Автономный пробоотборник

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р 11989357 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 240679 (21) 2811901/25-,26 с присоединением заявки т 49 Государственный комитет СССР по делам нэобретеннй н открытЫДата опубликования описания 15.01. 83.,кузнецов В бзВсесоюзный научно-исследовательский проектный ЧтрукторсМийинститут горного дела цветной металлургии(54 ) АВТОНОМНЫЙ ПРОБООТБОРНИК. Изобретение относится к автономии пробоотборникам для взятия точечных проб выходов скальных пород на дне глубоководных водоемов и может быть применено при геологических, океанологических и гидрографических работах в Мировом океане.Известен автономный пробоотборник для работы на больших глубинах, отбор проб которым происходит беэ . постоянной тросовой связи судна и пробоотборника. Отбор проб таким про-. боотборником отличается высоким качеством работы, так как можно точно определить место взятия пробы. Организация пробоотборника бестросовыми автономными ) пробоотборниками позволяет резко (в 8-10 раз) повысить производительность геологических, поисковых и разведочных работ в океане. Автономность пробоотборника достигается эа счет выполнения .его конструкции из раэделяеьнх отдельных модулей: поплавкового узла, балластных грузов и, непосредствен но, рабочего органа в виде грейферного. ковша,При спуске с судна автономный пробоотборник под действием веса балласта погружается на дно ,океана, отбирает пробу осадков, 30 сбрасывает балласт и с отобранной пробой-всплывает на поверхностьокеана, где обнаруживается и поднимается на борт судна Г 1 . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является автономный пробоотборник, включающий поплавок с центральной штангой и опорной рамой, балластные грузы в контейнерах, инициирующий механизм со спусввым устройством и рабочий орган. выполненный в виде разъемного опрокинутого стакана с энергетической колбой, разбрасывателем и полостью карманом 2). Однако использование небольшойпо объему полости-кармана для захвата пробы раздробленных скальных пород приводит к тому, что после взрыва (схлопывания) энергетической кол- . бы и резкого падения давления, увле ,кающего раздробленную породу в рабочий орган, происходит явленйе резко:го увеличения давления в корпусе ра- . бочего органа, в результате чего .большая часть раздробленных пород выбрасывается наружу.Цель изобретения - повышение надежности отбора проб скальных глубо-ководных пород.Указанная цель достигается тем,что стакан рабочего органа снабженв верхней части полусферической крыш- экой-отражателем и конической обечайкой, установленной над энергетической колбой, верхняя часть стаканарабочего органа выполнена со сквозными отверстиями и снабжена установленными в них пробками обратногодавления, а инициирующий механизмустановлен во внутренней полости энергетической колбы,Причем пробоотборник снабжен дополнительным полость-карманом.Пробки обратного давления снабжены опорными Фланцами, закрепленными с внешней стороны стакана рабочего органа. 2 ОСпусковое устройство инициирующего механизма снабжено инерционнойподпружиненной втулкой, установленной с возможностью ее вертикального перемещения. 25На фиг. 1 представлен пробоотборник в снаряженном виде перед погружением общий вид; на Фиг, 2 узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 - узел на Фиг. 1; на фиг. 4 - узел ф на ЗО фиг. 1 инициирующий механизм .Конструкция пробоотборника включает поплавковый узел 1 с системой обнаружения 2, смонтированной на центральной штанге 3, которая посредством подвижной муфты 4 с гидростатическими предохранителями 5 соединена с рамой б пробоотборника. На опорной раме б на кницах 7 размещены оси 8 балластных контейнеров 9, в которые помещаются балластные грузы 10, закрепленные фиксирующими тягами 11. В закрепленном на нижней час- ти рамы 6 разъемном стакане рабочего органа, состоящем из верхней части 12, средней части 13 с Фланцевым соединением 14 и нижней части 15, соединенной резьбой 16 со средней частью, размещена энергетическая колба 17Подвижная муфта 4 смонтирована на закрепленной в верхней части опорной рамы б направляющей втулка 18 с возможностью перемещения на величину рабочего хода подвижной муфты 4. На штанге 3, кроме того, закреплены штыревые захваты 19, выполненные с возможностью взаимодействия с серьгами 20, расположенными в обойме 21, закрепленной на опорной раме б.В верхней части 12 стакана рабо- бО чего органа пробоотборника выполнены отверстия, закрытые пробками обратного давления 22, а верхняя часть перекрыта полусферическим отражателем 23. В средней части 13 65 разъемного стакана рабочего органа имеется дополнительная полость-карман 24, образуемая конической обечайкой 25При этом суммарная площадь сквозных отверстий, перекрытых пробками обратного давления 22, больше площади круга, образуемой верхней части конической обечайки дополнительной полости-кармана 24Энергетическая колба 17 размещена в разъемном стакане рабочего органа таким образом, что ее нижняя полусфера опирается на свободный конец нижней конической обечайки 26, образующих нижнюю полость-карман 27,Во внутренней полости энергетической колбы 17 размещен инициирующий механизм, состоящий из корпуса28, который посредством упоров 29,штанги 30 и эластичной прокладки 31,изготовленной, например из резины,закреплен в вертикальном положении.Внутри корпуса 28 расположен боек 32с кольцевой проточкой 33, в которуювходят фиксирующие шарики 34, совмещенные с инерционной муфтой 35, накоторой закреплен груз 36, подпружиненный конической пружиной 37. Боек32 инициирующего механизма имеетпружину 38,Пробоотборник работает следующимобразом.Перед спуском с борта судна егоприводят в снаряженное состояние, для"его размещают в балластных контейнерах 9 балласт 10, закрепляют егопо периметру фиксирующими тягами 11и вставляют серьги 20 в обойму 21.При этом штанга 3 перемещаетсявверх на величину рабочего хода вподвижной муфте 4 у захваты 19, перемещаясь в обойме 21, фиксируютсерьги 20 и совмещаются отверстиямв подвижной муфте 4 и направляющейвтулке 18, в которые вставляютсягидростатические предохранители 5,представляющие собой резиновые емкости, заполненные воздухом под давлением 1-3 атм. После этого в разъемный стакан рабочего органа черезрезьбовое соединение 16 помещаетсяэнергетическая колба 17, которая устанавливается так, чтобы ее нижняяполусфера опиралась на свободный конец нижней конической обечайки 26,,а ее верхняя полусфера соприкасаласьс конической обечайкой 25.Перед установкой энергетическойколбы 17 в стакан рабочего органав ее внутреннюю полость путем сборки из двух полусфер помещают инициирующий механизм, предварительно приведенный в рабочее состояние следующим образом.Перемещением бойка 32 вверх в корпусе 28 взводят пружину 38 и совмещаюткольцевую проточку 33 с соответствуюФормула изобретения щими отверстиями в корпусе 28, куда помещаются фиксирующие шарики 34, запираемые от радиального перемещения инерционной втулкой 35, удерживаемой от вертикального смещения конической пружиной 37. Затем с помощью штанги 30 подбирается необходимый размер, соответствующий внутреннему диаметру энергетической колбы 17 и при совмещении ее полусфер инициирующий механизм на упорах 29 закрепля О ется в энергетической колбе.Снаряженный таким образом пробоотборники сбрасывают с борта судна. Под действием силы тяжести, обеспечизаемой балластными грузами 10, он 15 начинает .погружаться в глубину. При достижении глубины, на которой гидростатическое давление окружающей воды превысит давление в гидростатических предохранителях 5, они теряют 2 О часть объема и выпадут из гнезд в подвижной муфте 4. После этого рабочий орган пробоотборника снят с предохранителя и подготовлен к срабатыванию. 25При достижении дна океана происходит резкая остановка пробоотборника, нижняя часть 15 разъемного стакана рабочего орга- ударяется о поверхность скальных пород, в то время как поплавок 1 продолжает по инерции двигаться относительно направляющей втулки 18 вниз на величину рабочего хода подвижной муфты 4. При этом штанга 3 перемещает захваты 19 относительно обоймы 21 и освобождает серьги 20 с фиксирующими тягами 11. При резкой остановке пробоотборника инерционная муфта 35, увлекае О мая грузом 36, смещается вниз, сжимая коническую пружину 37, и осво-.бождает Фиксирующие шарики 34, которые, выходя из кольцевой проточки 33, освобождают боек 32,который,под 45 действием пружины 38 ударяет поэнергетической колбе 17, раскалывает ее. Поскольку давление в энергетической колбе в несколько сот раз меньше давления окружающей среды в зависимости от глубины океана), то происходит взрыв (схлопывание под большим давлением.:полости, давление в которой меньше давление окружающей среды ), дробящий прилегающие скальные породы и перемещающий их в разъемный стакан рабочего органа,После резкого падения давления в рабочем органе пробоотборника, выз- О ванного разрушением энергетической колбы, происходит резкое его повышение, вызывакщее разброс содержащейся во внутренней полости смеси воды и раздробленной породы. 65 При этом открываются пробки обратного давления 22 отверстий в верхФ ней части 12 разъемного стакана, приводя к тому, что часть потока устремляется вверх, ударяется о полусферический отражатель 23, поток теряет скорость в результате увеличения проходного сечения и осколки коренных пород. оседают в дополнительных полостях-карманах 24. Часть осколков в результате завихрений оседает в нижней части - полости-кармане 27.В то же время балластные грузы 10, освобожденные от фиксирующих тяг 11, поворачивают грузовые контейнеры 9 на осях 8 и выпадают из них. Пробоотборник, получивший положительную плавучесть, всплывает с отобранной пробой скальных пород на поверхность океана, где обнаруживается и поднимается на борт судна. Для извлечения пробы скальных пород из полости-кармана 24 следует раскрыть фланцевое соединение 14 и отсоединить нижнюю часть 15 разъемного стакана рабочего органа. 1. Автономный пробоотборник, включающий поплавок с центральной штангой и опорной рамой, балластные грузы в контейнерах, инициирующий механизм со спусковым устройством и рабочий орган, выполненный в виде разъемного опрокинутого стакана с энергетической колбой, разбрасывателем и полостью-карманом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности отбора проб скальных глубоководных пород, стакан рабочего органа снабжен в верхней части полусферической крышкой-отражателем, и конической обечайкой, установленной над энергетической колбой, верхняя часть стакана рабочего органа выполнена со сквозными отверстиями и снабжена установленными в них пробками обратного давления, а инициирующий механизм установлен во внутренней полости энергетической колбы. 2. Пробоотборник по п; 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен дополнительным полость-карманом.3. Пробоотборник по п. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что пробки обратного давления снабжены опорными фланцами, закрепленными с внешней стороны стакана рабочего органа.4. Пробоотборник по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что спусковое устройство инициирующего механизма снабжено инерционной подпружиненной втулкой, установленнойс возможностью ее вертикального перемещения.Источникя информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 41160 ЬЭ,кл. 73-425.2.- 1978.2. АвторскОе свидетельство СССРпо .заявке 9 27 ббб 03,.кл. 6 01 й 1/10, 10.05.79.Составитель Л.ГоряйноваРЕдактор Н.КиштулинецТехред ЛПекарь Корре Ю ва тв вае т Ютв вютвт о Тираж 871енного комиттений и открыт5, Раушская д 4/ т ае ю ва вт т вет Фт ев тввтттеаютттттвтатютт втлиал ППП "Патентф, г. ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 11109/58 ВНИИПИ Государст по делам иэобр 113035, Иосква, Ж юаеВтю в юваВююютвтавт