Устройство для отбора проб грунта ненарушенной структуры с различных горизонтов

 

Изобретение относится к устройствам для отбора проб грунта ненарушенной структуры с различных горизонтов , может быть использовано в различных отраслях промышленности и позволяет повысить качество и точность оценки проб за счет сохране ия естественной структуры грунта. Уст- Фаг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 N 1/04 (1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3825435/28-26 (22) 17. 12.84 (46) .15.10.86. Бюл. N - 38 (72) Л.С. Евтерев, С.Г.Кривошеев,,Q.Í.Мареев и И.Г.Тиханов (53) 543.053(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 555317, кл. G 01 N 1/04, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1096519, кл. G 01 N 1/04, 1982.

„ Авторское свидетельство СССР

Р 1032347, кл. G 01 N 1/04, 1982.

ÄÄSUÄÄ 1264030 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ

ГРУНТА НЕНАРУШЕННОЙ СТРУКТУРЫ С РА3ЛИЧНЫХ ГОРИЗОНТОВ (57) Изобретение относится к устройствам для отбора проб грунта ненарушенной структуры с различных горизонтов, может быть использовано в различных отраслях промышленности и позволяет повысить качество и точность оценки проб за счет сохране.;ия естественной структуры грунта. Уст1264030

15 ройство содержит внешний 1 и внутренний цилиндры (Ц) с конусами 2, в нижней части которых нарезаны зубья.

Внутренний Ц выполнен в виде набора гильз 4,5, внутри которых находятся вкладыши в виде двух полуколец, скрепленных между собой шпильками посредством верхней и нижней втулок (B) 8 и 9. В 9 снабжена затвором с

:приводящей его в движение пружиной, установлена на конце внутреннего Ц и выполнена с пазом под затвор. Отверстие внутреннего Ц выполнено в

Изобретение относится к устройствам для отбора проб ненарушенного грунта и определения физико-механических характеристик грунтовых массивов в условиях существенного изменения этих характеристик по глубине массива.

Цель изобретения — повышение качества и точности оценки проб грунта ненарушенной структуры с различных горизонтов за счет сохранения естественной структуры.

На фиг.1 схематически представлено устройство для отбора проб ненарушенного грунта, на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1. (устройство закрытия затвора), на фиг.3 — разрез

Б-Б на фиг.2 (принцип удержания затвора во взведенном состоянии), на фиг.4 — внутренний цилиндр; на фиг.5разрез В-В на фиг.1 (устройство работы ограничителя подъема грунта).

Элементом устройства является внешний цилиндр 1 со спиралями, имею щий конусообразную часть (внешний конус) 2, режущие ножи 3, с помощью которых грунт перед пробоотборником за пределами забираемого образца разрушается, подается к боковой поверхности внешнего цилиндра и по его спиралям выводится наружу. Внутренний цилиндр представляет собой набор гильз 4 и гильз 5, внутри которых находятся вкладыши б в виде двух полуколец, скрепленных между собой

ЗО

35 виде усеченного конуса с большим основанием в верхней части. Внутренний Ц снабжен ограничителем 16 подьема грунта, кинематически связанным с затвором и установленным на подшипниках 22 в гильзе, имеющей отверстие под фиксатор ограничителя

16, выполненный в виде подпружиненного цилиндра с подшипником качения.

С помощью режущих ножей 3 грунт подается к боковой поверхности внешнего Ц 1 и по его спирали выводится наружу. 1 з.п. ф-лы,5 ил.

2 шпильками 7 посредством верхней и нижней втулок 8 и 9, Промежуточная гильза 4 с внутренним диаметром, равным диаметру вкладышей б, имеет отверстие 10 под выступ 11 рычага

12 уровня заполнения грунта, установленного на оси 13 держателя 14, соединенного с тросом 15 и закрепленного на этой же гильзе. Внутри гильзы

4 размещен ограничитель 16 подъема грунта на подшипчиках 17, которые перемещаются по направляющим 18, причем один из подшипников установлен на подвижном цилиндре 19 с фиксированным выходом и прижимается к направляющей внутреннего цилиндра пружиной 20, усилие поджатия которой регулируется пробкой 21. Внутренний цилиндр в верхней части цент рируется подшипником 22, установленным в шлицевом кольце 23. Подший- . ник поджимается гайкой 24. Шлицевое кольцо имеет отверстия 25, которые . служат для закрепления хвостовиков ручного и машинного бурения (не показаны), а гайка 26 предназначена для регулировки работы подшипника. Нижняя втулка 9 соосно соединена с основанием заборного конуса 27 болтами 28 и имеет паз 29, в который заходит затвор 30, движущийся по направляющим 31 под действием пружин 32. Пружины одним концом крепятся на кронштейне 33, соединенным с основанием заборного конуса

27, винтами 34.

1264030

Кронштейн имеет пазы 35 для регулировки натяжения пружин 32. Другим концом пружины закрепляются на коромысле 36, жестко связанном с затвором 30 и имеющем в централь- 5 ной части выступ 37 под собачку 38.

Собачка, связанная.с заборным конусом осью 39, соединена тросом 15 с рычагом 12 уровня заполнения грунта.

Собачка 38, трос 15 и рычаг 12 уровня заполнения грунта образуют кинематическую связь между затвором и ограничителем подъема грунта.Между заборным 27 и внешним 2 конусами 15 установлен упорный подшипник 40.Зазор между конусами в нижней части выбирается порядка 0 5 мм на сторону.

Сборку устройства производят в следующем порядке. 20

50

Собирают внутренний цилиндр.Для этого на верхнюю втулку 8 одевают шлицевое кольцо 23 в сборе с радиальным подшипником 22 и поджимают гайкой 24. Через верхнюю втулку 8 пропускают шпильки 7 и очередностью сверху вниз на шпильках собирают гильзы внутреннего цилиндра. Снача ла одевают промежуточную гильзу 4, в направляющие которой устанавливают ограничитель !6 подъема грунта, а затем гильзы 5 с вкладышами 6 в виде двух полуколец. Равенство внутренних диаметров промежуточной гильзы 4 и вкладышей 6 способствует 35 удержанию вкладышей при сборе. Шпиль ки 7 заворачивают в нижнюю втулку 9, которая тоже имеет внутренний диаметр, равный диаметру вкладышей 6.

Таким образом, гильзы 5 с вкладыша- 40 ми 6 образуют герметичную емкость внутреннего цилиндра. Втулку 9 заранее совместно с пружинным механизмом перемещения затвора 30 собирают на заборном конусе соосно с ним. 4>

Расположив внутренний цилиндр вертикально согласно рабочему положению, ограничитель 16 подъема грунта опускают по направляющим промежуточной гильзы 4 в нижнее положение, а в отверстие 10 заводят выступ 11 рычага 12. Далее, оттянув затвор 30 по направляющим 31 до отказа, заводят собачку 38 за выступ 37 коромысла 36. Затвор находится во взве- 55 денном состоянии под действием пружин 32. Разместив упорный подшипник

40 в корпусе внешнего конуса 2, устанавливают внутренний цилиндр, направляя шлицы кольца 23 в пазы внешнего цилиндра 1. Затяжку гайки

26 производят до тех пор, пока не обеспечится плавное и легкое проворачивание внутреннего цилиндра в подшипниках.

Переходными втулками (не показаны) соединяют шлицевое кольцо с хвостовиком ручного или машинного бурения, в зависимости от глубины залегания горизонта, на котором производится отбор проб °

Устройство работает следующим образом.

Собранное устроиство устанавли вают вертикально на массив грунта и начинают вращать по часовой стрелке. Вращательный момент через шлицевое кольцо 23 передается внешнему цилиндру 1 со спиралями на боковой поверхности и конусу 2 с ножами

3. Ножи 3, врезаясь в грунт, подрезают его, и он по спиралям поднимается. При этом внутренний цилиндр, установленный в подшипниках 22 и 4С, касаясь зубьями заборного конуса 27 неподвижного массива, не вращается.

В результате этого грунт и .го структура активно подрезаются зубьями двух конусов, а образец правильной цилиндрической формы попадает во внутренний цилиндр. Для уменьшения трения образца грунта о стенки внутреннее отверстие заборного конуса выполнено в виде усеченного конуса, причем различие диаметров в основаниях конуса незначительное и составляет не более 0,5 мм. По мере вырезания пробы устройство погружается в массив грунта, а внутренний цилиндр соответственно заполняется грунтом ненарушенной структуры. После заполнения внутреннего цилиндра образец грунта входит в соприкосновение с ограничителем 16 подъема грунта, который совместно с образцом начинает на подшипниках 17 по направляющим 18 подниматься. Как только подпп.пник на подвижном цилиндре 19 устанавливается напротив отверстия 10, пружина 20 разжимается и выталкивает из отверстия 10 выступ

11 рычага 12 уровня заполнения грунта, которык поворачивается вокруг оси 13 и за трос 15 выводит собачку

38 из зацепления с выступом 37 коромысла 36. Затвор под действием

1264030 ф торном отборе из массива проб используют только другие вкладыши и то для случая, если отбирали пробы сыпучего грунта. Применяя гильзы разной высоты, можно производить отбор образцов грунта ненарушенной структуры разной высоты. Образцы грунта подвергают исследованию для определения физико-механических ха10 рактеристик (плотности, влажности, пористости, сцепления, угла внутреннего трения, модулей общей деформации, скорости продольных и поперечных волн).

Б пружин 32 входит в прорезь 29 втулки 9, перекрывает отверстие и подача образца грунта прекращается. Наличие подобного затвора устраняет возможность уплотнения образца грунта при полном заполнении заборного устройства. Затвор надежно удерживает грунт во внутреннем цилиндре и препятствует его высыпанию. Лезвие затвора 30 имеет режущую часть,например, в виде ветви параболы и заточено с нижней стороны, поэтому не изменяет структуры образца грунта при отрезании. Устройство вращают против часовой стрелки, когца. 15 же оно благодаря спиралям выбурит- .

l ся до начальной отметки его поднимают и приступают к расчленению отобранной пробы на отдельные образцы. Для этого отсоединяют хвостовик с переходными втулками (не показаны), отвинчивают гайку 36 и извлекают внутренний цилиндр. Во внутреннем цилиндре образец грунта закрыт о с обеих сторон. В нижней расти грунт 25 опирается на затвор 30, в верхней части его прикрывает ограничитель 16 подъема грунта, зафиксированный в отверстии 10.

Ю

В таком состоянии, если к корпусу 3 1 внутреннего цилиндра не прик адывать значительных механических воздействий, образец гручта может храниться довольно длительное время, не изменяя своих свойств, Далее из нижней З5 втулки 9 выворачивают шпильки 7 все, кроме одной. Зажав промежуточную гильзу 4 и придерживая от поворотов вторую сверху гильзу 5, верхнюю гильзу 5 вместе с вкладышами 6 поворачи- вают вокруг завернутой шпильки 7 на

180 . При выдвижении гильзы происходит подрезание пробы грунта по верхней и нижней плоскостям. Вместе с вкладышами 6 проба легко выталкивается из гильзы 5 и помещается в бюксы полевой лаборатории Литвинова ПЛЛ-9. Вернув гкпьзу на прежнее место, сдвигают следующую гильзу 5 с вкладышами 6, придерживая нижележащую, и там далее. Вкладыши при отборе образцов мягких грунтов служат для повышения сохранности полученных проб ненарушенной структуры. При повФормула изобретения

1.Устройство для отбора проб грунта ненарушенной структуры с различных горизонтов, содержащее внутренний и внешний цилиндры с конусами, в нижней части которых нарезаны зубья, причем внутренний цилиндр выполнен в виде набора гильз, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества и точ.— ности оценки проб грунта за счет сохранения его естественной структуры, внешний цилиндр выполнен с винтовыми спиралями, нижняя часть которых выполнена ввиде ножей, гильзы снаб- . жены установленными внутри них разьемными одинаковыми с ними по высоте вкладышами и стягивающими их шпильками с верхней и нижней втулками, при этом нижняя втулка снабжена затвором с приводящим его в движение механизмом перемещения, установлена на конце внутреннего цилиндра и выполнена с пазом под затвор, отверстие внутреннего цилиндра выполнено в виде усеченного конуса с большим основанием в верхней части, внутренний цилиндр снабжен ограничителем подъема грунта, кинематически связанным с затвором и установленным на подшипниках в гильзе, выполненной с отверстием под фиксатор ограничителя подъема грунта.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что фиксатор ограничителя подъема грунта выполнен в виде. подпружиненного цилиндра с подшипником качения.

1264030

1264030

Составитель Л. Горяйнова

Техред М.Ходанич Корректор Е. Рошко

Редактор Н. Киштулинец

Заказ 5552/42

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4