Устройство для отбора проб мерзлых пород Советский патент 1989 года по МПК G01N1/04 

Изобретение относится к геологоразведочным работам, в частности к эксплуатационному опробованию много- летнемерзлых рассыпных месторождений, разрабатываемых подземным и открытым способом.

Пель изобретения - повьппенке эффективности в работе устройства для отбора проб мерзлых пород, содержащих крупные скальные включения.

В данной конструкции устройства для отбора проб отсутствует металло-

емкий силовой электромагнит, с применением которого сопряжен расход больщого количества цветных металлов и неферромагнитной стали для изготовления раструба. Уплотнительная прокладка установлена не на задней стенке излучателя, а во внутреннем пазу узкого торца раструба в виде легкосъемного непрерывного резинового жгута прямоугольного сечения, который в контакте с выполненным на задней стенке излучателя ответным

сл to

со о О5

05

3

буртиком (отсутствующим в известном устройстве) обеспечивает надежный герметичный стык. Кроме того, в предлагаемом устройстве вместо недостаточно надежно функционирукшшх электромагнита и прокладки, установленной на задней стенке излучателя, имеются установленный«в герметичном корпусе вал, снабженный кулачками, профиль которых выполнен в виде усеченной логарифмической спирали, и легкосъемная уплотнительная прокладка, установленная во внутреннем пазу узкого торца раструба.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; ка фиг. 4 - узел I на фиг. .; на фиг. 5 - узел Т на фиг, 3.

Пробоприемник 1 представляет собой прочную вакуумируемую емкость овальной формы, соединенную с излучателем 2 отрезком трубы в виде раструба 3 прямоугольного сечения. Излучатель 2 выполнен в виде скошенного волновода под острым углом прямоугольного коробчатого волново- дас От остального коробчатого волновода 4 излучатель 2 отделен перегородкой 5, выполненной из радиопроз - рачного материала (например фторо- пласт-4), которая позволяет беспрепятственно передавать электромагнитную энергию от генератора электромагнитных волн при помощи коробчатого волновода А к излучателю 2. Задняя стенка 6 излучателя представляет собой жесткую пластину с выступающим буртиком, выполненную, например, из легкого, прочного полимерного материала и установленную шарнир- но с возможностью ее поворота на .90 внутрь раструба, вплоть до прижатия к внутренней стенке раструба. Для обеспечения отражения электромагнитной энергии эту пластину со стороны обращенной к забою, покрывают тонким слоем высокопроводящего метал- ла. В положении, когда задняя стенка излучателя прижата к внутренней стенке раструба, излучатель нереста- ет существовать и раструб 3 оказывается полностью открытым для доступа атмосферного воздуха в пробопри- емник. В противоположном крайнем положении эта пластина полностью пе- рекпьшает раструб и становится зад529066

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ней стенкой излучателя, входя в гальванический контакт с ребрами его боковых стенок 7. Герметичное покрытие раструба осуществляется задней стенкой излучателя с выступающим буртиком путем ее прижатия к уплот- нительной прокладке 8, выполненной и 1 вакуумной резины в виде легкосъемного непрерывного жгута прямоугольного сечения и установленной во внутреннем пазу 9 узкого торца раструба.

Для повышения надежности герметизации стыка задней стенки излучателя с уплотнительной прокладкой на внешней поверхности этой задней стенки вьтолнен ответный прокладке выступающий буртик 10, который при максимальном прижатии задней стенки излучателя вдавливается в уплотнитель- ную прокладку и обеспечивает герметичный стык. Прижатие задней стенки излучателя к уплотнительной прокладке обеспечивают кулачки 11, равномерно установленные шлицевым соединением по всей длине вала 12, жесткость которому придают опорные подшипники 13, размещенные на валу в чередующейся последовательности с кулачками и укрепленные на станине 14, на которой установлен также и электропривод (не показан) вала 12.

Кулачки 11 имеют профиль в виде усеченной логарифмической спирали, что позволяет при повороте вала вправо с нарастающим усилием увеличить степень прижатия буртика 10 задней стенки излучателя к уплотнительной прокладке 8. При определенном положении кулачков на валу, контролируемом фиксатором (не показаны), достигается максимальное прижатие буртика 10 к уплотнительной прокладке 8 и тем самым надежная вакуумная герметизация пробоприемника 1. При дальнейщем вращении вала в том же направлении кулачки в силу того, что они имеют профиль усеченной логарифмической спирали занимают такое положение, при котором резко освобождают заднюю стенку излучателя для доступа атмосферного воздуха. Разряжение (вакуум) в пробоприемнике 1 обеспечивает маломощный форвакуумный насос (не показан), соединенный с fipo- боприемником вакуумным щлангом (не показан). Предотвращение жесткого удара задней стенки излучателя о

внутреннюю поверхность раструба вры ваюшимся сверхзвуковым всасывающим потоком в пробоприемнике осуществля ет демпфирующая пружина 15, установ ленная на внутренней поверхности задней стенки излучателя„ Пружина 15 после отключения фиксатора (не показан) используется для возвращения стенки в исходное положение перед вакуумированием пробоприемника. Устройство с помощью цапф 16 поворачивается электроприводом (не показан) вокруг продольной оси пробоприемника на 360,,

Устройство работает следующим образом.

529066

нижнем положении: порода высыпается под собственным весом. Перед началом следующего цикла уплотнитель- ную прокладку 8 тщательно протирают. Затем освобождают заднюю стенку излучателя, возвращают ее в исходное положение и процесс повторяют.

Высокий экономический эффект от использования предлагаемого устройства для отбора бороздовых проб по сравнению с прототипом достигается путем более надежной герметизации, исключения при его изготовлении дорогостоящих ме- тадлов, снижения металлоемкости.

10

15

Формула изобретения

Изобретение относится к геологоразведочным работам, в частности к эксплуатационному опробованию многолетнемерзлых россыпных месторождений, разрабатываемых подземным и открытым способом. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства для отбора проб мерзлых пород, содержащих крупные скальные включения. Устройство для отбора проб мерзлых пород включает пробоприемник с раструбом, электромагнитный генератор, коробчатый волновод, излучатель, задняя стенка которого выполнена в виде шарнирно установленной жесткой пластины. При вакуумировании пробоприемника пластина удерживается в исходном положении валом, снабженным в чередующемся порядке опорными подшипниками и жестко укрепленными на нем кулачками, профиль которых выполнен в виде усеченной логарифмической спирали. Во внутреннем пазу узкого торца раструба установлена уплотнительная прокладка. На задней стенке излучателя выполнен выступающий буртик, прижатие которого к уплотнительной прокладке образует герметичный стык. Раструб и задняя стенка излучателя выполнены из любых конструкционных материалов, в частности раструб из обычной стали, а задняя стенка из легкого прочного полимерного материала с металлизированным покрытием излучающей поверхности. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

В исходном положении устройство придвигают излучателем 2 к забою. Поворотом вала 12 кулачки 11 максимально прижимают заднюю стенку к Хплотнительной прокладке 8, обеспечивая герметичный стык. Одновременно включают генератор электромагнитных волн (не показан) и форвакуумньгй насос (не показан). После достижения необходимой степени разупрочнения породного массива и разрежения в пробоприемнике 1 и герметичной части раструба 3 вал 12 доворачивают до положения, ког да кулачки 11 резко отпускают заднюю стенку излучателя. Под действием атмосферного давления задняя стенка излучателя отбрасывается с поворотом на 90 внутрь раструба сверхзвуковым ударным воздушным дотоком, которым в пробоотборник увлекается оторванная от забоя раз- упрочненная электромагнитным полем породная масса. Удар задней стенки излучателя о внутреннюю поверхность раструба гасится демпфирующей пружиной 15, при этом задняя стенка излучателя остается в положении прижатия к внутренней поверхности раструба 3 с помощью фиксатора (не показан) до окончания выгрузки из пробоприемника 1 путем его поворота, при котором раструб 3 оказывается в крайнем

1,Устройство для отбора проб мерзлых пород, включающее пробоотборник с ратрубом, электромагнитный генератор, коробчатый волновод, излучатель, шарнирно установленную заднюю стенку излучателя с вакуумным

затвором и уплотнительную прокладку, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, раструб снабжен установленным на его узком торце герметичным корпусом, а внутренняя поверхность узкого торца раструба выполнена с пазом для уплотнительной прокладки, при этом вакуумньм затвор вьшолнен в виде размещенного в герметичном корпусе вала с приводом, расположенными на нем в чередующемся по длине порядке опорными подшипниками и жестко укрепленными, имеющими профиль усеченной логарифмичес - кой спирали кулачками, а задняя стенка излучателя выполнена с буртиком, расположенным с возможностью взаимодействия с уплотнительной прокладкой.

чающееся тем, что раструб выполнен из стали, а задняя стенка излучателя с буртиком выполнена из легкого прочного полимерного материала с металлизированным покрытием излучающей поверхности.

И

V./

в-в

Фиг.)

Редактор С. Лисина

Составитель Г. Веселов

Техред л.Сердюкова Корректор М. Шароши

иг.г

Фи8.5