Рабочий орган автономного пробоотборника

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сокэ СоветскикСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет 1)М Кп 3 с 01 к 1/04 Государственный. комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 15.01.83 А. Н 2 За йецов1 яВсесоюзный научно-исследовательский проктный,.и конструкторский институт горного дела цветнойметаллургии Г.М.Лезгинцев, Е,А,Контарь, А.С.Белявскийи Е,И.Гарбуз(54 ) РАБОЧИЙ ОРГАН АВТОНОМНОГО ПРОБООТБОРНИКА Изобретение относится к рабочиморганам автономных пробоотборниковпредназначенных для взятия точечныхпроб выходов скальных пород со днаглубоководных водоемов, и может бытьприменено при геологических, океанологических и гидрограФических работах в Мировом океане,Известны рабочие органы автономнымпробоотборников для работы на больших глубинах, отбор проб которымипроисходит беэ постоянной тросовойсвязи судна и пробоотборника. Приконтакте такого рабочего органа автономного пробоотборника со скальными породами на дне океана (глубина6000 м и более ) с помощью инициирующего механизма происходит раэрушбниео1 схлопываниепрочного корпуса энергетической колбы, Вследствие чеговысвобождается энергия, дробящаяскальную породу и увлекающая ее во.внутрь стакана рабочего органа. Здесьпроба породы должна удерживатьсяшторным затвором до всплытия пробоотборника на поверхность океана,вылова его и подъема на палубу судна Г 11Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому эФФекту является рабочий орган автономного пробоотборника, включающий разъемный цилиндрический корпус, выполненный в виде опрокинутого стакана с карманом-сборником в нижней его части, энергетическую колбу, установленную с возможностью взаимодействия с инициирующим механизмом,и 1 О гидравлическую турбину 2.Недостатком этого рабочего органаавтономного пробоотборника является низкая надежность отбора проб донных скальных пород, а также относительно невысокое качество пробоотборника с нм использованием в результате потери части пробы, непопадающей в полость-карман.Цель изобретения - повышение надежности отбора проб донным скальным пород и улучшение качества глубоководного пробоотборника.Указанная цель достигается тем,что инициирующий механизм снабжен диском-метателем, установленным с возможностью вращения вокруг оси ина".циирующего механизма, и маховиком, который совмещен с диском-метателем и через муФту свободного хода кинематически соединен с гидравлической турбиной, а на верхней части разъем;кронштейном 19, соединенным с корпусом инициирующего механизма б,Опорный кронштейн 19 снабжен вертикально ориентируемыми пластинамистабилизаторами 20, установленнымидля компенсации реактивного момента,возникающего при вращении несущего коколеса 16, маховика 14 и диска-метателя 11. Между внутренней стенкойверхней части 1 корпуса рабочегооргана и наружной частью диска-метателя 11 имеется кольцевой зазор 21.В специальные грузовые контейнеры 22укладываются балластные грузы 23,На центральной штанге 24 закрепляютпоплавок 25, над которым имеетсяштормовой захват 26.Предлагаемый рабочий орган автономного пробоотборника работает слеЧующим образом,ного цилиндрического Корпуса установлен опорный кронштейн с вертикально ориентированными пластинами- стабилизаторами, котОрый соединен с инициирующим.механизмом.Причем дисК-метатель выполнен 5 со сквозными отверстиями и радиальными ребрами и установлен с возможностью образования кольцевого эа" зора между его периферийной частью и внутренней пОверхностью верхней 10 части разъемного цилиндрического корпуса. Между инициируюшим механизмом и диском-метателем имеется радиально-упорный подшипник, внутренняя обойма которого надета на инициирую ший механизм, а гидравлическая турбина снабжена несущим колесом с лопатками, размещенными на его внешней образующей поверхности, причем маховик и несущее колесо с лопатками отделены от внутренней поверхности верхней части разъемного корпуса защитным кольцом. При погружении пробоотборника вниз под действием балластных грузов 23 после его спуска с судна-носителя Эа счет набегаюшего потока воды происхо дит вращение гидравлической турбины с несущим колесом 16 и лопатками 17. От гидравлической турбины крутящий момент передается через муфту свободного хода 15 и соответствующую ступицу на диск-метатель 11. При этом вертикально-ориентируемые пластины"стабилизаторы 20 компенсируют реактивный момент, возникающий при вращении несущего колеса 16, маховика 14 и диска-метателя, препятствуя вращению пробоотборника в целом. При достижении пробоотборником дна океана и его удара о монолитную скальную породу происходит смятие уплотнякицей манжеты 4, в результате чего герметиэируется объем внутри конической обечайки 9 и рабочего органа в целом. После срабатывания инициирующего механизма и разрушения энергетической колбы 5 локализованная скальная порода разрушается, и ее осколки с потоком воды устремляются во внутреннюю полость рабочего органа пробоотборника. Для уменьшения воздействия на диск-метатель 11, возможного при разрушении энергетической колбы 5 гидравлического удара, часть поступающей жидкости и твердого материала поступает в полость над дкском-метателем 11 через сквозные отверстия 12. При этом диск-метатель 11 вместе с маховиком 14 продолжает вращаться за счет срабатывания муфты свободного хода 15, разобщающей в кинематическом отношении диск-метатель 11 с маховиком 14 и несущее колесо 16 гидравлической турбины. с лопатками 17. Таким образом, внутри рабочего органа создается вихрь. Несущее колесо 16 гидравлической турбины с лопатками 17 при ударе пробоотборника о дно океаф На фиг, 1 представлен рабочий орган прабоотборника в сборе, общий вид; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1, разрез.Конструкция предлагаемого рабочего органа автономного пробоотборника включает прочный цилиндрический . ЗО корпус в виде опрокинутого стакана, состоящий из двух частей: верхней 1 и нижней 2, которые соединены между собой флайцевым разъемом 3. Нижняя часть 2 корпуса рабочего органа снаб"35 И жсна уплотнякицей манжетой 4, выполненной из эластичного материала, например резины. Внутри корпуса рабочего органа установлена энергетическая колба 5, находящаяся в контакте 4 р с инициирующим механизмом б посредством амортизатора уплотнения 7, В нижней части 2 корпуса рабочего ор" гана имеется карман-сборник 8, образуемый внешней цилиндрической стенкой нижней части 2 корпуса и конической обечайкой 9. На корпус инициирующЕго механизма б одета внутренняя обойма радиально-упорного подшипника 10 на Внешнюю обойму кОторогО на 0 прессована ступица диска-метателя 11. Диск-метатель 11 выполнен со сквозными отверстиями 12 и радиальными реб; рами 13. Со ступицей диска-метателя 11 жестко соединец маховик 14, который через муфту свободного хода 15 соединен с несущим колесом 16 гидравлической турбины, лопатки 17 которой размещены на внешней цилиндрической образующей несущего колеса 16. Со стороны верхней части 1 корпуса 60 рабочего органа маховик 14 и несущее колесо 16 защищены от возможного их механического заклинивания защитным кольцом 18, Верхняя часть 1 корпуса рабочего органа снабжена опорным 65на будет тормозиться за счет сил трения,.возникающих при перемещении лопаток 17 в неподвижной воце в замкнутом объеме, Попадающий на дискметатель 11 твердый материал по нижней поверхности его под воэдейст вием центробежной силы перемещается к периферии внутренней полости нижней части 1 рабочего органа и попадает в карман-сборник 8, Часть твердого материала, попавшего через от верстия 12 на верхнюю поверхность диска-метателя, также поступает в карман-сборник, проходя сквозь кольцевой зазор 21. Практически одновременно со взрывом энергетической кол бы 5, разрушением скальной породы и созданием вихря во внутренней полости рабочего органа происходит поворот освобожденных грузовых контейнеров 22 и сброс балластных грузов 23. 20 Автономный пробоотборник, получивший положительную плавучесть,всплывает с отобранной пробой скальных по- - род на поверхность океана под дейст вием поплавка 25, установленного на .25 центральной штанге 24, На поверхности океана автономный пробоотборник обнаруживается и поднимается на борт плавсредства-:осителя с помощью штормового захвата 26. Затем Зо раскрывается фланцевый разъем 3, отсоединяется нижняя часть 2 рабочего органа автономного нробоотборника и иэ полости-кармана 8 извлекается проба скальных пород, отобранная иа дие океана.формула изобретения1. Рабочий орган автономногопробоотборника, включающий разъемный цилиндрический корпус, выполненный в виде опрокинутого стакана с карманом-сборником в нижней его части, энергетическую колбу, установленную с возможностью взаимодействияикициирующим механизмом, и гидраалическую турбину, о т л и ч а ю щ и и с ятем, что, с целью повышения надежности:отбора проб донных скальныхпород и улучшения качества глубоководного пробоотборника, и 11 ициирующиймеханизм снабжен диском-метателем,установленным с воэможностью вращения вокруг о.в инициирующего механизма, и маховиком, который совмещен сдиском-метателем и соединен с гидравлической турбиной, а цилиндрическийкорпус снабжен установленным на еговерхней части опорным кронштейном свертикально установленными пластинами-стабилизаторами соединенным с инициирующим механизмом.2. Рабочий орган по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что диск-метатель выполнен со сквозными отверстиями и радиальными ребрами и установлен на расстоянии отвнутренней поверхности верхней части разъемного цилиндрического корпуса.3. Рабочий орган по пп. 1 и 2,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоон снабжен подшипником, установленным между инициирующим механизмом идиском-метателем, а гидравлическаятурбина снабжена несущим колесом слопатками, размещенными на его внеш-,ней образующей поверхности.4, Рабочий орган по пп. 1 и 3, о тл и ч а ю щ и й с я тем; что онснабжен защитным колесом, установленный в верхней части разъемногокорпуса между маховиком и несущимколесом.Источники информации,принятые во.внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2696400/25-26,кл. 6 01 Н 1/10, 1978.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2766603/25-26,кл. О 01 М 1/10, 1979..989356 Заказ 1 109/58Тир ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 3035, Москва, Жаж 871нного комитетаений и открытиРаушская наб ПодписноеСР д. 4/ илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель Г,Бахтюковаедактор Н.Киштулинец Техред Л.Пекарь Корректор Г.Ога