Пробоотборник Советский патент 1981 года по МПК G01N1/04 G01N1/10 

Изобретение относится к техническим средствам для взятия колонковых проб донных осадков в глубоководных акваториях и может быть использовано при проведении океанологических, океанографических и геологичес их псисково-разведочных работ в Мировом океане. Известны конструкции пробоотборников для взятия колонковых проб донных осадков, представляющие собой грунтовую трубку с грузом, вертикально опускаемую на тросе до дна водоема, внедряющуюся в осадки, и впоследствии поднимающуюся на поверхность на тросе с отобранной колонкой. Во избежание выпадения колон ковой пробы из грунтовой трубки в процессе ее подъема, она. в нижней своей части снабжена лепестковым кл паном . Основными недостатками описанного выше типа пробоотборника являются низкая производительность опробова- ния дна глубоководных водоемов, связанная с необходимостью сматывания и наматывания многокилометрового троса лебедки. Работа подобным оборудованием с дрейфующего судна не обеспечивает необходимой точности определения фактического места отбора пробы, что снижает качество пробоот . бора в целом. Выполаживание троса приводит к частым его обрывам в момент выдергивания пробоотборника лебедкой из донных осадков. Наиболее близким к предлагаемомуизобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является авто- номге 1Й пробоотборник, включающий поплавковый узел с системой обнаружения, балластньп контейнер с центральной штангой и балластными грузами, а также грунтовую трубку с режутцим башмаком . Основной недостаток прототипа заключается в низкой надежности изв3лечения из обсадной трубы керноприе ника при его работе на вязких и пло ных осадках, особенно при попадании осадков в межтрубное пространство пробоотборника, что снижает общую надежность пробоотборника. Целью изобретения является повышение надежности отбора колонковых проб глубоководных донных ос&дков. Цель достигается за счет того, что в пробоотборнике, включающем поплавковый узел с системой обнаруженил, балластный контейнер с центральной штангой и балластными грузами, а также грунтовую трубку с р жущим башмаком грунтовая трубка сна жена наружным чехлом из эластичного материала, а балластньп контейнер снабжен обтекателем, соединенным с грунтовой трубкой, и выполнен с шар нирными крьшками. Причем, один конец наружного чехла грунтовой труб ки закреплен в нижней части режущег балмака, а второй его конец удерживается непосредственно на грунтовой трубке с помощью стопорного кольца: балластный контейнер снабжен направ ляющей трубой, смонтированной на опорной раме и частично размещенной внутри центральной штанги, а центральная штанга выполнена с продольным пазом и снабжена опорными площа ками, закрепленными с возможностью установки на них балластных грузов. При этом балластный контейнер снабжен шарнирными консольными рейками в количестве, равном количеству балластных грузов, каждая из которых своим свободным концом совмещена с соответствующей Г-образной защелкой, выполненной с пластинчатой пружиной, закрепленной с возможностью ее взаимодействия с соответству ющей опорной площадкой, а в нижней части направляющей трубы смонтирова гидростат, установленный с возможностью взаимодействия его фиксатора с соответствующими отверстиями в корпусе балластного контейнера: ре жущий башмак грунтовой трубки снабжен шарнирными гшастинами, установленными с возможностью перекрытия площади его проходного сечет{я, а на опорной раме установлены ударники, смонтированные с возможностью их взаимодействия с соответствующими Г-образными защелками. На фиг,1 представлен общий вид пробоотборника; на фиг.2 - узел 1 на фиг.1; на фиг.З - узел П на фиг.; на фиг.4 - узел 111 па фиг.2; на фиг.З - узел 1У на фиг.2. Предлагаемый пробоотборник состоит из поплавкового узла 1 с системой обнаружения 2,.балластного контейнера 3 с обтекателем 4, соединенным с грунтовой трубкой 5. По оси балластного контейнера 3 размещена центральная штанга 6, к которой крепятся опорные Площадки 7 балластных грузов 8, своей верхней частью входящих в направляющие 9. Н апластный контейнер 3 по образующей имеет крьшки 10, закрепленные на Щарнирах 11 и консольную рейку 12, закрепленную на шарнире 13. Рейка 12 совмещена свободным концом с Г-образной защелкой 14, размещенной на оси 15 в конце 16. Г-образная защелка 14 подпружинена пластинчатрй пружиной 17. Направляющая труба 18 закреплена штырем 19 с возможностью вертикального перемещения на длину продольного паза 20 в центральной штанге 6. В нижней части направляющей трубы 18 выполнен ударник 21, на опорной раме 2.2 закреплен гидростат 23, имекщий фиксатор 24, совмещенньй с отверстиями в корпусе балластного контейнера 3. В нижней части грунтовой трубки 5 с помощью винтов 25 закреплен режущий башмак 26, проходное сечение которого перекрывают пластины 27, закрепленные на осях 28. В нижней части режущего башмака 26 размещено кольцо 29, которое крепит чехол 30 из эластичного материала, надетый на грунтовую трубку 5. В верхней части полиэтиленовый чехол закреплен стопорным кольцом 31. Пробоотборник работает следующим образом. Перед спуском с борта судна приводят пробоотборник в рабочее состояние, для чего перемещают направляющую 18 со штырем 19 в нижнее положение по пазу 20 центральной йтанги 6. При этом фиксатор 24 гидростата 23 совмещается с отверстиями в корпусе балластного контейнера 3. Затем помещают балластные грузы 8 в направляющие 9 и устанавливают на опорные апощадки 7. Поскольку центр тяжести бал-, ластных грузов находится за точкой опоры, то образуется опрокидывающий момент, а балластный груз фиксирует ся в этом положении с помощью крьпик 10 и рейки 12, крепящейся защелкой 14. Защелка 14 удерживается от пово та на оси 15 пластинчатой прузкиной На грунтовую трубку 5 одевается чехол 30 из эластичного материала, фиксирующийся от смещений кольцами 29 и 31. После этого автономный пробоотбо ник сбрасывают с борта судна, и под действием веса балластных грузов он начинает погружа бёя. При достижении глубины 10-15 м внешнее гидро статическое давление .сжийает воздух находящийся в.| олости гидроетзта 23 и перемещает ксатор 24, ег из отверстий в корпусе балластного контейнера 3, . При достижении пробоотборником дна он внедряется в донные осадки и грунт, повернув пластины 27 на осях 28, в виде колонки поступает во внутреннюю полость грунтовой тру ки 5. В момент удара пробоотборника о дно поплавковый узел 1 и балластный контейнер 3 по инерции продолжают движение вниз, перемещая направляющую трубу 18 в центральной штанге 6 до тех пор, пока ударник 21 не совместится с защелкой 14, по)ворачивая ее на оси 15, освобождая рейку 12. После чего крьш1ке 10 .под действием момента, создаваемого балластным грузом 8, поворачивается на шарнире I1, и балластный груз вываливается на направляющих 9 и ос тается на дне. Пробоотборник, получив положительную плавучесть, начинает движение вверх, выдергиваягру товую трубку 5 из полиэтиленового чехла 30, который с кольцом 29 оста ется в грунте и снижает силы трения при перемещении трубки. После освобождения из донных осадков пробоотборник всплывает на поверхность, где с помощью системы обнаружения 2 обнаруживается судном и поднимает ся на борт. Экономический эффект от промьщгленного внедрения предложенного про боотборника точному расчету не подц 3i ется и заключается в повьшении наднжности отбора колонковых труб глубоководных донных осадков. Формула изобретения 1.Пробоотборник, включающий поплавковый узел с системой обнаружения, балластный контейнер cj eHTральной щтангой и балластными грузами, а также грунтовую трубк с ре- жупим башмаком, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности отбора колонковых проб глубоководных донных осадков, грунтовая трубка снабжена наружнымчехлом из эластичного материала, а балластный контейнер снабжен обтекателем, соединенным с грунтовой трубкой и выполнен с шарнирными . крышками. 2.Пробоотборник по п.I, о т л ичающийся тем, что один конец наружного чехла грунтовой трубки закреплен в нижней части режущего башмака, а второй его конец снабжен стопорным кольцом закрепленном на грунтовой трубке. 3.Пробоотборник по П.1, . о т личающийся тем, что балластный контейнер снабжен направляющей трубой, а центральная щтанга выполнена с продольным пазом и снабжена опорными площадками. 4. Пробоотборник по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что балластный контейнер снабжен шарнирными консольными рейками и Г-образной защелкой, выполненной с пластинчатой пружиной. 5. Пробоотборник по пп.1,3 и 4, отл.и чающийся тем, что нижняя часть направляющей трубы снабжена гидростатом. 6. Пробоотборник по пп.1-3, отличающийся тем, что режуищй башмак грунтовой трубки снабжен шарнирными пластинами; Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 2176477, 255-1, 1939. 2.Заявка № 2609959/26, кл. Q 01 N 1/04, q 01 N 1/10, 1978.

фyг.f

fe/