Пробоотборник Советский патент 1984 года по МПК G01N1/02 E02D1/04 

Изобретение относится к технике отбора проб грунтов нарушенного сложения.

Известен грунтоотборник зонд, который состоит из конического наконечника и цилиндрического корпуса с боковыт и окнами, в котором расположены поршни, соединенные стержнями. Грунтоотборник-зонд позволяет из массива отбирать пробы водонасыщенных песчаных грунтов через 610мм по глубине за одно погружение зонда под действием вибрационной нагрузки 1 .

Однако область применения устройства ограничена водонасыщенными песчаными грунтами, невозможно осуществлять принудительный отбор проб, также отсутствуют скребки.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для отбора проб грунтов, включающее конический наконечник, цилиндрический корпус с боковыми окнами, разделенный на камеры внутренними перегородками и снабженный скребками и предохранителями.

Принцип действия известного устройства заключается в его погружении под действием статической, динамичес кой или вибрационной нагрузки и извлчении из массива грунтов. При этом в первоначальный момент извлечения .скребки, перемещаясь на своих осях по окружности, захватывают на своем пути пробы грунтов 2J .

Однако известное устройство не позволяет осуществлять принудительный отбор проб и поочередный снизу вверх поворот скребков на своих осях, из стенок скважины пробы захватываются (а иногда не захватываются только Г-образной частью скребков, затрачиваются большие усилия на извлечение устройства с одновременным отбором проб по всей длине устройства, малый объем отбираемой каждым скребком пробы грунта Недостаточный для геологической документации и определения состава и физических характеристик грунта.

Целью изобретения является повьппение информативности и эффективности работы пробоотборника при безрейсовом отборе проб.

Поставленная цель достигается тем что в пробоотборнике включающем койический наконечник, цилиндрический

корпус с боковыми окнами, разделенный на камеры внутренними перегородками и снабженный скребками и предохранителями, корпус выполнен прямоугольной формы и снабжен жестко закрепленными внутри него через равные промежутки по длине направляющими пластинами с прорезями, тросом с шарком, установленными внутри корпуса с возможностью скольжения по направляющим пластинам вертикального перемещения в отверстиях камер и взаимодействия со скребками, каждый скребок выполнен в виде нижнего лепестка с торцовой полукруглой выточкой и зубом и верхнего лепестка -с горизонтальным отверстием, в котором устано{лен палец, лепестки соединены с возможностью вращения один относительно другого, камеры выполнены в форме полуцилиндра с прорезями и отверстиями и снабжены разъемными клапанами.

На фиг. 1 схематично изображен прбоотборник J на фиг. 2 - поперечный

иииТиОрНИЛ, ПЛ фП1 . i. - л

3 разрез А-Ана фиг.. 1; на фиг. А разрез Б-Б на фиг. I; на фиг, 5 разрез В-В на фиг. 1; на фиг. разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 разрез Д-Д на фиг. 1.

Пробоотборник состоит из конического наконечника, корпуса 1 прямоугольной формы с боковыми окнами 2, расположенными равномерно по всей длине корпуса 1 . Внутри корпуса 1 жестко закреплены через равные про.межутки по его длине направляющие пластины 3 с прорезями 4. В каждом боковом окне 2 на оси 5 расположен скребок, состоящий из нижнего лепестка 6 и верхнего лепестка 7. Нижний лепесток 6 имеет торцовую полукруглую выточку 8 и зуб 9. Верхний лепесток 7 имеет горизонтальное отверстие, в котором размещен палец 10 а также углубление пля размещения ограничителя 11 вращения скребка на оси 5. Внутри корпуса 1 также жестко закреплены полукруглые камеры 12 напротив боковых окон 2. Кажпая камера 12 имеет прорези 13 пля прохождения троса 14 и отверстия 15 пля прохождения шарика 16, жестко соединенного с тросом 14. Прорези 13 и отверстия 15 снаружи камер 12 перекрыты разъемнь1ми дугообразными резиновыми клапанами 17, позволякяпими пропускать трос 14J шарик 16 и перекрывать прорези 13, отверстия 15 камер 12. Пробоотборник работает слепующим образом. Пол действием линамической. статической или вибрационной нагрузки, передаваемой на корпусе 1, производится погружение пробоотборника в ма сив грунтов. При этом конический наконечник и корпус 1 раздвигают грунты в стороны и образуют скважину пря моугольной формы. Наружные стороны нижнего 6 и верхнего 7 лепестков составляют с одной из сторон корпуса 1 прямую линию, а боковые окна 2 перекрыты. Трос 14 пропущен через прорези 4. направлякмцих пластин 3, кл паны 17 и прорези 13 камер 12. После погружения пробоотборника на заданную глубину трос 14 с шариком 16 извлекается вверх из корпуса и производится отбор проб в камеры 12 посредством поочередного снизу вверх поворота скребков на своих осях. При этом шарик 16 скользит по направляющей пластине 3, проходит ч рез клапаны 17, нижнее отверстие 15 в камере 12 и попадает в выточку 8 нижнего лепестка 6. Под действием вертикального усилия, создаваемого на трос 14 и шарик 16, нижний лепесток 6 поворачивается вокруг оси 5 вовнутрь камеры 12. По мере поворот нижнего лепестка 6 зуб 9 соприкасается с пальцем 10, заставляет верхн Лепесток 7 поворачивается вокруг ос 5 и внедряется в грунт, расположенный в стенке скважины. В процессе поворота верхний лепесток 7 захваты вает на своем пути пробу грунта, перемещает ее в камеру 12 и вместе с нижним лепестком 6 снова перекрывает боковое окно 2. Поворот нижнего 6 и верхнего 7 лепестков завершается в тот момент, когда шарик 16 располагается под верхним отверстием 15. Затем шарик 16 проходит верхнее отверстие 15, верхний клапан 17 и перемещается вверх с помощью троса 14 до следукицей вьш1ерасположенной направлякицей пластины 3. После извлечения прббоотборНика на поверхность массива из камер 12 отбираются пробы путем выведения нижнего 6 и верхнего 7 лепестков в первоначальное положение. i Необходимо отметить, что при встрече в грунте твердых больших включений в процессе поворота верхнего лепестка 7 вокруг оси 5 зубом 9 срезается палец 10 и поломка скребка исключается. Использование изобретения обеспечивает по сравнению с известными техническими решениями повышение надежности работы позволяет осуществить принудительный отбор проб и производить поочередный снизу вверх поворот скребков на своих осях, при извлечении пробоотборника из массива отпадает необходимость, затрачивать значительные усилия на одновременное внедрение всех скребков в грунты, обеспечивает отбор представительных проб для их геологической документации и определения состава и физических свойств грунтов.

-г

Г

Тг

Тд

ПРОБООТБОРНИК, включающий конический наконечник, цилиндрический корпус с боковыми окнами, разделенный на камеры внутренними перегородками и снабженный скребками и предохранителями, отличающийся тем, чт;о, с целью повыщения информативности и эффективности работы пробоотборника при безрейсовом отборе проб, корпус выполнен прямоугольной формы и снабжен жестко закрепленными внутри него через равные промежутки по длине направляюпщми пластинами с прорезями, тросом с шариком, установленными внутри корпуса с возможностью скольжения по направляющим пластинам вертикального перемещения в отверстиях камер .и взаимодействия со скребками, каждый сребок выполнен в виде нижнего лепестка с торцовой полукруглой выточкой и зубом и верхнего лепестка с горизонтальным отверстием, в котором установлен палец, лепестки соединены с возможностью вращения (Л один относительно другого, камеры выполнены в форме полуцилиндра с прорезями и отверстиями и снабжены разъемными клапанами.

-/ /2

%г.Л