Автономный пробоотборник Советский патент 1983 года по МПК G01N1/10 G01N1/04 

(54) АВТОНОМНШ ПРОБООТБОРНИК

Изобретение относится к автономным пробоотборникам для взятия проб ч шдходов скальных пород на дне глубо1КОВОДНЫХ водоемов и может быть применено при геологических, океанологических и гидрографических работах в Мировом океане.

Известны автономные пробоотборники для работы на больших глубинах, отбор проб которыми происходит без постоянной тросовой связи судна и пробоотборника. Отбор проб;такими ; пробоотборниками; отличаетсявысоким качеством работы, так как можно точно определить место взятия пробы. Организация пробоотбора бестросоклми (автономными) пробоотборниками позволяет резко (в 8-10 раз) повысить производительность геологических, поисковых и разведочных работ в океане. Автономность пробоотборников достигается за счет выполнения их конструкции из разделяемых модулей: поплавкового узла, балластных грузов и, непосредственно, рабочего органа в виде грейферного ковша. При спуске с судна автономный пробоотборник под- действием веса балласта погружается на дно океана, отбирает -пробу осадков, сбрасывает балласт и с отобранной

пробой всплывает на поверхность океа , на, где обнаруживается и поднимается на борт судна.

Возможность одновременной работы несколькими пробоотборниками .

Недостатком таких автономных пробоотборников является невозможность отбора ими точечных проб подводных выходов скальных пород. Рабочие орга10ны известных автономш х пробоотбор. НИКОВ предназначены для взятия проб только мягких или рыхлых осадочных отложений.

Наиболее близким к предлагаемому

5 по технической сущности и достигаемому эффекту является пробоотборник, включак у1й поплавок с центральной штангой и опорной рамой, контейнеры с балластными грузами,,инициирующий

20 механизм с бойком и рабочий орган, выполненный в виде опрокинутого стакана и расположенной внутри стакана энергетической колбой 2j..

Однако применение Шторного затвора

25 для удержания отобранной пробы не надежно вследствие сложности точной регулировки последовательности операций при срабатывании такого затвора. Конструкция рабочего органа не

30 обеспечивает надежный отбор глубоководных проб скальных пород при попадании пробоотборника на не ровный участок дна океана или на выходе скальных пород с ребристой поверхностью. Цель изобретения - повышение надежности отбора точечных проб глубоководных скальных пород. Указанная цель достигается тем, что стакан pa6o4ero oprajia снабжен разбрасывателем и карманом-сборником, установленными аксиальйо одан относительно другого, Энергетиче ска я колба размещена между карманом - сборником и нижним торцом опорной рамы, Стакан выполнен разъемным,нижняя часть разъемного стакана рабочего органа снабжена уплотнительной манжетой, Опорная рама снабжена амортизатором-уплотнением, установленным между нижним торцом опорной рамы и энергетической колбой, На фиг,1 представлен пробоотборник в снаряженном ; виде переоц погружением,общий вид на фиг, 2 - узел I на фиг,1, на фиг,3 - узел II на фиг, на фиг,4 - узел III на фиг,1, Конструкция автономного пробоотбо ника включает поплавковый узел 1 с 1 системой обнаружения 2,смонтированной на центральной штанге 3, котореся пос редством подвижной муфты 4 с гидрост тическими предохранителями 5 соедине на с pavofi 6 пробоотборника. На опорной раме б на кницах 7 раз мещены оси 8 балластных контейнеров . 9, в которые помещаются балластные грузы 10, закрепленные фиксирующими тягами 11, В закрепленном на нижней части рамы 6 в разъемном стакане рабочего органа,-состоящего из верхней части 12 и нижней части 13 с фланцевым соединителем 14, размещена энергетическая колба 15. Подвижная муфта 4 смонтирована на закрепленной в вер хней части, опорной ракы б направляющей втулки 16 с возможностью пере1 ющения на величину рабочего хода 17 подвижной муфты 4, На штанге 3, кроме того закреплены штыревые захваты 18, выполненные с возможностью взаимодейст вия с серьгами 19, расположенными в обойме 20, закрепленной на опорной раме б. Размещенный внутри рамы бинициир ющий механизм представляет собой бое 21 с кольцевой проточкой 22, в которую входят фиксирующие шарики 23, размещенные в подвижной обойме 24, совмещенной с центральной штангой 3, Подвижная обойма 24 выполнена с возможностью перемещения в неподвижной обойме 25, имеющей кольцевую проточку 26 и зафиксированной от перемещений стопорной шайбой 27, Боек 21-ини циирующего механизма имеет пружину 28, Верхняя часть 12 разъемного стакана рабочего органа выполнена с конической крышкой 29, внутренняя поверхность которой сопряжена по кривой с опорной рамой 6 совместно с выдвинутым бойком 21, образуя разбрасыватель 30, В нижней части 13 разъемного стакана рабочегчэ органа имеется карман-сборник 31, образуемый внутренней цилиндрической стенкой нижней части 13 разъемного стакана и конической обечайкой 32, в месте соединения которых по периметру нижней части 13 стакана рабочего органа закреплена уплотнительная манжета 33, изготовленная из эластичного материала, например резины. Энергетическая колба 15 размещена в разъемном стакане рабочего органа так, что ее нижняя полусфера опирается на свободный конец конической обечайки 32, а ее полусфера соприкасается черрз амортизатор-уплотнение 34 с нижним концом опорной.рамы б, Автономный пробоотборник работает следующим образом. Перед спуском с борта судна его приводят в снаряженное состояние, для .чего размещают в балластных контейнерах 9 балласт 10, закрепляют балласт по его периметру фиксирующими тягами 11 и вставляют серьги 19 в обойму 20, Затем приводят в рабочее состояние инициирующий механизм, для чего, нажимая на боек 21, возводят пружину 28, до входа в кольцевую проточку 22 фиксирующих шариков 23, а дальнейшим перемещением вверх в неподвижной обойме 25 производят фиксацию бойка 21 в рабочем положении. При этом штанга 3 перемещается вверх на величину рабочего хода 17 в подвижной муфте 4, захваты 18, перемещаясь в обойме 22, фиксируют серьги 19 и совмещаются отверстием в подвижной муфте 4 в направляющей втулке 16, в которые вставляются гидростати- ческие предохранители 5, представляющие собой резиновые емкости, заполненные воздуховодом под давлением 1-3 атм. После этого в разъемный стакан рабочего органа помещается энергетическая колба 15, которая устанавливается так, чтобы ее нижняя полусфера опиралась на свободный конец конической обечайки 32, а ее верхняя полусфера соприкасалась через амортизатор-уплотнение 34 с нижним концом опорной рамы б, Снаряженный таким образом автономный пробоотборник сбрасывают с борта судна. Под действием силы тяжести, обеспечиваемой балластными грузами 10, он начинает погружаться в глубину. При достижении глубины, на которой гидростатическое давление окружакяцей воды превысит давление в гидростатических предохранителях 5, они потеряют часть объема и выпадут из гнезд в подвижной муфте 4. После этого рабочий орган пробоотборника . снят с предохранителя и подготовлен к срабатыванию. При достижении дна океана происхо дит резкая остановк пробоотборника, нижняя часть 13 разъемного стакана рабочего органа которого благодаря уплотнительной манжете 33 плотно жимается к поверхности скальных пород в то время как поплавок 1 продолжает по инерции двигаться относительно на правляющей 16 вниз на величину рабочего хода 17 подвижной, муфты 4. При этом штанга 3 перемещает захваты 18 относительно 20 и освобождает серьги 19 с фиксирукнцими тягами 11, а также перемёщае подвижную обойму 24 с взведенным бойком 21 относительно неподвижной обоЛмл 25 до совпадения фиксирующих шариков 23 с кольцевой проточкой 26. После совпадения фиксирующих шариков 23 с кольцевой проточкой 26 освобождается боек 21 ft под действием пружины 28 ударяет.по энергетической колбе 15, разрушая ее Поскольку давление в энергетической колбе в несколько раз меныпе давления окружающей среды (в зависимости от глубины океана),то происходит взрыв, дробя1фгй прибегающие скальные породы и,перемещающий их в разъемный стаканрабочего органа. Осколки скальных пород влетают во внутреннюю полость разъемного стакана рабочего органа, где, ударяясь о разбрасыватель 30 по внутренней стороне конической крьвики 29, смещаются к периферии внутренней сторойе конической полости разъемного стакана и падают вниз, попадая в карман-сборник 31. В то же время балластные грузы 10, осво божденные от фиксирующих тяг 11, поворачивают грузовые контейнеры 9 на осях 8 и выпадают из них. Пробоотборник, получивший положи тельную плавучесть, всплывает с отобранной пробой скальных пород на поверхность океана, где обнаруживается и поднимается на борт судна. Для извлечения пробы скальных пород из кармана-сборника 31 следует раскрыть фланцевое соединение 14-и отсоединить нижнюю часть 13 разъеьшого стакана рабочего органа. Формула изобретения 1.Автономный пробоотборник, включающий поплавок с центральной штангой и опорной рамой, контейнеры с балластными грузами, iинициирующий механизм с бойком и рабочий орган, выполненный в виде опрокинутого стакана и расположенной внутри ста(сана энергетической колбойf отличающийся тем, что, с целью поюшения иадежности отбора точных проб глубоководных скальных пород, стакан рабочего органа снабжен разбрасывателем и карманся4-сборником, установленныкш аксиально один относительно другого. 2.Пробоотборник по п.1, о т л ичающийся тем, что энергетическая колба размещена между карманом-сборником и. нижним торцом опорной рамы.. 3.Пробоотборник по п.1, о т л и чающийся тем, что стакан выполнен разъемным, нижняя часть разъемного стакана рабочего органа снабжена ушютнительяой манжетой. 4.Пробоотборник по ПП.1 и 2, отличающийся тем, что опорная ргша снабжена амортизатором уплотнением, установленным между нижним торцом опорной рамы и энергетической колбой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент. ОЯА 4 116.069 73-425.2, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2696400/26,Кл. G 01 N 1/04, 26.12.78.

ySffP

4Л«/

./