Отбор проб таким прабоотборником отличается высоким качеством работы, так как можно точно определить место взятия пробы. Организация пробоотборника бестросовыми (автономными ) пробоотборниками позволяет редько (в 8-10 раз) повысить производительность геологических, поисковых и разведочных работ в океане. Автономность пробоотборника достигается эа счет выполнения .его конструкции из раэделяемях отдельных вюдулей: поплавкового узла, балластных грузов и, непосредственно, рабочего органа в виде грейферного. ковша.При спуске с судна автономный пробоотборник под действием веса балласта погружается на дно ,океана, отбирает пробу осадков, 30 сбрасывает балласт и с отобранной пробой-всплывает на поверхность океана, где обнаруживается и поднимается на борт судна (1 ).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является автономный пробоотборник, включающий поплавок с центральной штангой и опорной рамой-, балластные грузы в контейнерах, инициирующий механизм со спусвъвым устройством и рабочий орган. выполненный в виде разъемного опрокинутого стакана с энергетической колбой, разбрасывателем-и полостью карманом (2 ) °

Однако использование небольшой

I по объему полости-кармана для захва-" та пробы раздробленных скальных пород приводит к тому, что после взрыва (схлопывания) энергетической кол- . бы и резкого падения давления, увле» ,кающего раздробленную породу в рабочий орган., происходит явление резко:го увеличения давления в корпусе ра- . бочего органа, в результате. чего .большая часть раздробленных пород выбрасывается наружу.

989357

Цель изобретения — повышение надежности отбора проб скальных глубо- ководных пород.

Указанная цель достигается тем, что стакан рабочего органа снабжен в верхней части полусферической крыш- э кой-отражателем и конической обечайкой, установленной над энергетической колбой, верхняя часть стакана рабочего органа выполнена со сквозными отверстиями и снабжена установ- 10 ленными в них пробками обратного давления, а инициирующий механизм установлен во внутренней полости энергетической колбы.

Причем пробоотборник снабжен дополнительным полость-карманом.

Пробки обратного давления снабжены опорными фланцами, закрепленными с внешней стороны стакана рабочего органа. 26

Спусковое устройство инициирующего механизма снабжено инерционной подпружиненной втулкой, установленной с возможностью ее вертикального перемещения. 25

На фиг. 1 представлен пробоотборник в снаряженном виде перед погружением общий вид; на фиг. 2 узел Y. нHа ф иH г. 1; на фиг. 3 — узел на фиг. 1; на Фиг. 4 — узел ifl на gg фиг. 1 (инициирующий механизм J.

Конструкция пробоотборника включает поплавковый узел 1 с системой обнаружения 2, смонтированной на центральной штанге 3, которая посредством подвижной муфты 4 с гидростатическими предохранителями 5 соединена с рамой 6 пробоотборника. На опорной раме 6 на кницах 7 размещены оси 8 балластных контейнеров 9, в которые помещаются балластные грузы

10, закрепленные фиксирующими тягами 11. В закрепленном на нижней час- ти рамы 6 разъемном стакане рабочего органа, состоящем из верхней части

12, средней части 13 с фланцевым соединением 14 и нижней части 15, соединенной резьбой 16 со средней частью, размещена энергетическая колба 17 ° Подвижная муфта 4 смонтирована на закрепленной в верхней части опорной рамы б направляющей втулка 18 с возможностью перемещения на величину рабочего хода подвижной муфты 4. На штанге 3, кроме того, закреплены штыревые захваты

19, выполненные с возможностью взаимодействия с серьгами 20, расположенными в обойме 21, закрепленной на опорной раме б.

В верхней части 12 стакана рабо- 6О чего органа пробоотборника выполнены отверстия, закрытые пробками обратного давления 22, а верхняя часть перекрыта полусферическим отражателем 23. В средней части 13 65 разъемного стакана рабочего органа имеется дополнительная полость-карман 24, образуемая конической обечайкой 25 ° При этом суммарная площадь сквозных отверстий, перекрытых пробками обратного давления 22, больше площади круга, образуемой верхней части конической обечайки дополнительной полости-кармана 24 ° Энергетическая колба 17 размещена в разъемном стакане рабочего органа таким образом, что ее нижняя полусфера опирается на свободный конец нижней конической обечайки 26, образующих нижнюю полость-карман 27.

Во внутренней полости энергетической колбы 17 размещен инициирующий механизм, состоящий из корпуса

28, который посредством упоров 29, штанги 30 и эластичной прокладки 31, изготовленной, например из резины, закреплен в вертикальном положении.

Внутри корпуса 28 расположен боек 32 с кольцевой проточкой 33, в которую входят фиксирующие шарики 34, совмещенные с инерционной муфтой 35, на которой закреплен груз 36, подпружиненный конической пружиной 37. Боек

32 инициирующего механизма имеет пружину 38.

Пробоотборник работает следую им образом.

Перед спуском с борта судна его приводят в снаряженное состояние, для

-..его размещают в балластных контейнерах 9 балласт 10, закрепляют его по периметру фиксирующими тягами 11 и вставляют серьги 20 в обойму 21.

При этом штанга 3 перемещается вверх на величину рабочего хода в подвижной муфте 4; захваты 19, перемещаясь в обойме 21, фиксируют серьги 20 и совмещаются отверстиям в подвижной муфте 4 и направляющей втулке 18, в которые вставляются гидростатические предохранители 5, представляющие собой резиновые емкости, заполненные воздухом под давлением 1-3 атм. После этого в разъемный стакан рабочего органа через резьбовое соединение 16 помещается энергетическая колба 17, которая устанавливается так, чтобы ее нижняя полусфера опиралась на свободный конец нижней конической обечайки 26,,а ее верхняя полусфера соприкасалась с конической обечайкой 25.

Перед установкой энергетическойколбы 17 в стакан рабочего органа в ее внутреннюю полость путем сборки из двух полусфер помещают иниции- . рующий механизм, предварительно приведенный в рабочее состояние следующим образом.

Перемещением бойка 32 вверх в корпусе 28 взводят пружину 38 и совмещают. кольцевую проточку 33 с соответствую989357

Формула изобретения щими отверстиями в корпусе 28, куда помещаются фиксирующие шарики 34, запираемые от радиального перемещения инерционной втулкой 35, удерживаемой от вертикального смещения конической пружиной 37. Затем с помощью штанги 30 подбирается необходимый размер, соответствующий внутреннему диаметру энергетической колбы 17 и при совмещении ее полусфер инициирующий механизм на упорах 29 закрепля- 10 ется в энергетической колбе.

Снаряженный таким образом пробоотборники сбрасывают с борта судна.

Под действием силы тяжести, обеспечизаемой балластными грузами 10, он 15 начинает -погружаться в глубину. При достижении глубины, на которой гидростатическое давление окружающей воды превысит давление в гидростатических предохранителях 5, они теряют 20 часть объема и выпадут из гнезд в подвижной муфте 4. После этого рабочий орган пробоотборника снят с предохранителя и подготовлен к срабатыванию. 25

При достижении дна океана происходит резкая остановка пробоотборника, нижняя часть 15 разъемного стакана рабочего орга»-. ударяется о поверхность скальных пород, в то время как поплавок 1 продолжает по инерции двигаться относительно направляющей втулки 18 вниз на величину рабочего хода подвижной муфты 4.

При этом штанга 3 перемещает захваты

19 относительно обоймы 21 и освобождает серьги 20 с фиксирующими тягами 11.

При резкой остановке пробоотборника инерционная муфта 35, увлекае- 40 мая грузом 36, смещается вниз, сжимая коническую пружину 37, и освобождает фиксирующие шарики 34, которые, выходя из кольцевой проточки

33, освобождают боек 32, который .под действием пружины 38 ударяет по энергетической колбе 17, раскалывает ее.

Поскольку давление s энергетической колбе в несколько сот раз меньше давления окружающей среды (в зависимости от глубины океана ), то происходит взрыв (схлопывание под большим давлением.:полости, давление в которой меньше давление окружающей среды ), дробящий прилегающие скальные породы и перемещающий их в разъемный стакан рабочего органа.

После резкого падения давления в рабочем органе пробоотборника, вызванного разрушением энергетической колбы, происходит резкое его повышение, вызывающее разброс содержащейся во внутренней полости смеси воды и раздробленной породы. 65

При этом открываются пробки обратного давления 22 отверстий в верх@ ней части 12 разъемного стакана, приводя к тому, что часть потока устремляется вверх, ударяется о полусферический отражатель 23, поток теряет скорость в результате увеличения проходного сечения и осколки коренных пород. оседают в дополнительных полостях-карманах 24. Часть осколков в результате завихрений оседает в нижней части †. полости-кармане 27.

В то же время балластные грузы 10, освобожденные от фиксирующих тяг 11, поворачивают грузовые контейнеры 9 на осях 8 и выпадают из них. Пробоотборник, получивший положительную плавучесть, всплывает с отобранной пробой скальных пород на поверхность океана, где обнаруживается и поднимается на борт судна. Для извлечения пробы скальных пород из полости-кармана 24 следует раскрыть фланцевое соединение 14 и отсоединить нижнюю часть 15 разъемного стакана рабочего органа.

1. Автономный пробоотборник, включающий поплавок с центральной штангой и опорной рамой, балластные грузы в контейнерах, инициирующий механизм со спусковым устройством и рабочий орган, выполненный в виде разъемного опрокинутого стакана с энергетической колбой, разбрасывателем и полостью-карманом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности отбора проб скальных глубоководных пород, стакан рабочего органа снабжен в верхней части полусферической крышкой-отражателем, и конической обечайкой, установленной над энергетической колбой, верхняя часть стакана рабочего органа выполнена со сквозными отверстиями и снабжена установленными в них пробками обратного давления, а инициирующий механизм установлен во внутренней полости энергетической колбы.

2. Пробоотборник по п; 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что он снабжен дополнительным полость-карманом.

3. Пробоотборник по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что пробки обратного давления снабжены опор ными фланцами, закрепленными с внешней стороны стакана рабочего органа.

4. Пробоотборник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что спусковое устройство инициирующего механизма снабжено инерционной подпружиненной втулкой, установленной

989357 с возможностью ее вертикального перемещения.

Источник информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CtQA 9 4116069, кл. 73-425.2.- 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по.заявке 9 2766603,. кл. G 01 N 1/10, 10.05.79.

989357

Составитель Л.Горяйнова

Техред Л.Пекарь Корректор Г.Orap

Редактор Н.Киштулинец

» %» »

»»е»»Ь

Подписное

° »»

Филиал ППП Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4.,Заказ 11109/58. Тираж 8?1

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

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