Устройство для определения размеров полостей в грунтовом массиве

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - расширение диапазона определения размеров полостей (П) различной геометрической формы. Устройство содержит направляющую трубу 1, реверсивный привод 8 с барабаном 18 и гибкой тягой 9, измерительный механизм с датчиком 15. Измерительный механизм включает распорное звено 13, входное звено, состоящее из толкателя 7 со штоком 6, и выходное звено. Последнее включает измерительный телескопический рычаг, состоящий из внутренней и выдвижной наружной секций 10 и 11. Торец штока 6 соединен с гибкой тягой 9. Глубину погружения устройства определяют по шкале на направляющей трубе 1. Вращением барабана 18 натягивают тягу 9. Толкатель 7 со штоком 6 подтягиваются вверх и воздействуют через распорное звено 13 на телескопический рычаг. Последний движется вверх до соприкосновения со стенкой П. Касание фиксируется датчиком 15. При отсутствии касания подтягивание штока 6 продолжается. Толкатель 7 продолжает воздействовать на выдвижную наружную секцию 11 распорным звеном 13. Секция 11 выдвигается по горизонтали до соприкосновения датчика 15 со стенкой П. Расстояние от оси скважины до стенки П определяют по линейному перемещению тяги 9. Измерительный механизм перемещают по вертикали посредством трубы 1. В исходном состоянии телескопический рычаг опущен за счет ослабления тяги 9 и действия пружин. Устройство может быть использовано в широком диапазоне размеров полостей. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (50 4 Е 1 В 47 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCKOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4323619/23-03 (22) 03. 11. 87 (46) 07. 07. 89. Бюл. У 25 (71) Новосибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства (72) Н. М. Карташов и Ю. Г. Ефимов (53) 622.241(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 889847, кл. Е 21 С 39/00, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ ПОЛОСТЕЙ В ГРУНТОВОМ МАССИВЕ

2 (57) Изобретение относится к горному делу. Бель — расширение диапазона определения размеров полостей (П) различной геометрической формы. Устр-so содержит направляющую трубу 1, реверсивный привод 8 с барабаном 18 и гибкой тягой 9, измерительный механизм с датчиком 15. Измерительный механизм включает распорное звено 13, входное звено, состоящее из толкателя 7 со штоком 6, и выходное звено. Последнее включает измерительный телеско и1492038 ческий рычаг, состоящий из внутренней и выдвижной наружной секций 10 и

11. Торец штока 6 соединен с гибкой тягой 9 ° Глубину погружения устр-ва определяют по шкале на направляющей

5 трубе 11. Вращением барабана 18 натягивают тягу 9. Толкатель 7 со штоком

6 подтягиваются вверх и воздействуют через распорное звено 13 на телескопический рычаг. Последний движется вверх до соприкосновения со стенкой

П. Касание фиксируется датчиком 15.

При отсутствии касания подтягивание штока 6 продолжается. Толкатель 7

Изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий, в частности к определению размеров лов лостей в грунтовых массивах, например подземных выработок.

Бель изобретения — расширение диапазона определения размеров полостей различной геометрической формы и повышение производительности.

На фиг. 1 представлено устройство в исходном состоянии; на фиг. 2

30 конструкция измерительного механизма; на фиг. 3 — устройство в рабочем состоянии.

Устройство для определения размеров полостей в грунтовых массивах включает направляющую трубу 1, состоящую из нескольких отдельных секций

2, соединенных между собой муфтами 3, концевую муфту 4 с осью 5, измеритель 40 ный механизм в виде инверсорного блоwa, состоящего из входного звена, включающего шток 6 и толкатель 7, и выходного звена. Торец штока 6 соединен с реверсивным приводом 8 гибкой 45 тягой 9, проходящей через концевую муфту 4 внутри направляющей трубы I.

Выходное звено включает измерительный телескопический рычаг, состоящий иэ внутренней секции 10 и наружной выдвижной секции 11, соединенной посредством шарнира 12 с распорным звеном 13, второй конец которого через шарнир 14 связан с. толкателем 7 входного звена инверсорного блока, который имеет шарнирную связь с концевой муфтой, 4 посредством оси 5, тензометрический датчик 15, установленный на конце наружной выдвижной секции продолжает воздействовать на выдвижну наружную секцию 11 распорным звеном 13, Секция 11 выдвигается по горизонтали до соприкосновения датчика 15 со стенкой П, Расстояние от оси скважины до стенки П определяют по линейному перемещению тяги 9. Измерительный механизм перемецают по вертикали посредством трубы 1. .В исходном состоянии телескопический рычаг опущен эа счет ослабления тяги 9 и действия пружин. Устр-во может быть использовано в широком диапазоне размеров полостей. 1 э.п. h-лы, 3 ип.

11 телескопического рычага. Труба 1 проходит внутри направляюцих 16.

Концевая муфта 4 имеет упоры 17. Реверсивный привод 8 содержит барабан

18. Устройство имеет пружину 19 и упоры 20.

С целью сокращения времени на проведение измерений размеров полостей устройство дополняют вторым измерительным механизмом инверсорного типа, у которого топкатель 7 и шток 6 выполнены разрезными и имеют независимые гибкие связи с реверсивным приводом 8. Все элементы устройства являются съемными и допускают взаимоэаменяемость на другие типоразмеры как отдельных его элементов, так и в целом измерительного механизма.

Такая гибкость кинематической схемы устройства расширяет область его использования.

Устройство работает следующим образом.

В начальном положении I измерительный телескопический рычаг опущен, толкатель 7 находится в крайней нижней точке. Устройство в таком положении опускают через пробуренную скважину в карстовую или иную полость путем постепенного наращивания трубчатых секций 2 направляющей трубы 1. используя соединительные муфты 3 °

Глубину погружения устройства определяют по размеченной шкале на направляющей трубе 1 (не показана).!

После погружения устройства и установки его в нужном положении фиксируют направляющими 16 осевое расположение направляющей трубы 1.

1492038

Вращением барабана 18 реверсивного привода 8 натягивают гибкую связ ьтягу 9, в результате чего толкатель

7 со штоком 6 через концевую муфту

4 по направляющей трубе 1 подтягиваются вверх, воздействуя через распорное звено 13 на измерительный телескопический рычаг ° Последний движется вверх до соприкосновения со стенкой полости, поворачиваясь на оси 5 концевой муфты 4 и оси шарнира

12 наружной выдвижной секции 11 телескопического рычага. Момент касания измерительного телескопического рычага стенки полости определяют по срабатыв®нию тензометрического датчика

15, установленного на конце нару ной выдвижной секции 11 телескопического рычага. Датчик 15 формирует электрический сигнал, передаваемый на поверхность и фиксируемый прибором (не показан).

Соединительные проводники от датчика 15 пропускают до прибора внутри телескопического рычага и направляющей трубы 1. Если при достижении телескопическим рычагом горизонтального положения (фиг, 2 и 3 положение II) его касание со стенкой полости не зафиксировано, то подтягивание штока 6 с толкателем 7 вверх продолжается.

Толкатель 7 продолжает воздействовать на телескопический рычаг распорньм звеном 13, однако упоры 17 (фиг, 3) концевой муфты 4 не дают телескопическому рычагу перемещаться вверх, при этом угол воздействия распорного звена 13 на телескопический рычаг изменяется благодаря повороту распорного звена 13 на осях шарниров !2 и 14 толкателя 7 и наружной выдвижной секции 11 телескопического рычага.

С изменением положения угла воздействия распорного звена 13 на телескопический рычаг основное усилие толкателя 7 переносится на выдвижную наружную секцию 11 телескопического рычага, которая под действием укаэанного усилия выдвигается по горизонтали до соприкосновения телескопического рычага со стенкой полости, момент наступления которого фиксируется тенэометрическим датчиком 15.

Расстояние от оси скважины до стенки полости определяют по линейному перемещению гибкой тяги 9, которое тарируется в зависимости от линейного перемещеш я кс нца измерительного телескопического рычага

1 (точка A на фиг. 3) от продольной оси устройства.

После определения расстояния гибкуи тягу 9 ослабевают и перемещают измерительный механизм на другой уровень измереш*,й размеров полости

10 посредством направляющей трубы 1 без выемки устройства на поверхность, а описанные операции повторяются.

Если проводятся измерения полостей больших поперечных размеров, то пере15 мещение телескопического рычага измерительного механизма начинают с нижней точки области полости, передвигаясь затем к центральной ее части, при этом телескопический рычаг изме20 рительного механизма устанавливают в новое положение беэ приведения его в исходное.

После завершения измерительного процесса размеров полости гибкую тягу 9 постепенно ослабевают, и под действием пружины 19 и собственного веса штока 6 с толкателем 7 и внутренней секции 10 телескопического рычага все элементы измерительного

30 механизма возвращаются в начальное положение. Затем устройство извлекают из скважины.

Принцип работы устройства с двумя независимьии друг от друга измерительными механизмами (фиг. 2) аналогичен приведенному ° Отличие состоит в том, что управление работой каждого измерительного механизма осуществляют от одного реверсивного привода

40 8 с двумя барабанами 18, которые могут вращаться как вместе, так и раздельно, и имеющими раздельную связь с соответствующими измерительным механизмом посредством гибкой тяги 9.

45 Это позволяет при измерении размеров полостей асимметричной формы относительно продольной оси скважины осуществлять перемещение измерительных телескопических рычагов разновремен5р но по мере достижения ими стенок полости, Устройство может быть использовано в широком диапазоне измерений раз55 меров полостей различной геометрической формы, включая диаметры скважин от 10-20 см до пяти и-более метров.

Характеризуется достаточной эксплуатационной надежностью, так как имеет

1492038 простую кинематическую схему при сохранении точности измерений. ходного звена, включаюшг.го измерительный телескопический рычаг, состоящий из шарнирно соединенной с муфтой внутренней и выдвижной наружной секций, причем наружная секция соединена посредством шарнира и распорного звена с толкателем входного звена, причем датчик установлен на торце наружной выдвижной секции.

Формула изобретения

f5

Фиг. 2

Составитель А. Рыбаков

Редактор В. Бугренкова Техред А.Кравчук Корректор М. Шароши

Заказ 3847/35 Тираж 514 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

1. Устройство для определения размеров полостей в грунтовом массиве, включающее секционную направляющую трубу с измерительным механизмом, датчик и реверсивный привод, о т лич ающе е ся тем, что, с целью расширения диапазона определения размеров полостей различной геометрической формы, оно снабжено установленной в торце трубы концевой муфтой, гибкой тягой, а измерительный механизм выполнен в виде инверсорного блока, состояцего из распорного звена с шарниром, входного звена, включающего толкатель с установленным внутри трубы штоком, торец которого соединен посредством гибкой тяги, проходящей внутри направляющей трубы, с реверсивным приводом, и вы 2. Устройство по п. 1, о т л и— ч аю ще е с я тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено дополнительными идентичными телескопическим рычагом, толкателем с установленным внутри трубы штоком, распорным звеном с шарниром, гибкой тягой, причем торец штока соединен посредством дополнительной гибкой тяги, проходящей внутри направляющей трубы, с реверсивным приводом, а те.— лескопический рычаг связан посредством шарнира и распорного звена с тол25 кателем,