Пробоотборник морской “гутизар

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик оц 968325 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл.з Е 21 В 25/18 Е 21 В 49/02 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по дедам иивобретений и открытий(53 УДК 622243. 5. 05 (088,"8) Опубликовано 23.10, 82 Гноллетеиь М 39 Дата опубликования описания 23.10.82(54) ПРОБООТБОРНИК МОРСКОЙ "ГУТИЗЛР" 2 Изобретение относится к горному делу, к средствам для отбора образцов грунта со дня водоемов.По основному авт. св. Р 649823 известен пробоотборник, содержащий колонковую трубу с гидроцилиндром и . пироклапаном, опорную раму, реснвер, а также упоры-стабилизаторы с поворотным механизмом в виде шестеренчатой передачи с зубчатыми рейками, связанными с гидроцилиндрами, полости которых сообщаются с полостью гидроцилиндра колонковой трубы 1 ).Недостатком известного у тройства является незначительное внедрение колонковой трубы в плотных грунтах, где в результате замедления перемещения колонковой трубы ресивер отрывается от поверхности дна, и значительная часть энергии гидростатического давления не используется для полезной работы.Целью изобретения является повышение эффективности работы пробоотборника в плотных грунтах путем обеспечения внедрения с вращением под действием гидростатического давления.Указанная цель достигается тем, что пробоотборник снабжен трубой с внутренней резьбой, винтом, сопряженным с резьбой трубы, и обечайкой с пробковым краном, при этом труба установлена на верхней части гидро- цилиндра, винт соединен с колонковой трубой, а обечайка закреплена внизу гидроцилиндра.На фиг. 1-3 показан пробоотбОрникв трех проекциях, общий вид;на фиг.4- 0,6 - то же, в момент внедрения колонковой трубы в грунт дна;на фиг 7 9 - поворотный механизм с упорамистабилизаторами соответственно перед внедрением в грунт дна колонковой трубы, в момент внедрения и после внедрения; на фиг. 10-12 - принципиальная схема гидросистемы пробоотбор-, ника; на фиг. 13 - разрез А-Л на фиг. 2 без механизма поворота и упо- ров стабилизаторов; на фиг. 14- пироклапан, разрез; на фиг. 15 и 16- автоматический впускной клапан, разрез.Пробоотборник морской содержитсиловой гидроцилиндр 1, который по вертикальной оси пронизывается через уплотнительные манжеты 2 колонковой трубой 3, последняя крепится к поршню 4 силового гидроцилиндра 1, На нижнем конце колонковой трубы 3 крестится коронка 5 с поворотным клапаном б. Диаметр коронки 5 выполненбольше диаметра колонковой трубы 3.Нижняя часть гидроцилиндра 1 черезтрубу 7 и обратный клапан 8, бвокировочную трубу 9 и пробковый кран 10сообщается с ресивером 11, Гидроцилиндр 1 вместе с ресивером 11 крепятся к опорной раме 12.К верхней крышке 13 гидроцилиндра 1 крепится пироклапан 14, состоящий иэ гнезда 15 для часового механизма и электроисточника, а такжеотстойника 16 для улавливания осколков запорного стекла 17 и электродетонатора 18. Запорное стекло 17вставляется в корпус 19 коническойформы. Сечение его берется иэ расчета, чтобы в заданный момент временипропустить .достаточное количествоморской воды, обеспечивающей внедрение колонковой трубы 3 в грунт днаокеана.Кроме этого, к гидроцилиндру 1с наружной стороны крепятся два упора-стабилизатора 20 и шестеренчатыйповоротный механизм с гидроццлиндрами. Упоры-стабилизаторы 20 несимметрично крепятся к осям ведомыхконических шестеренок 21.Ведомые конические шестеренки 21находятся в постоянном зацеплениис ведущей конической шестеренкой 22,в свою очередь коническая шестеренка 22 жестко соединяется с цилиндрической шестеренкой 23, находящейсяв постоянном зацеплении с рейкой 24гидроцилиндра 25, а с противоположной стороны периодически входит взацепление с рейкой 26 гидроцилиндра 27.Для смягчения удара поршня 4 гидроцилиндра 1 имеется демпфирующаяпружина 28,В гидроцилиндрах 25 и 27 расположены поршни 29 и 30, а поршень 30,перекрывая полость гидроцилиндра, образует камеру 31 сжатия.Для впуска под давлением морскойводы в гидроцилиндр 25 поворотногомеханизма служит автоматический клапан 32, состоящий из запорного поршня 33, цилиндрика 34 с водопроводящими отверстиями, пружины 35, стального тросика 36 и штуцера 37, а такке вмонтированного в его.корпус обратного клапана 38 (одного или нескольких в зависимости от величиныпробоотборника). Калиброванное отверстие 39 выбирается с расчетом,чтобы внутри гидроцилиндра 25 допустить гидравлический удар и в то жевремя обеспечить плавный поворотупоров-стабилизаторов 20 на 900 доупоров 40, закрепленных на кронштейне 41.Непременным условием работы морского пробоотборника является последовательное соединение полости гидУ роцилиндра 26 с подпоршневым прост.ранством гидроцилиндра 1, а нижняятесть полости гидроцилиндра 1 последовательно соединяется с надпоршневым пространством гидроцилиндра 27,5 т.е. полости гидроцилиндроЮ 25,1 и27 между. собой соединены последовательно ,фиг. 10-12), для этого служат соединительный патрубок 42, соединительная труба 43 с обратным кла 10 паном 44 и пробковыми кранами 45и 46,Для обеспечения вращения колонковой трубы 3 во время ее внедрения вгрунт дна на верхнем конце ее прикреплен винт 47 с несамотормозящейрезьбой. Винт 47 движется по резьбетрубы 48, прикрепленной к верхнемуторцу силового гидроцилиндра 1. Длина трубы 48 равняется верхней наружной части колонковой трубы 3 и имеет отверстия для свободного проходаводы (фиг, 13)..К нижнему торцу силового гидроцилиндра 1 герметично прикреплена обечайка 49, снабженная нормально открытым пробковым краном 50, которыйпри горизонтальном полояении упоровстабилиэаторов 20 при помощи рычажного механизма закрывается, а привертикальном положении упоров-стаби-.лизаторов 20 за счет пружины открывается.Пробоотборник морской "Гутизар"работает следующим образом.Поршень 4 с колонковой трубой 3З 5 в силовом гидроцилиндре 1 устанавливается в верхней мертвой точке. Втаком положении подцерживается сжатым воздухом, находящимся в подпоршневом пространстве гидроцилиндра 1 и40 ресивере 11. Ввинчивается заряженныйпироклапан в.гидроцилиндр 1. Порини гидроцилиндров 25 и 27 устанавливаются в верхней мертвой точке.При таком их расположении упоры-ста 45 билиэаторы 20 находятся в вертикальном полокении (фиг. 1, 2, 9 и 10).Закрывают пробковые краны 10, 45и 46. В таком виде пробоотборник наканате с плавучего средства опускают на дно океана (моря), При посадке на дно обечайка 49 за счет весапробоотборника внедряется.в грунтдна вплоть до посадки на дно опорнойрамы 12, в это время вода из полости обечайки выжимается через пробковый кран 50. Этим самым нижняя крышка гидроцилиндра 1 частично изолируется от непосредственного воздействия гидростатического давленияморских глубин.После ослабления натяжения подъемного каната .и тросика 36 под гидростатическим давлением морской воды открывается запорный поршень 33, и вода проходит через водопроводящие отверстия цилиндра 34 и калиброванноеФормула изобретения 45Пробоотборник морской "Гутизар"по авт. св. Р 649823, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности работы пробоотборника в плотных грунтах путем обеспечения внедрения с вращением поддействием гидростатического давления,он снабжен трубой с внутренней резьбой, винтом, сопряженным с резьбойруби, и обечайкой с пробковым краном, при этом труба установлена наверхней части гидроцилиндра, винтсоединен с колонковой трубой, а оГечайка закреплена внизу гидроциляндрае60 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 649823, кл. Е 21 В 25/18, 20.09.73. отверстие 39 в надпоршневое пространство гидроцилиндра 25 (Фиг. 8), Поршень 29 под давлением морской воды движется вниз по гидроцилиндру 25, а воздух из-под поршня 29 по патрубку 42 попадает в гидроцилиндр 1 (фиг, 11).Рейка 24, находящаяся в постоянном зацеплении с шестеренкой 23, поворачивает ее на 90 О, а вместе с ней ,поворачивается ведущая коническая шестеренка 22. Ведущая коническая шестеренка 22 поворачивает на 90 ф в противоположные стороны ведомые конические шестеренки 21, последние медленно поворачивают упоры-стабилизаторы 20. Каждый упор-стабилизатор 20 состоит из большей и меньшей части (разница незначительная).Один из упоров-стабилизаторов в горизонтальном положении своей большей частью ложится на упор 41, а другой - меньшей частью подводится под упор 41 (фиг. 4, 5, 6 и 8). Это:, предотвращает поворот упоров-стаби-лизаторов 20 более чем на 900,.т.е. они принимают горизонтальное положение и посредством рычажного механизма (не показаи) закрывают пробковый кран 50. После этого часовой механизм пироклапана 14 (может быть заменен механическим клапаном) замыкает цепь электроисточника, взрывается электродетонатор 18, разбивается направленным взрывом запорное стекло 17, и морская вода под гидростатическим давлением входит в надпоршневое пространство силового гидроцилиндра 1, двигает поршень 4 с колонковой трубой 3 вниз, а винт 47, ввинчиваясь в резьбу трубы 48, вращает колоНковую трубу 3 и поршень 4 вокруг собственной оси, что облегчает эффективное внедрение колонковой трубы 3 в плотный грунт морского дна., При этом, после внедрения колонковой трубы 3 на некоторую глубину в грунт дна, полностью прекращается непосредственное воздействие гидростатического давления на нижнюю крышку силового гидроцилиндра 1, а начинает действовать реактивная сила к (фиг. 13, пунктир), в этой связи отпадает надобность компенсации реактивной силы, действующей на упоры-стабилизаторы 20 во время внедрения в грунт колонковой трубы 3, т.е. упоры-стабилизаторы 20 обеспечивают только начальное внедрение колонковой трубы 3 в грунт, а дальнейшее внедрение колонковой труби 3 осуществляется за счет гидростатического давления морских глубин.Во время движения поршня 4 вниз сжатый воздух через обратный клапан 8 попадает в ресивер 11. По мере внедрения колонковой трубы 3 в грунтвода по патрубку 42 проходит под поршень 29, а когда поршень 4 достигаетнижней мертвой точки, то вода откры. вает обратный клапан 44, по трубе 43 5 входит в гидроцилиндр 27 и начинаетперемещать вниз поршень 30 вместе срейкой 26. Рейка 26 входит в зацейление с шестеренкой 23, поворачиваетее на 900, а она поворачивает кони ческие шестеренки на 90 О вместе супорами-стабилизаторами 20, которыевновь .принимают первоначальное положение, а вместе с ними и рейка 24с поршнем 29 (Фиг. 12), При вертикальном положении упоров-стабилизаторов 20 пружиной (не показана) от-.крывается пробковый кран 50, и полость обечайки 49 вновь сообщаетсянепосредственно с морской средой,что предотвращает создание вакуумав полости обечайки 49 во время извлечения колонковой трубы 3 вместе скерном из грунта дна. Этим самым значительно снижается усилие на подъемный канат при выдергивании колонко- .вой трубы 3Иода из надпоршневого пространства гидроцилиндра 25 выдавливается вокружающую среду через обратный клапан 38 фиг. 12 и 15). А во время 30 движения поршня 30 гидроцилиндра 27воздух сжимается в камере 31.- После совершения рабочего циклана морском дне пробоотборник канатом,поднимают на борт плавучего средст ва, Упори-стабилизаторы 20 во времяспуска и подъема пробоотборника действуют в качестве стабилизаторов,т.е. предотвращают вращение подъемного каната.40 На палубе плавучего средства извлекают керн из колонковой трубы 3.