Устройство для определения размеров полостей в грунтовом массиве

(50 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИ 4 ЕТЕЛЬСТВУ(71) Новосибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского институт а транспортно го ст роительс тв а (72) Н. М. Карташов и Ю. Г. ЕФимов (53) 622.241(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 889847, кл, Е 21 С 39/00, 1979.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ ПОЛОСТЕЙ В ГРУНТОВОМ МАССИВЕ(57) Изобретение относится к горномуделу. Бель - расширение диапазона определения размеров полостей (П) различной геометрической Формы, Устр-восодержит направляющую трубу 1, реверсивный привод 8 с барабаном 18 и гибкой тягой 9, измерительный механизмс датчиком 15. Измерительный механизмвключает распорное звено 13, входноезвено, состоящее из толкателя 7 соштоком 6, и выходное звено. Последнее включает измерительнь(й телескони1492038 ческий рычаг, состоящий из внутренней и выдвижной наружной секций 10 и 11. Торец штока 6 соединен с гибкой тягой 9Глубину погружения устр-ва определяют по шкале на направляющей5 трубе 11. Вращением барабана 18 натягивают тягу 9. Толкатель 7 со штоком 6 подтягиваются вверх и воздействуют через распорное звено 13 на телескопический рычаг. Последний движется вверх до соприкосновения со стенкой П. Касание фиксируется датчиком 15.При отсутствии касания подтягивание штока 6 продолжается. Толкатель 7 Изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий, в частности к определению размеров по - лостей в грунтовых массивах, например фподземных выработок.Цель изобретения - расширение диапазона определения размеров полостей различной геометрической формы и повышение производительности.На фиг. 1 представлено устройство в исходном состоянии; на фиг. 230 конструкция измерительного механизма; на фиг. 3 - устройство в рабочем состоянии. Устройство для определения разме ров полостей в грунтовых массивах включает направляюг 1 ую трубу 1, состоящую из нескольких отдельных секций 2, соединенных между собой муфтами 3, концевую муфту 4 с осью 5, измеритель 40 ный механизм в виде инверсорного блозса, состоящего из входного звена, включающего шток 6 и толкатель 7, и выходного звена. Торец штока 6 соединен с реверсивным приводом 8 гибкой 45 тягой 9, проходящей через концевую муфту 4 внутри направляющей трубы . Выходное звено включает измерительный телескопический рычаг, состоящий иэ внутренней секции 10 и наружной выдвижной секции 11, соединенной посредством шарнира 12 с распорным звеном 13, второй конец которого через шарнир 14 связан с. толкателем 7 входного звена инверсорного блока, кото" рый имеет шарнирную связь с концевой муфтой, 4 посредством оси 5, тензометрический датчик 15, установленный на конце наружной выдвижной секции продолжает воздействовать на выдвижную наружную секцию 11 распорным звеном 13, Секция 11 выдвигается по горизонтали до соприкосновения датчика 15 со стенкой П, Расстояние от оси скважины до стенки П определяют по линейному перемещению тяги 9. Измерительный механизм перемецают по вертикали посредством трубы 1. В исходном состоянии телескопический рычаг опущен эа счет ослабления тяги 9 и действия пружин. Устр-во может быть использовано в широком диапазоне размеров полостей, 1 э.п. ф-лы, 3 ип. 11 телескопического рычага. Труба 1 проходит внутри направляющих 16. Концевая муфта 4 имеет упоры 17. Реверсивный привод 8 содержит барабан 18. Устройство имеет пружину 19 и упоры 20.С целью сокращения времени на проведение измерений размеров полостей устройство дополняют вторым измерительным механизмом инверсорного типа, у которого толкатель 7 и шток 6 выполнены разрезными и имеют независимые гибкие связи с реверсивным приводом 8. Все элементы устройства являются съемными и допускают взаимоэаменяемость на другие типоразмеры как отдельных его элементов, так и в целом измерительного механизма. Такая гибкость кинематической схемы устройства расширяет область его использования.Устройство работает следующим образом.В начальном положении 1 измерительный телескопический рычаг опущен, толкатель 7 находится в крайней нижней точке. Устройство в таком положении опускают через пробуренную скважину в карстовую или иную полость путем постепенного наращивания трубчатых секций 2 направляющей трубы 1. используя соединительные муфты 3Глубину погружения устройства определяют по размеченной шкале на направляющей трубе 1 (не показана).После погружения устройства и установки его в нужном положении фиксируют направляющими 16 осевое расположение направляющей трубы 1.Врдщением бдрдбднд 18 реверсивного привода 8 натягивают гибкую связ ьтягу 9, в результате чего толкательсо штоком 6 через концевую муфту 4 по направляющей трубе 1 подтягиваются вверх, воздействуя через распорное звено 13 на измерительный телескопический рычагПоследний движется вверх до соприкосновения со стенкой полости, поворачиваясь на оси 5 концевой муфты 4 и оси шарнира 12 наружной выдвижной секции 11 телескопического рычага. Момент касания измерительного телескопического рычага стенки полости определяют по срабатыванию тензометрического датчика 15, установленного на конце наруной выдвижной секции 11 телескопического рычага. Датчик 15 Формирует электрический сигнал, передаваемый на поверхность и Фиксируемый прибором (не показан).Соединительные проводники от датчика 15 пропускают до прибора внутри телескопического рычага и направляющей трубы 1. Если при достижении телескопическим рычагом горизонтального положения (Фиг, 2 и 3 положение 11) его касание со стенкой полости не зафиксировано, то подтягивание штока 6 с толкателем 7 вверх продолжается. Толкатель 7 продолжает воздействовать на телескопический рычаг распорньи звеном 13, однако упоры 17 (Фиг, 3) концевой муфты 4 не дают телескопическому рычагу перемещаться вверх, при этом угол воздействия распорного звена 13 на телескопический рычаг изменяется благодаря повороту распорного звена 13 на осях шарниров )2 и 14 толкателя 7 и наружной выдвижной секции 11 телескопического рычага.С изменением положения угла воздействия распорного звена 13 на телескопический рычаг основное усилие толкателя 7 переносится на выдвижную наружную секцию 11 телескопического рычага, которая под действием указан. ного усилия выдвигается по горизонтали до соприкосновения телескопического рычага со стенкой полости, момент наступления которого Фиксируется тенэометрическим датчиком 15.Расстояние от оси скважины до стенки полости определяют по линейному перемещению гибкой тяги 9, которое тарируется в зависимости от линейного перемешеиия конца измерительного телескопического рычдгд1(точка А на фиг. 3) от продольнойоси устройства.После определения рдсстояния гибкуи тягу 9 ослабевают и перемещаютизмерительный мехднизм на другойуровень измерений рдзмеров полости 10 посредством направляющей трубы 1 безвыемки устройства на поверхность, аописанные операции повторяются.Если проводятся измерения полостейбольших поперечных размеров, то пере мещение телескопического рычага измерительного механизма начинают с нижней точки области полости, передвигаясь затем к центральной ее части,при этом телескопический рычаг изме рительного механизма устанавливаютв новое положение беэ приведения егов исходное.После завершения измерительногопроцесса размеров полости гибкую тягу 9 постепенно ослабевают, и поддействием пружины 19 и собственноговеса штока 6 с толкателем 7 и внутренней секции 10 телескопическогорычага все элементы измерительного30 механизма возвращаются в начальноеположение. Затем устройство извлекают из скважины.Принцип работы устройства с двумянезависимьии друг от друга измерительными механизмами (Фиг. 2) аналогичен приведенному. Отличие состоитв том, что управление работой каждого измерительного механизма осуществляют от одного реверсивного привода40 8 с двумя барабанами 18, которые могут вращаться как вместе, так и раздельно, и имеющими раздельную связьс соответствующими измерительным механизмом посредством гибкой тяги 9,45 Это позволяет при измерении размеровполостей асимметричной Формы относительно продольной оси скважины осуществлять перемещение измерительныхтелескопических рычагов разновремен 50 но по мере достижения ими стенок полости,Устройство может быть использовано в широком диапазоне измерений раз меров полостей различной геометрической формы, включая диаметры скважин от 10-20 см до пяти и более метров.Характеризуется достаточной эксплуатационной надежностью, так как имеет14920382. Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено дополнительными идентичными телескопическим рычагом, толкателем с установленным внутри трубы штоком, распорным звеном с шарниром, гибкой тягой, причем торец штока соединен посредством дополнительной гибкой тя.ги, проходящей внутри направляющей трубы, с реверсивным приводом, а телескопический рычаг связан посредством шарнира и распорного звена с тол кателем. г,2 Фиг.1 Составитель Аедактор В. Бугренкова Техред А.Крав бако Корректор М. Шароши аз 3847/35 Тираж 514 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 и ГКНТ СССР роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор Гагарина, 1 О простую кинематическую схему при сохранении точности измерений. Формула изобретения 1. Устройство для определения размеров полостей в грунтовом массиве, включающее секционную направляющую трубу с измерительным механизмом, датчик и реверсивный привод, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона определения размеров полостей различной геометрической формы, оно снабжено установленной в торце трубы концевой муфтой, гибкой тягой, а измерительный механизм выполнен в виде инверсорного блока, состояцего из распорного звена с шарниром, входного звена, включающего толкатель с установленным внутри трубы штоком, торец которого соединен посредством гибкой тяги, проходящей внутри направляющей трубы, с реверсивным приводом, и выходного звена, включдюшг.го измерительный телескопический рычаг, состоящий из шарнирно соединенной смуфтой внутренней и выдвижной наружной секций, причем наружная секциясоединена посредством шарнира и распорного звена с толкателем входногозвена, причем датчик установлен наторце наружной выдвижной секции.