Автономный пробоотборник Советский патент 1993 года по МПК G01N1/10 

Изобретение относится к области мор- :их геологоразведочных работ, в частности к устройствам для отбора проб грунта с морского дна.

Известно устройство, содержащее установленный на центральной штанге элемент плавучести с фланцем, рабочий орган, балластный груз, шкивы с запасованным тросом, соединяющим рабочий орган с элементом плавучести.

Недостатком такого устройства является то, что при отборе проб нарушается структура залегания конкреций на морском дне, что обуславливает недостаточную представительность пробы, недостаточно разнесены по высоте балластная емкость и элемент плавучести, что влечет неустойчивое движение пробоотборника в толще воды.

Наибблее близким к предлагаемому пробоотборнику по количеству общих признаков и технической сущности является пробоотборник, включающий установленный на центральной штанге элемент плавучести с фланцем, рабочий орган в виде грейферного ковша, шкивы с запасованным тросом, соединяющим рабочий орган с поплавком.

Недостатком пробоотборника является то, что при отборе проб происходит значительное заглубление грейферного ковша, что обусловливает недостаточную представительность и забор излишних вмещающих отложений. Это приводит к увеличению габаритных характеристик/увеличенные разvjЧЭ СО Сд О СП

меры поплавка, излишний вес рабочего органа и т.д./ и, как следствие, повышение затраты на отбор единичной пробы и ее стоимость.

Кроме того, пробоотборник не позволяет собрать пробу с достаточно большой поверхности морского дна и сохранить естественную структуру залегания конкреций, что также снижает представительность отбираемой пробы.

Целью изобретения является повышение представительности отбираемой пробы, исключение отбора вмещающих пород и сохранение структуры залегания конкре ций.

Поставленная цель достигается тем, что в автономном пробоотборнике, включающем установленный на центральной штанге элемент плавучести с фланцем, рабочий орган с грунтозаборным устройством и режущей кромкой, балластный груз и механизм его сброса и шкивы с гибкой тягой, рабочий орган выполнен в виде пеналов прямоугольного сечения в плане со скругленной нижней частью раструбообразной формы, грунтозаборное устройство выполнено в виде шарнирно-сочлененной рамы, боковые стенки которой представляют собой звенья, снабженные ограничителями одностороннего действия, с поперечными гребенками, режущая кромка грунтозаборного органа выполнена в виде поперечной планки, жестко установленной на внешней стороне переднего торца рамы и связанной гибкими тягами, пропущенными через отверстия фланца рабочего органа с фланцем элемента плавучести, причем между фланцами элемента плавучести и рабочего органа имеется зазор с вставками из растворимого материала, а между внешними скругленными участками пеналов, ниже их уровня, размещен балластный груз с гибкой тягой, свободным концом с петлей взаимодействующей с рычажным механизмом устройства сброса, причем фланец элемента плавучести снабжен подпружиненным захватным устройством с возможностью взаимодействия со скобами на верхнем торце грунтозаборного органа.

Кроме того тем, что пеналы выполнены из синтетического материала и перфорированы; гребенки выполнены вильчатой конструкции; гребенки выполнены сетчатыми; в каждой паре звеньев боковых стенок между приливом и упором выполнен зазор; наружная крышка пеналов выполнена с возможностью открытия; боковые стенки пеналов снабжены стабилизаторами устойчивого движения; нижний торец стенки пенала снабжен роликовой направляющей;

верхние углы раструба пенала снабжены двумя шкивами, взаимодействующими с гибкими тягами; балластный груз соединен с механизмом сброса гибкой тягой; он снабжен эластичной емкостью, в которой помещен балластный груз.

На фиг. 1 изображен пробоотборник в транспортном положении (при погружении); на фиг. 2 - устройство рабочего органа с

балластным грузом и механизмом его сброса и со Схемой крепления рабочего органа к элементу плавучести; на фиг. 3 - грунтозаборное устройство; на фиг. 4 - поперечные гребенки грунтозаборного устройства; на

5 фиг. 5 - поперечные гребенки сетчатого типа; на фиг. 6 - пенал рабочего органа; на фиг. 7 - грунтозаборное устройство в изо- метрии; на фиг. 8 - стабилизатор; на фиг. 9 -узел А на фиг. 7; на фиг. 10- грунтозабор0 мое устройство, вид сбоку; на фиг. 11 - зуб (фиг. 4); на фиг. 12 - фиг. 5.

Автономный пробоотборник состоит из элемента плавучести 1 с системой обнаружения 2; фланца 3 элемента плавучести;

5 центральной штанги 4, закрепленной во фланце 3, балластного груза 5, который может быть помещен в эластичную емкость 6; гибкой тяги 7. соединенной одним концом с балластным грузом 5 или, как показано на

0 фиг. 1, со свободной кромкой эластичной емкости б, а другим - с механизмом 8 сброса балластного груза 5; подпружиненного захватного устройства 9, растворимых вставок 10 и рабочего органа, включающего фла5 нец рабочего органа 11, пенала 12 с направляющими шкивами 13, грунтозаборное устройство 14, гибкую тягу 15, служащую приводом для перемещения грунтозаборного устройства 14, причем гиб0 кзя тяга 15 одним концом присоединена к грунтозаборному органу 14, а другим - к фланцу элемента плавучести 3, Гибкая тяга 15 проведена через направляющие шкивы 13 и отверстия 16 во фланце рабочего орга5 на. Нижний торец пенала 12 снабжен роли- козой направляющей 17.

Подпружиненное захватное устройство 9, включающее рычаг-фиксатор 18, пружину 19 и шарнир 20, в транспортном положении

0 взаимодействует со скобами 21, установленными на верхнем торце грунтозаборного устройства 14.

Механизм сброса балластного груза 8 включает крючок 22, на который с помощью

5 петли 23 надевается гибкая тяга 7 и рычаг

24. В корпусе пенала 12 имеются отверстия

25. которые позволяют перемещаться рычагу 24 вокруг оси 26.

В случае использования эластичной емкости 6, в которой размещается балластный

груз 5, одна кромка 27 эластичной емкости Ј закрепляется на стенке пеналг 12, а другая кромка 28 соединена с гибкой тягой 7.

Грунтозаборное устройство 14 выпол- f ено в виде шарнирно-сочлененной рамы, состоящей из отдельных секций, включаю- иих боковые звенья 29 и гребенку /сгреба- пщий элемент/ 30, соединенные между с обой элементами крепления 31. В нижней lac™ грунтозаборного устройства 14 име- (тся режущая кромка 32, приводящая в дей- ствия рычаг 24 механизма сброса (алластного груза 8.

Боковые звенья 29 снабжены ограничителем одностороннего действия, состоящего из прилива 33 и упора 34.

Гребенка 30 имеет зубья 35 с режущей кромкой 36, кроме того, возможно использование гребенки 30 сетчатого типа 37. Боковые стенки пенала 12 рабочего органа 38 tMeiOT стабилизаторы 39, обеспечивающие устойчивое движение пробоотборника в толще воды/

Автономный пробоотборник работает следующим образом.

После спуска с борта судна автономный робоотборник свободно погружается в толще ЕЭДЫ под действием балластного груза 5 до контакта с поверхностью морского дна. Устойчивому движению пробоотборника в толще воды способствуют стабилизаторы 38. При погружении рабочий орган Пробоотборника крепится к фланцу элемента плавучести 3 с помощью рычага-фиксато- 18 захватного подпружиненного у:тройства 9, который входит в зацепление сэ скобой 21, установленной на верхнем тэрце грунтозаборного устройства 14. В за- зэре между фланцами элемента плавучести 3 и фланцем рабочего органа 11 имеются растворимые вставки 10, препятствующие преждевременному отделению рабочего органа в момент кгнтакта пробоотборника волновой поверхностью моря.

В момент контакта эластичной емкости в которой размещен балластный груз 5с поверхностью дна происходит отделение рабочего органа от элемента плавучести 1 за счет срабатывания захватного подпру (Формула изобретения

; 1. Автономный пробоотборник, включающий установленный на центральной штан- г4 элемент плавучести с фланцем, рабочий орган с грунтозаборным устройством и режущей кромкой, балластный груз, механизм его сброса и шкивы с гибкой тягой, соединя- Ищей грунтозаборное устройство с элемен- плавучести, отличающийся тем, что, с целью повышения представительножиненного устройства 9. При этом за счет действия пружины 19 рычаг-Фиксатор 18 выходит из зацепления со скобой 21, освобождая грунтозаборное устройство 14, которое

переходит в рабочее положение, падая под собственным весом на дно. Причём, ограничители одностороннего действия, состоящие из прилива 33 и упора 34, препятствуют сложению шарнирно-сочлененных звеньев

0 29 грунтозаборного устройства 14 в обратном направлении.

Освобожденный от рабочего органа элемент плавучести 1 начинает всплывать, приводя в действие гибкие тяги 15, огибаю5 щие направляющие шкивы 13. С помощью гибких тяг 15, прикрепленных к нижней секции грунтозаборного устройства 14, грунтозаборное устройство 14 по роликовым направляющим 17с пробой донных отложе0 ний заходит в пенал 12. При этом зазор между приливом 33 и упором 34 ограничителя одностороннего действия дает возможность грунтозаборному, устройству 14 беспрепятственно обогнуть нижнюю скруг5 ленную часть пенала 12. При дальнейшем всплытии элемента плавучести 1 грунтозаборное устройство 14 полностью входит в пенал 12, при этом режущая кромка 32 приводит в действие рычаг 24 механизма сбро0 са балластного груза 8, который поворачиваясь вокруг оси 26, дает возможность петле 22 соскочить с крючка 23, что дает возможность освободить кромку 28 эластичной емкости 6. И при дальнейшем

5 всплытии элемента плавучести 1 балластный груз 5 сбрасывается на дно и пробоотборник под действием положительной плавучести элемента 1 всплывает на поверхность, где он обнаруживается с помощью

0 системы обнаружения 2 и поднимается на борт судна.

Предлагаемая конструкция автономного пробоотборника позволяет повысить эффективность отбора проб путем увеличения

5 представительности пробы и достоверности получаемой от нее4 информации за счет значительной площади опробования и сохранения естественной структуры залегания конкреций.

сти опробования отбираемой пробы, исключения отбора вмещающих пород и сохранения структуры залегания конкреций, рабочий орган выполнен в виде пеналов- прямоугольного в плане сечения со скругленной нижней частью раструбообразной формы, грунтозаборное устройство выполнено в виде шариирно сочлененной рамы, боковые стенки которой представляют собой звенья, снабженные ограничителями

одностороннего действия с поперечными гребенками, режущая кромка грунтозабор- ногр органа выполнена в виде поперечной пленки, жестко установленной на внешней стороне переднего торца рамы и связанной гибкими тягами, пропущенными через отверстия фланца рабочего органа с фланцем элемента плавучести, причем между фланцами элемента плавучести и рабочего органа имеется зазор с вставками из растворимого материала, а между внешними скругленными участками пеналов ниже их уровня размещен балластный груз с гибкой тягой, свободным концом с петлей, вз§- имо действующий с рычажным механизмом устройства сброса, причем фланец элемента плавучести снабжен подпружиненным захватным устройством, установленном с возможностью взаимодействия со скобами на верхнем торце грунтозаборного органа.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что пеналы выполнены из синтетического материала и перфбрированы.

3. Устройство по п. 1, о т и и чаю щ е е- с я тем, что гребенки выполнены вильчатой конструкций.

4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что гребенки выполнены сетчатыми.

5. Устройство по п. 1, от л и ч а ю щ е е- с я тем, что в каждой паре звеньев боковых стенок между приливом и упором выполнен зазор. ..,: .: . , /. . .. .

6. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что наружная крышка пеналов установлена с возможностью открытия.

7. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что боковые стенки пеналов снабжены стабилизаторами устойчивого движения .- -. - --. / . . ; . ;

8. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что нижний торец наружной стенки пенала снабжён роликовой направляющей.

9. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что верхние углы раструба снабжены двумя шкивами, взаимодействующими с гибкими тягами.

10. Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что балластный груз соединен с механизмом сброса гибкой тяги.

11. Устройстве по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что оно снабжено эластичной емкостью, в которую помещен балластный груз.

ФигЗ

30

ФигА

30

Фиг 5

Фиг.Ю

Фиг. 11.

фиг.12