Устройство М.К.Сукача для исследования донных грунтов Советский патент 1991 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к устройствам для определения механических свойств донных грунтов и отложений.

Цель изобретения - повышение производительности и точности исследования динамических параметров донных грунтов на ходу плавсредства.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - диафрагма с расположенными на ней тензодатчиками, на фиг. 3 - схема включения тензодатчиков.

Устройство для исследования донных грунтов включает полый цилиндрический корпус 1 с закрепленным на его нижней части пригрузом 2 и установленным в полости его верхней части компенсационным поршнем 3, герметично соединенным с разъемом 4 кабель-троса 5, наконечник б в виде полого сферического сегмента с телесным углом в пределах , упругий элемент в виде диафрагмы 7 с центральным отверстием 8 и наклеенными тензодатчиками 9. Диафрагма 7 закреплена

О

СП 4 00 00

онтуром центрального отверстия на корпуе 1, а периферийной частью - на свободом контуре наконечника, образуя с ним амкнутую полость, заполненную диэлект- рическо й жидкостью 10.

Наконечник 6 со стороны диафрагмы 7 акрыт крышкой 11 в виде полого сферичекого сегмента с центральным отверстием 12 под корпус, синтактиковыми поплавками 13, установленными на ее внутренней поверхности, и кольцевым фильтром 14. Крышка образует с наконечником полную сферу. ,

Пригруз 2 состоит из соединенных между собой стальных дисков 15 и регулировоч- ных пластин 16, Между пригрузом 2 и наконечником б предусмртрен зазор 17, равный предельной деформации диафрагмы 7. Пригруз закреплен под монтажной плитой 18, припаренной к корпусу, на которой установлен блок 19 первичных преобразователей,

На внутренней поверхности диафрагмы 7 в четырех точках на ее диаметрально противоположных сторонах попарно размещены тензодатчики 9. Активные тензодатчики Rli R2, Rs, Кб расположены ортогонально тензодатчикам Rg, Rio, Ri4, Ris и перекрестно соединены в противоположные плечи двух тензометрических мостов. Компенсационные тензодатчмки Ra, RA, R, Re. Rn, Ri3, Ri4 попарно соединены в остальные плечи тензометрических мостов. Для прокладки кабеля связи в пригрузе 2 предусмотрен паз 20, а в нижней части корпуса 1 установлен коммутационный клеммник 21, в котором выполнены дренажные отверстия 22 для пропуска диэлектрической жидкости 10, Для герметизации внутренней полости от наружной среды поршень 3 снабжен уплот- нительными кольцами 23. В верхней части корпуса 1 установлены ограничительные винты 24, стопорная гайка 25 и прикреплен кабель-трос 5 для подвески устройства к плавсредству.

Устройство работает следующим образом.

Подвешенное на кабель-тросе 5 устройство опускают с плавсредства на глубину, с которой предполагается осуществлять пе- нетрацию донного грунта. По мере опускания на заданную глубину давление в полости устройства и снаружи компенсируется путем перемещения под давлением компенсационного поршня 3.

Стравливая трос-кабель 5, осуществляют внедрение устройства в донный грунт под действием собственного веса.

Поскольку корпус 1 с пригрузом 2 представляет собой инерционную массу, жестко

прикрепленную к центру диафрагмы 7, в момент соударения наконечника 6 с грунтом происходит деформация диафрагмы, динамика которой посредством тензодатчиков 9 регистрируется измерительной аппаратурой, установленной на плавсредстве, и фиксируется многоканальным регистратором или передается на бортовую ЭВМ для дальнейшей обработки. По полученным ре0 зультатам судят о состоянии исследованного грунта.

Выполнение наконечника 6 в виде сферы с одновременной защитой диафрагмы с датчиками от внешней среды позволяет

5 проводить испытания донного грунта на ходу плавсредства, когда возможно отклонение оси наконечника от вертикали, а также испытывать грунт на склонах и других неровностях дна.

0 Частоту испытаний регулируют изменением длины кабель-троса и скоростью передвижения плавсредства.

Точность исследования параметров грунта достигается за счет .облегчения веса

5 наконечника путем повышения его плавучести. В результате увеличивается соотношение инерционной массы корпуса с пригрузом к массе наконечника, исключающее практически влияние массы наконечни0 ка на упругий элемент.

. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для исследования донных грунтов, включающее полый цилиндриче5 ский корпус, наконечник в виде полого сферического сегмента, упругий элемент в виде диафрагмы с центральным отверстием и наклеенными тензодатчиками, закрепленной своей периферийной частью на свободном

0 контуре наконечника, а контуром отверстия - на корпусе и образующей с наконечником замкнутую полость, заполненную диэлектрической жидкостью, пригруз, установленный на нижней части корпуса,

5 компенсационный поршень, установлен ный в верхней части корпуса и герметично соединенный с разъемом кабель-троса, кольцевой фильтр, отличающееся тем, что, с целью повышения производительно0 сти и точности исследования динамических параметров донных грунтов на ходу плавсредства, устройство снабжено крышкой в виде полого сферического сегмента с центральным отверстием и синтактиковыми по5 плавками, при этом наконечник выполнен с телесным углом а в пределах Л а 473 л, крышка установлена на наконечнике и образует с ним полную сферу, синтактиковые поплавки установлены на внутренней поверхности крышки, а тензодатчики расположены попарно на ортогональных сторонах диафрагмы и перекрестно соединены в противоположные плечи пс крайней мере двух тензо- метрических мостов.

Изобретение относится к устройствам для определения механических свойств донных грунтов и отложений. Целью изобретения является повышение производительности и точности исследования динамических параметров донных грунтов на ходу плавсредства. Устройство для исследования донных грунтов содержит полый цилиндрический корпус, наконечник в виде полого сферического сегмента с крышкой, упругий элемент с центральным отверстием и наклеенными тензодатчиками, закрепленный своей периферийной частью на свободном контуре наконечника, а контуром отверстия на корпусе, и образует с наконечником замкнутую полость, заполненную диэлектрической жидкостью. На нижней части корпуса закреплен пригруз, а в верхней части установлен компенсационный поршень, герметично соединенный с разъемом кабель-троса. Наконечник выполнен с телесным углом в пределах л Ј 4/3 л:.Крышка в виде полого сферического сегмента с централь- ным отверстием установлена на наконечнике и образует с ним полую сферу. Во внутренней поверхности крышки установлены синтактиковые поплавки, а в центральном отверстии - кольцебой фильтр. Тензодатчики расположены попарно на ортогональных стаканах диафрагмы и перекрестно соединены в противоположные плечи, по крайней мере, двух тензометриче- ских мостов. 3 ил

8

10

20

22 27

25

73

77

Фиг. 7

Фиг.2

S /7МЛПЫМ

R1sS w/ft

X.

Фиг.З