Устройство для отбора проб осадков со дна водоемов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ОСАДКОВ СО ДНА ВОДОЕМОВ, включающее рабочий орган, выполненный в виде двухстворчатого грейферного механизма , снабженного штоком-лидером, поплавок и газогенератор с реагентом для продувки поплавка сжатым газом, соединенный с поплавком посредством трубопровода и клапана, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности пробоотбора и улучшения эксплуатационных характеристик , газогенератор закреплен на створке грейферного механизма, а клапан, соединяющий газогенератор с поплавком, выполнен в виде гидрозатвора, при этом газогенератор снабжен дополнительным клапаном , выполненным в виде подпружиненной крышки, установленным в нижней части газогенератора и кинематически соединенным . со штоком-лидером. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поплавок снабжен системой газового замещения, выполненной в ви.ае баллона высокого давления, клапана с подпружиненным штоком и гидростата. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что поплавок выполнен в виде жесткой оболочки с открытым дном, снабжен § трубопроводом газового замещения, при этом верхний конец последнего совмещен W с верхним торцом поплавка, а нижний конец выведен за его пределы в нижней части. 4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что реагент изолирован от внешней среды нейтральной жидкостью, например глицерином. ел ел 00 со сх

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„SU.„, 1155898

4(51) С 01 N 1 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3635032/23-26 (22) 04.07.83 (46) 15.05.85. Бюл. № 18 (72) В. Н. Попов, Е. И. Гарбуз, Д. В. Ширяев и P. Г. Глухих (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектный и конструкторский институт горного дела цветной металлургии (53) 543.053 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 566162, кл. G 01 N 1/10, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 842453, кл. G 01 N 1/02, 1979. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА

ПРОБ ОСАДКОВ СО ДНА ВОДОЕМОВ, включающее рабочий орган, выполненный в виде двухстворчатого грейферного механизма, снабженного штоком-лидером, поплавок и газогенератор с реагентом для продувки поплавка сжатым газом, соединенный с поплавком посредством трубопровода и клапана, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности пробоотбора и улучшения эксплуатационных характеристик, газогенератор закреплен на створке грейферного механизма, а клапан, соединяющий газогенератор с поплавком, выполнен в виде гидрозатвора, при этом газогенератор снабжен дополнительным клапаном, выполненным в виде подпружиненной крышки, установленным в нижней части газогенератора и кинематически соединенным со штоком-лидером.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что поплавок снабжен системой газового замещения, выполненной в виде баллона высокого давления, клапана с подпружиненным штоком и гидростата.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что поплавок выполнен в виде жесткой оболочки с открытым дном, снабжен трубопроводом газового замещения, при этом верхний конец последнего совмещен с верхним торцом поплавка, а нижний конец выведен за его пределы в нижней части.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что реагент изолирован от внешней среды нейтральной жидкостью, например глицерином.

1155898

Изобретение относится к устройствам для отбора проб, в частности к автономным устройствам для отбора проб осадков со дна водоемов и может быть использовано при проведении геологических, океанологических и гидрографических работ.

Известен автономный пробоотборник, включающий поплавок с центральной штангой, рабочий орган, выполненный в виде створок грейферного ковша, и контейнеры с размещенными в них балластными грузами (1).

Недостатками этого пробоотборника являются низкая производительность из-за малых скоростей вертикального погружения, связанных с экономией балласта, и невысокая надежность срабатывания при перекосах грейфера в момент контакта со дном.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для отбора проб осадков со дна водоемов, включающее рабочий орган, выполненный в виде двухстворчатого грейферного механизма, снабженного штоком-лидером, поплавок и газогенератор с реагентом для продувки поплавка сжатым газом, соединенный с поплавком посредством трубопровода и клапана (2).

Недостатки данного устройства заключаются в низкой эффективности его применения из-за ненадежности функционирования систем и клапанов продувки под высоким гидростатическим давлением, опасности потери устройства при возгорании или взрыве водорода в балластных емкостях и поплавке и повышенном расходе газообразующего реагента, поскольку твердые продукты реакции не удаляются из газогенератора.

Цель изобретения — - повышение эффективности пробоотбора и улучшение эксплуатационных характеристик.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для отбора проб осадков со дна водоемов, включающем рабочий орган, выполненный в виде двухстворчатого грейферного механизма, снабженного штокомлидером, поплавок и газогенератор с реагентом для продувки поплавка сжатым газом, соединенный с поплавком посредством трубопровода и клапана, газогенератор закреплен на створке грейферного механизма, а клапан, соединяющий газогенератор с поплавком, выполнен в виде гидрозатвора, при этом газогенератор снабжен дополнительным клапаном, выполненным в виде подпружиненной крышки, установленным в нижней части газогенератора и кинематически соединенным со штоком-лидером.

Поплавок снабжен системой газового замещения, выполненной в виде баллона высокого давления, клапана с подпружиненным штоком и гидростата.

Поплавок выполнен в виде жесткой оболочки с открытым дном, снабжен трубопроводом газового замещения, при этом верхний конец последнего совмещен с верхним торцом поплавка, а нижний конец выведен за его пределы в нижней части.

Кроме того, реагент изолирован от внешней среды нейтральной жидкостью, например глицерином.

Оснащение газогенератора клапанами, размещенными в верхней и нижней его частях, причем верхний клапан выполнен в виде гидрозатвора и совмещен с соединительным трубопроводом, а нижний выполнен в виде подпружиненной крышки и кинематически связан со штоком-лидером, позволяет значительно улучшить эксплуатационные характеристики устройства за счет снижения его общего веса и устранения в конструкции сложного и ненадежного в работе под высоким гидростатическим давлением редукционного клапана.

Выполнение поплавка в виде жесткой оболочки с открытым дном и снабжение его трубопроводом газового замещения позволяет улучшить эксплуатационные характеристики устройства в целом, так как обеспечивается безопасность работ с устройством после его всплытия за счет замещения объема поплавка нейтральным газом. Оснаще-ние поплавка баллоном высокого давления системы газового замещения с управляющим клапаном, шток которого совмещен с гидростатом, обеспечивает безопасность экс плуатации устройства, так как замещает взрывоопасный водород, находящийся в поплавке после всплытия, на нейтральный газ.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 — узел 11 на фиг. 1; на фиг. 4— узел 111 на фиг. 1.

Устройство для отбора проб осадков со дна водоемов включает поплавковый узел

1, выполненный в виде жесткой оболочки 2 с открытым дном, на верхней части которой смонтировано устройство 3 для спуско-подьемных операций, радиомаяк 4 с антенной 5, световой маяк 6 и гидростатический клапан 7, выполненный в виде корпуса 8 с отверстиями 9 и направляющей 10, в которой установлен шток 11, на нижней части которого гайкой 12 закреплена тарелка клапана

13 с уплотнителем 14. Шток 11 имеет опору 15 с регулировочной гайкой 16 и пружину 17.

Опора 15 установлена с возможностью взаимодействия с гидростатом 18, установленным на кронштейне 19. Во внутренней полости оболочки 2 размещен вытеснительный трубопровод 20, нижний конец которого выведен за пределы оболочки 2 в нижней ее части. В нижней полости оболочки 2 установлена система 21 газового замещения, выполненная в виде баллона 22 высо1155898 кого давления, содержащего нейтральный газ (например, углекислый) и управляющего клапана 23, оснащенного штоком 24, поджатого пружиной 25. На штоке 24 размещены клапаны 26 и 27. Кроме того, управляющий клапан 23 оснащен игольчатым клапаном 28 ручного управления с маховиком 29.

Шток 24 установлен с возможностью взаимодействия с гидростатом 30, размещенным на кронштейне 31. К нижней части поплавкового узла 1 посредством разъема

32 и тросовых тяг 33 крепится двухстворчатый грейферный механизм, выполненный в виде трубчатой рамы 34, на которой размещены ковши 35 и хомутами 36 закреплены газогенераторы 37, соединенные посредством трубопроводов 38 с полостью оболочки 2.

Грейферный механизм оснащен штокомлидером 39, кинематически связанным с тягами 40, установленными на осях 41 с возможностью взаимодействия с крышками 42, установленными на осях 43 и подпружиненными пружинами 44. Во внутренней полости газогенераторов 37 на сетке 45 размещается гидрореагирующий реагент 46, изолированный от окружающей среды нейтральной жидкостью (например глицерином).

Трубрпроводы 38 оснащены гидрозатворами 47, совмещенными с верхней частью газогенераторов 37. Гидрозатворы 47 снабжены заливочными пробками 48.

Устройство работает следующим образом.

Перед сбросом устройства с судна его приводят в рабочее состояние, для чего раз мешают в газогенераторе 37 реагент 46 и заливают через заливочные пробки 48 в газогенераторы 37 нейтральную жидкость.

Вращением маховика 29 открывают игольчатый клапан 28 ручного управления, обеспечивая поступление замещающего газа из баллона 22 к клапану 27. При этом вода, поступающая через открытое днище в оболочку 2, выдавливает находящийся там воздух через отверстия 9 корпуса 8 гидростатического клапана 7.

Под действием собственной массы устройство начинает погружаться. На глубине 12 — 15 м под действием гидростатического давления срабатывает гидростат 18, освобождая опору 15, а шток 11, перемещаясь в направляющей 10 под действием пружины 17, перекрывает отверстие корпуса 8 гидростатического клапана 13, герметизируя его уплотнением 14. На этой же глубине срабатывает гидростат 30, освобождая шток 24 управляющего клапана 23 уст5

50 ройства 21 газового замещения. При этом на клапан 26 действует гидростатичес кое давление, удерживающее его от вертикального перемещения и препятствующее открытию клапана 27. При достижении устройстьом дна водоема оно касается осадков штоком-лидером 39, воздействующим на тяги 40, поворачивая их на осях 41 и освобождая крышки 42, которые, поворачиваясь на осях 43 под действием пружин 44, открывают доступ воды во внутреннюю полость газогенераторов 37.

После открытия крышек 42 нейтральная жидкость, изолирующая реагент 46, вытесняется из газогенераторов 37 через трубопроводы 38 (при удельном весе изолирующей жидкости меньше удельного веса воды) или через открытый нижний торец газогенератора 37 (при удельном весе больше удельного веса воды). При взаимодействии с водой реагент 46 выделяет водород, поступающий по трубопроводам 38 в оболочку 2, наполняя ее и вытесняя веду через открытое днище.

Твердые продукты реакции в виде мелкого шлама удаляются из внутренней полости газогенератора 37 под действием собственного веса через решетку 45. Всплывающий поплавковый узел 1 воздействует через тросовые тяги 33 на грейферный механизм, закрывая его и сгребая донные осадки ковшами 35. Продолжая всплытие, уст- ройство отрывается от дна водоема и достигает поверхности. Расширяющийся при всплытии газ удаляется из оболочки 2 через открытое днище. После всплытия устройства на поверхность при давлении на клапан 26, равном атмосферному, под действием давления в баллоне 22 открывается клапан 27 и углекислый газ начинает поступать под оболочку 2, замещая находящийся там водород, удаляя его через трубопровод 20 и исключая тем самым возможность возгорания или взрыва водорода в устройстве. На поверхности устройство по сигналам радиомаяка 4 или светового маяка 6 обнаруживается и поднимается на судно с помощью устройства 3 для спускоподъемных работ.

Экономический эффект от использования предлагаемого устройства заключается в повышении производительности, улучшении эксплуатационных характеристик, а также в повышении безопасности работ за счет замещения взрывоопасного водорода, находящегося в поплавке после всплытия устройства, на нейтральный газ.

1155898

1!55898

17

11

Щ/Г. 2

Составитель В. Поляков

Редактор И. Касарда Техред И. Верес Корректор A. Зи мокосов

Заказ 3130/37 Т траж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4