Устройство для статического зондирования грунтов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУ 1 ЛИК за) Е 02 Р 1/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Государственный институт по проектированию оснований и фундаментов Фундаментпроект(54) (57)1 УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТОВ, преимущественно морского дна, включающееколонну труб с кольцевой. проточкой внутри, размещенный в колонне гидроцилиндрс поршнем и присоединенными к последнемунижним и верхним штоками, прикрепленЯО 1021710 А ный к нижнему штоку зонд, замок с выступами, контактирующими с кольцевой проточкой колонны труб, и расположенный в верхнем штоке канал, выведенный над поршнем, отличающееся тем, что, с целью улучшения условий эксплуатационного обслуживания и повышения надежности работы, гидроцилиндр снабжен подпружиненным дополнительным поршнем с упором, верхний шток выполнен с дополнительным продольным каналом, выведенным. под основной поршень, замок - в виде взаимодействующей с упором дополнительного поршня и выступами конусной втулки, а крепление зонда к нижнему штоку - в виде размещенной на зонде обоймы с кольцевой выемкой и присоединенных к гидроцилиндру пружинящих захватов, взаимодействующих с кольцевой выемкой обоймы.2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что конусная втулка имеет продольные направляющие; а каждый выступ замка - паз, охватывающий соответствующую на пра вляющу ю.Изобретение относится к испытанию грун. тов, в частности к устройствам для определения физико-механических свойств подводных грунтов.Известна установка для подводного статического зондирования грунта, включающая емкость с балластом, гидросистему в герметичном баке, штанги с конусом, гидравлические механизмы зажима, задавливания и извлечения штанг 11.Недостатком этой установки является сложность конструкции.Наиболее близким к изобретению является устройство для статического зондирования грунтов, преимущественно морского дна, включающее колонну труб с кольцевой проточкой внутри, размещенный в колонне гидроцилиндр с поршнем и присоединенными к последнему нижним и верхним штоками, прикрепленный к нижнему штоку зонд, замок с выступами, контактирующими с кольцевой проточкой полости труб и расположенный в верхнем штоке канал, выведенный под поршнем 12,Однако это устройство характеризуется недостаточно прочным фиксированием элементов замком и трудоемкостью выполнения работ при подготовке и проведении зондирования, что затрудняет эксплуатационное обслуживание и снижает надежность его работы.Цель изобретения - улучшение условий эксплуатационного обслуживания и повышение надежности работы.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для статического зондирования грунтов, преимущественно морского дна, включающем колонну труб с кольцевой проточкой внутри, размещенный в колонне гидроцилиндр с поршнем и присоединенными к последнему нижним и верхним штоками, прикрепленный к нижнему штоку зонд, замок с выступами, контирующими с кольцевой проточкой колонны труб и размещенный в верхнем штоке канал, выведенный над поршнем, гидроцилиндр снабжен подпружиненным дополнительным поршнем с упором, верхний шток выполнен с дополнительным продольным каналом, выведенным под основной поршень, замок- в виде взаимодействующей с упором дополнительного поршня и выступами конусной втулки, а крепление зонда к нижнему штоку - в виде размещенной на зонде обоймы с кольцевой выемкой и присоединенных к гидроцилиндру пружинящих захватов, взаимодействующих с кольцевой выемкой обоймы.При этом конусная втулка имеет продольные направляющие, а каждый выступ замка - паз, охватывающий соответствующую направляющую.На фиг. 1 изображена верхняя часть устройства; на фиг. 2 - нижняя часть, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 разрез; на фиг. 3 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 4 - верхняя часть устройства в рабочем положении; на фиг. 5 - нижняя часть. в рабочем положении; на фиг. 6 - разрез Б - Б на фиг. 4.Устройство для статического зондирования грунтов, преимущественно морского дна, состоит из колонны труб 1 с кольцевой проточкой 2, гидроцилиндра 3 с поршнем 4 и присоединенными к нему верхним штоком 5 с каналом 6 и нижним штоком 7 с зондом 8. Гидроцилиндр 3 снабжен дополнительным поршнем 9 с упором 10 и пружиной 11, конусной втулкой 12 с продольными направляющими 13, которые охватывают выступы 14, контактирующие с кольцевой проточкой 2 труб 1. Поршень 4 с верхним штоком 5 имеет дополнительный продольный канал 15, а крепление зонда 8 к нижнему штоку 7 осуществляется посредством обоймы 16 с кольцевой выемкой 17 и присоединенных к гидроцилиндру 3 пружинящих захватов 18. Свободный конец верхнего штока 5 снабжен пружинным фиксатором 19, выполненным выступающим за торец разъема 20, расположенного на штоке 5. Каналы разъема 20 являются продолжением каналов 6 и 15 верхнего штока, подсоединены к шлангам 21 для подвески устройства и подсоединения его к электрогидропитанию, расположенному на борту плавсредства. Колонна труб 1 имеет внутренний упор 22.Устройство работает следующим образом.С борта плавсредства спускают колонну труб до упора в,донный грунт. Затем производят спуск устройства в нижнюю часть колонны труб. При этом корпус гидроцилиндра 3 фиксируется на торцовом упоре 22 колонны труб 1, а выступы 14 расположены напротив кольцевой проточки 2 колонны труб 1.При подаче рабочей жидкости через канал 6, последняя, проходя в верхнюю полость гидроцилиндра между поршнями 4 и 9, производит на них давление. При этом поршень 9 перемещается вверх, сжимая возвратную пружину 11, рассчитанную на меньшее усилие полного сжатия, чем усилия. срабатывания пружинящих захватов 18, препятствующих в этом моменте движению поршня 4 вниз. При движении поршня 9 вверх вытесняемая им из верхней полости вода вытекает через дренажный канал 23 и пространство между гидроцилиндром 3 и колонной труб 1. Конусная втулка 12 выдвигает выступы 14 в кольцевую проточку 2, фиксируя устройство в колонне труб 1, После выдвижения захватов 18 и остановки дополнительного поршня 9 в его конечном положении, от нарастающего повышения давления жидкости в полости между поршнями 4 и 9, нагрузка напоршень 4 достигает величины, превышающей силу сцепления пружинящего захвата 18 с обоймой 16, и захваты 18 расцепляются с выемкой 17, не препятствуя движению нижнего штока 7, При движении порш ня 4 вниз выдавливаемая им рабочая жидкость из нижней полости гидроцилиндра поступает в дополнительный канал 5 и далее через разъем 20 по шлангу 21 поступает к источнику электрогидропитания на .1 О борту плавсредства.При полностью выдвинутом вниз до упора поршне 4 давление жидкости между поршнями 4 и 9, продолжая повышаться, вызывает автоматическое переключение гидро- системы на извлечение зонда из грунта. 15 В этот момент поступающая с поверхности по шлангу 21 жидкость по дополнительному каналу 15 перемещает поршень 4 вверх, тем самым извлекая зонд 8 из грунта, а выдавливаемая из лолости между поршнями 4 и 9 жидкость по каналу 6 направляется на поверхность для слива в маслобак.Поршень 9 с бонусной втулкой 12 под действием ранее сжатой возвратной пружины 11 . движется вниз навстречу поршню 4. Движение поршня 9 и конусной втулки 12 вниз вызывает перемещение выступов 14 из кольцевой проточки 2 во внутрь корпуса гидроцилиндра 3 и отсоединение устройства от колонны труб 1. Подъем устройства на поверхность производят после прихода поршня 4 в свое крайнее верхнее положение, которое сопровождается повышением давления жидкости и автоматическим выключением гидросистемы на борту плавсредства.Таким образом, подъем устройства на поверхность производится при полностью извлеченном из грунта зонде. Далее цикл зондирования повторяется аналогично описанному выше.Применение данного устройства позволит повысить эффективность работы за счет исключения операций по подъему колонны труб вместе с измерительным устройством, применения ручного труда подключения гидросистемы для приведения зонда в исходное положение., г. Ужгород, ул Реда кто Заказ 3 М, ТовтиО/19 н .Те Т.нр ВНИИПИ Госуд по делам и 13035, Москва, Ж илиал ППП сПатент