Устройство для отбора проб грунта
Полезная модель относится к горному делу, в частности к устройствам для отбора проб породы с потолочных, вертикальных и наклонных поверхностей. Достигаемый результат- повышение технологичности отбора кернов при качественности последних, снижение трудоемкости отбора проб, снижение уровня опасности работ. Результат достигается тем, что в устройстве, включающем колонковый инструмент с режущей кромкой и керноприемной полостью, согласно решению колонковый инструмент снабжен опорной центрирующей вставкой, представляющей ролик с передней и задней торцевыми поверхностями, выполненный с возможностью размещения и движения в керноприемной полости инструмента, при этом, на задней торцевой поверхности ролика установлена пружина, на передней - центрирующий штифт, а на задней торцевой поверхности ролика выполнен направляющий штифт с внешним диаметром меньшим внутреннего диаметра пружины.
Полезная модель относится к горному делу, в частности к устройствам для отбора проб породы с потолочных, вертикальных и наклонных поверхностей.
Проблемным является отбор проб породы в забойном пространстве с помощью перфораторов, оснащенных колонковыми пробоотборниками с относительно большим диаметром из-за отсутствия жестких направляющих особенно в начальной стадии входа инструмента в породу или грунт. В процессе забуривания из-за неровностей поверхности возникают биения и нарушение заданного направления движения бурового инструмента, что вызывает неудобства в работе с перфоратором, разрушение керна, снижение уровня безопасности работ. Вместе с тем перфорирование отверстий с малым диаметром не представляет особых трудностей. При условии создания направляющих элементов отбор проб кернов мог бы быть значительно облегчен с повышением производительности и качества кернов.
Известно устройство для отбора образцов грунта, содержащее корпус, стенка которого выполнена с двумя сквозными отверстиями, расположенными по ее краям на одной образующей, средство для отделения образца породы от поверхности корпуса в виде прилегающей к внутренней поверхности корпуса струны, концы которой выведены через отверстия на его наружную поверхность, режущий башмак, размещенный в нижней части корпуса, и крышку в его верхней части, отличающееся тем, что, с целью повышения
сохранности образца грунта, оно снабжено дополнительными струнами, корпус выполнен с кольцевыми канавками на внутренней поверхности на уровне сквозных отверстий, при этом дополнительные струны размещены в кольцевых канавках, а их концы выведены через отверстие на наружную поверхность корпуса. /RU Патент №2018624, 1994 г./
Известное устройство ограниченно применимо для отбора проб кернов на вертикальных и не применимо для потолочных поверхностей, особенно при твердых породах, трудоемко и не технологично в использовании.
Известен пробоотборник, включающий корпус с направляющими, два грунтоноса, установленные в корпусе один под другим в направляющих с возможностью горизонтального перемещения за пределы корпуса, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде параллельных друг другу верхней и нижней горизонтальных пластин, соединенных торцевой и внутренней вертикальными стенками, а торцевая стенка и противоположные ей края горизонтальных пластин выполнены с выпуклыми наружу противоположно направленными закруглениями, при этом направляющие выполнены в виде полых гидроцилиндров с поршнями и штоками, которые сообщены с источником давления, установлены один под другим между торцевой и внутренней стенками и закреплены в них, а штоки пропущены через отверстия, образованные во внутренней стенке и на их наружных концах, закреплены грунтоносы, причем каждый грунтонос выполнен в виде стакана с отверстиями в задней стенке и ввинченного в него разъемного режущего цилиндра, имеющего внутреннюю выточку, в которой размещено керноприемное кольцо. /RU Патент №2046882, 1995 г./ Известное устройство конструктивно сложно и не применимо для отбора проб кернов на вертикальных и потолочных поверхностях, особенно при
твердых породах, трудоемко и не технологично в использовании.
Наиболее близким является устройство для отбора проб грунта, содержащее штангу, являющуюся продолжением ствола, имеющего на внутренней поверхности диаметрально расположенные канавки, шток, установленный с возможностью поворота вокруг оси и подвижно соединенный с пробоприемником, зарядную камеру, запирающий, ударно-спусковой механизм, динамическую систему, выполненную в виде поршня и толкателя, между которыми помещена пружина, при этом поршень имеет в центре отверстие, а толкатель - в центре конический выступ и на внешней стороне - боковые прорези, станину, выполненную в виде опорной плиты и колонки, имеющей кольцевые вырезы, при этом оно снабжено обоймой, выполненной с отверстием в центре, радиальными выступами на внешней стороне и рычагом-фиксатором, а штанга снабжена кольцевыми приливами, имеющими канавки, расположенные на расстояниях, равных трехкратной высоте отбираемых проб, при этом обойма выполнена с возможностью передвижения и фиксирования в определенном положении по стволу и штанге. /RU Патент №2144137, 2000 г./
Известное устройство конструктивно сложно, предполагает повышенные меры безопасности, связанные с использованием пороховых газов и для отбора проб кернов, ограниченно применимо на вертикальных и не применимо потолочных поверхностях, особенно при твердых породах. Задачей полезной модели является повышение технологичности отбора кернов при качественности последних, снижение трудоемкости отбора проб, снижение уровня опасности работ.
Задача решается тем, что в устройстве для отбора проб грунта, включающем колонковый инструмент с режущей кромкой и керноприемной полостью, согласно решению колонковый инструмент снабжен опорной центрирующей
вставкой, представляющей ролик с передней и задней торцевыми поверхностями, выполненный с возможностью размещения и движения в керноприемной полости, при этом на задней торцевой поверхности ролика установлена пружина, на передней - центрирующий штифт, а на задней торцевой поверхности ролика выполнен направляющий штифт с внешним диаметром меньшим внутреннего диаметра пружины. Отличительными признаками являются:
- колонковый инструмент снабжен опорной центрирующей вставкой, представляющей ролик с передней и задней торцевыми поверхностями, выполненный с возможностью размещения и движения в керноприемной полости, (что обеспечивает устойчивое положение колонкового инструмента в момент забуривания, не разрушает пробу керна, повышает безопасность работ);
- на задней торцевой поверхности ролика установлена пружина, а на передней - центрирующий штифт, (что повышает технологичность и снижает трудоемкость отбора керна);
- на задней торцевой поверхности ролика выполнен направляющий штифт с внешним диаметром меньшим внутреннего диаметра пружины, (что повышает надежность работы устройства). Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию «новизна». Сравнение заявляемого решения с известными аналогами не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень»
Полезная модель поясняется чертежом, где представлен продольный разрез устройства.
Устройство для отбора проб грунта содержит колонковый инструмент 1 с режущей кромкой 2 и керноприемной полостью 3, опорной центрирующей вставкой 4 с передней 5 и задней 6 торцевыми поверхностям пружину 7, центрирующий штифт 8 и направляющий штифт 9. Устройство используется следующим образом. В вертикальной, наклонной или потолочной поверхности забоя в точке отбора пробы предварительно высверливаются, например пневматическим перфоратором базовое отверстие малого диаметра на глубину 10-15 мм.. В керноприемную полость 3 колонкового инструмента 1 вставляется опорная центрирующая вставка 4 с пружиной 7. Устройство базируется на выполненное отверстие направляющим штифтом 9 с последующим вращением колонкового инструмента. Режущая кромка 2 врезается в породу с образованием кольцевой выемки на глубину 10-15 мм, при этом опорная центрирующая вставка 4 обеспечивает точное врезание без ухода и соскальзывания инструмента от оси базового отверстия, а пружина 7 обеспечивает необходимый прижим передней поверхности 5 к поверхности породы. После получения кольцевой выемки необходимой глубины, опорная центрирующая вставка 4 с пружиной 7 извлекается из керноприемной полости, и врезание колонкового инструмента продолжается на заданную глубину с поступлением неповрежденного керна в керноприемную полость, обломом последнего и последующим извлечением для лабораторной обработки.
Устройство для отбора проб грунта обеспечивает повышение технологичности отбора кернов при качественности последних, снижение трудоемкости отбора проб, снижение уровня опасности работ.
1. Устройство для отбора проб грунта, включающее колонковый инструмент с режущей кромкой и керноприемной полостью, отличающееся тем, что колонковый инструмент снабжен опорной центрирующей вставкой, представляющей ролик с передней и задней торцевыми поверхностями, выполненный с возможностью размещения и движения в керноприемной полости, при этом на задней торцевой поверхности ролика установлена пружина, а на передней - центрирующий штифт.
2. Устройство для отбора проб грунта по п.1, отличающееся тем, что на задней торцевой поверхности ролика выполнен направляющий штифт с внешним диаметром меньшим внутреннего диаметра пружины.
