Пробоотборник сыпучих и слабосвязанных материалов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11) 1 К АВТО РСКО ВИДЕ ТЕЛЬСТВУ Дополнительное к авт. свид-в(088 3.05 Опубликовано 23.01,82, Дата опубликования оп юллетеньпо делам изобретений и открытийания 28.01.82 2) Авторыизобретени и И. С. Нашкеви аврильчик, А ЦенАН Б альноеорусской ССР торфа АН Белорусской ССР бюро с опытным производство Институ кторско 71) Заявители(54) ПРОБООТБОРНИК СЫПУЧИХ СЛАБОСВЯЗАННЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к устройствам для отбора проб сыпучих и слабосвязанных материалов ненарушенной структуры с заданной глубины, преимущественно фрезерного торфа из складочных единиц.Известно устройство для отбора проб грунта, включающее цилиндрический корпус с рукояткой, в котором расположен стакан с внутренним кольцом-ограничителем, снабженный на наружной поверхности резцами и шнеком, причем рукоятка установлена на оси с упорным диском на нижнем торце, а внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность стакана имеет резьбу 1.Недостатком этого устройства является то, что образец в нем подвергается скручиванию и оно не может быть использовано для отбора образцов ненарушенной структуры слабосвязанных и сыпучих материалов,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому пробоотборнику является грунтонос, включающий несущую штангу, задавливаемый и обуривающий цилиндры и накопительный шнек.Задавливаемый цилиндр выполнен составным по диаметру с вертикальными рез 2цами, расположенными на определенном рас.стоянии друг от друга, и разрезан по диаметру на две половины.Для отбора грунта вертикальные резцызадавливаемого цилиндра полнос,ю погружаются в грунт. При погружении резцов задавливаемого цилиндра образец лишь частично отделяется от массива пород, а в по- резях цилиндра он прочно связан с массивом. Полное отделение образца от массива осуществляется путем вращения обуривающего диска. Затем грунтонос поднимается на поверхность, разбирается задавливаемый цилиндр и извлекается образец грунта 12.Однако известный грунтонос не обеспечивает извлечения образцов ненарушенной 1 структуры сыпучих и слабовязких материалов, например фрезерного торфа из штабеля, так как после отбора первой по глубине пробы и извлечения грунтоноса происходит обрушение сыпучего материала.Кроме того, для отбора пробы сначалапроизводят задавливание внутреннего (задавливаемого) цилиндра. При этом отбираемый материал подвергается сжатию и уплотнению, так как для задавливания цилиндра, даже с прорезями, требуются большие900153 усилия, что приводит к нарушению структуры материала.Цель изобретения - обеспечение возможности отбора проб сыпучих и слабосвязанных материалов ненарушенной структуры с заданной глубины.Поставленная цель достигается тем, что известный пробоотборник, содержащий несущую штангу, составной внутренний цилиндр, наружный цилиндр и шнек с режущим элементомснабжен обсадной трубкой, а шнек выполнен в виде полой спирали, установленной в кольцевом пространстве между обсадной трубой и наружным цилиндром с возможностью вращения относительно их и снабженной дополнительными шарнирно установленными в ее нижней части подрезными резцами.На фиг. 1 изображено пробоотборник, продольный разрез; на фиг. 2 - узел А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг, 1; на фиг. 4 - разрез В - В на фиг. 1,Пробоотборник содержит штангу 1, соединенную через полый переходник 2 с полой спиралью 3, на нижнем конце которой установлен основной резец 4 и шарнирно на осях 5 установлены дополнительные подрезные резцы 6 и 7. Для ограничения поворота подрезных резцов 6 и 7 служат упоры 8 и 9. К верхней части переходника 2 посредством подшипника скольжения 10 присоединена обсадная труба 11 с головкой 12. К переходнику 2 через подшипник 13 скольжения,торцевую шайбу 14 и головку 15 присоединен наружный цилиндр 16, внутри которогоразмещен составной цилиндр 17, На нижнюючасть цилиндра 16 на резьбе навернут держатель 18 составного цилиндра 1. К нему на осях 19 шарнирно прикреплены лепестки 20 для отделения пробы и удержания ее в составном цилиндре 17. Внутри переходника 2 размещен шток 21, который нижним концом входит в цилиндр 16 и заканчивается толкателем 22. Шток 21 и цилиндр 16 соединены шлицевым соединением с возможностью осевого перемещения. Верхний конец штока 21 пропущен через отверстия штанги 1, вставлен в отверстие стопора 23 и закреплен в нем фиксатором 24. Нижний конец стопора 23 соединен с головкой 12 обсадной трубы 11.Пробоотборник работает следующим образом.Пробоотборник устанавливается на поверхность штабеля фрезерного торфа и через штангу 1 приводится в вращение полая спираль 3. При этом обсадная труба 11 и наружный цилиндр 16 с расположенным в нем составным внутренним цилиндром 17 удерживаются от проворачивания при помощи стопора 23.Основной резец 4 и дополнительные подрезные резцы 6 и 7 прорезают кольцевую щель. В результате взаимодействия подрезных резцов 6 и 7 с материалом, они пово сю ю зо И зо 35 о 4рачиваются вокруг осей 5. Поворот подрезных резцов 6 и 7 ограничивается упорами 8 и 9. При повороте (раскрытии) подрезных резцов 6 и 7 происходит подрезание торфа под стенками обсадной трубы 11 и наружного цилиндра 16 и, расположенного в нем составного цилиндра 17. Таким образом за счет подрезных резцов 6 и 7 обеспечивается кольцевая щель, ширина которой превышает ширину кольца, образованного обсадной трубой 11 и составным цилиндром 17. Это позволяет значительно уменьшить сопротивление внедрению обсадной трубы в скважину и образца в составной цилиндр 17. Срезаемый материал транспортируется полой спиралью З.и накапливается в верхней части обсадной трубы. В процессе работы обсадйая труба 11, наружный цилиндр 16 и составной цилиндр 17 не вращаются, а совершают только осевое перемещение, что позволяет исключить скручивание образца,После заполнения составного цилиндра 17 образцом извлекается фиксатор 24 и освобождается шток 21, Затем шток 21 и толкатель 22 перемещаются вниз и выталкивают составной цилиндр 17 из наружного цилиндров 16. Составной цилиндр 17 воздействует на лепестки 20 и осуществляет поворот их вокруг осей 19. При этом происходит отделение образца. Затем отсоединяется головка 12 от обсадной трубы 11 и штанга 1 вместе с спиралью 3, наружныным 16 и составным 17 цилиндрами и образцом торфа извлекаются из обсадной трубы 11, Нижняя кромка обсадной трубы 11 воздействует на подрезной резец 6, поворачивает его, тем самым обеспечивая свободный выход спирали 3 из обсадной трубы 11. Держатель 18 отворачивается и извлекается составной цилиндр 17 с образцом. Затем разнимается составной цилиндр 17 и извлекается образец. Составной цилиндр 17 собирается, вставляется в наружный цилиндр 16 й фиксируется держателем 18. При этом внутренний цилиндр 17 перемещает толка- тель 22 с штоком 21 в крайнее верхнее положение. В верхнем положении шток 21 стопорится фиксатором 24. Затем штокс спиралью 3 и наружным цилиндром 16 с разъемным цилиндром 17 вставляется в обсадную трубу 11, присоединяется головка 12 и производится отбор очередной пробы с нового горизонта. Предлагаемый пробоотборник обеспечивает отсутствие скручивания и уплотнения образцов, образование скважин с стенками ненарушенного строения, незначительное сопротивление внедрению пробоотборника в грунт, а также независимость сопротивления резания и экспулатации стружки от глубины отбора пробы,Кроме того, дает возможность многократного отбора проб из одной скважины при наличии слабоуплотненных верхних слоев(обладающих сыпучими свойствами) и возможность закладки опытных образцов и различного рода датчиков (термометрии, влагометрии, тензометрии и т.д,),Использование полой спирали, размещенной между неподвижными цилиндрами, позволяет исключить скручивание и сжатие образца и улучшает условия транспортирования стружки. Пробоотборник сыпучих и слабосвязанных материалов, содержащий несущую штангу, составной внутренний цилиндр, наружный цилиндр и шнек с режущим элементом,отличающийся тем, что, с целью отбора образцов ненарушенной структуры с заданной глубины, он снабжен обсадной трубой, а шнек выполнен в виде полой спирали, установленной между обсадной трубой и наруж ным цилиндром с возможностью вращенияотносительно них и снабженной установленными в ее нижней части дополнительными подрезными резцами, укрепленными при помощи шарниров. Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР336560, кл. б 01 Х 1/04, 1972.2. Авторское свидетельство СССР312172, кл: б 01 1 Ч 1/04, 1971.900153 фиг. Г Рид 8 фиг 7 Ю- р фиг Составитель Л. Техред А. Бойка Тираж 882 ароши ственного к обретений и - 35, Раушсг, Ужгоро Госуам а, Ж атент едактор Н. Джуганаказ 12170/60ВНИИПИпо дел113035, Мосфилиал ППП7 о 19 Горяиновас КорректорПодписноемитета СССРоткрытийая наб., д, 4/5ул Проектная