Устройство для подводного отбора проб грунта и полезных ископаемых Советский патент 1988 года по МПК G01N1/10 

бочего органа 3 снабжен погруженными электроприводами 36 и 37. Устройство имеет повьшенный КПД, позволяет регулировать скорость спуска и подъема, имеет повьппенную маневренность, 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для отбора и подъема на поверхность проб грунта и полезных ископаемых со дна водоемов и позволяет повы- сить эффективность работы путем повышения точности пробоотбора и снижения габаритов и веса устройства. Устройство включает блок переменной плавучести 1, энергетический блок 2 и блок рабочего органа 3. В верхней части устройства установлен уравновешивающий поплавок 4 и тормозные закрьшки 5 с гидроцилиндрами 6, смонтированными посредством шарниров 7 на силовой раме 8. Блок переменной плавучести 1 снабжен прочн1 1и корпусами в виде сфер П, связанными посредством штуцеров 12-и верхнего и нижнего коллекторов 13 и 14, причем верхний подключен к газовому баллону 15 через редукционный клапан 16, а нижний подключен к насосному блоку высокого давления 18 и через электромагнитный клапан 19 к насосу 20. Б нижней части блок переменной плавучести 1 снабжен вьтускным клапаном 23. Насосный блок высокого давления 18 в зависимости от, глубины работы устройства собирается из необходимого числа прочных камер 24, связанных между собой каналами 26.Про- боотборный кран 31 включает подрезающий нож 33 и бункер 34. Блок ра- g « -J2

1

Изобретение относится к устройствам для отбора и подъема на поверхность проб грунта и полезных ископаемых со дна водоема.

Целью изобретения является повышение эффективности работы путем повышения точности пробоотбора и снижение габаритов и веса устройства

На чертеже схематически изображе- но предлагаемое устройство, общий вид.

Устройство включает ряд разъемных блоков: блок 1 переменной плавучести энергетический блок 2 и блок 3 рабочего органа, которые вьтолнены в отдельных корпусах и соединяются между собой с помощью, напримерi болтовых соединений (не показано),

В верхней части блока I переменной плавучести установлен уравновешивающий поплавок 4, выполненный из материала, например синтактика, сферо- лита и т.п., способного выдержать гидростатическое давление на рабочей глубине погружения. Поплавок 4 является уравновешивающим элементом, т.е. придающим, устройству заданную плавучесть и выполнен в виде обте,-

каемой конструкции. Возможно приме- нение в качестве поплавка титановой емкости той же формы, заполненной жидким парафином.

Между блоком 1 переменной плавучести и поплавком 4 смонтированы тормозные закрьшки 5, которые цилиндрически облегчают блок 1 переменной плавучести и установлены с возможностью вьшуска при торможении устройства на подходе к дну посредством гидроцилиндров 6. Г1вдроцилиндры 6 установлены на шарнирах 7 (гидромоторы для работы гидроцилиндров не показаны). Тормозные закрьшки 5 и гидроцилиндры 6 установлены на еди- ной силовой раме 8, снабженной цент, 5

15

20

35 40

ральным вертикальным штырем 9, на котором крепится уравновешивающий поплавок 4, а верхний конец штыря 9 снабжен рьм-болтом 10 для строповки устройства.

Основу блока 1 переменной плавучести составляют прочные корпуса в виде сфер 11, расположенные поэтажно. Для уменьшения вертикального габарита блока сферы могут быть установлены относительно друг друга так, что верхние сферы частично находятся в углублениях между нижними. Сферы 1I соединены между собой посредством соединительных штуцеров 12, верхнего 13 и нижнего 14 коллекторов. Верхний коллектор 13 подключен к газовому баллону 15 через редукционный клапан 16. В верхней части коллектор 13 имеет электромагнитный автоматический клапан 17 тарельчатого типа для вьшуска газа. Нижний коллектор 14 подключен к насосному блоку 18 высокого давления и через электромагнитный клапан 19 к насосу 20 с электромагнитными клапанами 21 и 22. Сферы 1 1 заключены в цилиндрический герметичный легкий корпус, в верхней части которого установлен клапан 17. В.нижней части блок 1 переменной плавучести снабжен выпускным клапаном 23 с электроприводом (не показан)

Насосный блок 18 высокого давления в зависийости от глубины погружения собирается из необходимого (определяется расчетом с учетом характе выбранных насосов) количества прочнокорЛусных камер 24, гидравлическая связь между которыми JB .процессе работы осуществляется однотипньп-1и погружными насосными агрегатами 25 (насос высокого давления, двигатель). Каждая камера 24 выполнена с каналом 26 для сообщения с полостью последующей камеры. Таким образом камеры 24

1ч

последовательно соединены между собой посредством размещенных в них насосов высокого давления и каналов 26. Для быстрого монтажа и демонтажа камеры 24 снабжены быстроразъемными (не показано) соединениями 27.

Энергетический блок 2 снабжен кас сетами .аккумуляторных батарей 28, четырьмя подруливающими двк сите- лями 29 с электроприводом и герметичным боксом 30 автоматической системы управления устройством.

Блок 3 рабочего органа снабжен пробоотборным органом 31, вьтолнен- ным в виде колеса с режущими пластинами 32. Пробоотборный орган 31 имеет подрезающий нож 33 и бункер 34 для сбора проб грунта или полезного ископаемого. Пробоотборный орган 31 и подрезающий нож 33 смонтированы на одной оси 35. Устройство имеет также погружной электропривод 36 подрезающего ножа и электропривод 37. На корпусе 2 энергетического блока уста новлены гидрофоны 38 гидроакустической системы наведения.

Устройство работает следующим об- ра.зом.

В снаряженном состоянии сферы 1I блока 1 переменной плавучести заполнены жидким балластом (например, индустриальным маслом), а пространство между ними заполнено морской водой. В этом случае устройство обладает отрицательной плавучестью и погружается с определенной скоростью. При этом по сигналам гидроакустической системы наведения с помощью гидрофонов 38 включаются подрули- вающие движители 29 и смещают устрой ство в горизонтальной плоскости в процессе погружения, с целью наведения его на акустический излучатель (не показан), установленный на дне в заданной точке. При подходе к дну на определенное .расстояние, по сигналу гидроакуст.ической системы срабатывают гидроцилиндры 6 вьшуска тормозных закрылков 5, вследствие чего устройство входит в контакт с дном на замедленной скорости, после чего тормозные закрылки 5 принимают первоначальное положение. При проведении работ на дне При заполнении бункера 34 полезным, грузом .(пробами грунта или полезного ископаемого) включается в работу Пробоотборный орган 31, который, вращаясь на оси 35

6520

от электропривода 37, с помощью подрезающего ножа 33 и режущих пластин 32 захватывает пробы грунта или полезного ископаемого и транспортирует их в бункер 34. В это время подрезающий нож 33 с помощью электропривода

36 заглублен на необходимую глубину в грунт, а само устройство медленно

10 перемещается по поверхности дна с помощью пробоотборного органа 31 и подруливающих движителей 29. Во время проведения работ на дне проибходит откачка балластной жидкости (масла)

15 из сфер И с помощью насосного блока 18 высокого давления. В это время клапаны 19, 21 и 22 закрыты. При работе насосных агрегатов 25 осуществляется гидравлическая связь посредством

20 каналов 26 между внутренними объемами камер 24. Последовательное каскадное соединение камер 24 позволяет на выходе насосного блока получить давление, превьшающее давление ок25 ружанмцей среды. В свою очередь камеры 24 предохраняют корпуса насосов от влияния внешнего гидростатического давления. Балластаная жидкость заполняет пространство между сферами 11,

30 вспльшая вверх внутри корпуса блока I .переменной плавучести, а-а ранее находившаяся там заборная вода через выпускной клапан 23 выходит в окружающее пространство. Для нормаль,,с ной работы насосного блока 18 высо- кого давления в освободившееся пространства внутри сфер 11 (объем которых рассчитывается исходя из подъемной силы устройства) поступает воздух

40 из баллона 15 через редукционный кла-- пан 16. При окончательной откачке балластной жидкости из сфер 11 устройство приобретает положительную плавучесть, всплывает с заданной скоро45 стью и наводится при помощи гидроакустической системы на устройство захвата судна (не показано), При всплытии на поверхность моря и после строповки устройства открывается клапан

g при помощи насоса 20 через клапан 22 балластная жидкость закачивается обратно в сферы 11, а находящийся там воздух выходит через тарельчатый клапан 17. При полном заполнеgg НИИ сфер балластной жидкостью устройство за рым-болт 1 О поднимается на борт судна, где оно освобождается от пробы грунта или полезного .ископаемого, перезаряжаются или заменяются аккумуляторные батареи 28, и после этого устройство готово к повторению цикла. При работе устройства все его узлы обеспечиваются энергией от аккумуляторов 28 и управляются с помощью автоматической системы 30 управления и гидрофоно- нов 38.

При использовании предлагаемого устройства для глубоководного отбора проб по сравнению с известными повышается КПД за счет отбора за один спускоподъем большей массы пробы и регулирования скорости спуска и подъема, исключается использование балластных грузов и загрязнение ими дна глубоководных водоемов, повьппа- ется маневренность, а следовательно точность пробоотбора при работе на дне.

Формула изобретений

I. Устройство для подводного отбора проб грунта и полезных ископае- мых, включающее блок переменной плаРедактор С. Пекарь

Составитель Е. Гарбуз

Техред Л.Олийнык

Заказ 6741/48

Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

вучести с корпусом, уравновешивающий поплавок и пробоотборный орган, отличающееся тем, что, с целью повьппения эффективности работы путем повышения точности пробоотбора и снижения габаритов и веса, оно снабжено прочными корпусами в виде сфер со штуцерами и коллекторами, смонтированными поэтажно, газовым баллоном с редукционным клапаном, насосным блоком высокого давления с камерами и каналами, причем камеры последовательно соединены между собой посредством каналов.

Корректор Э. Лончакова

Подписное