Пробоотборник Советский патент 1979 года по МПК G01N1/04 

(54) ПРОБООТБОРНИК

Изобретение относится к автономным техническим средствам для взятия проб верхних слоев осадочных отложений со ана океанов и может быть применено при опробовании подводных месторождений, преимущественно железо-марганцевы конкреций и металлоносных илов.

По основному авт. св. Мз 566162 известен пробоотборник, предназначенный для поиска и промышленной разведки глубоководных месторождений железомарганцевых конкреций океанского дна, состоящий из поплавка с пассивным отражателем, балластньк., рамы с опорной штангой и стеорками грейферногоковша, шкив с запасованньп и соединенным с поплавком тросом, шту. цером-лидером и замковым устройством. При ВТОМ пробоотборник снабжен контейнерами для балластных грузов, а замковое , устройство вьтолнено в виде механизма синхронизации работы створок грейферного ковша и сброса балластных грузов, состоящего из скнхронизирук щих tstr, шарнирно связывающих штуцерлидер СО створками грейферного кови;а и установленных с возможностью самофиксации положения створок грейферного ковша при их полном раскрытии, а контейнеры оснащены консольными упорами и закреплены на створках грейферного ковша посредством горизонтальных осей, причем контейнеры установлены с возможностью поворота вокруг горизонтальных осей, а синхронизируюшие тяги соединены со створками грейферного ковша с возможностью их взаимодействия с консольными упорами на контейн ах. Приведение в действие створок грейферного ковша происходит за счет тяговых усилий, создаваемых поплавком и передаваемых через трос, заПассованный в шкявы. Указанный пробоотборннк позволяет отбирать гарантированные пробы весом до 4О кг.

Однако, как показывают морские испытания ВТОГО пробоотборника, на глубинах более 2ОО м скорость погружения устройртва не превьшшет 1,,Ь м/с, что при наличии подбоНйШ тсчёиий со скоростью от 0,О5 до 0,5 Км/чприврпит к его значитепыюму сносу от намеченного места йоятня ттробьУ на пне. Уве личить точность попадания пробоотбор гика в намеченное место можно посрепством увеличения скорости его погружения до 2,2-2,5 м/с, которая достигается пр использовани дополнительного сбрасыва мого балласта. Работа пробоотборника при повьппенных скоростях погружения может привести к его поломке при ударе например, о скальные или плотные пброды: возможно заклинивание створок грейферного ковша, искривление штуцералидера и т. д. Целью изобретения является Повышеfffle надежности отбора глубоководных проб донных отложений при повышенных скоростях погружения пробоотборника. Цель достигаемся тем, что контейнеры для размещения сбрасываемых балластных грузов снабжены шарнирно установленными консольными рычагами, выполненными с захватами для дополнитель ных балластных грузов, снабженными канатными стропами для подвешивания дополнительных балластных грузов, причем захваты дополнительных балластных грузов сделаны в виде вилок, а длина канат ных строп для подвешивания дополнитель- ных балластных грузов определяется из выражения: . . где bj-, -длина канатных строН,м| VpiQ. - скорость погружения пробоотборника, м/с; Pfi Яо Плотность материала балласта и воды соответстве но, г/см ; К,. - эмпирический коэффициент эффективности торможения, зависяший от плотности воды; KT 5,5-5,6 г/см На фиг. 1 показан предлагае у1ый пробоотборник со створками грейферного ковша в открытом состоянии с подвешенными дополнителы{ыми сбрасываемыми балластными грузами; на фиг. 2 - то же, узел J на фиг. 1. Пробоотборник ссстоит из рабочего органа в виде створок грейферного ковша 1, ЭаЖрёплёШьгх на раме 2 с опорной штангой 3, uiKHBoB 4 с запасоВанным и соединенным . с поплавком 5 тросом 6.

..., liv.Aii&s- t-ft-C i itSaa:

.-iA. ;-..№ Ь------ -При етом в верхней части поплавка 5 укропленб устройство 7 для поиска и обнаружения всплывшего пробоотборника, вьтолнекное, например, в виде пассивного отражателя. Ппя размещения балластньтх грузов 8 формы и профиля служат контейнеры 9, снабженные консольными упорами 10. Контейнеры 9 закреплены на створках грейферного ковша1 посредством горизонтальных осей 11. Замковое устройство пробоотборника выполнено в виде механизмов cnitxpoнисзапии работы створок грейферного ковша 1 и сброса балластных грузов 8, состоящих из синхронизирующих тяг 12, шаршгрио. связанных штуцер-пипер 13 со створками грейферного ковша 1. При ВТОМ синхронизирующие тяги 12 установлень с возможностью самофиксации положения створок грейферного ковша 1 при их Полном раскрытии, а контейнеры 9 для размещения с асываемьк балластных грузов снабжены консольными рычагами 14, закрепленными на шарнирах 15, причем на свободном конце консольных рычагов 14 размешены захваты 16, подвешиваёмьте на стропах 17, дополнительных сбрасываемых балластных грузов 18, выполненные,например, в виде вилок. Дополнительные сбрас ва емые балластные грузы 18 подвешены на захватах 16 консольньк рычагов 14 с возможностью опережающего касания ими дна океана. Пробоотборник работает следующим офазом. Перед сбросом пробоотборника с плавсредства-носителя производят полное раскрытие створок грейферного ковша I, что с помощью си аронизирующих т:яг 12 обеспечивает их самофиксацию. При этом saMKoJaoe устройство за счет воздействия синхронизирующих тях 12 обеспечивает их самофиксацию, а за счет чего в контейнеры 9 закладывается необходимое количество балластных грузов 8 и на стропах 17 подвешивается необходимое 1срЛиЧ:есТйо Дополнительных сбрасываемьк балластных грузов 18. После сброса пробоотборника с плавсредства-носителя благодаря его отрицательной плавучести, создаваемой балластнь1ми грузами 8 и 18, происходит его погружение со скоростью около 2,2;2,5 м/с до достижения дополнительным балластным грузом 18 дна океана. После ддстиженйя дополнительным сбрасываемым балластным грузом 18 дна океана происходит торможение пробоотборника. С корость его погружения снижаетс-я йЬ 1,51,в м/с, что исключает вькоп из строя и поломку пробоотборника при ударе штуцера-лидера 13 о пно океана. При этом канатные стропы 17 провисают и при опрокидывании контейнеров 9 соскал зывают с вилкообразных захватов 16 консолшых рычагов 14. Синхронизирующие тяги 12, поднимаясь, взаимодействуют с консольными упорами 1О, что Приводит к повороту контейнеров 9 во круг горизонтальных осей 11 и выбросу балластных грузов 8. Освобожденные створки грейферного ковша 1 начинают закрываются и сгребать донную осадочную породу, при этом консольные рыча ги 14 поворачиваются в шарнирах 15 и не препятствуют закрытию створок гп грейферного ковша 1. Закрытие створок грейферного ковша происходит поддейст вием архимедовой силы, создаваемой Поплавком 5, которая передается посреп ством гибких Tstr, вьтолненных в виде троса 6, запассованного в шкивы 4. .После полного закрытия створок грейфер ного ковша 1 заканчивается цикл отбо ра цробы. Получивший положительную плавучесть с помсяпью поплавка 5 пробоотборник всплывает на поверхность океанд, обнаруживается с помошью, например, радиолокатора и пассивного отражателя и поднимается на борт плавсредства-носителя. Формула изобретения 1. Пробоотборник по авт. св. № 566162, отличающийся ем, что, с целью повьииения надежности тбора глубоководных проб донных отложеий преимущественно при повышенных коростях погружения пробоотборника, онтейнеры для размещения сбрасываеых балластных грузов снабжены шар- ирно установленными консольными рыагами, выполненными с за;хватами для ополнительных балластньк грузов, снабенными канатными стропами для подешивания дополнительных балластных рузов, 2. Пробоотборник по п. I, о т л и чающийся тем, что захваты дополнительных балластных грузов выполнены в виде вилок. 3. Пробоотборник по п. 1, о т л и чаюшийся тем, что длина канатных строп для Подвешивания дополнительных баппастнык. грузов определяется как: --Ч, где l4p,p- длина канатных строп, м; VpQ скорость погружения пробоотборника, м/с; JX. ,pQ плотность матерпа;;а балласта и Воды, соответственно, г/см ; К - эмпирический коэффициент эффективности торможения, зависящий от плотности воды; XT 5,5-6,5 г/см.с .