Устройство для взятия проб осадков со дна океана Советский патент 1982 года по МПК E21C45/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗЯТИЯ ПРОБ ОСАЩОВ Изобретение относится к разработке морских месторождений и может быт использовано для взятия проб осадков со дна морей и океанов при проведении поисково-разведочных работ и инженерно- геологических исследований. Известен пробоотборник, выполненный в виде грунтовой трубки, имеющей перфорированный корпус, поплавковую камеру, сбрасываемые грузы, электрозапал и пороховый заряд Г Недостатками устройства являются ток, что при внедрении грунтовой трубки в осадки нарушается их естест венная структура, кроме того, объем получаемой пробы не велик. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для взятия проб осадков со дна океана, включающее поплавок, створки в виде грейферного ковша; соединенные тягами с шарниром, фиксатор и поворотные рычаги, на концах СО ДНА ОКЕАНА которых размещены балластные грузы 2. Недостатком устройства является . то что проба отбирается, путем сгре-. бания верхних слоев осадков, в результате чего нарушается их естественная структура. 11елъюб изобретения является получе)ие пробы осадков с сохране| ием их естественной структуры. Указанная цель достигается тем, что устройство,включающее поплавок, грейфернь й ковш со створками, соединенными тягами с шарниром, фиксатор и поворотные рычаги, на концах которых размещены балластные грузы, снабжено соединенной с поплавком траверсой с центральным осевым шарниром и пружинами, а створки грейферного ковша снабжены поворотными крышками, при этом нижняя часть створок в вертикальном сечении имеет форму тоахоиды, а поворотные рычаги шар3„5

нирно соединены со створками грейферного ковша.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - схема движения створок в процессе отбора пробы и построения профиля нижней режущей кромки; на фиг. 3 - положение устройства в момент завершения внедрения створок; на фиг. - то же, в момент всплытия его на поверхность.

Устройство состоит из поплавка 1 , двух металлических балластных грузов 2 в виде цилиндров с пальцами 3 на торцах, механизма сброса балласта, выполняющего одновременно функцию извлечения устройства из осадков после внедрения, и пробозаборного механизма.

Механизм сброса балласта и извлечение устройства из осадков состоит из двух симметрично расположенных относительно вертикальной плоскости поворотных криволинейных рычагов Ц с упорными площадками 5. Верхние свобод ные концы рычагов, выполненные в виде вилок, имеют пазы 6, в которые упираются пальцы 3 балластных грузов Нижние концы рычагов соединены со створками осевыми горизонтальными шарнирами 7. Фиксация рычагов и грузов в исходном состоянии осуществляется закрепленными на траверсе 8 упорами 9, также имеющими пазы в виде вилок. Под размыкающим усилием пружин рычаги разведены в стороны i и пальцы 3 заходят в пазы 6 упоров 9

Пробозаборный механизм включает в себя две створки, симметрично расположенные относительно вертикальной плоскости и состоящие из двух плоских стенок 10 и одной наклонной криво линейной стенхи 11. Режущие кромки стенок заострены. Обе створки закреплены болтами на двух парах тяг 12, верхние концы которых через центральный горизонтальный осевой шарнир 13 соединены с трарерсой 8, которая, в свою очередь, соединена с поплавком 1.

Две цилиндрические пружины скручивания 1А, надетые на ось центрального шарнира 13, удерживают створки про бозаборного механизма в развернутом состоянии. Для обеспечения герметичности пЬобы одна из створок выполнена шире другой так, чтобы в сомкнутом состоянии вертикальные кромки плоских стенок 10 заходили одна за

другую. Верхние части створок снабжены крышками 15, поворачивающимися на осях 16,

Для удержания створок пробозабор5 ного механизма в сомкнутом состоянии служат два фиксатора, выполненные в виде штырьков 17 с отверстиями 18. Вхождение штырьков в отверстия осуществляется за счет упругости вертикальных стенок створок 10. Направляющие выступы 19 обеспечивают требуемое взаимоположение створок при их перемещении относительно друг друга. Устройство работает следующим образом.

После приведения в исходное состояние, показанное на фиг.1, устройство сбрасывается за борт судна и под действием сил тяжести оно начинает двигаться ко дну, при этом крышки 15 гидродинамическим напором воды поворачивается на осях 16 и обеспечивают минимум гидродинамического . .сопротивления.

Внедрение створок в осадки происходит под действием запаса кинетической энергии устройства в момент встречи с дном аналогично гравитационным ударным грунтовым трубкам. Однако в отличие от грунтовой трубки положение режущих кромок относительно друг друга в процессе заглубления изменяестся и для необходимого бездеформационного взаимодействия створок с

осадками створки должны иметь определенную геометрию.

Вид кривой, соответствующей траектории движения режущей кромки, створки наиболее близко соответствует отрезку трахоиды.

При начале смыкания створок расстояния между шарнирами 7 и упорами 9 увеличиваются и пальцы 3 балластных грузов 2 выходят из пазов 6 упоров и,

5 поскольку шарниры 7 расположены ближе к оси симметрии, чем центры тяжести грузов, последние начинают расходиться в стороны. Поворачиваясь, криволинейные рычаги k своими опорными площадками 5 упираются в поверхность дна и преодолевают присасывающее действие осадков на створки. В момент завершения внедрения створок и их смыкания они фиксируются в таком состоянии за счет сов|« ещения

штырьков 17 с отверстиями 18. Крышки 15 под собственным весом возвращаются в исходное закрытое состояние, и, 5 таким образом, вырезанный клиновидный монолит оказывается защищенным со всех сторон от размывания водой в процессе всплытия устройства на п верхность. По мере извлечения устройства из осадков балластные грузы поворачива ют рычаги k, опускаясь ниже ко дну, пазы в верхних концах рычагов принимают положение, при котором балластные грузы вьваливаются из них и остаются на дне. Освободившись от грузов, под действием поплавка устройство всплывает на поверхность. Предложенное устройство позволяет получать пробы данных осадков с сохранением их естественной структуры что повышает качество инженерно- , геологических исследований. Формула изобретения Устройство для взятия проб осадков со дна океана, включающее попла вок, грейферный kosm со створками, соединенными тягами с шарниром, фиксатор и поворотные рычаги, на концах которых размещены балластные грузы, отличающееся тем, что, с целью получения пробы данных осадков с сохранением их естественной структуры, оно снабжено соединенной с поплавком траверсой с центральным осевым шарниром и пружинами, а створки грейферного ковша снабжены поворотными крышками, при этом нижняя часть створок в вертикальном сечении имеет форму трахоиды, а поворотные рычаги шарнирно соединены со створками грейферного ковша. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1 . Патент США № SttlSSS, кл. 75-6, опублик. 1968. 2. Авторское свидетельство СССР № 553868, кл. Е 21 С 35/00, 1975.

(й,г,