Устройство для отбора проб мерзлых пород

 

Изобретение относится к геологоразведочным работам, в частности к эксплуатационному опробованию многолетнемерзлых россыпных месторождений, разрабатываемых подземным и открытым способом. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства для отбора проб мерзлых пород, содержащих крупные скальные включения. Устройство для отбора проб мерзлых пород включает пробоприемник с раструбом, электромагнитный генератор, коробчатый волновод, излучатель, задняя стенка которого выполнена в виде шарнирно установленной жесткой пластины. При вакуумировании пробоприемника пластина удерживается в исходном положении валом, снабженным в чередующемся порядке опорными подшипниками и жестко укрепленными на нем кулачками, профиль которых выполнен в виде усеченной логарифмической спирали. Во внутреннем пазу узкого торца раструба установлена уплотнительная прокладка. На задней стенке излучателя выполнен выступающий буртик, прижатие которого к уплотнительной прокладке образует герметичный стык. Раструб и задняя стенка излучателя выполнены из любых конструкционных материалов, в частности раструб из обычной стали, а задняя стенка из легкого прочного полимерного материала с металлизированным покрытием излучающей поверхности. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 G 01 N )/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

-ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4345926/31-26 (22) 21.12.87 (46) 15.12.89. Бюл. М 46 (71) Якутский государственный университет (72) Л.Б,Некрасов, В.В. Катвицкий, .С.Э.Гадмажапов С,Е,Васильев, А.Е.Устинов и M.À.Ñàïîæíèêîâ (53) 543,053(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(- 1354051, кл. О 01 N 1/04, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ

MEP3JIbK ПОРОД (57) Изобретение относится к геологоразведочным работам, в частности к эксплуатационному опробованию многолетнемерзлых россыпных месторождений, разрабатываемых подземным и открытым способом. Цель изобретенияповышение эффективности работы устройства для отбора проб мерзлых пород, содержащих крупные скальные включения. Устройство для отбора проб мерзлых пород включает пробоприемник с раструбом, электромагнитИзобретение относится к геологоразведочным работам, в частности к эксплуатационному опробованию многолетнемерзлых рассыпных месторождений, разрабатываемых подземным и открытым способом.

Цель изобретения — повышение эффективности в работе устройства для отбора проб мерзлых пород, содержащих крупные скальные включения.

В данной конструкции уст1)ойства для отбора проб отсутствует металло2 ный генератор, коробчатый волновод, излучатель, задняя стенка которого выполнена в виде шарнирно установленной жесткой пластины. При вакуумировании пробоприемника пластина удерживается в исходном положении валом, снабженным в чередуюшемся порядке опорными подшипниками и жестко укрепленными на нем кулачками, профиль которых выполнен в виде усеченной логарифмической спирали °

Во внутреннем пазу узкого торца раструба установлена уплотнительная прокладка, На задней стенке излучател» выполнен выступаюший буртик, прижатие которого к уплотнительной прокладке образует герметичный стык.

Раструб и задняя стенка излучателя выполнены из любых конструкционных материалов, в частности раструб из обычной стали, а задняя стенка— из легкого прочного полимерного материала с металлизированным покрытием иэлучаюшей поверхности. 1 э.п. ф-лы, 5 ил ° емкий силовой электромагнит, с применением которого сопряжен расход большого количества цветных металлов и неферромагнитной стали для изготовления раструба. Уплотнительная прокладка установлена не на задней ,стенке излучателя, а во внутреннем пазу узкого торца раструба в виде легкосъемного непрерывного резинового жгута прямоугольного сечения, который в контакте с выполненным на задней стенке излучателя ответным

1529066 буртиком (отсутствующим в известном устройстве) обеспечивает надежный герметичный стык. Кроме того, в предлагаемом устройстве вместо недоста5 точно надежно AYHKLIèoíèðóíëïèõ элек25 рекпывает раструб и становится эадтромагнита и прокладки, установленной на задней стенке излучателя, имеются установленный в герметичном корпусе вал, снабженный кулачками, профиль которых выполнен в виде усеченной логарифмической спирали, и легкосъемная уплотнительная прокладка, установленная во внутреннем пазу узкого торца раструба. 15

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг, 3 — сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг, 4 — узел I на фиг, 2; на фиг. 5 — узел Ò на фиг. 3.

Пробоприемник 1 представляет собой прочную вакуумируемую емкость овальной формы, соединенную с излучателем 2 отрезком трубы в виде раструба 3 прямоугольного сечения.

Излучатель 2 выполнен в виде скошенного волновода под острым углом прямоугольного коробчатого волновода, От остального коробчатого волновода 4 излучатель 2 отделен перегородкой 5, выполненной из радиопрозрачного материала (например фторопласт-4), которая позволяет беспрепятственно передавать электромагнит35 ную энергию от генератора электромагнитных волн при помощи коробчатого волновода 4 к излучателю 2. Задняя стенка 6 излучателя представляет собой жесткую пластину с высту- 40 паюшим буртиком, выполненную, например, из легкого, прочного полимерного материала и установленную шарниро но с возможностью ее поворота на 90 внутрь раструба, вплоть до прижатия к внутренней стенке раструба. Для обеспечения отражения электромагнитной энергии эту пластину со стороны, обращенной к забою, покрывают тонким слоем высокопроводящего металла. В положении, когда задняя стенка излучателя прижата к внутренней стенке раструба, излучатель перестает существовать и раструб 3 оказывается полностью открытым для доступа атмосферного воздуха в пробоприемник. В противоположном крайнем положении эта пластина полностью пеней стенкой излучателя, входя в гальванический контакт с ребрами его боковых стенок 7. Герметичное покрытие раструба осуществляется задней стенкой излучателя с выступающим буртиком путем ее прижатия к уплотнительной прокладке 8, выполненной из вакуумной резины в виде легкосьемного непрерывного жгута прямоугольного сечения и установленной во внутреннем пазу 9 узкого торца раструба, Для повьппения надежности герметизации стыка задней стенки излучателя с уплотнительной прокладкой на внешней поверхности этой задней стенки выполнен ответный прокладке выступающий буртик 10, который при максимальном прижатии задней стенки излучателя вдавливается в уплотнительную прокладку и обеспечивает герметичный стык. Прижатие задней стенки излучателя к у -,лотнительной прокладке обеспечивают кулачки 11, равномерно установленные шлицевым соединением по всей длине вала 12, жесткость которому придают опорные подшипники 13, размещенные на валу в чередующейся последовательности с кулачками и укрепленные на станине

14, на которой установлен также и электропривод (не показан) вала 12.

Кулачки 11 имеют профиль в виде усеченной логарифмической спирали, что позволяет при повороте вала вправо с нарастающим усилием увеличить степень прижатия буртика 10 задней стенки излучателя к уплотнительной прокладке 8, При определенном положении кулачков на валу, контролируемом фиксатором (не показаны), достигается максимальное прижатие буртика 10 к уплотнительной прокладке 8 и тем самым надежная вакуумная герметизация пробоприемника 1. При дальнейшем вращении вала в том же направлении кулачки в силу того, что они имеют профиль усеченной логарифмической спирали занимают такое положение, при когором резко освобождают заднюю стенку излучателя для доступа атмосферного воздуха. Разряжение (вакуум) в пробоприемнике 1 обеспечивает маломощный форвакуумный насос (не показан), соединенный с Пробоприемником вакуумным шлангом (не показан). Предотврашение жесткого удара задней стенки излучателя о

1529066

15 внутреннюю поверхность раструба врываюшимся сверхзвуковым всасывающим потоком в пробоприемнике осуществляет демпфируюшая пружина 15, установленная на внутренней поверхности задней стенки излучателя. Пружина

15 после отключения фиксатора (не показан) используется для возврашения стенки в исходное положение перед вакуумированием пробоприемника.

Устройство с помощью цапф 16 поворачивается электроприводом (не показан) вокруг продольной оси пробоприемника на 360

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении устройство придвигают излучателем 2 к забою.

Поворотом вала 12 кулачки 11 максимально прижимают заднюю стенку к уплотнительной прокладке 8, обеспечивая герметичный стык. Одновременно включают генератор электромагнитных волн (не показан) и форвакуумный насос (не показан). После достижения необходимой степени разупрочнения породного массива и разрежения в пробоприемпике 1 и герметичной части раструба 3 вал 12 доворачивают до положения, когда кулачки 11 резко отпускают заднюю стенку излучателя.

Под действием атмосферного давления задняя стенка излучателя отбрасывается с поворотом на 90 внутрь расто руба сверхзвуковым ударным воздушным цотоком, которым в пробоотборник увлекается оторванная от забоя разупрочненная электромагнитным полем породная масса. Удар задней стенки излучателя о внутреннюю поверхность раструба гасится демпфируюшей пружиной 15, при этом задняя стенка излучателя остается в положении прижатия к внутренней поверхности раструба 3 с помошью фиксатора (не показан) до окончания выгрузки из пробоприемника 1 путем его поворота, при котором раструб 3 оказывается в крайнем

45 нижнем положении: порода высыпается под собственным весом. Перед началом следуюшего цикла уплотнительную прокладку 8 тшательно протирают.

Затем освобождают заднюю стенку излучателя, возврашают ее в исходное положение и процесс повторяют.

Высокий экономический эффект от ,использования предлагаемого устройства для отбора бороздовых проб по сравнению с прототипом достигается путем более

-надежной герметизации,исключения при его изготовлении дорогостоящих метадлов, снижения металлоемкости. чормулаиз обретения

1. Устройство для отбора проб мерзлых пород, включаюшее пробоотборник с ратрубом, электромагнитный генератор, коробчатый волновод, излучатель, шарнирно установленную заднюю стенку излучателя с вакуумным затвором и уплотнительную прокладку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, раструб снабжен установленным на его узком торце герметичным корпусом, а внутренняя поверхность узкого торца раструба выполнена с пазом для уплотнительной прокладки, при этом вакуумный затвор выполнен в виде размешенного в герметичном корпусе вала с приводом, расположенными на нем в чередующемся по длине порядке опорными подшипниками и жестко укрепленными, имеюшими профиль усеченной логарифмичес кой спирали кулачками, а задняя стенка излучателя выполнена с буртиком, расположенным с возможностью взаимодействия с уплотнительной прокладкой.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что раструб выполнен из стали, а задняя стенка излучателя с буртиком выполнена из легкого прочного полимерного материала с металлизированным покрытием излучаюшей поверхности.

1529066

4-А

Составитель Г. Веселов

Техред JI.Сердюкова Корректор М. Шароши

Редактор С. Лисина

Заказ 7632/37 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская .наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101