Устройство для отбора проб мерзлых пород

 

0П ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 815566 (22) Заявлено 080781 (21) 3314786/22-26 с присоединением заявки Но— (23) Приоритет

Союз Соеетскик

Сощиапистическик

Республик (ii> 987445

ФФ

7

"Ф

РЦМ.К .

G 01 N 1/04

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н отирытнй

Опубликовано, 07.0133 Бюллетень М2 1

Дата опубликования описания 10.0183 (53) УДК 543.053 (088.8) Л.Б. Некрасов, В.С. Петров, О.А.,-Стручков, -В;.С. „Водфнников и П.Д. Чабан

1, „

/ ;:;- f

Институт горного дела Севера Якутского фили ирского отделения AH СССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛИ ОТБОРА ПРОБ МЕРЗЛЫХ ПОРОД

Изобретение относится к получению и подготовке образцов проб мине-. ральных материалов, в частности, из подземных выработок, открытых траншей в зимний период и разработке россыпных месторождений полезных ископаемых.

По основному авт.св. 9 815566 известно устройство для отбора проб мерзлых пород„ включающее пробоприемник с режущими элементами, электромагнитный генератор, излучатель, ко робчатый волновод, фаэовращатель, при этом излучатель выполнен в виде раструба, соединенного большим основанием с пробоприемником, снабженным направляющими с гибкйми тягами, штоком и подпружиненным поршнем, выполненным из радиопрозрачного материала и кинематически связанным с фазовращатеярм,,при этом режущие

2 элементы выполнены в виде пластин, шарнирно соединенных с пробоприемником (.1 .

Недостатком известного устройства является возможность утечки электромагнитного излучения за пределы технологической зоны, т.е. за пределы пробоприемника, что снижает эффективность использования сверхвысокочастотной (СВЧ) энергии иосопряжено с радиационной опасностью — облуче= нием персонала, обслуживающего устройство.

Цель изобретения — повышение эффективности работы устройства и техники безопасности.

Цель достигается тем, что уст,ройство снабжено защитным экраном, выполненным в виде подвижной рамы

П-образного сечения, установленной по периметру пробоприемника, снабженной металлическими подпружиненными коробами, выполненными с полостью и установленными в шахматном порядке, при этом боковые стенки коробов снабжены графитовыми накладками.

Кроме того, полости коробов заполнены радиопрозрачным. материалом с расположенными в центрах полостей радиопоглощающими ядрами и снабжены теплоотводящими штырями, соединенными с внутренней поверхностью коробов, а торцы коробов выполнены с отверстиями, На фиг.1 изображено устройство, общий вид) на фиг.2 — узел 1 на фиг.1.

Устройство включает жесткую металлическую раму 1, плотно прилегающую внутренней полкой 2 к внешней

987445 поверхности пробоприемника 3. Рама

1 может возвратно-поступательно перемещаться вдоль ребер пробоприемника

3. До начала работы края 4 рамы 1 благодаря пружинам сжатия 5 находятся вровень с режущими кромками 6 пробоприемника 3. Тонкостенные металлические коробы 7 в форме параллелепипедов своими глухими торцами 8 соединены посредством пружин .9 сжатия с поверхностью желоба рамы 1..

На обращенных к забою гранях 10 коробов 7 выполнены продолговатые отверстия 11, длина которых соответствует длине рабочей волны, излучаемой генератором электромагнитных волн (не показан ). Воковыа грани ко- 5 робов 7 снабжены накладками 12, выполненными из графита. Это обеспечивает при плотном прилегании соседних граней коробов хорошее скольжение относительно друг друга и экраниро- 20 вание электромагнитного излучения, так как графит, будучи проводящим материалом, не пропускает через себя электромагнитные волны. Коробы

7, располагаясь в желобе рамы 1 25 несколькими рядами со смещением в каждом ряду (в шахматном порядке ), при контакте с породным массивом образуют своею совокупностью эластичный радиоотражающий экран, повторяющий поверхность забоя. Тем самым почти полностью предотвращается утечка электромагнитного излучения за пределы технологической зоны, т.е. за края 4 рамы 1. 35

Полное устранение возможности утечек электромагнитного излучения в окружающее пространство через воздуш-. ные зазоры (не показаны ), образующиеся неровностями породного массива, 0 достигается за счет того, что коробы

7 выполняют функцию резонансных камер, в которых происходит преобразование энергии электромагнитного поля в тепло. Для уменьшения геометрических размеров резонансных камер их запол- 45 няют радиопрозрачным материалом 13 с весьма высоким значением диэлектрической проницаемости, тем самым геометрические размеры резонансных камер удается уменьшить во много раз по 50 сравнению с размером таких камер, заполненных воздухом. Преобразование энергии электромагнитного поля в тепло происходит в шарообразных ядрах

14 из сильнопоглощающего диэлектри- Я ка, размещенных в центре резонансных камер. Отвод тепла от нагретых ядер

14 осуществляется проводниками тепла. штырями 15, выполненными, например, из меди, которые соединены с внутрен-60 ией поверхностью коробов .7. Длина штырей 15 выбрана таковой, что эти штыри представляют собой металлические изоляторы, не ухудшающие резонансные свойства камер. 65

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении устройство вплотную придвигают к забою. При этом коробы 7 займут положение, соответствующее профилю забоя, на выступающих участках породного массива коробы 7 находятся в поджатом положении, а в его углублениях, наоборот, полностью выдвинуты вперед, заполняя собою эти углубления. Тем самым, своей совокупностью коробы 7 образуют эластичный радиоотражающий экран,препятствующий утечкам электромагнитного излучения в.окружающее пространство.

Незначительная доля излучения, кото-. рая попадает в зазоры, образуемые неровностями породного массива, возбуждает отверстия 11, функционирующие как полуволновые резонансные щели, при этом происходит отсасывание энергии электромагнитного поля внутрь резонансных камер, в которых эта энергия преобразуется ядрами 14 в тепло, отводимое штырями 15 за пределы резонансных камер. По мере оттайки породного массива пробоприемник своими режущими кромками 6 заглубляется в талую породу, перемещаясь относительно рамы 1.,Внедряясь в талую породу, пробоприемник постепенно заполняется ею, после чего происходит отделение талой породы от мерзлой породы массива с помощью режущих элементов пробоприемника. Отобранную пробу удаляют из пробоприемника и анализируют.

Технико-экономические преимущества изобретения состоят в резком сокращении затрат ручного труда, повышении эффективности использования

СВЧ-энергии и обеспечения биологической (радиацион ной ) безопасности обслуживающего персонала.

Экономический эффект на одну установку составит около 30 тыс. руб. в год при себестоимости установки

5 тыс.руб.

Формула изобретения

1. Устройство для отбора проб мерзлых пород по авт.св. Р 815566, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства и техники безопасности, оно снабжено защитным экраном, выполненным в виде подвижной рамы

П -образного сечения, установленной по периметру пробоприемника, снабженной металлическими подпружиненными коробами, выполненными с полостью и установленными в шахматном порядке, при этом боковые стенки коробов снабжены графитовыми накладками.

987445

Рие Р

Составитель Л. Нечипоренко едактор Г. Безвершенко Техре д О. Неце, . Корректор С. Шекма

Заказ кмар

02 2/2 Ти ж ираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

113035 И по делам изобретений и открытий, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПЙП П атент, г. Ужгород, ул. Проектная, 2 Устройство по п.1. о т л и чающее щ е е с я тем, что полости коробов заполнены радиопрозрачным материалом с расположенными в центрах ми ядрами полостей радиопоглощающими и снабжены теплоотводящими шты сое н ди енными с внутренней поверхносштырями, тью коробов а торцы коробов выполнены с отверстияъя .

Источники информации

5 принятые во вн

1. Авто имание при зкспертизе орское свидетельство СССР

Р 815566, кл. G 01 N 1/04, 1977.