ПРОБООТБОРНИК ДОННОГО ГРУНТА Российский патент 1995 года по МПК G01N1/02 

Изобретение относится к технике отбора проб грунта со дна водоемов, а именно геологические, геохимические, микробиологические исследования на континентальном шельфе и в океане методом отбора ненарушенных проб большого сечения в верхнем слое донных осадков.

Наиболее близким техническим решением является пробоотборник донного грунта, содержащий колонковую трубу с установленными в ней гибкими керноподрезанными элементами, имеющими возможность продольного выдвижения, перекрывающую верхний торец колонковой трубы крышку, и трос.

Продольное выдвижение керноподрезных элементов в этом пробоотборнике осуществляется тросороликовым механизмом, который недостаточно надежен из-за возможного попадания песчано-илистого грунта между тросами, роликами и осями, приводящего к заклиниванию механизма и невзятию пробы. Кроме того, не обеспечивается плавное выдвижение керноподрезных пластин, поскольку рывки троса судовой лебедки, вызванные качкой судна, передаются напрямую тросороликовому механизму, создавая дополнительную опасность поломки.

Целью изобретения является повышение надежности работы пробоотборника.

Указанная цель достигается тем, что пробоотборник донного грунта, содержащий колонковую трубу с установленными в ней гибкими керноподрезными элементами, имеющими возможность продольного выдвижения, перекрывающую верхний торец колонковой трубы крышку, и трос, он снабжен прикрепленным к крышке плунжером, установленным в жестко связанном с колонковой трубой цилиндре, снабженном охватывающим его поршнем, размещенным в корпусе, подпоршневая полость которого заполнена рабочей жидкостью и сообщена с полостью цилиндра посредством отверстий, выполненных в его стенке, а надпоршневая полость корпуса выполнена открытой, причем корпус и цилиндр подсоединены к тросу, а верхние концы керноподрезных элементов прикреплены к крышке.

На фиг. 1 пробоотборник донного грунта показан во время спуска на дно; на фиг. 2 то же, в момент отбора пробы.

Пробоотборник донного грунта содержит колонковую трубу 1 с установленными в ней гибкими керноподрезными элементами 2, имеющими возможность продольного выдвижения в фигурных пазах 3, сделанных в стенке колонковой трубы. Верхний торец колонковой трубы 1 перекрыт крышкой 4, к которой прикреплены керноподрезные элементы 2 и плунжер 5, установленный в цилиндре 6, жестко связанном с колонковой трубой 1 кронштейном 7. Поршень 8, охватывающий цилиндр 6, размещен в корпусе 9, подпоршевая полость 10 которого заполнена рабочей жидкостью и сообщена с полостью цилиндра 6 посредством отверстий 11, выполненных в его стенке. Надпоршневая полость 12 корпуса 9 выполнена открытой. Уплотнительные кольца 13, 14 и 15 герметизируют полости корпуса и цилиндра, препятствуя утечке рабочей жидкости, а также попаданию частиц грунта на трущиеся поверхности деталей. Корпус 9 и цилиндр 6 подсоединены к тросу 16 судовой лебедки (не показана) посредством сбрасывающего устройства, содержащего вертлюг 17 и шарнирно соединенные между собой планку 18 и крюк 19. Планка 18 с помощью такелажной скобы 20 и стропа 21 постоянно соединена с корпусом 9. На крюк 19 одета петля стропа 22, закрепленного на цилиндре 6. Пробоотборник утяжелен грузами 23, закрепленными на кронштейне 7.

Пробоотборник донного грунта работает следующим образом. Перед погружением пробоотборник приводят в положение, показанное на фиг. 1. Во время опускания на дно строп 22 натянут весом пробоотборника, а строп 21 прослаблен. Гибкие керноподрезные элементы 2 удерживаются в поднятом положении за счет трения в фигурных пазах 3.

Во время внедрения поступающий в колонковую трубу 1 грунт выталкивает из нее воду через окна, образованные поднятой крышкой 4, элементами 2 и колонковой трубой 1. После внедрения вес пробоотбоника перестает действовать на строп 22. Крюк 19 освобождается от натяжения и под собственным весом поворачивается, выходя из зацепления с петлей стропа 22.

При подъеме троса 16 корпус 9 смещается вверх относительно неподвижного цилиндра 6, выдавливая рабочую жидкость из подпоршневой полости 10 через отверстия 11 в полость цилиндра 6. Плунжер 5 давлением рабочей жидкости перемещается вниз, толкая крышку 4 вместе с гибкими керноподрезными элементами 2. Последние, изгибаясь в фигурных пазах 3, смыкаются друг с другом, отделяя пробу грунта от исследуемого пласта. В этот момент крышка 4 ложится на верхний торец колонковой трубы 1, отделяя пробу грунта от гидросферы. Продолжая медленный подъем троса 16, пробоотборник извлекают из грунта и поднимают на судно.

Положительный эффект изобретения заключается в повышении надежности работы пробоотборника за счет того, что гидравлический механизм выдвижения керноподрезных элементов герметично отделен от окружающей среды, благодаря чему уменьшается опасность попадания в движущиеся его детали частиц грунта, приводящего к заклиниванию механизма. Кроме того, рывки несущего троса сглаживаются за счет дросселирования рабочей жидкости через отверстия, сделанные в стенке цилиндра. Это обеспечивает более плавное выдвижение керноподрезных элементов и способствует увеличению долговечности механизма.

Использование: изобретение может использоваться для отбора неразрушенных проб большого сечения в рыхлых донных отложениях. Сущность изобретения заключается в том, что пробоотборник содержит четырехгранную колонковую трубку 1 с фигурными пазами 3 и подвижно установленными в них гибкими керноподрезными пластинами 2, прикрепленными к крышке 4, которая соединена с плунжером 5, установленным в цилиндре 6, связанном с колонковой трубой. Цилиндр снабжен поршнем 8, размещенным в корпусе 9, коаксиально расположенном по отношению к цилиндру. Подпоршневая полость 10 корпуса заполнена рабочей жидкостью и сообщена отверстиями 11 с полостью цилиндра. Надпоршневая полость сообщена с гидросферой. Корпус и цилиндр стропами подсоединены к сбрасывателю. При внедрении в грунт крышка 4 с гибкими пластинами 2 поднята вверх и не препятствует заполнению колонковой трубы 1. При подъеме пробоотборника рабочая жидкость выдавливается из корпуса 9 в цилиндр 6, выдвигает плунжер 5 и толкает крышку 4, которая закрывает колонковую трубу 1 сверху, а гибкие пластины 2 в этот же момент подрезают пробу снизу. 2 ил.

ПРОБООТБОРНИК ДОННОГО ГРУНТА, содержащий колонковую трубу с установленными в ней гибкими керноподрезными элементами, имеющими возможность продольного выдвижения, перекрывающую верхний торец колонковой трубы крышку и трос, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, он снабжен прикрепленным к крышке плунжерам, установленным в жестко связанном с колонковой трубой цилиндре, снабженном охватывающим его поршнем, размещенным в корпусе, подпоршневая полость которого заполнена рабочей жидкостью и сообщена с полостью цилиндра посредством отверстий, выполненных в его стенке, а надпоршневая полость корпуса выполнена открытой, причем корпус и цилиндр подсоединен к тросу, а верхние концы керноподрезных элементов прикреплены к крышке.