Автономный пробоотборник Советский патент 1981 года по МПК G01N1/10 G01N1/04 

1

Изобретение относится к устройствам для взятия колонковых проб верхних слоев осадочных отложений дна водоемов и может быть успешно применено при геологических океанологических и гидрографических работах в Мировом океане.

Известен пробоотборник, предназначенный для опробования верхних слоев осадочных отложений дна водоемов, включающий колонковую трубу с режущим бащмаком и лепестковым клапаном, которая, опускаясь с борта ..плавсредства на тросе лебедки, под действием собственного веса внедряется в осадки. Отобранная проба донных отложений затем поднимается в колонковой трубе на борт судна. Подъем пробоотборника, как и его спуск, осуществляется на тросе лебедки. При этом колонковая проба удерживается в трубе в процессе подъема пробоотборника и башмака колонковой трубы 1.

Наиболее близким к предлагаемому пробоотборнику является пробоотборник, включающий поплавок с опорным фланцем, центральной щтангой, рабочий орган, выполненный в виде колонковой трубы с клапанами, посыльный груз, барабан с тросом, соединяющим колонковую трубу с поплавком, контейнеры для балластного груза и механизм сброса балластного груза 2.

Недостатком этого лробоотборника является низкая эффективность отбора глубоководных проб при возможном отклонении траектории погружения пробоотборника от вертикали,, что приводит к перекосу колонковой трубы. В таком случае, как правило, не срабатывает механизм сброса балластного груза, пробоотборник не отделяется от обсадной трубы и остается на дне.

Целью изобретения является повышение эффективности отбора глубоководных колонковых проб донных осадков путем надежного сброса балластного груза.

Цель достигается тем, что механизм сброса балластного груза снабжен стопорными штырями, закрепленными на опорном фланце поплавка и установленными с возможностью их взаимодействия с контейнерами для балластного груза, и Г-образным коромыслом со стопорным пальцем, причем Г-образное. коромысло соединено посредством троса с посыльным грузом, а стопорный палец подпружинен.

Посыльный груз может быть снабжен соединенным с ним посредством троса наиравляющим кольцом, установленным в нижней части каркаса барабана, контейнеры для балластного груза шарнирно закреплены в верхней части колонковой трубы, а верхняя часть каркаса барабана снабжена центрирующими штырями.

На фиг. 1 показан общий вид пробоотборника; на фиг. 2 - то же, но повернут на 90°; на фиг. 3 - узел I фиг. 1; на фиг. 4 - узел II фиг. 2.

Пробоотборник включает поплавок 1, установленный на центральной щтанге 2, в нижней части которой выполнен опорный фланец 3, а в верхней - щтормовой захват 4. Поплавок 1 Соединен с рабочим органом, выполненным в виде колонковой трубы 5 с соответствующими клапанами для удерживания отбираемой пробы (на фигурах не показаны) посредством троса 6, уложенного на барабан 7, который, в свою очередь, помещен в пространственный каркас 8 с горизонтальным расположением оси 9 барабана. Труба 5 имеет коническую форму, расширяющуюся кверху. Во фланце 3 и поплавке 1 выполнены отверстия 10, необходимые для размещения в них .центрирующих штырей 11 каркаса 8 барабана 7, препятствующих возможным перекосом трубы 5. По периферии фланца 3 на диаметрально противоположных сторонах закреплены стопорные штыри 12, установленные с возможностью их взаимодействия с контейнерами 13 для балластного груза. Контейнеры 13 закреплены на шарнирах 14 в состоянии неустойчивого равновесия в верхней части трубы 5.

В одной из торцовых стенок 15 барабана 7 выполнено сквозное отверстие 16, предназначенное для ввода в него стопорного пальца 17, который служит для удерживания этого барабана от вращения на оси 9.

Между фланцем 3 и каркасом 8 предусмотрена компенсационная цель а. Палец 17 снабжен пружиной 18 с ограничительной щайбой 19 и связан посредством Т-образного коромысла 20 и троса 21 с опережающим грузом (гайдроном) 22. Коромысло 20 щарнирно закреплено на кронщтейне 23, установленном на каркасе 8. Трос 21 пропущен через направляющее кольцо 24, закрепленное на каркасе 8. Один конец троса 6 закреплен на барабане 7, а другой - при помощи скобы 25 в центральной части .фланца 3. Этот трос уложен на барабане 7 и закреплен на нем через заданное количество витков кольцами 26 с калиброванным усилием на разрыв. В качестве балластного груза 27 может быть использован любой сыпучий материал заданной плотности и объема.

Пробоотборник работает следующим образом.

Перед спуском с судна его снаряжают.

В контейнеры 13 з. груз 27 и фиксируют их во взведенном положении с

ПОМОЩЬЮ штырей 12. Штыри 11 вводятся в отверстия 10. Барабан 7 фиксируется от раскручивания пальцем 17, который удерживается в отверстии 16 стенки 15 барабана 1 благодаря усилию, создаваемому весом гайдрона 22, передаваемому через трос 21 на коромысло 20. После спуска пробоотборника с борта судна он свободно погружается в толщу воды до дна. Первым касается дна гайдрон 22, в результате чего ослабляется натяжение троса 21 и срабатывает механизм сброса груза 27. Одновременно происходит внедрение трубы 5 в донные осадки. При этом удар смягчается компенсационной щелью а. В трубе 5 формируется керн.

Гайдрон 22 находится в непосредственной близости от этой трубы, так как трос 21, проходя через кольцо 24, приближен к трубе 5. Это обеспечивает нормальное срабатывание пробоотборника при его попадании на участок дна океана с больщим углом уклона. Палец 17 под действием пружины 18, опирающейся на щайбу 19, выходит из отверстия 16 в стенке 15 барабана 7. После этого последний начинает вращаться под действием сматываемого с него троса 6, увлекаемого всплывающим поплавком 1.

Благодаря наличию колец 26 с калиброванным усилием на разрыв поплавок 1 через трос 6 передает на трубу 5 импульсные выдергивающие нагрузки, которые обеспечивают извлечение этой трубы с отобранной пробой из донных отложений. Всплывая, поплавок 1 выводит штыри 12 из взаимодействия с контейнерами 13. В результате последние поворачиваются в щарнирах 14, опрокидываются и освобождаются от груза 27. Пробоотборник, приобретя положительную плавучесть, всплывает с отобранной пробой на поверхность океана, где обнаруживается и с помощью захвата 4 поднимается на борт судна.

Формула изобретения

1. Автономньш пробоотборник, включающий поплавок с опорным фланцем, центральной щтангой, рабочий орган, выполненный в виде колонковой трубы с клапанами, посыльный груз, барабан с тросом, соединяющим колонковую трубу с поплавком, контейнеры для балластного груза и механизм сброса балластного груза, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отбора глубоководных колонковых проб донных осадков путем надежного сброса балластного груза, механизм сброса балластного груза снабжен стопорными штырями, закрепленными на опорном фланце поплавка и установленными с возможностью их взаимодействия с контейнерами для балластного груза, и Г-образным коромыслом со стопорным пальцем.

2.Пробоотборник по п. 1, отличающийся тем, что Г-образное коромысло соединено тросом с посыльным грузом, а стопорный палец подпружинен.

3.Пробоотборник по пп 1 и 2, отличающийся тем, что посыльный груз снабжен соединенным с ним посредством троса направляющим кольцом, установленным в нижней части каркаса барабана, контейнеры для балластного груза шарнирно закреплены в верхней части колонковой трубы, а верхняя часть каркаса барабана снабжена центрующими щтырями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 2176477, кл. 255-1, 1939.

2.Авторское свидетельство .СССР по заявке № 2631815/26, кл. G 01 N 1/10, 1978.

i22

Фиг. г

t Г

2 Фиг.