Устройство для отбора проб мерзлых пород Советский патент 1987 года по МПК G01N1/04 

Изобретение относится к геологоазведочным работам, в частности к азработке вечномерзлых россыпных есторождений полезных ископаемых, . опробованию шурфов и траншей в имний период.

Цель изобретения - обеспечение тбора проб, содержащих крупные скальые включения.10

На фиг.1 изображено устройство с вырывами, общий вид;.на фиг.2 - сечение А-А на фиг. фиг.З - узел I на фиг.2; на фиг.4 - устройство, аксонометрическая проекция.15

Пробоприемник представляет собой прочную вауумируемую емкость 1 в форме цилиндра, соединенную с излуателем 2 отрезком трубы в форме расруба 3, суживающегося в сторону из- 20 учателя. Излучатель выполнен в виде продолжения коробчатого волновода 4, скошенного под острым углом в плоскости, перпендикулярной его узким стенкам, образующим боковые стенки 5 25 излучателя. Перекрывающая внутреннюю полость раструба часть задней широкой стенки 6 коробчатого волновода 4 образует заднюю стенку 7 .излучателя 2, выполненную в виде жесткой пластины ЗО из магнитомягкой стали. Благодаря шарниру 8 задняя стенка излучателя может поворачиваться вокруг своей оси на 90° во внутрь раструба 3. В таком положении раструб оказьшается gg полностью открытым, а излучатель 2 при этом перестает существовать, превращаясь в открытый (суженный) конец раструба 3.

Герметичный контакт задней стенки 40 7 излучателя при вакуумировании про- боприемника обеспечивает уплотнитель- ная прокладка 9, установленная в непрерывном пазу, вьтолненном по кра- ям этой задней стенки.45

Прижатие задней стенки 7 к боковым стенкам 5 излучателя и широкой стенке 6 коробчатого волновода 4 осуществляет силовой электромагнит 10, располо женный на внешней поверхности растру- CQ ба 3, которьй выполнен из неферромагнитного материала (нержавеющей стали) с тем, чтобы исключить его взаимодействие с магнитным полем, создаваемым соленоидами П электромагнита 10. Задняя стенка 5 излучателя, будучи . выполненной из ферромагнитного материала, образует вместе с подковообразным сердечником 1-2 электромагнита

ее

10 замкнутый магнитопровод. Причем количество витков и сечение магнито- провода выражено таковым, чтобы обеспечить тяговое усилие электромагнита, превьш ающее усилие отрыва задней стенки излучателя, возникающего вследствие действия атмосферного давления на заднюю стенку излучателя при вакуумировании пробоприемника,

Разрежение (вакуум в емкости 1 пробоприемника создает маломощный форвакуумный насос (не показан), присоединяемый к патрубку 13. Когда задняя стенка 7 излучателя повернута на 90° и примыкает к внутренней поверхности раструба 3, она удерживается в этом положении вспомогательны электромагнитом 14. Возвращение задней стенки излучателя в исходное положение после отключения вспомогательного электромагнита 14 производит пружина 15, установленная на шарнире 8.

Для предотвращения попадания породы в коробчатьй волновод 4 последний отделен от излучателя 2 перегородкой

16,выполненной из радиопрозрачного материала (например из фторопласта 4

С целью уменьшения габаритов устройства коробчатый волновод 4 соединен с генератором электромагнитных волн не показан) коаксиальным фидером

17.При этом коробчатый волновод выполняет функцию коаксиально-волновод- ного п ерехода.

Устройство с помощью цапф 18 устанавливается на манипуляторе (не показан) с возможностью вращения на 360 посредством электропривода (не показан).

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении излучатель придвигают к забою, включают электромагнитный генератор, электромагнит 10 и форвакуумный насос. При этом излучатель создает направленный поток электромагнитной энергии, обеспечивая разупрочнение объема породы заданной формы и размера, а электромагнит 10 - усилие, приложенное к задней стенке 7 излучателя, превьшающее усилие атмосферного давления, дейст- В5тощее на нее в противоположном направлении, В течение работы генератог ра электромагнитньк волн форвакуум- ньй насос .откачивает из емкости 1

пробоприемника и герметичной части, раструба 3 воздух.

При достижении необходимого разупрочнения мерзлой породы и разрежения в емкости 1 и герметичной части раструба 3 электромагнитный генератор, форвакуумный насос и силовой электромагнит 10 выключают, а вспомогательный электромагнит 14 включают. При этом под действием атмосферного давления задняя стенка 7 отбрасывается во внутрь раструба 3,. удерживаясь в

этом положении электромагнитом 14. коробчатый волновод и излучатель. Скачок давления обусловливает возник- 15 отличающееся тем, что новение сверхзвуковой ударной волны и спутного воздушного потока (близкого к скорости звука), который создает отрывное усилие на забое, обеспечивающее отделение и всасывание 20 породы в -полость пробоприемника. Причем разрушение породы всасывающим потоком происходит исключительно наименее энергоемкими деформациями расс целью обеспечения отбора проб по род, содержаш 1х крупные скальные включения, пробоприемник выполнен виде емкости цилиндрической формы снабжен отрезком трубы, выполненны в форме раструба, соединенным с из лучателем, а излучатель вьтолнен виде треугольного короба, задняя стенка которого является продолжен

тяжения. Процесс отрьгеа-и транспорти- 25 задней стенки волновода, выполнена в ровка породы в пробоприемник длится примерно 0,01 с.

После окончания отбора пробы устройство поворачивают раструбом 3 вниз и порода из пробоприемника высы- зо возможностью образования боковой

виде жесткой пластины и установлена шарнирно с возможностью поворота на 90° внутрь раструба, а другая выполнена радиопрозрачной и установлена с

пается под собственным весом. Вспомогательный электромагнит 14 отключают, после чего протирают уплотнитель- ную прокладку 9 на задней стенке 7 излучателя и стчк, по которому эта стенка контактирует с узкими стенками 5 и широкой стенкой 6 излучателя. Под действием пружины 5 задняя стенка- 7 возвращается в исходное положение. Процесс повторяют.

Экономический эффект от использования предлагаемого технического решения по сравнению с применяемой в

настоящее время технологией отбора проб g магнитного материала (например, из отбойным молотком крупнообломочных магнитомягкой стали).

JQ е1354051-

пород вечномерзлых россыпей достигается за счет исключения наиболее трудоемкого ручного труда (на операции разрушения этих пород) и загрязнения проб, обеспечивающего резкое повышение достоверности опробования.

Формула изобретения

1. Устройство для отбора проб мерзлых пород,включающее пробоприем- ник, электромагнитный генератор.

коробчатый волновод и излучатель. отличающееся тем, что

с целью обеспечения отбора проб пород, содержаш 1х крупные скальные включения, пробоприемник выполнен в виде емкости цилиндрической формы и снабжен отрезком трубы, выполненным в форме раструба, соединенным с излучателем, а излучатель вьтолнен в виде треугольного короба, задняя стенка которого является продолжение

задней стенки волновода, выполнена в

возможностью образования боковой

виде жесткой пластины и установлена шарнирно с возможностью поворота на 90° внутрь раструба, а другая выполнена радиопрозрачной и установлена с

0

грани коробчатого волновода, причем излучатель снабжен размещенным на раструбе силовым электромагнитом с подковообразным сердечником, а задняя стенка излучателя снабжена прокладкой и установлена с возможностью образования с подковообразным сердечником замкнутого магнитопровода.

2. Устройство по п.1,отличающееся тем, что отрезок трубы в форме раструба выполнен из неферромагнитного материала (напри- . мер, из нержавеющей стали), а задняя стенка излучателя вьтолнена из ферро 2

Фаг. 2

1В

.1

i2

5 Фиг.д

Составитель Л.Горяйнова Редактор А.Шандор Техред М.Ходанич Корректор Г,Решетник

5685/37

Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ц 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

fPui.f

Изобретение относится к геологоразведочным работам, в частности к разработке вечномерзлых россыпных месторождений полезньпс ископаемых, к опробованию шурфов и траншей в зимний период. Цель - обеспечение отбора проб, содержащих крупные скальные включения. Устройство включает электромагнитный генератор, коробчатый волновод и излучатель-пробоприемник, выполненный в. виде емкости цилиндрической формы, и снабжен отрезком трубы из нержавеющей стали, выполненным в форме раструба, соединенным с излучателем, выполненным в виде треугольного короба, задняя стенка которого является продолжением задней стенки волновода, которая выполнена в виде жесткой пластины и установлена шарнирно с возможностью -поворота на 90 внутрь раструба, а другая выполнена радиопрозрачной и установлена с возможностью образования боковой грани коробчатого волновода. Излучатель снабжен размещенным на раструбе силовым электромагнитом с подковообразным сердечником, а задняя стенка излучателя снабжена прокладкой и -установлена с возможностью образования с подковообразным сердечником замкнутого трубопровода. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. i (Л ОЭ СП 4;