Устройство для отбора проб мерзлых пород

(51)4 а О 1 И 1 О ОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ КА ра кт ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 815566, кл. О 01 Б 1/04, 1979.Авторское свидетельство СССРВ 1064184, кл. О 01 Б 1/20, 1984(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ МЕЛЫХ ПОРОД(57) Изобретение относится к геолоразведочным работам, в частности кразработке вечномерзлых россыпныхсторождений полезных ископаемых,к опробованию шурфов и траншей в зний период. Цель - обеспечение отбпроб, содержащих крупные скальныевключения, Устройство включает эле ромагнитный генератор, коробчатый волновод и излучатель-пробоприемник, выполненный в. виде емкости цилиндрической формы, и снабжен отрезком трубы из нержавеющей стали, выполненным в форме раструба, соединенным с излучателем, выполненным в виде треугольного короба, задняя стенка которого является продолжением задней стенки волновода, которая выполнена в виде жесткой пластины и установлена шарнирно с воэможностью поворота нао90 внутрь раструба, а другая выполнена радиопрозрачной и установлена с воэможностью образования боковой грани коробчатого волновода. Излучатель с 2 снабжен размещенным на раструбе силоф вым электромагнитом с подковообразным сердечником, а задняя стенка излучателя снабжена прокладкой и -установлена с возможностью образования с под" ковообразным сердечником замкнутого трубопровода. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.51 210 замкнутый магнитопровод. Причем количество витков и сечение магнитопровода выражено таковым, чтобы обеспечить тяговое усилие электромагнита, превышающее усилие отрыва задней стенки излучателя, возникающего вследствие действия атмосферного давления на заднюю стенку излучателя при вакуумировании пробоприемника.Разрежение (вакуум 1 в емкости 1 пробоприемника создает маломощный форвакуумный насос (не показан), присоединяемый к патрубку 13. Когда задняя стенка 7 излучателя повернута на 90 и примыкает к внутренней поверхности раструба 3, она удерживается в этом положении вспомогательным электромагнитом 14. Возвращение задней стенки излучателя в исходное положение после отключения вспомогательного электромагнита 14 производит пружина 15, установленная на шарнире 8.Для предотвращения попадания породы в коробчатый волновод 4 последний отделен от излучателя 2 перегородкой 16, выполненной из радиопрозрачного материала (например из фторопласта).С целью уменьшения габаритов устройства коробчатый волновод 4 соединен с генератором электромагнитных волн 1 непоказан) коаксиальным Фидером 17. При этом коробчатый волновод выполняет функцию коаксиально-волноводного перехода.Устройство с помощью цапф 18 устанавливается на манипуляторе (не показан)1 с возможностью вращения наоЭ 60 посредством электропривода(не показан). Устройство работает следующим образом,В исходном положении излучатель придвигают к забою, включают электромагнитный генератор, электромагнит 10 и форвакуумный насос. При этом излучатель создает направленный поток электромагнитной энергии, обеспечивая разупрочнение объема породы заданной формы и размера, а электромагнит 1 О - усилие, приложенное к задней стенке 7 излучателя, превышающее усилие атмосферного давления, действующее на нее в противоположном направлении. В течение работы генерато; ра электромагнитных волн форвакуумный насос, откачивает из емкости13540Изобретение относится к геолого- разведочным работам, в частности к разработке вечномерзлых россыпных месторождений полезных ископаемых,5 к опробованию шурфов и траншей в зимний период.Цель изобретения - обеспечение отбора проб, содержащих крупные скаль ные включения. 10На фиг.1 изображено устройство с вырывами, общий вид;.на Фиг.2 - сечение А-А на фиг.1;на фиг.Э - узел 1 на Фиг.2;. на Фиг,4 - устройство, аксонометрическая проекция. 15Пробоприемник представляет собой прочную вауумируемую емкость 1 в форме цилиндра, соединенную с излучателем 2 отрезком трубы в Форме раструба 3, суживающегося в сторону из лучателя. Излучатель выполнен в виде продолжения коробчатого волновода 4, скошенного под острым углом в плоскости, перпендикулярной его узким стенкам, образующим боковые стенки 5 25 излучателя. Перекрывающая внутреннюю полость раструба часть задней широкой стенки 6 коробчатого волновода 4 об" разует заднюю стенку 7 излучателя 2, выполненную в виде жесткой пластины З 0 из магнитомягкой стали. Благодаря шарниру 8 задняя стенка излучателя может поворачиваться вокруг своей оси на 90 во внутрь раструба 3. В таком положении раструб оказывается полностью открытым, а излучатель 2 при этом перестает существовать, превращаясь в открытый (суженный) конец раструба 3.Герметичный контакт задней стенки 7 излучателя при вакуумировании пробоприемника обеспечивает уплотнительная прокладка 9, установленная в непрерывном пазу, выполненном по кра, ям этой задней стенки.45Прижатие задней стенки 7 к боковымстенкам 5 излучателя и широкой стенке 6 коробчатого волновода 4 осуществляет силовой электромагнит 10, расположенный на внешней поверхности растру 50ба 3, который выполнен из неферромагнитного материала (нержавеющей стали)с тем, чтобы исключить его взаимодействие с магнитным полем, создаваемымсоленоидами 11 электромагнита 1 О.Задняя стенка 5 излучателя, будучи .выполненной из ферромагнитного материала, образует вместе с подковообразным сердечником 12 электромагнита40 з 1354 пробоприемника и герметичной части раструба 3 воздух.При достижении необходимого разупрочнения мерзлой породы и разрежения5 в емкости 1 и герметичной части рас" труба 3 электромагнитный генератор, форвакуумный насос и силовой электромагнит 1 О выключают, а вспомогательный электромагнит 14 включают. При этом под действием атмосферного давления задняя стенка 7 отбрасывается во внутрь раструба 3, удерживаясь в этом положении электромагнитом 14. Скачок давления обусловливает возник новение сверхзвуковой ударной волны и спутного воздушного потока (близкого к скорости звука), который создает отрывное усилие на забое, обеспечивающее отделение и всасывание породы в полость пробоприемника. Причем разрушение породы всасывающим потоком происходит исключительно наименее энергоемкими деформациями растяжения. Процесс отрыва и транспорти ровка породы в пробоприемник длится примерно 0,01 с.После окончания отбора пробы устройство поворачивают раструбом 3 вниз и порода из пробоприемника высы- Э 0 лается под собственным весом. Вспомогательный электромагнит 14 отключают, после чего протирают уплотнительную прокладку 9 на задней стенке 7 излучателя и стчк, по которому эта стенка контактирует с узкйми стенками 5 и широкой стенкой 6 излучателя. Под действием пружины 15 задняя стенкавозвращается в исходное положение. Процесс повторяют. Экономический эффект от использования предлагаемого технического решения по сравнению с применяемой в настоящее время технологией отбора проб 45 отбойным молотком крупнообломочных 054пород вечномерзлых россыпей достигается за счет исключения наиболее трудоемкого ручного труда (на операции разрушения этих пород) и загрязнения проб, обеспечивающего резкое повышение достоверности опробования. Формула изобретения 1, Устройство для отбора проб мерзлых пород, включающее пробоприемник, электромагнитный генератор, коробчатый волновод и излучатель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения отбора проб пород, содержащих крупные скальные включения, пробоприемник выполнен в виде емкости цилиндрической формы и снабжен отрезком трубы, выполненным в форме раструба, соединенным с излучателем, а излучатель выполнен в виде треугольного короба, задняя стенка которого является продолжением задней стенки волновода, выполнена в виде жесткой пластины и установлена шарнирно с возможностью поворота на 90внутрь раструба, а другая выполнена радиопрозрачной и установлена с возможностью образования боковой грани коробчатого волновода, причем излучатель снабжен размещенным на раструбе силовым электромагнитом с подковообразным сердечником, а задняя стенка излучателя снабжена прокладкой и установлена с воэможностью образования с подковообразным сердечником замкнутого магнитопровода.2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что отрезок трубы в форме раструба выполнен из неферромагнитного материала (например, из нержавеющей стали), а задняя стенка излучателя выполнена из ферромагнитного материала (например, из магнитомягкой стали).35405 Фиг Составитель Л.Горяинова.Шандор Хехред М.Ходайич . Корректор Г,Решет дакто аж 776 ПодписноеГосударственного комитета СССРелам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб., д.4/ Заказ 5685/37 Т ВНИИПИ по 113035, Производственно-полиграфическ предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,