RU2017953C1 - Sampler of bottomset beds - Google Patents

Abstract

FIELD: ground sampling. SUBSTANCE: sampler has body in form of cylindrical sleeve. Sleeve lower part accommodates end piece with axial channel and piston with rod. Sleeve has support in form of horizontal ring. Sampler also has posts with cross bars, rod locking mechanism, branch pipe located concentrically in body. Body has limiting ring on its outer surface. Nose has outer annular recess and axial channel. Axial channel diameter is equal to branch pipe inner diameter. Rod is connected by means of its locking mechanism with shackle. Rod is hollow with radial holes. Rod hollow accommodates check valve. Piston and rod are located in branch pipe and form sampler chamber together with body. Sampler chamber is hydraulically communicated with outer space through rod radial holes and its check valve. Support is made with plate spring-loaded to support. Support is installed for horizontal motion and locking of nose. Nose is locked in its outer annular recess. Plate closes nose axial channel in upper position of nose. Besides, support bottom has annular projections. Sampler has plates installed on cross bars along sampler axis. Branch pipe is made of plastic materials with smallest sorbing of radionuclides. EFFECT: higher reliability of sampler operation due to increased representation of sample contaminated with radionuclides. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для отбора проб слабых водонасыщенных грунтов и ила. The invention relates to a device for sampling weak water-saturated soils and silt.

Известен пробоотборник донных отложений, включающий корпус, выполненный в виде цилиндрического стакана с наконечником на нижнем торце и втулкой на верхнем торце, размещенные внутри стакана лепестковый клапан и камеру для пробы, выполненную в виде трубы, концентрично установленной относительно стакана и поршень со штоком, а также подпружиненный элемент, опору, серьгу и уплотнительные кольца. A known sample of bottom sediments, including a housing made in the form of a cylindrical glass with a tip on the lower end and a sleeve on the upper end, placed inside the glass flap valve and sample chamber, made in the form of a pipe concentrically mounted relative to the glass and the piston with the rod, and spring-loaded element, support, earring and o-rings.

Устройство сложно по конструкции, не обеспечивает сохранения структуры верхнего слоя пробы при отборе последней и извлечении эластичной камеры из пробоотборника, искажает структуру боковой поверхности пробы лепестковым клапаном, не предотвращает вытеснение взвешенного, слабо связанного поверхностного слоя отложений из подпоршневого пространства при внедрении корпуса в грунт, что снижает представительность пробы. The device is difficult in design, does not ensure the preservation of the structure of the upper layer of the sample during the sampling and removal of the elastic chamber from the sampler, distorts the structure of the side surface of the sample with a flap valve, and does not prevent the suspension of a suspended, loosely bound surface layer of sediments from the under-piston space when the body is embedded in the ground reduces the representativeness of the sample.

Кроме того, конструкция пробоотборника не гарантирует вертикальное погружение его в грунт при отборе пробы и не обеспечивает качественную дезактивацию его деталей непосредственно контактирующих с радиоактивной пробой. In addition, the design of the sampler does not guarantee its vertical immersion in the soil during sampling and does not ensure high-quality decontamination of its parts directly in contact with the radioactive sample.

Наиболее близким аналогом изобретения является пробоотборник донных отложений, включающий корпус в виде цилиндрического стакана, наконечник с осевым каналом, помещенный в донной части стакана, поршень со штоком, опору в виде горизонтального кольца с отверстием под цилиндрический стакан, стойки с перекладками, серьгу и фиксирующий механизм штока. The closest analogue of the invention is a bottom sediment sampler comprising a barrel-shaped body, a tip with an axial channel placed in the bottom of the glass, a piston with a rod, a horizontal ring support with an opening for a cylindrical glass, struts with overloads, an earring and a locking mechanism stock.

Недостатком устройства является его недостаточно высокая надежность. Оно не обеспечивает достаточной представительности пробы, загрязненной радионуклидами. The disadvantage of this device is its lack of reliability. It does not provide sufficient representativeness of the sample contaminated with radionuclides.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет повышения представительности пробы, загрязненной радионуклидами. The aim of the invention is to increase the reliability of the device by increasing the representativeness of the sample contaminated with radionuclides.

Цель достигается тем, что пробоотборник донных отложений, включающий корпус в виде цилиндрического стакана, наконечник с осевым каналом, помещенный в нижней части стакана, поршень со штоком, опору в виде горизонтального кольца с отверстием под цилиндрический стакан, стойки с перекладинами, серьгу и фиксирующий механизм штока, он снабжен патрубком, помещенным в корпусе и установленным концентрично относительно корпуса, который выполнен с ограничительным кольцом на наружной поверхности, наконечник выполнен с наружной кольцевой проточкой и осевым каналом, равным внутреннему диаметру патрубка, а шток связан его фиксирующим механизмом с серьгой и выполнены полым, с радиальными отверстиями и обратным клапаном в его полости, при этом поршень и шток помещены в патрубке и образуют с корпусом и поршнем камеру под пробу, гидравлически связанную с внешним пространством через радиальные отверстия штока и его обратный клапан, а опора выполнена с пластиной, подпружиненной относительно опоры, установлена с возможностью горизонтального перемещения, фиксации наконечника в его наружной кольцевой проточке и перекрытия осевого канала наконечника в его крайнем верхнем положении. The goal is achieved by the fact that the sampler of bottom sediments, comprising a body in the form of a cylindrical glass, a tip with an axial channel placed in the lower part of the glass, a piston with a rod, a support in the form of a horizontal ring with an opening for a cylindrical glass, racks with crossbars, an earring and a locking mechanism rod, it is equipped with a nozzle placed in the housing and mounted concentrically relative to the housing, which is made with a restrictive ring on the outer surface, the tip is made with an outer annular groove and an axial channel equal to the inner diameter of the nozzle, and the rod is connected by its fixing mechanism to the earring and is hollow, with radial holes and a check valve in its cavity, while the piston and rod are placed in the nozzle and form a sample chamber with the body and piston hydraulically connected with the external space through the radial holes of the stem and its check valve, and the support is made with a plate spring-loaded relative to the support, installed with the possibility of horizontal movement, fixing the tip in its outer second annular groove and the axial overlap of the tip channel in its uppermost position.

На фиг.1 показан общий вид устройства; на фиг.2 - кольцо опоры пробоотборника с подпружиненным элементом; на фиг.3 - запорный механизм пробоотборника. Figure 1 shows a General view of the device; figure 2 - ring support sampler with a spring-loaded element; figure 3 - locking mechanism of the sampler.

Устройство включает корпус 1 в виде цилиндрического стакана 2, наконечник 3 с осевым каналом, помещенный в нижней части стакана, поршень 4 со штоком 5, опору 6 в виде горизонтального кольца с отверстием под цилиндрический стакан, стойку 7 с перекладинами 8, серьгу 9 и фиксирующий механизм штока 10. В корпусе 1 помещен патрубок 11. Он установлен концентрично относительно корпуса 1. Корпус 1 выполнен с ограничительным кольцом 12. На наружной поверхности наконечник 2 выполнен с наружной кольцевой проточкой 13 и осевым каналом, равным внутреннему диаметру патрубка. Шток 5 связан его фиксирующим механизмом 10 с серьгой 9 и выполнен полым с радиальными отверстиями 14 и обратным клапаном 15 в его полости. Поршень 4 и шток 5 помещены в патрубке 11 и образуют с корпусом 1 камеру 16 под пробу. Она гидравлически связана с внешним пространством через радиальные отверстия 14 и его обратный клапан 15. Опора 6 выполнена с пластиной 17, подпружиненной относительно опоры. Пластина 17 установлена с возможностью горизонтального перемещения, фиксации наконечника 3 в его наружной кольцевой проточке 13 и перекрытия осевого канала наконечника в его крайнем верхнем положении. На нижней поверхности опоры 6 выполнены кольцевые выступы 17. На перекладинах 8 установлены пластины 18. Они установлены вдоль оси устройства. Патрубок 11 выполнен из пластических материалов, сорбирующих радионуклиды. Снаружи корпуса установлено уплотнительное кольцо 19. Свободный конец штока оснащен шайбой 20 большего диаметра чем шток. Фиксирующий механизм штока состоит из подвижного фиксирующего колпачка 21 с выступами 22, двух полускоб 23, расположенных на осях 24, неподвижно закрепленных на стойках 7, упорной шайбы 25 с кольцевой проточкой 26, неподвижно закрепленной на штоке. Фиксирующий колпачок 21 скреплен со штоком пружиной 27, а его верхний конец и концы стоек 7 оснащены серьгами 28 и 29 соответственно. The device includes a housing 1 in the form of a cylindrical cup 2, a tip 3 with an axial channel placed at the bottom of the cup, a piston 4 with a rod 5, a support 6 in the form of a horizontal ring with an opening for a cylindrical cup, a rack 7 with crossbars 8, an earring 9 and a fixing rod mechanism 10. A pipe 11 is placed in the housing 1. It is mounted concentrically relative to the housing 1. The housing 1 is made with a restrictive ring 12. On the outer surface, the tip 2 is made with an outer annular groove 13 and an axial channel equal to the inner diameter branch pipe. The rod 5 is connected by its locking mechanism 10 with the earring 9 and is made hollow with radial holes 14 and a check valve 15 in its cavity. The piston 4 and the rod 5 are placed in the pipe 11 and form with the housing 1 the chamber 16 for the sample. It is hydraulically connected to the outer space through the radial holes 14 and its check valve 15. The support 6 is made with a plate 17, spring-loaded relative to the support. The plate 17 is installed with the possibility of horizontal movement, fixing the tip 3 in its outer annular groove 13 and overlapping the axial channel of the tip in its extreme upper position. On the lower surface of the support 6, annular projections 17 are made. On the crossbars 8, plates 18 are installed. They are installed along the axis of the device. The pipe 11 is made of plastic materials sorbing radionuclides. A sealing ring 19 is installed outside the housing. The free end of the stem is equipped with a washer 20 of a larger diameter than the stem. The locking mechanism of the rod consists of a movable locking cap 21 with protrusions 22, two half-arms 23 located on the axles 24, fixedly mounted on the uprights 7, a thrust washer 25 with an annular groove 26, fixedly mounted on the rod. The locking cap 21 is fastened to the stem by a spring 27, and its upper end and the ends of the uprights 7 are equipped with earrings 28 and 29, respectively.

Устройство работает следующим образом. Корпусу 1 и штоку 5 пробоотборника придают исходное положение, устанавливая корпус 1 до взаимодействия кольцевой проточки наконечника 3 с пластиной 17 подпружиненного элемента и устанавливают таким образом, чтобы их нижние концы вошли в кольцевую проточку 26 упорной шайбы 25 и на их верхние концы опускают фиксирующий колпачок 21. Полускобы 23 не могут повернуться на осях, пока их нижние концы упираются в проточку боковой поверхности упорной шайбы 25. The device operates as follows. The housing 1 and the stem 5 of the sampler are returned to their original position by mounting the housing 1 until the annular groove of the tip 3 interacts with the spring plate 17 and is set so that their lower ends fit into the annular groove 26 of the thrust washer 25 and the fixing cap 21 is lowered to their upper ends . The half-clamps 23 cannot rotate on the axes, while their lower ends abut against the groove of the lateral surface of the thrust washer 25.

Погружение в воду осуществляют посредством троса, закрепленного к серьгам 28 и 29 стоек, и далее под действием собственного веса до грунта. При этом пластины 18 обеспечивают вертикальное положение пробоотборника при его перемещении в воде и при внедрении в грунт. При контакте опорного кольца 6 с дном водоема кольцевые выступы 17 предотвращают вытеснение взвешенного, слабо связанного поверхностного слоя отложений из подпоршневого пространства перед внедрением корпуса в грунт. При контакте опорного кольца 6 с плотным грунтом из-за резкого торможения подпружиненная пластина 17 выходит из кольцевой проточки наконечника 3 и корпус под действием инерции внедряется в грунт до упора ограничительного кольца 12 в опорное кольцо 6. Immersion in water is carried out by means of a cable fixed to the earrings 28 and 29 of the racks, and then under the influence of its own weight to the ground. In this case, the plates 18 provide a vertical position of the sampler when it is moved in water and when introduced into the ground. When the support ring 6 is in contact with the bottom of the reservoir, the annular protrusions 17 prevent the suspension of a suspended, loosely bonded surface layer of sediments from the under-piston space before the hull is introduced into the ground. Upon contact of the support ring 6 with dense soil due to sudden braking, the spring-loaded plate 17 leaves the annular groove of the tip 3 and the housing, by inertia, is inserted into the soil until the stop ring 12 rests in the support ring 6.

Поршень 4 при этом неподвижен, корпус 1 перемещается вниз относительно поршня 4, а воздух из надпоршневого пространства через канальные отверстия 14 в полом штоке, полость штока и обратный клапан 15 стравливается во внешнюю среду (воду). При упоре ограничительного кольца 12 корпуса в опорное кольцо 6 из-за торможения и за счет отдачи корпус резко устремляется вверх и в этот момент происходит отрыв керна от основания. Подъем пробоотборника осуществляют тросом, закрепленным на серьге 29, при этом пружина 27 растягивается до взаимодействия выступов 24 фиксирующего колпачка 21 с шайбой 20, скобы 23 освобождаются от фиксирующего колпачка 21 и шток перемещается вверх до упора поршня в дно стакана. При перемещении поршня вверх, воздух из подпоршневого пространства корпуса через отверстия 14 в полом штоке, полость штока и обратный клапан 15 стравливается в воду, под давлением в камере создается разрежение, за счет чего проба удерживается в подпоршневом пространстве корпуса и перемещается вместе с корпусом вверх. При достижении поршнем дна стакана корпуса, последний продолжает двигаться до упора в перекладину 8, при этом наконечник 3 поднимается выше опорного кольца 6 и пластина 17 под действием пружины перекрывает отверстие наконечника 3 для предотвращения выпадения пробы из корпуса при дальнейшем подъеме и извлечении пробоотборника из водоема. In this case, the piston 4 is stationary, the housing 1 moves downward relative to the piston 4, and the air from the above-piston space through the channel openings 14 in the hollow stem, the stem cavity and the check valve 15 are vented to the external environment (water). With the stop of the restrictive ring 12 of the body in the support ring 6 due to braking and due to recoil, the body rushes upward and at this moment the core is torn off from the base. The sampler is lifted by a cable fixed on the earring 29, while the spring 27 is stretched until the protrusions 24 of the fixing cap 21 interact with the washer 20, the brackets 23 are released from the fixing cap 21 and the rod moves up to the stop of the piston in the bottom of the cup. When the piston moves upward, air from the piston space of the body through the openings 14 in the hollow stem, the stem cavity and the check valve 15 are released into the water, a vacuum is created under pressure in the chamber, due to which the sample is held in the piston space of the body and moves up with the body. When the piston reaches the bottom of the body cup, the latter continues to move all the way to the crossbar 8, while the tip 3 rises above the support ring 6 and the plate 17, under the action of the spring, closes the hole of the tip 3 to prevent the sample from falling out of the housing during further lifting and removing the sampler from the reservoir.

Извлечение отобранной пробы осуществляют следующим образом. Открывают пластину 17 и выталкивают корпус за пределы опорного кольца 6. Отвинчивают наконечник 3 и достигают патрубок 11 с отобранной пробой. The extraction of the selected sample is as follows. Open the plate 17 and push the housing beyond the support ring 6. Unscrew the tip 3 and reach the pipe 11 with a sample taken.

Для осуществления дезактивации внутренних поверхностей пробоотборника открепляют упорную шайбу 25 на штоке поршня и выводят поршень за пределы корпуса. Отвинчивают поршень и промывают его и цилиндр дезактивирующими растворами. To decontaminate the internal surfaces of the sampler, the thrust washer 25 is unfastened on the piston rod and the piston is brought out of the housing. Unscrew the piston and rinse it and the cylinder with decontamination solutions.

Claims (4)

1. ПРОБООТБОРНИК ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ, включающий корпус в виде цилиндрического стакана, наконечник с осевым каналом, помещенный в нижней части стакана, поршень со штоком, опору в виде горизонтального кольца с отверстием под цилиндрический стакан, стойки с перекладинами, серьгу и фиксирующий механизм штока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его в работе за счет повышения представительности пробы, загрязненной радионуклидами, он снабжен патрубком, помещенным в корпусе и установленным концентрично относительно корпуса, который выполнен с ограничительным кольцом на наружной поверхности, наконечник выполнен с наружной кольцевой проточкой и осевым каналом, равным внутреннему диаметру патрубка, а шток связан его фиксирующим механизмом с серьгой и выполнен полым, с радиальными отверстиями и обратным клапаном в его полости, при этом поршень и шток помещены в патрубке и образуют с корпусом камеру под пробу, гидравлически связанную с внешним пространством через радиальные отверстия штока и его обратный клапан, а опора выполнена с пластиной, подпружиненной относительно опоры, установлена с возможностью горизонтального перемещения, фиксации наконечника в его наружной кольцевой проточке и перекрытия осевого канала наконечника в его крайнем верхнем положении. 1. BOTTOM SEDIMENT SAMPLE, comprising a body in the form of a cylindrical glass, a tip with an axial channel placed in the lower part of the glass, a piston with a rod, a support in the form of a horizontal ring with an opening for a cylindrical glass, racks with crossbars, an earring and a rod fixing mechanism, different the fact that, in order to increase its reliability in work by increasing the representativeness of the sample contaminated with radionuclides, it is equipped with a nozzle placed in the housing and installed concentrically relative to the housing, which the second one is made with a restrictive ring on the outer surface, the tip is made with an external annular groove and an axial channel equal to the inner diameter of the nozzle, and the rod is connected by its fixing mechanism to the earring and is hollow, with radial holes and a check valve in its cavity, while the piston and the rod is placed in the nozzle and form a chamber for the sample with the body, hydraulically connected to the external space through the radial holes of the rod and its check valve, and the support is made with a spring-loaded plate flax supports, mounted for horizontal movement, the tip fixation in the outer annular groove and the axial overlap of the tip channel in its uppermost position. 2. Пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что, с целью предотвращения вытеснения слабо связанного поверхностного слоя отложений из подпоршневого пространства перед внедрением корпуса в грунт при взятии пробы, на нижней поверхности опоры выполнены кольцевые выступы. 2. The sampler according to claim 1, characterized in that, in order to prevent the loosely bound surface layer of sediments from being displaced from the subpiston space before the hull is introduced into the ground when sampling, annular protrusions are made on the lower surface of the support. 3. Пробоотборник по пп.1 и 2, отличающийся тем, что, с целью стабилизации вертикальности его погружения в грунт, он снабжен пластинами, установленными на перекладинах вдоль его оси. 3. The sampler according to claims 1 and 2, characterized in that, in order to stabilize the verticality of its immersion in the ground, it is equipped with plates mounted on the crossbars along its axis. 4. Пробоотборник по пп.1 - 3, отличающийся тем, что, с целью повышения качества дезактивации и проведения спектрометрических измерений, патрубок выполнен из пластических материалов, минимально сорбирующих радионуклиды. 4. The sampler according to claims 1 to 3, characterized in that, in order to improve the quality of decontamination and spectrometric measurements, the nozzle is made of plastic materials that minimally sorb radionuclides.

Images