Устройство для статического зондирования грунтов Советский патент 1983 года по МПК E02D1/02 

ю

Изобретение относится к испытанию грунтов, в частности к устройствам для определения физико-механических свойств подводных грунтов.

Известна установка для подводного статического зондирования грунта, включающая емкость с балластом, гидросистему в герметичном баке, штанги с конусом, гидравлические механизмы зажима, задавливания и извлечения штанг 1.

Недостатком этой установки является сложность конструкции.

Наиболее близким к изобретению является устройство для статического зондирования грунтов, преимуш,ественно морского дна, включаю1цее колонну труб с кольцевой проточкой внутри, размешенный в колонне гидроцилиндр с поршнем и присоединенными к последнему нижним и верхним штоками, прикрепленный к нижнему штоку зонд, замок с выступами, контактирующими с кольцевой проточкой полости труб и расположенный в верхнем штоке канал, выведенный под поршнем 2 .

Однако это устройство характеризуется недостаточно прочным фиксированием элементов замком и трудоемкостью выполнения работ при подготовке и проведении зондирования, что затрудняет эксплуатационное обслуживание и снижает надежность его работы.

Цель изобретения - улучшение условий эксплуатационного обслуживания и повышение надежности работы.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для статического зондирования грунтов, преимущественно морского дна, включающем колонну труб с кольцевой проточкой внутри, размещенный в колонне гидроцилиндр с порщнем и присоединенными к последнему нижним н верхним штоками, прикрепленный к нижнему штоку зонд, замок с выступами, контирующими с кольцевой проточкой колонны труб и размещенный в верхнем, штоке канал, выведенный над поршнем, гидроцилиндр снабжен подпружиненным дополнительным порщнем с упором, верхний шток выполнен с дополнительным продольным каналом, выведенным под основной поршень, замок- в виде взаимодействующей с упором дополнительного порщня и выступами конусной втулки, а крепление зонда к нижнему штоку-в виде размещенной на зонде обоймы Q кольцевой выемкой и присоединенных к гидроцилиндру пружиняших захватов, взаимодействующих с кольцевой выемкой обоймы.

При этом конусная втулка имеет продольные направляющие, а каждый выступ замка - паз, охватывающий соответствующую направляющую.

На фиг. 1 изображена верхняя часть устройства; на фиг. 2 - нижняя часть.

разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - верхняя часть устройства в рабочем положении; на фиг. 5 - нижняя часть, в рабочем положении; на фиг. 6 -

разрез Б-Б на фиг. 4.

Устройство для статического зондирования грунтов, преимущественно морского дна, состоит из колонны труб 1 с кольцевой проточкой 2, гидроцилиндра 3 с поршнем 4 и присоединенными к нему верхним штоком 5 с каналом 6 и нижним штоком 7 с зондом 8. Гидроцилиндр 3 снабжен дополнительным поршнем 9 с упором 10 и пружиной 11, конусной втулкой 12 с продольными направляющими 13, которые охватывают выступы 14, контактирующие с кольцевой проточкой 2 труб 1. Поршень 4 с верхним штоком 5 имеет дополнительный продольный канал 15, а крепление зонда 8 к нижнему щтоку 7 осуществляется посредством обоймы 16 с кольцевой выемкой 17 и присоединенных к гидроцилиндру 3 пружиняших захватов 18. Свободный конец верхнего штока 5 снабжен пружинным фиксатором 19, выполненным выступающим за торец разъема 20, расположенного на

штоке 5. Каналы разъема 20 являются продолжением каналов 6 и 15 верхнего щтока, подсоединены к щлангам 21 для подвески устройства и подсоединения его к электрогидропитанию, расположенному на борту плавсредства. Колонна труб 1 имеет

внутренний упор 22.

Устройство работает следующим образом.

С борта плавсредства спускают колонну труб до упора в,донный грунт. Затем производят спуск устройства в нижнюю часть колонны труб. При этом корпус гидроцилиндра 3 фиксируется на торцовом упоре 22 колонны труб 1, а выступы 14 расположены напротив кольцевой проточки 2 колонны труб 1.

При подаче рабочей жидкости через канал 6, последняя, проходя в верхнюю полость гидроцилиндра между поршнями 4 и 9, производит на них давление. При этом порщень 9 перемещается вверх, сжимая возвратную пружину 11, рассчитанную на меньщее усилие полного сжатия, чем усилия- срабатывания пружинящих захватов 18, препятствующих в этом моменте движению порщня 4 вниз. При движении порщня 9 вверх вытесняемая им из верхней

полости вода вытекает через дренажный канал 23 и пространство между гидроцилиндром 3 и колонной труб 1. Конусная втулка 12 выдвигает выступы 14 в кольцевую проточку 2, фиксируя устройство в колонне труб 1. После выдвижения захватов 18 и остановки дополнительного порщня 9 в его конечном положении, от нарастающего повышения давления жидкости в полости между поршнями 4 и 9, нагрузка на

поршень 4 достигает величины, превышающей силу сцепления пружинящего захвата 18 с обоймой 16, и захваты 18 расцепляются с выемкой 17, не препятствуя движению нижнего щтока 7. При движении поршня 4 вниз выдавливаемая им рабочая жидкость из нижней полости гидроцилиндра поступает в дополнительный канал 15 и далее через разъем 20 по шлангу 21 поступает к источнику электрогидропитания на борту плавсредства

При полностью выдвинутом вниз до упора поршне 4 давление жидкости между поршнями 4 и 9, продолжая повышаться, вызывает автоматическое переключение гидросистемы на извлечение зонда из грунта. В этот момент поступающая с поверхности по шлангу 21 жидкость по дополнительному каналу 15 перемещает поршень 4 вверх, тем самым извлекая зонд 8 из грунта, а выдавливаемая из пoлocти между поршнями 4 и 9 жидкость по каналу 6 направляется на поверхность для слива в маслобак.

Поршень 9 с конусной втулкой 12 под действием ранее сж;атой возвратной пру21

жины И .движется вниз навстречу поршню 4. Движение поршня 9 и конусной втулки 12 вниз вызывает перемещение выступов 14 из кольцевой проточки 2 во внутрь корпуса гидроцилиндра 3 и отсоединение устройства от колонны труб 1. Подъем устройства на поверхность производят после прихода поршня 4 в свое крайнее верхнее положение, которое сопровождается повышением давления жидкости и автоматическим выключением гидросистемы на борту плавсредства.

Таким образом, подъем устройства на поверхность производится при полностью извлеченном из грунта зонде. Далее цикл зондирования повторяется аналогично описанному выше.

Применение данного устройства позволит повысить эффективность работы за счет исключения операций по подъему колонны труб вместе с измерительным устройством, применения ручного труда подключения гидросистемы для приведения зонда в исходное положение.

}

3

UZ.Z

puz.J

6-Б

/f

фиъ. 6

1 УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТОВ, преимущественно морского дна, включа1рщее колонну труб с кольцевой проточкой внутри, размещенный в колонне гидроцилиндр с поршнем и присоединенными к последнему нижним и верхним штоками, прикрепленный к нижнему штоку зонд, замок с выступами, контактирующими с кольцевой проточкой колонны труб, и расположенный в верхнем штоке канал, выведенный над поршнем, отличающееся тем, что, с целью улучшения условий эксплуатационного обслуживания и повышения надежности работы, гидроцилиндр снабжен подпружиненным дополнительным поршнем с упором, верхний шток выполнен с дополнительным продольным каналом, выведенным под основной поршень, замок- в виде взаимодействующей с упором дополнительного поршня и выступами конусной втулки, а крепление зонда к нижнему штоку - в виде размещенной на зонде обоймы с кольцевой выемкой и присоединенных к гидроцилкндру пружинящих захватов, взаимодействующих с i кольцевой выемкой обоймы. (Л 2. Устройство по п. I, отличающееся тем, что конусная втулка имеет продольные направляющ,ие, а каждый выступ замка - паз, охватывающий соответствующую направляющую.