Автономный донный пробоотборник Советский патент 1983 года по МПК E21B49/02 

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для отбора колонки грунта дна при поисковых и разведочных, работах россыпных полезных ископаемых на значительных глубинах океана.

По основному авт. св. № 791969 известен автономный донный пробоотборник, содержащий поплавок, контейнеры с балластом, удерживаюпдие балласт затворы, грунтозаборный механизм с силовым гидроцилиндром, имеющим заполненную сжатым воздухом полость и рабочее пространство, соединенное с окружающей средой перепускным устройством, а также привод затворов, обеспечивающий их раскрытие в конце перемещения порщня силового гидроцилиндра, причем грунтозаборный механизм выполнен в виде грунтовой трубки, соединенной тягами с порщнем силоього гидроцилиндра, а привод затворов выполнен в виде группы гидроцилиндров, заполненных сжатым воздухом, порщневые полости которых сообщаются посредством канала с полостью силового гидроцилиндра, а щтоки соединены с общей рамой, поддерживающей затворы в закрытом положении, при этом ввод канала в полость силового гидроцилиндра расположен на участке над порщнем в конце его хода при внедрении грунтовой трубки. Силовой гидроцилиндр выполнен кольцевым с центральным каналом, где размещена грунтовая трубка, а рама, поддерживающая затворы, расположена на внещней стороне низа пробоотборника 1.

Недостатком известного устройства является то, что значительная часть балласта необходима для преодоления реактивной силы, действующей на грунтовую трубку при ее внедрении в грунт морского дна.

Цель изобретения - сокращение расхода балластного груза.

Поставленная цель достигается тем, что автономный донный пробоотборник снабжен двумя обечайками, прикрепленными к нижней крыщке силового гидроцилиндра и образующими с. ней кольцевую полость, сообщенную с внещим пространством через обратный клапан и пробковый кран, причем диаметр одной обечайки равен диаметру .силового гидроцилиндра, а диаметр другой - диаметру центрального канала силового гидроцилиндра.

На фиг. 1 изображен предлагаемый пробоотборник во время движения ко дну, общий вид; на фиг. 2 - то же, во время внедрения грунтовой трубки ч грунт дна; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 2, то же, во время движения к поверхности воды; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4.

Пробоотборник содержит грунтозаборный механизм в виде грунтовой трубки 1, соединенной посредством коромысла 2 и

тяг 3 с порщнем 4 силового гидроцилиндра 5, заполненного сжатым воздухом и имеющего перепускное устройство, сообщающее надпорщневую полость с окружающей сре.ой. К гидроцилиндру 5 прикреплена крестовина 6 с контейнерами 7 для балласта (чугунная дробь) и поплавок 8, образующие систему извлечения из грунта и обратной транспортировки пробоотборника.

Контейнеры 7 снизу имеют затворы 9, удерживаемые в закрытом положении рамой 10, связанной со щтоком 11 порщней 12 гидроцилиндров 13. Гидроцилиндры 13 в полости, расположенной под порщнем, заполнены сжатым воздухом.

Полость гидроцилиндров 13, расположенная над порщнем, сообщается посредство.м канала 14 с полостью силового гидроцилиндра 5. Ввод канала 14 в полость гидроцилиндра 5 расположен так, что он оказывается над порщнем 4, смещенным в крайнее нижнее положение после заверщения внедрения трубки 1.

В канале 14 имеется обратный клапан, предотвращающий г.рпадание сжатого воздуха из-под порщня 4 в надпорщневое пространство гидроцилиндров 13. Для аккумулировании и размещения вытесняемого из полостей сжатого воздуха гидроцилиндры снабжены, камерами 15. Группа гидроцилиндров 13 с порщнями 12, щтоками 11, рамой 10 и каналом 14 образует привод, раскрывающий затворы.

Рама 10 расположена с внещней стороны низа пробоотборника так, что выполняет роль опоры при выдергивании трубки из грунта.

Для изолирования от непосредственного воздействия гидростатического давления морских глубин к нижней крышке 16 силового гидроцилиндра 5 герметично прикреплены обечайки 17 и 18 с расчетом образования между ними камеры 19. В связи с этим диаметр большей обечайки 17 равен диаметру силового гидроцилиндра 5, а диаметр меньщей обечайки 18 - диаметру центрального канала 20. Длина обечаек 17 и 18 обеспечивает герметизацию камеры 19 при посадке пробоотборника на дно океана. При этом верхняя часть обечайки 17 снабжена обратным клапаном 21 и пробковым краном 22, сообщающимся с камерой 19.

Кроме того, к поплавку 8 прикреплен тормозной зонт 23.

При необходимости пробоотборник снабжают поплавковыми средствами.

Пробоотборник работает следующим образом.

Грунтовая трубка на борту судна устанавливается в крайнем верхнем положении к удерживается в этом положении сжатым воздухо.м Б полости силового цилиндра 5, расположенной под порщнем 4. Порщни 12 вместе со штоками И и рамой 10 также устанавливаются в верхнем положении и удерживаются сжатым воздухом в полости цилиндров 13, расположенной ниже поршня 12. В контейнеры с закрытыми рамой 10 затворами закладывается груз-балласт. При этом вес груза-балласта берется из расчета обеспечения внедрения в грунт дна обечаек 17 и 18. Подготовленный таким образом пробоотборник опускается в воду и, увлекаемый балластом, движется ко дну. Пробоотборник производит мягкую посадку на дно океана за счет тормозного зонта 23 (фиг. 1). При этом за счет веса груза-балласта обечайки 17 и 18 внедряются в грунт дна, а морская вода из камеры 19 выжимается через обратный клапан 21. При этом изолируется нижняя крышка 16 силового гидроцилиндра 5 от непосредственного воздействия гидростатического давления морских глубин. На дне вода, поступающая в силовой гидроцилиндр 5, силой гидростатического давления смещает поршень 4 вниз и вдавливает через тяги 3 грунтовую трубку 1 (фиг. 2). Поршень 4, достигнув крайнего нижнего положения, -Открывает доступ воде через канал 14 в гидроцилиндры 13, вызывая смещение их вверх относительно неподвижны.х цоршней 12, связанных штоками 11 .с рамой 10, опирающейся на поверхность дна. В это время открывается пробковый кран 22 и окружающая вода новь под давлением проходит в камеру 19 при извлечении обечаек 17 и 18 и грунтовой трубки 1 из грунта дна, что предотвращает образование вакуума в камере 19, который оказал бы препятствие подъему пробоотборника над дном океана. Движение гидроцилиндров 13 вверх выдергивает грунтовую трубку из грунта и приподнимает контейнеры 7 над рамой 10. Груз-балласт через открытые затворы выпадает на дно, а пробоотборник всплывает на поверхность (фиг. 3). Применение предлагаемого пробоотборника, особенно при исследованиях на больших глубинах, позволит проводить эту работу без сложных грузоподъемных лебедок с больщой канатоемкостью, что в конечном итоге повысит эффективность работ и безопасность судна, а также значительно сократит расход балластного груза.

АВТОНОМНЫЙ ДОННЫЙ ПРОБООТБОРНИК по авт. св. № 791969, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода балластного груза, он снабжен двумя обечайками, прикрепленными к нижней крышке силового гидроцилиндра и образующими с ней кольцевую полость, сообщенную с внещним пространством через обратный клапан и пробковый кран, причем диаметр одной обечайки равен диаметру силового гидроцилиндра, а диаметр другой - диаметру центрального канала силового гидроцилиндра. со 00 4