Устройство для отбора пробмерзлых пород

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >81556,6

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

cO (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.1077 (21) 2532552/22-26 с присоединением заявки Йо (23) ПриоритетОпубликовано 2303,81. Бюллетень N9 11 (51)М. Кл 3

G 01 и 1/04

Государствеииый комитет

СССР

Ао делам изобретеиий и открнтий (53) УДК 54 3. 053 (088.8) Дата опубликования описания 230381 (72) Автор изобретения

Л. Б. Некрасов!

Институт физико-технических проблем Севера Якутского филиала Сибирского отделения АН СССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ МЕРЗЛЫХ

ПОРОД

Изобретение отнОсится к получениЮ и подготовке образцов для исследования в твердом состоянии, в частности к опробованию подземных выработок, открытых траншей в зимний период и разработке вечномерзлых россыпных месторождений полезных ископаемых.

Известно устройство для отбора образцов немерзлого грунта, включающее штангу, .грунтоприемник с режущими элементами и шток с поршнем i1j.

Однако известное устройство непригодно для .отбора проб мерзлых пород в силу их высокой механической прочности, 15

Известно устройство для отбора проб мерзлых пород, включающее пробоприемник с режущими элементами, снабженный электромагнитным генератором и излучателем 21. 20

Недостатком известного устройства является невысокая производительность труда и малая представительность отобранной пробы.

Цель изобретения — повышение производительности труда и представительности пробы. .Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено коробчатым волноводом и фазовращателем, излучатель вы-30 нолнен в виде раструба, соединенного большим основанием с пробоприемником, а пробоприемник снабжен направляющими с гибкими тягами, штокоми подпружиненным поршнем, выполненным из радиопрозрачного материала и кинематически связанным с фазовращателем.

Кроме того, режущие элементы выполняют в виде пластин, шарнирно соединенных с пробоприемником.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.

Устройство включает пробоприемник

1, режущие элементы в виде пластин 2, электромагнитный генератор (не пока-. зан), излучатель 3, жестко соединенный с пробоприемником коробчатый волновод 4, фазовращатель 5. На внутренних поверхностях пробоприемника и излучателя выполнены пазы б, а на внешних прикреплены направляющие 7 с возможностью перемещения в пазах и направляющих гибких тяr 8, жестко соединенных одними концами с режущими элементами пробоприемника, а другими концами тяги установленные на внешних и внутренних поверхностях пробоприемника и излучателя, попарно

- жестко связаны между собой посредством рам 9 и каждая пара тяг соедине815566 на с приводом посредством рычагов

10 и 11. P полости пробоприемника установлены шток 12 и поршень 13 с пружиной 14, возвращающей поршень в исходное положение. Пластины режущего элемента соединены с пробоприемником шарнирами 15. Электромагнитный генератор соединен с коробчатым волноводом 4 посредством фланца 16.

Поршень 13 представляет собой массивную пластину (выполненную из радиопрозрачного материала), плотно прилегающую к стенкам пробоприемника 1, величина относительной диэлектрической проницаемости материала, из которого выполнен поршень, выбрана >5 таковой, что при толщине пластины, равной четверти длины электромагнитной волны, в этом материале должно обеспечиваться полное согласование излучателя с породой Это имеет место 20 в том случае, если путь распространения электромагнитной волны в процессе воздействия ее на мерзлую породу не изменяется. Поскольку по мере заполнения пробоприемника породой этот 2 путь сокращается, то„ соответственно, постепенно происходит рассогласование излучателя с породой. Для предотвращения этого устройство снабжено фазовращателем 5,представляющим собой пластину, выполненную из высокочастотного диэлектрика, кинематически связанную с поршнем штоком 12, компен""èðóþùèì рассогласование излучателя путем выдвижения пластины к центру полости коробчатого волновода. Причем величина выдвижения пластины, выполненной из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, но с малым углом диэлектрических потерь, пропорциональна степени заполнения пробо- 40 приемника. породой. При этом за счет того,что поршень 13 кинематически связан с фазовращателем 5, последний при любом положении поршня создает одинаковое фазовое положение электромагнитной волны, распространяющейся от генератора да поверхности породы.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении устройство ц» режущими элементами 2 пробоприемника

1 придвигают к поверхности массива мерзлой породы и включают электромагнитный генератор. Излучатель 3 создает направленный поток электромагнитной энергии, соответствующий сечению пробоприемника. По мере оттайки породы под действием электромагнитной энергии устройство подают на забой. Внедряясь своими режущими элементами в талую породу, пробоприемник постепенно заполняется ею.

После того, как пробоприемник заполняется примерно на две трети, рычаг

10 внешней пары тяг подают в сторону

)абоя, а рычаг 11 внутренней пары гяг — в противоположную сторону. При этом за счет подачи устройства на забой режущие элементы пробоприемника начинают прогибаться вовнутрь и при полном заполнении пробоприемника образуют замкнутую поверхность. Тем самьм они отделяют талую породу, находящуюся в пробоприемнике от мерзлой породы массива. Электромагнитный генератор отключают.

После этого устройство отодвигают от забоя, рычаги 10 и 11 переводят в нейтральное положение. При этом режущие элементы пробоприемника выпрямляются, тем самым высвобождая пробу, выталкиваемую затем поршнем из пробоприемника под действием пружин 14.

Предлагаемое устройство позволяет высокопроизводительно отбирать пробы из мерзлой породы практически идеально правильной формы, что обеспечивает высокую достоверность опробования.

Формула изобретения

1. Устройство для отбора проб мерзлых пород, включающее пробоприемник с режущими элементами, снабженный электромагнитным генератором и излучателем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности труда и представительности пробы, оно снабжено коробчатым волноводом и фазовращателем, излучатель выполнен в виде раструба, соединенного большим основанием с пробоприемником, а пробоприемник снабжен направляющими с гибкими тягами, штоком и подпружиненным поршнем, выполненным из радиопрозрачного материала и кинематически связанным с фаэовращателем.

2. Уетройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что режущие элементы выполнены в виде пластин, шарнирно соединенных с пробоприемником, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 421906, кл. G 01 И 1/04, 07.02.72.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 446655, кл. Е 21 С 37/18, 13.02.73.

815566

Составитель Л. Нечипоренко

Техред Л. Пекарь Корректор Л. Йван

Редактор Г. Кацалап

Заказ 1022/70 Тираж 907 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул. Проектная, 4