Установка для динамического зондирования грунта

ОПИСАНИЕИЗОбРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т 554343 Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.в Е 020 1/00 Гасударственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи чткрытий(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТАИзобретение относится к области исследования грунтов и может быть использовано при исследовании морского дна в прибрежной зоне или на континентальном шлейфе.Известны установки для динамического зондирования грунта, включающие в себя штанги и молот с наковальней 11.Недостатком таких установок является невозможность их использования при исследовании дна водоемов,Наиболее близкой по техническому решению к предлагаемой является установка для динамического зондирования грунта, включающая в себя штангу, направляющие с наковальней и самозаклинивающийся зажимной патрон 2). Недостаток этой установки - отсутствие приспособления для извлечения штанг из грунта, в результате чего существенно снижается производительность установки.Цель изобретения - увеличение скорости извлечения штанги из грунта,Указанная цель достигается тем, что установка снабжена опорной плитой, на наковаль. не соосно с основным установлен дополнительный самозаклинивающийся зажимной патрон, ориентированный в противоположном направлении относительно основного патрона, а наковальня подпружинена составными пру. кинами, расположенными на направляющих,п 1)пчеы жесткость пру жпн увеличизается к опорной плите.11 а чертеже показана предлагаемая установка, общий вид.Установка содержит опорную плиту 1, направляощие 2, наковальню 3, нодпружпненнуо составными пружинами разлчпО жесткости: пружинами малой жесткос.и 4, предназначенными для возврата наковальни в псходнос положение, и пружинами большой жесткости 5 с рабочим усилием, соответствующим силе, необходимой для извлечения штанги из грунта, Пружины отделены друг от друга шайбой 6. Ударное устройство, перемещаю 1 а щее наковальню, может быть выполнено, например, в виде двух импульсных, синхронно работающих, пневмоизлучателей, закрепленных на наковальне и ориентированных вы.хлопными отверстиями вверх (на чертеже не 20 показаны) . На наковальне закреплены также два самозаклинивающих зажимных патрона известной конструкции, каждый из которых состоит из 2 а корпуса 8, конусной втулки 9, сепаратора 10,в пазах которого расположены клинящие ша рики 11, подпружиненные пружиной 12 через втулку 13, Сепаратор соединен штифтами 14 с гайкой 15, Оба патрона размещены на нано.30 вальнс соосно, при чем их конусные втулкИ10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 обращены меньшими основаниями конусов навстречу друг другу.Установка работает следующим образом.Вращая гайку 15 верхнего зажимного патрона, сепаратор 10 поднимают до положения, при котором шарики 11 не смогут самозаклиииваться с зондирующей штангой соответствующего диаметра. В нижнем патроне, наоборот, вращением гайки смещают сепаратор до положения, обеспечивающего самозаклиииванис шариков со штангой при движении наковальни вниз, Штангу пропускают сквозь верхний патрон и, отжимая шарики нижнего патрона, опускают до упора в закрепленную на опорной плите 1 стопорную планку (на чертеже не показана), препятствующую опусканию штанги под собственным весом.Установку с помощью лебедки опускают на дно. Зарядку пневмоизлучателей производят по шлангу от источника сжатого воздуха, размещенного на судне. Вскрытие пневмоизлучателей с выбросом вверх через выхлопные раструбы сжатого воздуха и воды сопровождается мощным импульсом направленной вертикально вниз реактивной силы, приводящей в движение наковальню 3. При этом шарики 11 нижнего зажимного патрона прочно заклинивают зондирующую штангу, благодаря чему она двигается вместе с наковальней и патроном как одно целое, погружаясь в грунт (предварительно пробив стопорную планку).Одновременно с погружением штанги происходит сжатие пружин 4. Когда энергия удара израсходована, пружины 4, расправляясь, поднимают наковальню вверх. При этом шарики нижнего зажимного патрона расклиииваются, освобождая штангу. Патрон скользит вдоль неподвижной штанги до крайнего верхнего положения, производя перехват ее в новой точке. Последующими ударами штанга полностью погружается в грунт,Перед извлечением зондирующей штанги производят переключение зажимных патронов: сепаратор нижнего патрона смещают гайкой 15 до положения, исключающего заклинивание шариков 11, а сепаратор верхнего патрона, наоборот, смещают до положения, обеспечиваю цсго заклинивание шариков при движении наковальни вверх.После переключения патронов вновь приводят в действие пневмоизлучатели. Благодаря тому, что при движении наковальни вниз патроны свободно скользят по штанге, вся энергия удара расходуется на сжатие пружин, причем в первую очередь сжимаются пружины 4,При попытке пружин вернуть наковальню в исходное положение шарики верхнего патрона прочно заклинивают зондирующую штангу, удерживая наковальню на месте. Последовательными ударами обеспечивается перехват штанги в более низких точках и соответственно возросшее усилие сжатых пружин. Особенно интенсивно это усилие нарастает после того, как наковальня, ложась иа иайбы б, начинает сжимать пружины 5. Извлечение зондирующей штанги происходит с того момента, когда усилие пружин превысит силу, удерживающую штангу в грунте, Пружины, расправляясь в период пауз между ударами, извлекают штангу из грунта.К преимуществам данной установки, кроме быстрого извлечения штанги, можно также отнести ее способность самонастраиваться на создание нужного извлекающего усилия. Вначале, когда сила, удерживающая штангу в грунте, велика, пружины 5 несколькими ударами сжимаются до положения, близкого к максимальному, и в период пауз между ударами полностью не расправляются. Штанга извлекается короткими перехватами. Г 1 о мере уменьшения силы, удерживающей штангу в грунте, степень сжатия пружин уменьшается, а длина перехватов, за счет более полного их расправления, увеличивается.Таким образом, изобретение позволяет повысить как качество так и производительность зондировочных испытаний грунтов при морских геологических работах. Формула изобрстсиияУстановка для динамического зондирования грунта, включающая в себя штангу, направляющие с наковальней и самозаклинивающийся зажимной патрон, отличающаяся тем, что, с целью увеличения скорости извлечения штанги из грунта, установка снабжена опорной плитой, на наковальне соосно с основным установлен дополнительный самозаклиниваюшийся зажимной патрон, ориентированный в противоположном направлении относительно основного патрона, а наковальня подпружинена составными пружинами, расположенными на направляющих, причем жесткость пружин увеличивается к опорной плите.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1. Авторское свидетельство475443, кл, Е 020 1/00, 1973.2. Авторское свидетельство48095 б, кл. Е 021) 1/00, 1973,Заказ 976/4 Изд.378 Тираж 878 Подписное ЦНИИГ 1 И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5 Типография, и р. Са пунов а, 2