Грунтонос Советский патент 1990 года по МПК G01N1/04 

грунтр быть

ного рой. ц

ности шейной

УСЛОВ .1ЯХ

На

вид; тоже, закры на фи

леннмй вике

Изобретение относится к отбору проб в частности к грунтоносам, и может использовано при отборе поверхност- :лоя грунта с ненарушенной структуель изобретения - повышение надеж- отбора проб малой толщины ненару- структуры в различных грунтовых

на

фиг.1 изображен грунтонос, общий фиг.2 - то же, вид сверху: на фиг.З - вид снизу: на фиг. 4 - то же, затвор в том положении; на фиг.5 - разрез А-А 1Г.4; на фиг.6 - грунтонос, положение выталкивания пробы.

Грунтонос содержит корпус 1, установ- й с возможностью вращения в хвосто- 2, фиксируемом в стыковочном

устройстве 3 пробоотборного манипулятора (не показан), приводной вал 4 которого соединен с концом коаксиально размещенной в корпусе 1 штанги 5 с диском 6 на другом конце, пальцы 7 которого располагаются в пазах 8 рычагов 9, каждый из которых жестко закреплен на конце одной из диаметраль- но противоположных осей 10. устаноаленных с возможностью вращения в приливах 11 корпуса 1 параллельно его оси. С другой стороны на ось 10 нанизаны набранные в комплект и образующие затвор грунтоноса плоские остро заточенные створки 12-17, выполненные в виде кольцевых отрезков переменной длины с вырезами 18 на периферийной части, равноудаленными от оси 10 и образующими винтовую канавку. а на нижнем конце оси 10 закреплен острр

OS О 00

сл

1:

заточенный нож-подсекатель 19с резцом 20 на конце, снабженным боковой режущей кромкой 21, и пальцем 22, располагающимся в имеющих разную длину пазу 23 створки 12 и пазу 24 створки 13. Створки 13 и15также снабжены пальцами 22, располагающимися соответственно в пазах 25 и 26 створок 14и15, и в пазах 27м28 створок16 и 17. На приливах 11 закреплены с возможностью взаимо- действия с периферийной стороной створок и ножей-подсекателей упоры 29, выполненные в виде пластин с пилообразными зубьями на нижней кромке, изогнутых по цилиндрической поверхности, коаксиальной корпусу 1. Во внутренней полости корпуса 1, ограниченной сверху диском 6, свободно установлена керноприемная гильза, 30, удерживаемая от выпадения из корпуса 1 створками 17. Корпус 1 снабжен храповиком 31, взйимодейст- вующим с подпружиненной собачкой 32, установленной на хвостовике 2, Винтовые канавки, образованные последовательно смещенными вырезами 18 створок, располагаются над передней поверхностью рез- . цов 20 и соответствуют ей по наклону.

Для облегчения выталкивания отобранной пробы из грунтоноса в штанге 5 размещен шток 33 с диском 34 на нижнем конце, располагающимся в гильзе 30, поджатый вверх витой пружиной 35 сжатия до упора диска 34 в верхнюю поверхность кернопрм- емной полости корпуса. В штанге 5 имеется осевое отверстие 36 для ввода штыря 37, воздействующего на верхний торец штока

33.

При этом кинематическая связь между штангой 5 и осями 10 может быть выполнена в виде зубчатой шестерни 38, жестко установленной на штанге 5 и находящейся в зацеплении с зубчатыми секторами 39, закрепленными на верхних концах осей 10, а корпус грунтоноса состоит из жестко соединенных между собой частей 40 и 41.

Грунтонос работает следующим образом.

В исходном положений рычаги 9 с осями 10 повернуты по часовой стрелке и ножи- подсекатели 19 со створками 12-17 разведены до поджатия их к упорам 29 за счет поворота штанги 5 и диска 6с пальцами 7 против часовой стрелки относительно корпуса 1, что соответствует открытому положению затвора грунтоноса. При этом створки 12-17 удерживаются в постоянном контакте с упорами 29 за счет поджима пальцев 22 к периферийным торцовым стен кам пазов 23-28.

Грунтонос манипуляторо подводится к намеченному для отбора пробы участку поверхности почвы. Под действием крутящего момента, переданного от манипулятора через приводной вал 4 на штангу 5 и далее от пальцев 7 диска 6 на находящиеся в крайнем положении рычаги 9 осей 10, кор- пус 1 получает вращение против часовой стрелки и с помощью резцов 20 внедряется в грунт на глубину, равную высоте гильзы 30, заполняющейся при этом пробой грунта ненарушенной структуры, чему способству- 0 ют выступание внутренней кромки режущей части ре°зца 20 за внутренний диаметр гильзы 30 и возможность проскальзывания последней относительно вращающегося корпуса 1 .При этом упоры 29, внедряясь пи- 5 лообразными зубьями в грунт, центрируют грунтонос, а корпус 1 при вращении тыльной стороной зубьев храповика 31 проскакивает по собачке 32 неподвижно закрепленного в стыковочном устройстве 3 0 хвостовика 2 грунтоноса. Разрушаемый резцами 20 грунт отводится из зоны резания по в.интовой канавке, образованной вырезами 18 створок, что облегчает условия внедрения грунтоноса в почву.

5После заполнения гильзы 30 пробой

грунта на штангу 5 от вала 4 передается,. вращение по часовой стрелке. При этом kop-l пус 1 стопорится от вращения за счет упора собачки 32 в зуб храповика 31, а штанга 5, 0 продолжая поворот, через пальцы 7 диска 6 и пазы 8 рычагов 9 поворачивает оси 10 с ножами-подсекателями 19 против часовой стрелки. Ножи-подсекатели за счет перемещения пальцев 22 в пазах 23-28 последова- 35 тельно увлекают за собой створки 12-17, которые при этом смещаются относительно друг друга и ножей-подсекателей 19 на определенные углы, заданные длинами пазов 23-28. выбранными из условия отсутствия 40 появления просветов между соседними створками комплекта по всей длине примыкания. После того, как противолежащие но- жи-подсекатели 19 сомкнутся друг с другом, а створка 17 своим концом упрется в осно- 45 вание створки 17 противолежащего, комплекта, проходное отверстие грунтоноса оказывается полностью перекрытым затвором за счет веерообразного раздвижения створок 12-17. При рассмотренном переме- 50 щении.заточка внутренних кромок ножей- подсекате-лей и створок, а также наличие боковых режущих кромок 21 у резцов 20 облегчают подрезание пробы грунта. Кроме того, при раздвижении створок происходит их относительное тангенциальное смеще- 55 -ние, за счет которого дополнительно перекрываются вырезы 18. Длины створок комплекта выбраны так, что в закрытом положении затвора конец каждой из створок комплекта вступает в контакт с внутренней

кромкой соответствующей створки противолежащего комплекта. Это предотвращает нежелательные случайные перемещения створок в направлении оси грунтоноса. Резцы , набегая на внешнюю поверхность противолежащих ножей-подсекателей, дополнительно запирают затвор, увеличивая его жесткость в закрытом положении. Створки 17, сближаясь к оси грунтоноса, обес печивают удаление остатков выбурен- ногс резцами грунта, скопившихся на верхней поверхности данных створок и у наружной поверхности гильзы 30 между приливами 11 корпуса 1.

После закрытия затвора манипулятор извлекает грунтонос и доставляет его в гер- Merv зируемую капсулу для транспортировки пзобы на последующий анализ.

Для извлечения пробы из грунтоноса штыэем 37 воздействуют через отверстие 36 штанги 5 на верхний торец штока 33, пзрс мещая последний в нижнее положение, что сопровождается сжатием пружины 35. При этом диск 34, перемещаясь вниз в гильзе 30, выдавливает пробу из грунтоноса. Г осле удаления штыря 37 Ш7ок 33 с диском 34 под действием пружины 35 возвращаются в исходное положение.

J более тяжелых условиях работы для обеспечения постоянства усилия,передаваемого на ножи-подсекатели 19, в качестве кинематической передачи от штанги 5 к ося 10 вместо диска 6 с пальцами 7 и ры- чагоиЭс пазами 8 может быть использовано зубчатое зацепление (фиг.6).

IpH отборе проб прочных и вязких грунтов ; акрывание затвора грунтоноса после реверса вращения привода достигается и без использования храпового механизма в консгрукции, а лишь за счет возникновения подгора грунта о тыльные поверхности резцов ::0, вызывающего затормаживание корпуса 1 относительно приводного диска 6 и сближения ножей-подсекателей 19. При этом сопротивление грунта, испытываемое резцами 20, заставляет их смещаться к оси .враи1ения привода, что дополнительно облегчает процесс закрывания затвора грунтоноса. Однако при отборе проб малой толаины и особенно в условиях слабых и сыпучих грунтов (сухой песок, пепел) опи- саннэе сопротивление может быть мало по величине и недостаточно для самоторможе- .ния корпуса 1. Поэтому применение храпо- вогс механизма предпочтительно в предпагаемом грунтоносе, так как повышает надежность срабатывания затвора в различи Х грунтовых условиях.

1 райние угловые положения диска 6 относительно корпуса 1, соответствующие открытому и закрытому положениям затвора фиксируются подпружиненными фиксаторами (не показаны).

К преимуществам предлагаемого грун5 тоноса относятся широкий диапазон его использования для отбора проб различных категорий грунтов, высокая сохранность отобранных монолитов, а также отсутствие приемной полости ниже затвора и других

10 элементов конструкции, способствующих образованию скоплений частиц разбуренного грунта на наружных поверхностях грунтоноса, что особенно важно при его использовании в автоматизированных комп15 лексах по отбору и доставке проб. например, в опасных для человека условиях.

Формула изобретения

1. Грунтонос, включающий корпус,

0 штангу, коаксиально установленную в корпусе и связанную с приводом вращения, гильзу, резцы и ножи-подсекатели. закрепленные на осях, кинематически связанных со штангой, отличающийся тем. что. с

5 целью повышения надежности процесса отбора проб малой толщины ненарушенной структуры в различных грунтовых условиях, он снабжен затвором, выполненным в виде объединенных в комплекты, имеющих фор0 му кольцевых отрезков переменной длины острозаточенных пластин, одним концом установленных на осях ножей-подсекателей и соединенных между собой с возможностью ограниченного взаимного углового пе5 ремещения, при этом крайние пластины каждого комплекта соответственно соединены с корпусом и ножом-подсекателем. а резцы выполнены с боковыми режущими кромками и закреплены на ножах-подсека0 телях.

2.Грунтонос по п.1,отличающийся тем, что корпус снабжен хвостовиком и кинематически связанным с ним храповым ме5 ханизмом,

3.Грунтонос поп.1,отлИчаюшийся тем, что каждая пластина комплекта выполнена с расположенным на ее периферийной части вырезом, при этом вырезы пластин

0 комплекта расположены со смещением относительно друг друга с возможность.ю образования винтовой канавки.

4.Грунтонос по п. 1, отличающийся 5 тем, что штанга выполнена полой и снабжена размещенными в ней штырем и подпружиненным относительно его штоком с диском, установленным с возможностью осевого перемещения на величину, соотвег- ствуюЩую высоте гильзы.

5. Грунтонос по п,1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем,что корпус снабжен установленными в его нижней части упорами, выполненными в виде дугообразн ых пластин с пилообразными зубьями на нижней кромке.

Изобретение относится к отбору проб грунта, в частности к грунтоносам. Цель изобретения - отбор поверхностного слоя грунта малой толщины с ненарушенной структурой. Грунтонос содержит корпус, приводной вал которого соединен с концом штанги, на противоположном конце которой установлен диск. Пальцы диска расположены в пазах рычагов, каждый из которых жестко закреплен на одном конце оси с установленными на ней створками, образующими в раскрытом виде затвор грунтоноса. На нижнем конце этой оси закреплен нож-подсекатель с резцом. Во внутренней полости корпуса свободно установлена керноприемная гильза, удерживаемая створками. Корпус снабжен храповиком, взаимодействующим с подпружиненной собачкой для стопорения от вращения. Для обеспечения выталкивания отобранной пробы из грунтоноса в штанге размещен шток с диском на нижнем конце, располагающимся в гильзе. 4 з.п.ф-лы, 6 ил.

Фиг.1

30

10

19 ц

21

Фиг. 3

2625П

11

Фи&.5

1608454

го 18

п

14

15

11

29 Фиг. 4

- п

PasoepHt/mo

30

34

J9