Устройство для отбора проб мерзлых пород

(51) 4 С 01 И 1/04 ПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(46) 15.12.89. Бюл. М 46 (71) Якутский государственный университет(56) Авторское свидетельство СССР У 1354051, кл. О 01 И 1/04, 1985, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ МЕРЗЛЫХ ПОРОД(57) Изобретение относится к геолого- разведочным работам, в частности к эксплуатационному опробованию многолетнемерзлых россыпных месторождений, разрабатываемых подземным и открытым способом, Цель изобретения- повышение эффективности работы устройства для отбора проб мерзлых пород, содержащих крупные скальные включения. Устройство для отбора проб мерзлых пород включает пробоприемник с раструбом, электромагнитИзобретение относится к геолого- разведочным работам, в частности к эксплуатационному опробованию многолетнемерзлых рассыпных месторождений, разрабатываемых подземным и открытым способом.Цель изобретения - повышение эффективности в работе устройства для отбора проб мерзлых пород, содержаших крупные скальные включения,В данной конструкции устройства для отбора проб отсутствует металло 2ный генератор, коробчатый волновод, излучатель, задняя стенка которого выполнена в виде шарнирно установленной жесткой пластины. При вакуумировании пробоприемника пластина удерживается в исходном положении валом, снабженным в чередующемся порядке опорными подшипниками и жестко укрепленными на нем кулачками, профиль которых выполнен в виде усеченной логарифмической спиралиВо внутреннем пазу узкого торца раструба установлена уплотнительная прокладка, На задней стенке излучател выполнен выступаюший буртик, прижатие которого к уплотнительной прокладке образует герметичный стык.Раструб и задняя стенка излучателя выполнены из любых конструкционных материалов, в частности раструб из обычной стали, а задняя стенка - из легкого прочного полимерного материала с металлизированным покрытием иэлучаюшей поверхности. 1 э.п. ф-лы, 5 илемкий силовой электромагнит, с применением которого сопряжен расходбольшого количества цветных металлови неферромагнитной стали для изготовления раструба, Уплотнительнаяпрокладка установлена не на задней,стенке излучателя, а во внутреннемпазу узкого торца раструба в виделегкосъемного непрерывного резинового жгута прямоугольного сечения, который в контакте с выполненным назадней стенке излучателя ответнымбуртиком (отсутствующим в известном устройстве) обеспечивает надежный герметичный стык. Кроме того, в предлагаемом устройстве вместо недоста 5 точно надежно функционируюших электромагнита и прокладки, установленной на задней стенке излучателя, имеются установленный ев герметичном корпусе вал, снабженный кулачками, профиль которых выполнен в виде усеченной логарифмической спирали, и легкосъемная уплотнительная прокладка, установленная во внутреннем пазу узкого торца раструба, 15На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг, 4 - узел Т на фиг, 2; на фиг. 5 - узел т 1 на фиг, 3.Пробоприемник 1 представляет собой прочную вакуумируемую емкость овальной формы, соединенную с излучателем 2 отрезком трубы в виде25 раструба 3 прямоугольного сечения, Излучатель 2 выполнен в виде скошенного волцовода под острым углом прямоугольного коробчатого волновода, От остального коробчатого волновода 4 излучатель 2 отделен перегородкой 5, выполненной из радиопроз- рачного материала (например фторопласт), которая позволяет беспрепятственно передавать электромагнит 35 ную энергию от генератора электромагнитных волн при помощи коробчатого волновода 4 к излучателю 2. Задняя стенка 6 излучателя представляет собой жесткую пластину с выстУ паюшим буртиком, выполненную, например, из легкого, прочного полимерного материала и установленную шарниро но с возможностью ее поворота на 90 внутрь раструба, вплоть до прижатия к внутренней стенке раструба, Для обеспечения отражения электромагнитной энергии эту пластину со стороны, обрашенной к забою, покрывают тонким слоем высокопроводяшего металла. В положении, когда задняя стенка излучателя прижата к внутренней стенке раструба, излучатель перестает существовать и раструб 3 оказывается полностью открытым для доступа атмосферного воздуха в пробоприемник. В противоположном крайнем положении эта пластина полностью перекпывает раструб и становится эадней стенкой излучателя, входя в гальванический контакт с ребрами его боковых стенок 7. Герметичное покрытие раструба осушествляется задней стенкой излучателя с выступающим буртиком путем ее прижатия к уплотнительной прокладке 8, выполненной из вакуумной резины в виде легкосьемного непрерывного жгута прямоугольного сечения и установленной во внутреннем пазу 9 узкого торца раструба,Для повьппения надежности герметизации стыка задней стенки излучателя с уплотнительной прокладкой на внешней поверхности этой задней стенки выполнен ответный прокладке выступающий буртик 10, который при максимальном прижатии задней стенки излучателя вдавливается в уплотнительную прокладку и обеспечивает герметичный стык. Прижатие задней стенки излучателя к уплотнительной прокладке обеспечивают кулачки 11, равномерно установленные шлицевым соединением по всей длине вала 12, жесткость которому придают опорные подшипники 13, размещенные на валу в чередуюшейся последовательности скулачками и укрепленные на станине 14, на которой установлен также и электропривод (не показан) вала 12.Кулачки 11 имеют профиль в виде усеченной логарифмической спирали, что позволяет при повороте вала вправо с нарастающим усилием увеличить степень прижатия буртика 10 задней стенки излучателя к уплотнительной прокладке 8, При определенном положении кулачков на валу, контролируемом фиксатором (не показаны), достигается максимальное прижатие буртика 10 к уплотнительцой прокладке 8 и тем самым надежная вакуумная герметизация пробоприемника 1. При дальнейшем вращении вала в том же направлении кулачки в силу того, что они имеют профиль усеченной логарифмической спирали занимают такое положение, при когором резко освобождают заднюю стенку излучателя для доступа атмосферного воздуха, Разряжение (вакуум) в пробоприемнике 1 обеспечивает маломошный форвакуумный насос (не показан), соединенный с Пробоприемником вакуумным шлангом (не показан), Предотврашение жесткого удара задней стенки излучателя о1529066 10 15 внутреннюю поверхность раструба врывающимся сверхзвуковым всасывающим потоком в пробоприемнике осуществляет демпфируюшая пружина 15, установленная на внутренней поверхности задней стенки излучателя. Пружина 15 после отключения фиксатора (не показан) используется для возвращения стенки в исходное положение перед вакуумированием пробоприемника. Устройство с помощью цапф 16 поворачивается электроприводом (не показан) вокруг продольной оси пробоприемника на 360Устройство работает следующим образом,В исходном положении устройство придвигают излучателем 2 к забою, Поворотом вала 12 кулачки 11 максимально прижимают заднюю стенку к уплотнительной прокладке 8, обеспечивая герметичный стык. Одновременно включают генератор электромагнитных волн (не показан) и форвакуумный насос (не показан), После достижения необходимой степени разупрочнения породного массива и разрежения в пробоприемпике 1 и герметичной части раструба 3 вал 12 доворачивают до положения, когда кулачки 11 резко отпускают заднюю стенку излучателя. Под действием атмосферного давления задняя стенка излучателя отбрасывается с поворотом на 90 внутрь расторуба сверхзвуковым ударным воздушным цотоком, которым в пробоотборник увлекается оторванная от забоя разупрочненная электромагнитным полем породная масса. Удар задней стенки излучателя о внутреннюю поверхность раструба гасится демпфирующей пружиной 15, при этом задняя стенка излучателя остается в положении прижатия к внутренней поверхности раструба 3 с помощью фиксатора (не показан) до окончания выгрузки из пробоприемника 1 путем его поворота, при котором раструб 3 оказывается в крайнем 20 25 30 35 40 45 нижнем положении: порода высыпается под собственным весом. Перед началом следующего цикла уплотнительную прокладку 8 тщательно протирают. Затем освобождают заднюю стенку излучателя, возвращают ее в исходное положение и процесс повторяют.Высокий экономический эффект от ,использования предлагаемого устройства для отбора бороздовых проб по сравнению с прототипом достигается путем более надежной герметизации,исключенияпри его изготовлении дорогостоящих метадлов, снижения металлоемкости. Формула изобретения 1. Устройство для отбора проб мерзлых пород, включающее пробоотборник с ратрубом, электромагнитный генератор, коробчатый волновод, излучатель, шарнирно установленную заднюю стенку излучателя с вакуумным затвором и уплотнительную прокладку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, раструб снабжен установленным на его узком торце герметичным корпусом, а внутренняя поверхность узкого торца раструба выполнена с пазом для уплотнительной прокладки, при этом вакуумный затвор выполнен в виде размещенного в герметичном корпусе вала с приводом, расположенными на нем в чередующемся по длине порядке опорными подшипниками и жестко укрепленными, имеющими профиль усеченной логарифмической спирали кулачками, а задняя стенка излучателя выполнена с буртиком, расположенным с возможностью взаимодействия с уплотнительной прокладкой.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю ш е е с я тем, что раструб выполнен из стали, а задняя стенка излучателя с буртиком выполнена из легкого прочного полимерного материала с металлизированным покрытием излучающей поверхности.рректор М, Шаро Редактор С. Лисина 89 исно Тираж ственного комите 113035, МоскваГагарина, 101 ский комбинат "Патент", г. Ужгор Производственно-из акаэ 7632/3 НИИПИ Госуд по иэобретениям иЖ, Раушская .наб крытиям при ГКНТ СССд, 4 Л