Рабочий орган автономного пробоотборника Советский патент 1983 года по МПК G01N1/04 

Изобретение относится к рабочим opraHeiM автономных пробоотборников предназначенных для взятия точечных проб выходов скальных пород со дна глубоководных водоемов, и может быть применено при геологических, океанологических и гидрографических рабсгтах в Мировом океане.

Известны рабочие органы автономных пробоотборников для работы на больших глубинах, отбор проб которыми происходит без постоянной тросовой связи судна и пробоотборника. При контакте такого рабочего органа автономного пробоотборника со скальными породами на дне океана ( глубина 6000 м и более ) с помощью инициирующего механизма происходит разрушение (.схлопывание) прочного корпуса энергетической колбы, вследствие чего высвобождается энергия, дробящая скальную породу и увлекакицая ее во. внутрь стакана рабочего органа. Здесь проба порода должна удерживаться шторным затвором до всплытия пробоотборника на поверхность океана, вылова его и подъема на палубу судна С13.

Наиболее близким к предлагаекюму по технической сущности и достигаемому эффекту является рабочий орган автономного пробоотборника, включающий разъемный цилиндрический корпус, выполненный в виде опрокинутого стакана с карманом-сборником в нижней его части, энергетическую колбу, установленную с возможностью взаимодействия с инициирующим механизмом гидравлическую турбину 2.

10

Недостатком этого рабочего органа автономного пробоотборника является низкая надежность отбора проб донных скальных пород, а также относительно невысокое качество пробоотборника с

15 их использованием в результате потери части пробы, непопадающей в полость-карман.

: Цель изобретения - повышение надежности отбора проб донных скальных

20 пород и улучшение качества глубоководного пробоотборника.

Указанная цель достигается тем, что инициирующий механизм снабжен диском-метателем, установленным с

25 возможностью вращения вокруг оси инициирующего механизма, и маховиком, который, совмещен с диском-метателем и через муфту свободного хода кинематически соединен с гидравлической .

30 Т5Ф6ИНОЙ, а на верхней части разъем-

мого цилиндрического Kopnyxia установлен опорный кронштейн с вертикально ориентированными пластинамистабилизаторами, который соединен с инициирующим, механизмом.

Причем диск-метатель выполнен со сквозными отверстиями и радиальными ребрами и установлен с возможностью образования кольцевого зазора между его периферийной частью и внутреннеп поверхностью верхней части разъемного цилиндрического корпуса. Между инициирующим механизмом и диском-метателем имеется радиально-упорный подшипник, внутренняя обойма которого надета на инициируюшип механизм, а гидравлическая турбина снабжена несущим колесом с лопаткаг-м, размещенными на его внешней образукадей поверхности, причем маховик и несущее колесо с лопатками отделены от внутренней поверхности верхней части разъёмного корпухза защитным кольцом.

На фиг. 1 представлен рабочий орган пробоотборника в сборе, оЬщий вид; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1, разрез.

Конструкция предлагаемого рабочего органа автономного пробоотборника включает прочный цилиндрический корпус в виде опрокинутого стакана, состоящий из двух частей: верхней 1 и нижней 2, которые соединены между собой флайцевым разъемом 3. Нижняя часть 2 корпуса рабочего органа снаб жена уплотняющей манжетой 4, выполненной из эластичного материала, например резины. Внутри корпуса рабочего органа установлена энергетическая колба 5 j находящаяся в контакте с инициирующим механизмом 6 посредством амортизатора уплотнения 7. В нижней части 2 кррпуса рабочего органа имеется карман-сборник 8, образуемый внешней цилиндрической стенкой нижней части 2 корпуса и конической обечайкой 9. На корпус инициирукниего механизма б одета внутренняя обойма радиально-упорного подшипника 10, на внешнюю обойму которого напрессована ступица диска-метателя 11 Диск-метатель 11 выполнен со сквозными отверстиями 12 и радиальными ре рами 13. Со ступицей диска-ме.тателя 11 жестко соединен маховик 14, который через муфту свободного хода 15 соединен с несущим колесом 16 гидравлической турбины, лопатки 17 которой размещены на внешней цилиндрической образуняцей несущего колеса 16 Со стороны верхней части 1 корпуса рабочего органа маховик 14 и несущее колесо 16 защищены от возможного их механического заклинивания защитным кольцом 18. Верхняя часть 1 корпуса рабочего органа снабжена опорным

кронштейном 19, соединенным с корпусом инициирующего механизма 6.

Опорный кронштейн 19 снабжен вертикально ориентируеь«ми пластинамистабилизаторами 20, установленными для компенсации реактивного момента, возникающего при вращении несущего к;колеса 16, маховика 14 и диска-метателя 11. Между внутренней стенкой верхней части 1 корпуса рабочего органа и наружной частью диска-метателя 11 имеется кольцевой зазор 21. В специальные грузовые контейнеры 22 укладываются балластные грузы 23. На центральной штанге 24 закрепляют поплавок 25, над которым имеется штормовой захват 26.

Предлагаемый рабочий орган автономного пробоотборника работает еле yющим образом.

При погружении пробоотборника вни под действием балластных грузов 23 послеего спуска с судна-носителя за счет набегающего потока воды происходит вращение гидравлической турбины с несущим колесом 16 и лопатками 17. От гидравлической турбины крутящий момент передается через муфту свободного хода 15 и соответствующую ступицу на диск-метатель 11, При этом вертикально-ориентируемые пластины-стабилизаторы 20 компенсируют реактивный момент, возникающий при вращении несущего колеса 16, маховика 14 и диска-метателя, препятствуя вращению пробоотборника в целом. ПрИ достижении пробоотборником дна океана и его удара о монолитную скальную породу происходит смятие уплотнякяцей манжеты 4, в результате чего герметизируется объем внутри конической обечайки 9 и рабочего органа в целом. После срабатывания инициирующего механизма и разрушения энергетической колбы 5 локализованная скальная порода разрушается, и ее осколки с потоком воды устремляются во внутреннюю полость рабочего органа пробоотборника. Для уменьшения воздействия на диск-метатель 11, возможного при разрушении энергетической колбы 5 гидравлического удара, часть поступающей жидкости и твердого материала поступает в полость над д :ском-метателем 11 через сквозные отверстия 12. При этом диск-метатель 11 вместе с маховиком 14 продолжает вращаться за счет срабатыва- .. ния муфты свободного хода 15, разобщающей в кинематическом отношении диск-метатель 11 с маховиком 14 и несущее колесо 16 гидравлической турбины, с лопатками 17. Таким образом, внутри рабочего органа создается вихрь. Несущее колесо 16 гидравлической турбины с лопатками 17 при ударе пробоотборника о дно океал на будет тормозиться за счет сил трения, возникаквдих при перемещении лопаток 17 в неподвижной воде в замкнутом объеме. Попадающий на дискметатель 11 твердый материал по нижней поверхности его под воздействием центробежной силы перемещается к периферии внутренней полости нижней части 1 рабочего органа и попадает в карман-сборник 8. Часть твердого материала, попавшего через отверстия 12 на верхнюю поверхность диска-метателя, также поступает в карман-сборник, проходя сквозь кольцевой зазор 21. Практически одновременно со взрывом энергетической колбы 5, разрушением скальной породы и созданием вихря во внутренней полост рабочего органа происходит поворот освобожденных грузовых контейнеров 22 и сброс балластных грузов 23. Автономный пробоотборник, получивший положительную плавучесть,всплыва ет с отобранной пробой скальных пород йа поверхность океана под деист вием поплавка 25, установленного на центральной штанге 24. На поверх- : ности океана автономный пробоотборник обнаруживается и поднимается на борт плавсредства--осителя с помощью штормового захвата 26. Затем раскрывается фланцевый разъем 3, отсоединяется нижняя часть 2 рабочего органа автономного пробоотборника и из полости-кармана 8 извлекается про ба скальных пород, отобранная на дне океана. Формула изобретения i. Рабочий орган автономного пробоотборника, включающий разъемный цилиндрический корпус, выполненный в виде -опрокинутого стакана с карманом-сборником b нижней его части, энергетическую колбу, установленную с возможностью взаимодействия . иннциируюоим механизмом, и гидравличес кую турбину, отличающиПся тем, что, с целью повышения надежности Отбора проб донных скальных пород и улучшения качества глубоководного пробоотборника, ии-ициируюший механизм снабжен диском-метателем, установленным с возможностью вращения вокруг оий инициирующего механизма, и маховиком, который совмещен с диском-метателем и соединен с гидравлической турбиной, а Цилиндрический корпус снабжен установленным на его верхней части опорным кронштейном с вертикально установленными пластинами-стабилизаторами соединенным с инициирующим механизмом. 2.Рабочий орган по п. 1, о т л ичающийся тем, что диск-метатель выполнен со сквозными отверстиями и радиальными pe6paNai и установлен на расстоянии от внутренней поверхности верхней части разъемного цилиндрического корпуса, 3.Рабочий орган по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен подшипником, установлен- , ным между инициирующи - механизмом и дискЬгл-метателем, а гидравлическая турбина снабжена несущим колесом с лопатками, разманенными на его внеш- . ней образующей поверхности. 4.Рабочий орган по пп. 1 и 3, о тличающийся тем; что он снабжен защитным колесом, установленный в верхней части разъемного корпуса между MCIXOBHKOM и несущим колесом. Источники информации, принятаае во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по згшвке 2696400/25-26, кл. G 01 N 1/10, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2766603/25-26, кл. G 01 N 1/10, 1979.

2В

гв