Устройство для отбора проб мерзлых пород

(бц С 01 Х 1/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ С: 8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Якутский государственный университет и Институт горного дела Севера Якутского филиала СО АН СССР (53) 543.053(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство ССС 9 446655, кл. Е 21 С 37/18, 1973.2. Авторское свидетельство СССР Р 815566, кл. С 01 И 1/04, 1981. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ МЕРЗЛЫХ ПОРОД, включающее пробоприемник, снабженный электромагнитным генератором, коробчатым волноводом и излучателем в виде растру ба с двумя параллельными и двумя расходящимися под острым углом стенками, о т л и ч а ю щ е е с я .тем,что, с целью упрощения конструкциии повышения надежности работы устройства, пробоприемник выполнен ввиде пары упругих Т-образных пластин, сиюлетрично становленных снаружи на параллельных стенках излучателя с возможностью горизонтальногоперемещения, и пары упругих эллипсовидных пластин, симметрично установленных на расходящихся под острымуглом стенках излучателя в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения Т-образных пластин, приэтом Т-образные и эллипсовидныепластины жестко скреплены одна с Ждругой в однои точке и связаны кинеглатически1064184 2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что эллипсовидные пластины выполнены в виде 1Изобретение относится к геологоразведочным работам, в частности кполучению и подготовке образцов дляисследования в твердом состоянии,например к опробованию подземных выработок, шурфов и траншей в зимнийпериод при разработке вечномерзлыхроссыпных месторождений полезныхископаемых.Известно устройство для отбора 10проб мерзлых пород, включающее пробоприемник с режущими элементами,снабженный электромаг нитным генератором и излучателем 11,Однако известное устройство не 15обеспечивает взятие проб требуемойформы и представительности.Известно также устройство для отбора проб мерзлых пород, включающеепробоприемник, снабженный электромагнитным генератором, коробчатым волноводом и излучателем в виде раструба с двумя параллельными и двумя расходящииися под острым углом стенками ) .25Недостатками известного устройст,ва являются сложность конструкции инедостаточная надежность в работе,обусловленные тем, что присутствующий пробоотборник, жестко соединенный с излучателем, ухудшает электродинамические свойства излучателя. Впробоприемнике в процессе работыэлектромагнитного генератора возникает рассогласование излучателя с по"родой.Кроме того, известное устройствоимеет большое число конструктивныхэлементов, в частности кроме привода пробоприемника имеются узлы фазовращателя и диэлектрического согла 40сующего поршня.Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности работы устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для отборапроб мерзлых пород, включающем пробоприемник, снабженный электромагнитным генератором, коробчатым волноводом и излучателем в виде раструба 50с двумя параллельными и двумя расходящимися под острым углом стенками,пробоприемник выполнен в виде парыупругих Т-образных пластин, симметрично уетановленных снаружи на парал - 55 четвертей эллипсов с возможностьювращения в противоположном направлении. лельных стенках излучателя с возможностью горизонтального перемещения, и пары упругих эллипсовидных пластин, симметрично установленных на расходящихся под острым углом стенках излучателя в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения Т-образных пластин, при этом Т-образные и эллипсовидные пластины жестко скреплены одна с другой в одной точке и связаны кинематически.Целесообразно эллипсовидные пластины выполнить в виде четвертей эллипсов с возможностью вращения в противоположном направлении.На чертеже изображено устройство, общий вид.Устройство включает электромагнитный генератор не показан), коробчатый волновод 1 и излучатель 2, представляющий собой раструб с двумя параллельными и двумя расходящимися под острым углом стенками.На внешних поверхностях параллельных стенок установлены Т-образные пластины 3, выполненные из листового упругого металла, например из стали,Для обеспечения возможности перемещения пластин 3 вдоль оси, перпендикулярной плоскости раскрыва излучателя, в этих пластинах имеются продолговатые сквозные пазы 4, болты 5 ограничивают возвратно-поступательное перемещение пластин 3 в пазах 4, Этими же болтами осуществляется регулировка степени прижатия пластин 3 к параллельным стенкам излучателя. С целью снижения трения скольжения, возникающего при перемещении пластин 3 по поверхности стенок излучателя, между ними устанавливают прикрепленные к параллельным стенкам излучатеЛя прокладки 6, выполненные из тонкого листового полимерного материала с низким коэффициентом трения. Пластины 3 в углах, примыкающих к краю стенок излучателя, жестко соединены в точках 7 с ребрами двух пар идентичных пластин 8, расположенных на противоположных расходящихся стенках излучателя. Пластины 8 выполнены в виде четвертей эллипсов и установлены на расходящихся стенках излучателя вблизи его краев на осях 9 под некоторым углом к этим стенкам, Благодаря этому эллипсовидные пластины1064184 Тираж 873 Подписное 4 илиал ППП "Патент", г,ужгород,ул.Проектная,оказываются расположенными под прямым углом по отношению к пластинам3. Пластины 8 могут поворачиватьсяна 90 верхние пластины по часовой,оа нижние - против часовой стрелки)вокруг осей 9, совпадающих с эксцентриситетом этих пластин,Части ребер эллипсовидных пластинв исходном положении, совпадающихс краем излучателя, снабжены породоразрушающей кромкой 10. 10Пластины 3, соединенные между собой фигурными металлическими стойками 11, образуют жесткую раму. Этарама приводится в возвратно-поступательное движение вдоль пазов 4 по- . 15средством установленных на обеих фигурных стойках 11 двух равномощныхреверсируемых электродвигателей 12с редукторами 13 и винтовых стержней14, неподвикно укрепленных на кронштейнах 15. Электродвигатели 12снабжены дибалансами. Поэтому ониобеспечивают не только поступательное движение пластин 3 и поворот кинематически связанных с ними пластин8, но и сообщают этим пластинам виброколебания.Для снижения уровня вибраций, неизбежно передаваемых электродвигателем 12 коробчатому волноводу 1 черезстержни 14 и кронштейны 15, последниеукрепляют на широких стенках коробчатого волновода посредством виброгасящих прокладок 16. Эту же функцию,помимо своего прямого назначенияснижения трения скольжения, выполняют также и прокладки 6.Раскрыв излучателя защищен от попадания в его полость породы радиопрозрачной перегородкой 17,Для предотвращения нежелательных 40изгибов пластин 3 в перпендикулярной к ним плоскости в передней частиэтих пластин жестко укрепляют планки 18 из твердосплавного металла, Этипланки выполняют также функцию поредораэрушающих кромок. Поступательноедвижение пластин 3 происходит тольков пределах стенок излучателя. За пределами краев излучателя пластины 3,будучи кинематически связанными спластинами 8, при их повороте изгибаются, повторяя профиль ребра пластин 8. При повороте пластин 8 на 90образуется пробоприемник в формеслегка овального параллелепипеда 55показан пунктиром).Благодаря предлагаемому конструктивному исполнению устройства его ВПШИГЬ 1 Заказ 10514/45 пробоприемник в отличие от пробоприемника прототипа уже не является с точки зрения электродинамики частью излучателя, Более того, в предлагае. мом устройстве, пока работает излучатель, пробоприемник как таковой вообще не существует. Следовательно, не могут возникать и фазовые искажения, которые имеют место в прототипе. Поэтому отпадает необходимость в сложной и недостаточно надежной в работе системе полного согласования излучателя с нагрузкой породой)Устройство работает следующим образом.В исходном положении устройство краями излучателя 2 устанавливают на породный массив, включают электромагнитный генератор, При этом излучатель создает направленный поток электромагнитной энергии, обеспечивающий оттайку объему породы требуемой Формы. При достижении заданной глубины оттайкн выключают электромагнитный генератор и включают электродвигатели 12 привода пластин 3, что приводит их в поступательное, а пластин 8 - во вращательное движение в сторону забоя.По мере выдвигания пластин 3 и 8 эа края излучателя они будут внедряться в породный массив, отделяя от него талый объем породы, При повороте пластин 8 на 90 О пластины 3 сомкнутся, проба породы окажется заключенной в замкнутом пространстве пробоприемника, После этого устройство вместе с пробой, заключенной в проба. приемнике, поднимают из выработки и включают с реверсом электродвигателя 12, При этом пластины 3 и 8 начнут возвращаться в исходное положение. По мере увеличения зазора между пластинами 3 порода будет высыпаться из пробоприемника с ускоряющимся темпом. Вибрация; сообщаемая пластинам 3 и 8, предотвращает налипание на них породы.Экономическая эффективность от использования предлагаемого устройства по сравнению с базовым объектом достигается путем повышения произво- дительности труда, повышения надежности работы оборудования и снижения его вынужденных простоев.Ожидаемый экономический эффект от использования одного комплекта предлагаемого устройства при проходке 5000 и;м в год составит 50 тыс.руб.