Устройство для отбора проб мерзлых пород

 

Изобретение относится к геологоразведочным работам, в частности к разработке вечномерзлых россыпных месторождений полезньпс ископаемых, к опробованию шурфов и траншей в зимний период. Цель - обеспечение отбора проб, содержащих крупные скальные включения. Устройство включает электромагнитный генератор, коробчатый волновод и излучатель-пробоприемник, выполненный в. виде емкости цилиндрической формы, и снабжен отрезком трубы из нержавеющей стали, выполненным в форме раструба, соединенным с излучателем, выполненным в виде треугольного короба, задняя стенка которого является продолжением задней стенки волновода, которая выполнена в виде жесткой пластины и установлена шарнирно с возможностью -поворота на 90 внутрь раструба, а другая выполнена радиопрозрачной и установлена с возможностью образования боковой грани коробчатого волновода. Излучатель снабжен размещенным на раструбе силовым электромагнитом с подковообразным сердечником, а задняя стенка излучателя снабжена прокладкой и -установлена с возможностью образования с подковообразным сердечником замкнутого трубопровода. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. i (Л ОЭ СП 4;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU,„, 13540

А1 (51)4 G 01 N 1 04

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И DTHPblTP9

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3995592/31-26 (22) 26.12.85 (46) 23.11.87. Бюл.NI 43 (71) Якутский государственный университет (72) Л.Б.Некрасов, В.Н.Федоров, С.Е.Васильев и P.Ñ.Áàäìàåâ (53) 513.053(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 815566, кл. G 01 N 1/04, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 1064184, кл. G 01 N 1/20, 1984 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ МЕРЗ-.

ЛЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к геолого разведочным работам, в частности к разработке вечномерзлых россыпных месторождений полезных ископаемых, к опробованию шурфов и траншей в зимний период. Цель — обеспечение отбора проб, содержащих крупные скальные включения, Устройство включает электромагнитный генератор, коробчатый волновод и излучатель-пробоприемник, выполненный в. виде емкости цилиндрической формы, и снабжен отрезком трубы из нержавеющей стали, выполненным в форме раструба, соединенным с излучателем, выполненным в виде треугольного короба, задняя стенка которого является продолжением задней стенки волновода, которая выполнена в виде жесткой пластины и установлена шарнирно с возможностью поворота на о

90 внутрь раструба, а другая выполнена радиопрозрачной и установлена с воэможностью образования боковой грани коробчатого волновода. Излучатель а снабжен размещенным на раструбе силоф вым электромагнитом с подковообразным сердечником, а задняя стенка излучателя снабжена прокладкой и -установле- С на с возможностью образования с подковообразным сердечником замкнутого трубопровода. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

51 2

10 замкнутый магнитопровод. Причем количество витков и сечение магнитопровода выражено таковым, чтобы обеспечить тяговое усилие электромагнита, превышающее усилие отрыва задней стенки излучателя, возникающего вследствие действия атмосферного давления на заднюю стенку излучателя при вакуумировании пробоприемника.

Разрежение (вакуум ) в емкости 1 пробоприемника создает маломощный форвакуумный насос (не показан), присоединяемый к патрубку 13. Когда задняя стенка 7 излучателя повернута на 90 и примыкает к внутренней поверхности раструба 3, она удерживается в этом положении вспомогательным электромагнитом 14. Возвращение задней стенки излучателя в исходное положение после отключения вспомогательного электромагнита 14 производит пружина 15, установленная на шарнире 8.

Для предотвращения попадания породы в коробчатый волновод 4 последний отделен от излучателя 2 перегородкой

16, выполненной из радиопрозрачного материала (например из фторопласта-4).

С целью уменьшения габаритов устройства коробчатый волновод 4 соединен с генератором электромагнитных волн !не показан) коаксиальным фидером

l7. При этом коробчатый волновод выполняет функцию коаксиально-волноводного перехода.

Устройство с помощью цапф 18 устанавливается на манипуляторе (не показан) с возможностью вращения на о

360 посредством электропривода (не показан)..

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении излучатель придвигают к забою, включают электромагнитный генератор, электромагнит 10

H форвакуумный насос. При этом излучатель создает направленный поток электромагнитной энергии, обеспечивая разупрочнение объема породы заданной формы и размера, а электромагнит 10 — усилие, приложенное к задней стенке 7 излучателя, превышающее усилие атмосферного давления, действующее на нее в противоположном направлении. В течение работы генерато; ра электромагнитных волн.форвакуумный насос .откачивает из емкости ! I 13540

Изобретение относится к геологоразведочным работам, в частности к разработке вечномерзлых россыпных месторождений полезных ископаемьгх, 5 к опробованию шурфов и траншей в зимний период.

Цель изобретения — обеспечение отбора проб, содержащих крупные скаль ные включения. 1О

На фиг.1 изображено устройство с вырывами, общий вид;.на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1;на фиг.3 — узел Х на фиг.2;. на фиг.4 — устройство, аксонометрическая проекция. 15

Пробоприемник представляет собой прочную вауумируемую емкость 1 в форме цилиндра, соединенную с излучателем 2 отрезком трубы в форме раструба 3, суживающегося в сторону из- 2п лучателя. Излучатель выполнен в виде продолжения коробчатого волновода 4, скошенного под острым углом в плоскости, перпендикулярной его узким стенкам, образующим боковые стенки 5 25 излучателя. Перекрывающая внутреннюю полость раструба часть задней широкой стенки 6 коробчатого волновода 4 об" разует заднюю стенку 7 излучателя 2, выполненную в виде жесткой пластины З0 из магнитомягкой стали. Благодаря шарниру 8 задняя стенка излучателя может поворачиваться вокруг своей оси на 90 во внутрь раструба 3. В таком положении раструб оказывается полностью открытым, а излучатель 2 при этом перестает существовать, превращаясь в открытый (суженный) конец раструба 3.

Герметичный контакт задней стенки 4р

7 излучателя при вакуумировании пробоприемника обеспечивает уплотнительная прокладка 9, установленная в непрерывном пазу, выполненном по кра, ям этой задней стенки.

Прижатие задней стенки 7 к боковым стенкам 5 излучателя и широкой стенке

6 коробчатого волновода 4 осуществляет силовой электромагнит 10, расположенный на внепгней поверхности растру50 ба 3, который выполнен из неферромагнитного материала (нержавеющей стали) с тем, чтобы исключить его взаимодействие с магнитным полем, создаваемым соленоидами 1) электромагнита 10.

Задняя стенка 5 излучателя, будучи . выполненной из ферромагнитного материала, образует вместе с подковообразным сердечником 12 электромагнита

40 з 1354 пробоприемника и герметичной части раструба 3 воздух.

При достижении необходимого разупрочнения мерзлой породы и разрежения .5 в емкости 1 и герметичной части рас" труба 3 электромагнитный генератор, форвакуумный насос и силовой электромагнит 10 выключают, а вспомогательный электромагнит 14 включают. При этом под действием атмосферного давления задняя стенка 7 отбрасывается во внутрь раструба 3, удерживаясь в этом положении электромагнитом 14.

Скачок давления обусловливает возник- 15 новение сверхзвуковой ударной волны и спутного воздушного потока (близкого к скорости звука), который создает отрывное усилие на забое, обеспечивающее отделение и всасывание породы в полость пробоприемника. Причем разрушение породы всасывающим потоком происходит исключительно наименее энергоемкими деформациями растяжения. Процесс отрыва.и транспорти- 25 ровка породы в пробоприемник длится примерно 0,01 с.

После окончания отбора пробы устройство поворачивают раструбом 3 вниз и порода из пробоприемника высы- 3р лается под собственным весом. Вспомогательный электромагнит 14 отключают, после чего протирают уплотнительную прокладку 9 на задней стенке 7 излучателя и стчк, по которому эта стенка контактирует с узкйми стенками 5 и широкой стенкой 6 излучателя.

Под действием пружины 15 задняя стенка ? возвращается в исходное положение. Процесс повторяют.

Экономический эффект от использования предлагаемого технического решения по сравнению с применяемой в настоящее время технологией отбора проб 45 отбойным молотком крупнообломочных

05!

4 пород вечномерзлых россыпей достигается за счет исключения наиболее трудоемкого ручного труда (на операции разрушения этих пород) и загрязнения проб, обеспечивающего резкое повышение достоверности опробования.

Формула изобретения

1, Устройство для отбора проб мерзлых пород, включающее пробоприем.ник, электромагнитный генератор, коробчатый волновод и излучатель, отличающееся тем, что, с целью обеспечения отбора проб пород, содержащих крупные скальные включения, пробоприемник выполнен в виде емкости цилиндрической формы и снабжен отрезком трубы, выполненным в форме раструба, соединенным с излучателем, а излучатель выполнен в виде треугольного короба, задняя стенка которого является продолжением задней стенки волновода, выполнена в виде жесткой пластины и установлена шарнирно с возможностью поворота на

90 внутрь раструба, а другая выполнена радиопрозрачной и установлена с возможностью образования боковой грани коробчатого волновода, причем излучатель снабжен размещенным на раструбе силовым электромагнитом с подковообразным сердечником, а задняя стенка излучателя снабжена прокладкой и установлена с воэможностью образования с подковообразным сердечником замкнутого магнитопровода.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что отрезок трубы в форме раструба выполнен из неферромагнитного материала (например, из нержавеющей стали), а задняя стенка излучателя выполнена из ферромагнитного материала (например, из магнитомягкой стали).

1354051!

354051

Составитель Л.Горяйнова.

Редактор А.Шандор Хехред М.Ходанич . Корректор Г.Решетник

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5685/37

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