ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ИЛИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Российский патент 2001 года по МПК G01N1/10 

Изобретение относится к устройствам для отбора проб илистых отложений текучей и вязкотекучей консистенции и может быть использовано для осуществления пробоотбора с различных глубин любых водоемов и колодцев. Наиболее широкое применение изобретение может найти при опробовании озерных сапропелевых отложений и других донных отложений соответствующей консистенции.

Известно устройство для опробования донных отложений, содержащее колонковую трубу, снабженную в нижней части режущим башмаком. На верхнем конце колонковой трубы посажена направляющая трубка, на которой крепится стальная труба, служащая для установки грузов переменного веса, а также для монтажа четырех стабилизаторов. При этом один из стабилизаторов снабжен плоской крышкой и подвижно установлен на оси. При ослаблении в момент удара грунтоноса о дно фиксатор принимает вертикальное положение, что позволяет крышке во время извлечения трубки перекрывать верхнее отверстие грунтоноса, предотвращая выпадение пробы (И.Г. Шелковников, А.В. Лукошков. Технические средства подводного разведочного бурения и опробования. Из-во ЛГУ, Л., 1979, стр. 77-78).

Недостатком устройства является сомнительная возможность опробования текучих отложений, поскольку в нем отсутствует запирающее нижний конец грунтозаборника специальное устройство.

Известно устройство для отбора проб текучего материала, содержащее вертикально смонтированную грунтопроводную трубу, соединенную с воздухопроводной трубой, связанной с магистралью для подачи сжатого воздуха и расположенной параллельно грунтопроводной трубе, и пробоотборник в виде охватывающего верхнюю половину грунтопроводной трубы стакана, причем грунтопроводная труба жестко закреплена в стакане, а верхний конец грунтопроводной трубы смонтирован ниже верхнего конца стакана на 1/6 часть длины стакана (патент РФ N 2030729, М.Кл⁶ G 01 N 1/20, 1/10, публ. 1995, прототип).

Устройство на тросе опускается на дно водоема и по воздухопроводной трубе подается сжатый воздух. Врезая в грунт и приподнимая устройство, ведут отбор грунта. Практически пробоотборник работает как обычный эрлифт, разрабатывающий подводную залежь несвязных пород с размещением извлеченных отложений водоема в сборочной емкости (стакане) устройства.

Недостатком устройства является усложненная конструкция, дополнительное разжижение опробуемого материала струей воды при его извлечении и нарушение структуры образца, что исключает обеспечение качественной и количественной оценки взятой пробы, а также возможность опробования только верхнего слоя опробуемой залежи.

Задача изобретения состоит в обеспечении взятия достоверных проб по всей мощности илистой залежи текучей и вязкотекучей консистенции при достаточной простоте конструкции пробоотборника и легкости управления его работой.

Задача решается тем, что в пробоотборнике илистых отложений, содержащем укрепленный на тросе корпус, соединенный с магистралью для подачи сжатого воздуха, корпус, имеющий прямоугольное сечение, снабжен двумя прямоугольными поршнями, расположенными внутри полых стенок корпуса с закрепленными на поршнях эластичными запирающими пластинами, установленными в направляющих, скругленных на концах.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан фронтальный вертикальный разрез, на фиг. 2 - вид сбоку, на фиг. 3 - сечение по А-А.

Пробоотборник включает корпус прямоугольного сечения с двумя прямоугольными полыми стенками 1, внутри которых расположены с возможностью перемещения по стенкам корпуса прямоугольные поршни 2 с запирающими эластичными пластинами 3. Две другие стенки 4 верхней и нижней частей имеют форму четверти круга 5 с радиусом, равным ширине стенок корпуса, и внутренним расположением по круговой кромке направляющих 6, скругленных на концах, для прохода эластичных запирающих пластин 3. Для подвода воздуха в рабочее пространство 7 полых стенок корпуса служат штанги 8. Выше корпуса на тягах 9 укреплен рабочий груз 10, к которому крепится несущий мерный трос 11 пробоотборника.

Устройство работает следующим образом. Пробоотборник с плавсредства (весельная лодка, моторная лодка и др.) или со льда опускается на несущем мерном тросе 11 в толщу опробуемого ила с находящимися внутри полостей 1 поршнями 2 с продолжающими их эластичными запирающими пластинами 3, что обеспечивает свободное строго вертикальное проникновение устройства в толщу опробуемой залежи на определенную заданную глубину. По достижении заданной отметки, определяемой мерным тросом, по штангам 8 в рабочее пространство 7 полых стенок корпуса устройства нагнетается воздух (автомобильный ножной насос или ножной насос для надувания резиновых лодок), что обеспечивает перемещение поршней 2, а связанные с ними эластичные пластины 3, двигаясь по направляющим 6, осуществляют закрывание корпуса снизу и сверху.

Таким образом, ограниченная боковыми стенками корпуса пробоотборника часть залежи изолируется на заданной глубине, и проба извлекается на поверхность для дальнейшей обработки.

Опробование через заданные по глубине интервалы осуществляется по всей толще иловой залежи до момента провисания несущего троса, что означает соприкосновение нижней части пробоотборника (конечная проба) с илами пластичной консистенции и окончание процесса опробования толщи илов текучей и вязкотекучей консистенции.

Использование предлагаемого устройства позволяет производить опробование илистой толщи текучей и вязкотекучей консистенции по всей ее мощности с минимальными нарушениями слоя опробуемого сапропеля и получением проб достаточной достоверности. Устройство имеет несложную конструкцию, что обеспечит простоту его изготовления и эксплуатации.

Изобретение относится к устройствам для отбора проб илистых отложений текучей и вязкотекучей консистенции и может быть использовано для осуществления пробоотбора с различных глубин водоемов и колодцев. Наиболее широкое применение изобретение может найти при опробовании озерных сапропелевых месторождений и других донных отложений соответствующей консистенции. Пробоотборник содержит корпус, имеющий прямоугольное сечение и выполненный с двумя полыми стенками, два прямоугольных элемента, выполненные в виде поршней, установленных внутри полых стенок и расположенных с возможностью перемещения по стенкам корпуса. На поршнях закреплены запирающие пластины, выполненные эластичными, скругленными на концах и установленными в направляющих. Корпус укреплен на тросе и соединен с магистралью для подачи сжатого воздуха. Изобретение позволяет производить опробование илистой толщи текучей и вязкотекучей консистенции по всей ее мощности с минимальными нарушениями слоя опробуемого сапропеля и получением проб достаточной достоверности. Устройство имеет несложную конструкцию, что обеспечивает простоту его изготовления и эксплуатации. 3 ил.

Пробоотборник для илистых отложений, содержащий корпус, имеющий прямоугольное сечение и снабженный двумя прямоугольными элементами, расположенными с возможностью перемещения по стенкам корпуса с закрепленными на них запирающими пластинами, установленными в направляющих, выполненных скругленными на концах, отличающийся тем, что корпус выполнен с двумя полыми стенками, элементы выполнены в виде поршней, установленных внутри полых стенок, запирающие пластины выполнены эластичными, причем корпус укреплен на тросе и соединен с магистралью для подачи сжатого воздуха.