Устройство для отбора пробМЕРзлыХ пОРОд Советский патент 1981 года по МПК G01N1/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ МЕРЗЛЫХ

ПОРОД

Изобретение относится к получению и подготовке образцов для исследования в твердом состоянии, в частности к опробованию подземных выработок, открытых траншей в зимний период и разработке вечномерзлых россыпных месторождений полезных HcKonaeNttJX. Известно устройство для отбора об разцов немерзлого грунта, включающее штангу, грунтоприемник с режущими элементами и шток споршнем Щ Однако известное устройство непри годно для .отбора проб мерзлых пород в силу их высокой механической прочности . Известно устройство для отбора проб мерзлых пород, включающее пробо приемник с режущими элементами, снаб женный электромагнитным генератором и излучателем I21. Недостатком известного устройства является невысокая производительность труда и малая представительность отобранной пробы. Цель изобретения - повышение производительности труда и представительности пробы. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено коробчатым вол новодом и фазовращателем,излучатель в полнен в виде раструба, соединенного большим основанием с пробоприемником, а пробоприемник снабжен направляющими с гибкими тягами, штоком и подпружиненным поршнем, выполненным из радиопрозрачного материала и кинематически связанным с фазовращателем. Кроме того, режущие элементы выполняют в виде пластин, шарнирно соединенных с пробоприемником. На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид. Устройство включает пробоприемник 1, режущие элементы в виде пластин 2, электромагнитный генератор (не показан), излучатель 3, жестко соединенный с пробоприемником коробчатый волновод 4, фазовращатель 5. На внутренних поверхностях пробоприемника и излучателя выполнены пазы 6, а на внешних прикреплены направляющие 7 с возможностью перемещения в пазах и направлякмдих гибких тяг 8, жестко соединенных одними концами с режущими элементами пробоприемника, а другими концами тяги установленные на внешних и внутренних поверхностях .пробоприемника и излучателя, попарно жестко связаны между собой посредством рам 9 и каждая пара тяг соединена с приводом посредством рычагов 10 и 11. Е полости пробоприемника установлены шток 12 и поршень 13 с пружиной 14, возвращающей поршень в исходное положение. Пластины режущего элемента соединены с пробоприемником шарнирами 15. Электромагнитный генератор соединен с коробчатым волноводом 4 посредством фланца 16.

Поршень 13 представляет собой массивную пластину (выполненную из радиопрозрачного материала), плотно прилегакщую к стенкам пробоприемника 1, величина относительной диэлектрической проницаемости материала, из которого выполнен поршень, выбрана таковой, что при толщине пластины, равной четверти длины электромагнитной волны, в этом материале должно обеспечиваться полное согласование излучателя с породой. Это имеет мест в том случае, если путь распространения электромагнитной волны в проце се воздействия ее на мерзлую породу не изменяется. Поскольку по мере заполнения пробоприемника породой этот путь сокращается, то, соответственно постепенно происходит рассогласование излучателя с породой. Для предотвращения этого устройство снабжен фазовращателем 5 , представляющим собой апастину, выполненную из высокочасто ного диэлектрика, кинематически связанную с поршнем штоком 12, компенсирующим рассогласование излучателя путем вьщвижения пластины к центру полости коробчатого волновода. Приче величина выдвижения пластины, выполненной из материгша с высокой диэлектрической проницаемостью, но с малым углом диэлектрических потерь, пропорциональна степени заполнения пробоприемника. породой. При этом за счет того,что поршень 13 кинематически связан с фазовращателем 5,последний при любом положении поршня создает одинаковое фазовое положение электромагнитной волны, распространяющейся от генератора до поверхности породы.

Устройство работает слёдугацим образом.

В исходном положении устройство ежущими элементами 2 пробоприемника 1 придвигают к поверхности массива мерзлой породы и включают электромагнитный генератор. Излучатель 3 создает направленный поток электромагнитной энергии, соответствующий сечению пробоприемника. По мере оттайки породы под действием электромагнитной энергии устройство подают

на забой. Внедряясь своими режущими элементами в талую породу, пробоприемник постепенно заполняется ею. После того, как пробоприемник заполняется примерно на две трети, рычаг 10 внешней пары тяг подают в сторону абоя, а рычаг 11 внутренней пары гяг - в противоположную сторону. При этом за счет подачи устройства на забой режущие элементы пробоприемника начинают прогибаться вовнутрь и при полном заполнении пробоприемника образуют замкнутую поверхность. Тем самым они отделяют талую породу, находящуюся в пробоприемнике от мерзлой породы массива. Электромагнитный генератор отключают.

После этого устройство отодвигают от забоя, рычаги 10 и 11 переводят в нейтральное положение. При этом режущие элементы пробоприемника выпрямляются, тем самым высвобождая пробу, выталкиваемую затем поршнем и пробоприемника под действием пружин 14.

Предлагаемое устройство позволяет высокопроизводительно отбирать пробы из мерзлой породы практически идеально правильной формы, что обеспечивает высокую достоверность опробования.

Формула изобретения

и излучателем, отличающеес я тем, что, с целью повышения производительности труда и представительности пробы, оно снабжено корочатым волноводом и фазовращателем, излучатель выполнен в виде раструба, соединенного большим основанием с пробоприемником, а пробоприемник снабжен направляющими с гибкими тягами, штоком и подпружиненным поршнем, выполненным из радиоцрозрачного материала и кинематически связанным с фазовращателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 446655, кл. Е 21 С 37/18, 13.02.73