Пробоотборник Советский патент 1983 года по МПК G01N1/10 G01N1/04 

Изобретение относится к автономным устройствам для взятия точечных проб скальных выходов со дна глубоководных водоемов и может быть применено при геологических, океанологических и гидрографических работах в Мировом океане.

Известно устройство для отбора проб скальных выходов на дне океанов, включаквдее драги, которые на тросе опускают с судна на дно Cl1Недостатками устройства являет- ся его низкая производительность и .низкая надежность в работе.

Известен пробоотборник для проб со дна океана, включакж ий поплавковый узе.:, контейнеры с балластными грузами и рабочий орган, выполненный в виде грейферного ковша С2 3.

Недостатком пробоотборника является невозможность отбора точечных проб глубоководных скальных пород, так как рабочий орган, выполненный в виде грейферногб ковша, предназначен для взятия проб только мягких или рыхлых осадочных отложений.

Цель изобретения - обеспечение возможности отбора точечных проб глубоководных скальных пород.

Указанная цель достигается тем, что рабочий орган к;1полнен в виде опрокинутого вверх дном стакана с центральным отверстием в дне и с кольцевым каналом, разме111енным на внутренней поверхности стакана в его -нижней части, и снабжен размещенным внутри стакана баллоном, инициирую-, щим механизмом, расположеннымнгш

10 стаканом, и шторным затвором.

Пробоотборник снабжен опорной рамой с расположенной в ее верхней части направляющей втулкой и подвижной муфтой, установленной на нгшрав15ляющей втулке, нижний конец центральной штанги расположен в опорной раме, рабочий орган крепится к нижней части опорной рамл, а контейнё ры - к средней ее части.

20

Подвижная муфта выполнена с дяаметрально расположенны в{ отверстия- ми, размещенными на ее боковой поверхности, снабжена гидростатическими предохранителями, расположен25ными в отверстиях муфты и выполненными в виде резиновых герметичных емкостей.

Центральная штанга в средней части снабжена штыревыми захватами,

30 а опорная снабжена обоймой, раот ,

положенной на ее внутренней поверхности в средней части, причем в обойме с диаметрально противоположных сторон размещены серьги, закрепленные на штыревых захватах.

Балластные грузы снабжены гибкими фиксирующими тягами, закрепленными на серьгах.

Инициирующий механизм снабжен расположенными одна в другой обоймами, одну из которых размещена внутри нижней части опорной рамы и выполнена с внутренней кольцевой проточкой, другая закреплена на нижней части центральной штанги, установлена с возможностью перемещения относительно первой обойм1:Л и выполнена с диаметрально расположенными отверстиями -бойком, выполненным с кольцевой проточкой и размещенным во внутренней обойме, фиксирующими шариками, размещенными в отверстиях внутренней обоймы, стопорной шайбой, установленной под обоймами.

Инициирующий механизм снабжен пружиной, расположенной в средней части бойка.

Шторный затвор снабжен резиновыми тягами сЪ шпильками и полотнищами ткани, закрепленными с одной стороны на резиновых тягах, а с другой в кольцевом канале стакана рабочего органа.

На фиг. 1 изображен пробоотборник в снаряженном состоянии перед погружением, общий вид/ на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - узел П на фиг. 1; на фиг. 4 - шторный затвор в открытом состоянии; .на фиг. 5 - то же, в закрытом состоянии; на фиг. 6 - общая схема организации работ с пробоотборником (А спуск с судна; Б - отбор пробы, В всплытие; Г - обнаружение всплывшего пробоотборника).

Пробоотборник включает поплавок

1с центральной штангой 2, контейнеры 3 с балластными грузами 4, рабочий орган, выполненный в виде опрокинутого вверх дном-стакана 5 с центральным отверстием в дне и с кольцевым каналом, размещенным на внутренней поверхности стакана в его нижней части. Рабйчий орган снабжен баллоном б, размещенным внутри стакана 5, инициирующим механизмом 7, п расположенным над стаканом 5 и шторным затвором 8. Пробоотборник включает также опорную раму 9 с расположенной в ее верхней части направляющей втулкой 10 и подвижную муфту 11, установленную на направляющей втулке 10. На опорной раме 9 на кницах 12 размещены оси 13 контейнеров 3. Нижний конец центральной штанги

2расположен в опорной 9, стаскан 5 рабочего органа прикреплен к ее нижней части.

Подвижная муфта 11 выполнена с диаметрально располозкенными отверстями, размещенными на ее боковой поверхности, снабжена гидростатически предохранителями 14, расположенными в отверстиях муфты и выполненными.в виде резиновых герметичных емкостей заполненных воздухом под давлением равным 1-3 ати.

Центральная штанга 2 в средней части снабжена штыревыми захватами 15, а опорная рама 9 снабжена обоймой 16, расположенной на ее внутренней поверхности в средней части, причем в обойме 16 с диаметрально противоположных сторон размещены серьги 17, закрепленные на штыревых захватах 15.

Балластные .грузы 4 снабжены гибкими фиксирующими тягами 10, закрепленными На серьгах 17.

Инициирующий механизм 7 снабжен расположенными одна в другой обоймами 19 и 20, обойма 19 размещена внутри нижней части опорной рамы 9 и выполнена с внутренней кольцевой проточкой 21, обойма 20 закреплена на нижний части центральной штанги 2, установлена с возможностью перемещения относительно обоймыД9 и выполнена с диаметрально расположенными отверстиями 22. Внутри обоймы 20 размещен боек 23, выполненный с кольцевой проточкой 24. В отверстиях 22 обоймы 20 размещены фиксирующие шарики 25, а под обоймами 19 -и 20 установлена стопорная шайба 26.- В средней части бойка 23 установлена пружина 27,

Шторный затвор снабжен резиновыми тягами 28 со шпильками 29 и полотнищами ткани 30, закрепленными с одной стороны на резиновых тягах 28, а с другой - в кольцевом канале стакана 5 рабочего органа с помощью болтов 31.

Пробоотборник работает следующим образом.

Перед спуском с борта судна его приводят в снаряженное состояние, дл чего размещают в контейнерах 3 балластные грузы 4, закрепляют их по периметру фиксирующими тягами 18 и вставляют серьги 17 в обойму 16. Затем приводят в рабочее состояние инициирующий механизм 7. Для этого нажи.мают На боек 23, перемещая его в верхнее положение в обойме 20 до входа в кольцевую проточку 24 фиксирую щих шариков 25, а дальнейшим перемещением вверх в обойме 19 производят фиксацию бойка 23 в рабочем положаНИИ. При этом центральная штанга 2 перемещается вверх, захваты 15, перемещаясь в обойме 19, фиксируют серьги 17, а отверстия.в подвижной муфте 11 и направляющей втулке 10 совмещаются. В совмещенные отверстия вставляют гидростатические предохра . нители 14. После этого в стакан 5 помещают баллон б и вводят шторный затвор 8, при этом резиновые тяги 28.фиксируются от сжатия поверхност баллона б, Подготовленный к работе пробоотборник сбрасывают с борта судна.Под действием силы тяжести, обеспечивающейся балластными грузами 4, он погружается в глубину. При достйжеНИИ глубины, на которой гидростатическое давление окружающей воды пре высит давление в гидростатических предохранителях 14, они потеряют част объема и выпадут из отверстий. Посл этого рабочий орган пробоотборника снят с предохранителя и подготовлен к срабатыванию. При достижении дна океана нижняя часть пробоотборника резко оста навливается, в то время, как поплавок 1 продолжает по инерции двигать ся вниз. При этом центральная штанга 2 перемещается вниз, вместе с не движутся штыревые захваты 15, освобождая серьги 17 с фиксирующими тягами 18. Перемещается также обойма 20 с бойком 23 относительно обоймы 19 до совпадения фикс;рующих шариков 25 с внутренней.кольцевой проточкой 21 обоКмы 19. В результате боек 23 перемещается во внутрь, стакана 5 через центральное отверстие в его дне и ударяет по баллону б, разрушая его. -Поскольку давление в баллоне бв несколько раз меньше давления окружающей среды (в зависимости от глубины водоема), то про исходит взрыв, дробящий прилегающие скальные породы и перемещающий их в стакан 5. Резиновые тяги 28, опиравшиеся на баллон б, сжимаются, .увлекая за собой полотнища ткани 30- и закрывая шторный затвор 8. В то же время балластные грузы 4, осв божденные от фиксирующих тяг 18, по ворачивают контейнеры 3 на осях 13 и выпадают из них. Пробоотборник всплы вает с отобранной пробой на поверхность океана где его поднимают на борт судна. Формула изобретения 1. Пробоотборник, включающий поплавок с центральной штангой, контейнеры с балластньаш грузами и рабочий орган, отличающийся тем-, что, с целью обеспечения возможности отбора точечных проб глубоководных скальных пород, рабочий орган выполнен в виде опрокинутого вверх дном стакана с центральным отверстием в дне и с кольцевым каналом размещенным на внутренней -поверхност стакана в его нижней части, и снабже размещенным внутри стаканг баллоном, инициирующим механизмом, расположен- ным над стаканом, и шторным затвором. 2.Пробоотборник по п. 1, о т лич ающий ся тем, что он . снабжен опорной рамой с расположенной в ее верхней части направляющей втулкой и подвижной муфтой, установленной на направлякицей втулке, нижний конец центральной штанги расположен в опорной раме, рабочий орган прикреплен к нижней части опорной рамы, а контейнеры - к средней ее части. 3.Пробоотборник по пп. 1 и 2, о tличающийся тем, что подвижная муфта выполнена с диаметрально расположенными отверстиями, размещенными на ее боковой поверхности, снабжена гидростатическими предохрани телями, расположенными в отверстиях муфты и выполненными в виде резиновых герметичных емкостей. 4.Пробоотборник по пп. 1и 2, отличающийся тем, что, центральная штанга в средней части снабжена штыревыми захватают, а опорная рама снабжена обоймой, расположенной на ее внутренней поверхности в средней части, причем в обойме с диаметрально противоположных сторон размещены серьги, закрепленные на штыревых захватах. 5.Пробоотборник по пп.. 1 и 4, отличающийся тем, что балластные грузы снабжены гибкигда фиксирующими тягс1ми, закрепленными на серьгах. 6.Пробоотборник по п. 1, о т личающийся тем, что инициирующий механизм снабжен расположенными одна в другой обоймами, одна из которых размещена внутри нижней части опорной рамы и выполнена с внутренней кольцевой проточкой, другая закреплена на нижнейчасти центральной штанги, установлена с возможностью перемещения относительно первой обоймы и выполнена с диаMej paHbHo расположенными отверстиями, бойком, выполненным с кольцевой проточкой и размещенным во внутренней обойме, фиксирующими шариками, размещенныгли в отверстиях внутренней обоймы, стопорной шайбой, установленной под обоймами. 7.Пробоотборник по шт. 1 и 6, отлич ающийся тем, что инициирующий механизм снабжен пружиной, расположенной в средней части бойка.- . 8.Пробоотборник по п. 1, о т личающийся тем, что шторный затвор снабжен резиновыми тягами со шпильками и полотнищеичи ткани. закрепленными с одной стороны на резиновых тягах, а с другой - в кольцевом кансше стакана рабочего органа. Источники информации. принятые во внимание при экспертизе 1.Непрочнов Ю.П. 58-й рейс научно-исследовательского судна Витязь.- природа, 1976, 11, с.118 121. 2.Авторское свидетельство СССР № 566162, кл. G 01 N 1/10, 1976.