Пенетрометр

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(6) Дополнительное к авт, свид-ву- (22) Заявлено 1 б 0780 (21) 2959083 Г 29-33 с присоединением заявки ЙоО 1 М. Кл.Е 02 0 1/ЯО 6 01 Б 324 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) ПЕНЕТРОМЕТР Изобретекие относится к строительству, в частности к инженерно-геоло-.гическим исследованиям.Известен пенетрометр, содержащийоснование, конусный наконечник и приспособление для внедрения конусногснаконечника в грунт (1). Недостаток прибора заключается в о том, что он не позволяет измерять сопротивление вращательному срезу грун- та.Наиболее близким техническим решением к изобретению является пенетрометр, содержащий основание, кронштейн, соединенный с основанием через систему рычагов о шарнирами, шток, соединенный с.кронштейном, конусный наконечник с крышкой и лопастями, приспо-собления для внедрения, вращения к фиксации конусного наконечника и измерительные приспособления (2). Недостаток известного пенетрометра закпючается в невысокой точности,. ввиду того что он осуществляет пово-рот конусного наконечника с лопастями после его заглубления беэ снятияусилия вдавливания, и в сложной конструкции,Цель изобретения вповышение точности исследований и упрощение конструкции. Поставленная цель достигается тем, что в ченетрометре, содержащем основание, кронштейн, соединенный с осно- " ванием через систему рычагов с шарнирами, авок, соединенный с кронштей.ном, конусный иаков.,чник с крыакой и лопастями, приспособления для внедре-, ния, вращения и фиксации конусного наконечника и.измерительные приспособ ления, приспособления для внедрения и вращения конусного наконечника выполненыв виде пружин, а приспособите;, ние для фиксации конусного наконечни- , ка - в виде выступа на штоке, подпру-жиненных упоров, шарнирно закрепленных на конусном наконечнике и кронштейне, замкового соединения кронштейна с основанием, копира и стойки, зак. репленных на основании, при этом конусный наконечник установлен на штоке с возможностью перемещения вдоль его оси.На фиг. 1 изображен пенетрометр в транспортном положении, общий вкдт на фиг, 2 - то же, положение при внедрении конусного наконечййка в грунт;на фиг. 3 - то же, .положение при повороте конусного наконечника.Пенетрометр состоит из двух рычагов: неподвижного 1 и подвижного 2, связанных шарнирно между собой, при этом в шарнирном соединении рычагов установлена пружина 3 кручения, Непоцвижный рычаг связан с основанием 4, служащим для закрепления прибора, а конец подвижного рычага соединен жестко с кронштейном 5 на котором закреплен шток б. На штоке установлен подвижно канусный наконечник 7 с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения, например, на направляющих втулках 8. Конусный наконечник 7 представляет собой пустотелый конус с четырьмя лопастями по наружной стороне, Между штоком б и корпусом конусного .наконечника 7 установлены пружина 9 кручения и стопорный механизм, служащий для удержа О ния конусного наконечника 7 от поворота при внедрении в грунт и освобождения его (для поворота) при уменьшении реакции от грунта на конусный наконечник 7 до .определенной величи ны и состоящий из выступа 10, закрепленного жестко на штоке б, и двух упоров: неподвижного 11, закрепленногона корпусе конусного наконечника 7 .и подвижного 12 подпружиненного с возможно жностью вращательного движения, установленного шарнирно на неподвижном 11 упоре. Пружина 13 подвижного 12 упора.одним концом контактирует с ним,а другим упирается в крышку 14 конусного наконечника 7 и закреплена на. ней. Фи" ксирование прибора в транспортномсложенном) положении осуществляетсязамком 15, который удерживает кронштейн 5 при транспортировке прибора. 4 О Для предотвращения случайного срабатывания стопорного механизма на основа,"нии прибора жестко закреплена стойка 16, которая контактирует с крышкой 14конусного наконечника 7 для предотвращения его поступательного движения, а 45на кронштейне 5 установлен шарнирноподпружиненный упор 17 с возможностьювращательного движения и взаимодействует одним концом с помощью регулировочного винта 18 с копиром 19, а дру гим через пружину 20 - с подвижным .12 упором стопорного механизма дляпредотвращения его поворота, Регулировочный винт служит для поджатияпружин 20 и 13. 55Пенетрометр работает автоматически.Определение физико-механическихсвойств поверхностного слоя грунтаосновано на методе динамического пе Онетрирования и вращательного среза.При подаче команды на работу пенетрометра срабатывает замок 15 и освобождает кронштейн 5. Под действием энергии предварительно закрученной пружины 3 начинается разворот подвижного2 рычага из транспортного в рабочееположение. При этом крышка 14 конусно-лопастного штампа отходит от стойки 16, тем самым снимается первая ступень предохранения от случайного срабатывания стопорного механизма (фиг2). Регулировочный винт 18 сходит с копира 19, и под действием энергии поджатой пружины 20 упор 17 поворачивается вокруг своей оси крепления и освобождает упор 12, т.е, снимается вторая ступень предохранения от случайного срабатывания стопорного ме. - ханизма. Упор 12 при этом удерживает. ся в исходном положении за счет трения между данным упором и выступом 10, закрепленным на штоке. В конце разворота подвижного рычага начинается внедрение конусного наконечника 7 в грунт (ударньм способом), величинапогружения которого зависит от величины кинетической энергии, сообщаемой конусному наконечнику 7 пружиной 3 исилами тяготения, а также от прочностных свойств грунта. Под действием реакции от грунта конусный наконечник 7 начинает перемещаться вдоль штока, сжимая пружину 9. При этом выступ 10, находящийся в контакте с подвижным упором 12 и не дающий ему возможности за счет сил трения развернуться вокруг; своей оси крепления, сходит с него и перемещается на неподвижный 11 упор, Упор 12 поддействием предварительно поджатой пружины 13 поворачивается вокруг своей оси на определенный угол, величина которого определяется ходом пружины и размерами паза в.крышке 14 конусного наконечника 7.Уменьшение реакции от грунта на конусный наконечник 7 после его окончательного внедрения ( за счет подвижности рычага 2 и отсутствия усилия на него от пружины 3) происходит до определенной величины, значение которой зависит от составляющей веса по - движного 2 рычага, кронштейна 5 и штока 6, приходящейся на конусный наконечник 7. При уменьшении реакции от грунта на конусный наконечник 7 штокб с помощью пружины 9 перемещается относительно конусного наконечника 7 вверх (вдоль оси конусного наконечника 7 в обратном направлении). При этом выступ 10 сходит с неподвижного11 упора,.и под действием энергии предварительно закрученной пружины 9 конусный наконечник 7 поворачивается на определенный угол вокруг штока б в направляющих втулках 8. Угол поворота конусного наконечника 7 зависит от характеристики пружины 9 и прочностных свойств грунта.По величине и характеру погружения конусного наконечника 7 в грунт (ударным способом с помощью пружины 3) определяется несущая спосОбностьи уплотняемость грунта, а по величине угла поворота. конусного наконечника 7 с лопастями вокруг своей оси (пружиной 9) - сопротивление вращательному срезу грунта.Использование изобретения позволяет повысить точность исследований и снизить их стоимость эа счет упрощения конструкции пенетрометра и снижения его стоимости.0Формула изобретенияПенетрометр, содержащий основание, кронштейн, соединенный с основанием 15 через систему рычагов с шарнирами, шток, соединенный с кронштейном, конусный наконечник с крышкой и лопас.тями, приспособления для внедрения, вращения и фиксации конусного наконечника и измерительнЫе приспособления, -о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности исследований и упрощения конструкции, приспособления для внедрения и вращения конусного наконечника выполнены в видепружин, а приспособление для фиксации конусного наконечника - в видевыступана штоке, подпружинеых упоров, шарнирно закрепленных-на конус-ном наконечнике и кронштейне, замкового соединения кронштейна с основанием, копира и стойки, закрепленных наосновании, при этом конусный наконечник установлен на штоке с возможностью перемещения вдоль его оси.Источники. информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кемурджиан А.Л. и др. Автоматические станции для изучения поверхностного покрова Луны. М., 1976, с. 1325,2. То же, с. 181-193.987026 МалышевКорректор Г. СоставительТехред А. ор Т. Митро ни 7 акаэ илиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проек Тираж 671 ВНИИПИ Государственного по делам иэобретений 113035, Москва, ж 35, Р