Глибинний пробовідбірник

Глибинний пробовідбірник, який містить пристрій орієнтування при зануренні, колонкову трубу із запірним механізмом, який відрізняється тим, що пристрій орієнтування містить шахту, яка розміщена по осі обвідного кільця та окремі стрижні, кожний з яких закріплено у верхній частині зовнішньої поверхні шахти з нахилом у напрямку від неї, нижній кінець якого жорстко закріплено на обвідному кільці та обладнано анкером і стабілізуючим крилом, при цьому колонкова труба розміщена в шахті з можливістю переміщення вздовж неї, а запірний елемент виконаний пелюстковим, який установлено з можливістю перекриття отвору колонкової труби в момент підйому. Винахід належить до видобувної галузі. Призначений для відбору проб мінеральної та органічної сировини з морського дна. Основне призначення - відбір проб сапропелю (гнилий мул). Відомий пробовідбірник для відбору проб мінеральної та органічної сировини з морського дна (ударна ґрунтова трубка з вантажем-розвідником (за М. Юнгом)) [Е. Ф. Шнюков, Р. Н. Белодед, В. П. Цемко. Полезные ископаемые мирового океана. Киев: Наукова думка, 1979. - 254с] має складний виконавчий та привідний механізми, схильний до порушення екологічної рівноваги придонної екосистеми, що обмежує його застосування. Найбільш близьким технічним рішенням (найближчим аналогом) є відома схема пробовідбірника, яка містить стальну колонкову трубу, роз'ємний баласт обтічної форми, клапан та наконечник (прямоточна ударна ґрунтова трубка П. Л. Безрукова та В.П. Петеліна). Ударна трубка падає під власною вагою та занурюється у дно. Клапан фіксує пробу всередині труби та за допомогою троса підіймається на поверхню. [О. Ю. Митропольський, О. М. Іванік. Основи морської геології. - Київ: Основи морської геології. - Київ: Національний університет ім. Т. Шевченко, 2004, 219 с] Недоліки найближчого аналога: - при великих глибинах занурення ускладнене вертикальне заглиблення трубки у дно, тому що центр ваги пробовідбірника розташований на значній висоті від нижнього торця трубки, внаслідок чого знижується продуктивність пробовідбірника; - низька продуктивність та здатність до порушення екологічної рівноваги екосистеми внаслідок вимивання проби при підйомі; - велика трудомісткість ручної праці при вийманні проби на борт судна. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення відомого процесу відбору проб, в якому шляхом введення нових конструктивних елементів та їх взаємодії досягається більш стабільне заглиблення колонкової труби у шельф, зменшення часу на закриття забірного отвору та фіксування проби всередині із значним зменшенням кількості здійнятого мулу, що зменшує витрати при підйомі проби на поверхню, зменшується трудомісткість при вивантаженні проби, можливе використання для промислового видобутку. Поставлена задача вирішується тим, що у глибинному пробовідбірнику, який включає пристрій орієнтування при зануренні, колонкову трубу (19) UA (11) 95521 (13) C2 (21) a200911844 (22) 19.11.2009 (24) 10.08.2011 (46) 10.08.2011, Бюл.№ 15, 2011 р. (72) ЗІБОРОВ КИРИЛО АЛЬБЕРТОВИЧ, ВАНЖА ГЕННАДІЙ КУПРІЯНОВИЧ, ФЕДОРЯЧЕНКО СЕРГІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ (73) ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД "НАЦІОНАЛЬНИЙ ГІРНИЧИЙ УНІВЕРСИТЕТ" (56) EP 1564368 A2, 17.08.2005 JP 58138835 A, 17.08.1983 JP 61020838 A, 29.01.1986 RU 17795 U1, 27.04.2001 SU 887984 A1, 07.12.1981 US 3670830 A, 20.06.1972 3 із запірним механізмом, згідно з винаходом, пристрій орієнтування містить шахту, яка розміщена по осі обвідного кільця, та окремі стрижні, кожний з яких закріплено у верхній частині зовнішньої поверхні шахти з нахилом у напрямку від неї, нижній кінець якого жорстко закріплено на обвідному кільці та обладнано анкером і стабілізуючим крилом, при цьому колонкова труба розміщена в шахті з можливістю переміщення вздовж неї, а запірний елемент виконаний пелюстковим, який установлено з можливістю перекриття отвору колонкової труби в момент підйому. Суть винаходу пояснюється графічними матеріалами, де на Фіг. 1 показано пристрій (загальний вигляд). Пробовідбірник має пристрій для орієнтування, який складається із стрижнів 1, кожний з яких закріплено на верхній частині зовнішньої поверхні шахти 3 з нахилом від неї, нижні кінці яких жорстко закріплені на обвідному кільці 4 та у повздовжньому перерізі утворюють собою піраміду з меншою основою у верхній частині шахти 3, яка знижує вірогідність перекидання пробовідбірника при падінні на дно. Розпірки 2 призначені для збільшення жорсткості конструкції та центрування шахти 3 колонкової труби 6 відносно обвідного кільця і з'єднують стрижні 1 із шахтою 3 колонкової труби 6. До шахти 3 приєднано баласт обтічної форми 5, призначенням якого є зниження центру ваги. Всередині шахти 3 змонтована колонкова труба 6 з можливістю переміщення вздовж неї. Зверху колонкова труба 6 фіксується обмежувачами 7. До обвідного кільця 4 приєднано стабілізуючі крила 8 та анкери 9. На верхньому торці колонкової труби 6 розміщена петля 10 для підйому пробовідбірника, на нижньому - запірний механізм 11 (загальний вигляд показано на Фіг. 2), що являє собою сектори (пелюстки) циліндричного диска 14, які закріплені на шарнірах 17 меншою стороною до штанги 12 та провернуті на кут відносно осі шарніра. Пелюстки 14 мають можливість повертатись на кут до штанги 12. У піднятому стані вони налягають одна на одну, що при закритті приводить до їхньої взаємодії - рух однієї пелюстки приводить у 95521 4 дію всі інші. Штанга 12 жорстко з'єднана із кришкою 13 колонкової труби 6. Знизу запірний механізм фіксується розпірками 18, які попереджають заклинювання та розрізають донні осади. На нижньому торці штанги 12 виконано конус 16 для направлення при зануренні у дно. Прилад (Фіг. 1) працює наступним чином. Пробовідбірник занурюється під власною вагою на необхідну глибину. Орієнтування під час занурення здійснюється за допомогою баласту 5, який знижує центр ваги пробовідбірника до максимально можливого рівня, крил 8, які вирівнюють конструкцію, попереджуючи обертання її навколо осі під дією підводних течій. При досяганні дна пробовідбірник фіксується на дні анкерами 9, які попереджують зміщення пробовідбірника по площі дна. Під час різкого зменшення швидкості падіння пробовідбірника колонкова труба 6, яка жорстко не закріплена у шахті 3 і може вільно рухатися вздовж неї, продовжує зниження за рахунок власних інерційних властивостей та занурюється у товщу дна. В процесі занурення у товщу дна розпірки 18 розрізають донні осади, пелюстковий запірзапірний механізм 11 вільно пропускає пробу редину колонкової труби 6. Надлишок води виходить через дренажні отвори 15 на кришці 13. Після повного зупинення виконується підйом конструкції тросом за петлю 10, яка закріплена на верхньому торці колонкової труби 6. При підйомі проба, що знаходиться всередині колонкової труби 6 за рахунок маси та її податливості, приводить у дію запірний механізм 11. Пелюстки закриваються. Площа вільних кінців пелюсток 14 викликає значний поворотний момент, що прискорює їх закриття. У свою чергу це підвищує продуктивність конструкції в цілому. Підйом пробовідбірника здійснюється колонковою трубою 6, яка упирається у обмежувачі 7. Після підйому пробовідбірника на поверхню колонкова труба 6 виймається з шахти 3. Розвантаження колонкової труби 6 відбувається з нижнього торця шляхом зняття запірного механізму 11. Колонкова труба є змінним контейнером. 5 Комп’ютерна верстка Мацело М. 95521 6 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601