БУР ПОЧВЕННЫЙ РУЧНОЙ СКРЕБКОВЫЙ

Использование: в сельском и лесном хозяйстве, строительстве, в научно-исследовательских работах биологического профиля при необходимости получения характеристики зоны аэрации и получения образцов почвогрунта из различных глубин.
1
Ручные почвенные буры, основанные на вращении инструмента, имеют существенный недостаток. Отдельные части этих буров требуют вдавливания в почву. Например, необходимо вдавливать центральную часть шнековых буров, центральную часть бура Розанова (Эдельмана) и Войцлава (Качинский, 1970). В бурах Измаильского, Смертина и др. (Роде, 1969) необходимо вдавливать подрезающую боковую лопасть. Бурение сухих глинистых и мерзлых почв такими бурами требует больших усилий, а иногда и вовсе невозможно.
Аналогом предлагаемой модели является почвенный бур Качинского (1970). Он представлен цилиндром диаметром 40-50 мм с двумя лопастями. Одна из лопастей в нижней части скошена, по ходу часовой стрелки, заострена и имеет форму «зуба». Эта лопасть вдавливается в почву и при вращении скалывает грунт в центральную часть бура. Вторая лопасть скошена по ходу часовой стрелки и завернута вовнутрь, образуя винтовую плоскость, назначение которой смещать разрыхленный грунт вверх и удерживать его при поднятии инструмента. В некоторых конструкциях эта деталь приваривается. Недостатком почвенного бура является наличие лопасти с «зубом» и совмещение на противоположной лопасти начала винтовой плоскости (скребка) и начала лопасти. Вдавить такой бур в сухую глинистую каштановую почву очень трудно. Требуется давление на бур до 15-20 кг и более. Это обусловило использование цельнеметаллических тяжелых штанг. При бурении до глубины 1,5 м бур со штангами необходимо поднять и опустить 20-30 раз. Кроме того, зубъевидная лопасть сдвигает грунт в горизонтальном направлении, что также затрудняет вращение инструмента. Нередко бурение выполняют два человека.
__________________________________________________________________
Бур Розанова в 1910 году получил золотую медаль на международной промышленной выставке в Париже. Конструкция бура Розанова (Роде, 1969) и Эдельмана (электронный ресурс:
http://www.ecoinstrument.ru/upload/iblock/9db/catalog Eijkelkamp.pdf) идентична. Приоритет Розанова несомненен
Предлагаемый почвенный бур имеет существенные отличия от аналоговой модели.
Бур представлен цилиндром с двумя лопастями, одна из которых скошена по ходу часовой стрелки и заточена, а другая скошена по ходу часовой стрелки и завернута вовнутрь, образуя винтовую плоскость. Он также двухлопастной, но лишен зубъевидной детали как не способствующей бурению. Обе лопасти идентичны и имеют режущий орган бура в виде скребка. Он выдвинут вперед лопасти на 7 мм по ходу вращения. При вращении бура грунт толщиной 1,5-2 см скалывается снизу вверх и уже рыхлая масса сдвигается в центральную часть бура в пространство между керном и лопастью бура. Предлагаемая конструкция не имеет деталей, которые необходимо вдавливать в почву, вследствие чего существенно облегчается бурение.
Модель предлагаемого бура показана на иллюстрации 1, 2, 3 и 4. На фиг.1 показан почвенный бур с правосторонним вращением по часовой стрелке (вид сбоку), на фиг.2 - разрез бура по А-А, на фиг.3 - вид Б, на фиг.4 фотография бура и место сопряжения лопасти бура и скребков. Бур цилиндрический, стальной высотой 170-180 мм, толщина стенки 3 мм, диаметр 50-60 мм. Это оптимальный диаметр, позволяющий визуально осмотреть пробу, брать образец пробы в строгом соответствии с глубиной на влажность, солесодержание и др., определять плотность грунта и его твердость с применением дополнительных измерительных устройств, брать образцы грунтовых вод и др. В цилиндре вырезаны две лопасти (1) шириной в конечной нижней части ¼ окружности. Кверху лопасти расширяются. Нижняя часть каждой лопасти скошена по ходу вращения на 14-15° (α). Это универсальный угол захода скребка в почву, который обеспечивает за 3-4 оборота наполнение цилиндра. При изготовлении бура для глинистых почв угол может быть сокращен до 10-12°, а для песчаных - увеличен до 17°. К торцу каждой лопасти приварен под углом 90° стальной ленточный винтовой скребок (2) шириной ⅓ радиуса цилиндра (В). В направлении вращения бура скребок выдвинут за пределы лопасти на расстояние 7 мм (Г). Выдвинутая часть скребка шире окружности цилиндра на 3 мм (Д), что обеспечивает расширение скважины и исключает заклинивание инструмента. Для лучшего  удержания  грунта в цилиндре задняя часть скребка выдвинута за пределы лопасти на 7 мм (Е).  Величина   выхода  скребка  за  пределы лопасти  на 7 мм  и  не более  в  начальной  и  конечной части обусловлено необходимостью избежать упора скалываемой почвы  в  верхнюю конечную  часть  противоположного  скребка.  Для   вырав-
нивания стенок скважины к нижней наружной части лопасти приварен вертикальный скребок длиной 30-40 мм и толщиной 3 мм (3). К верхней части бура к основанию цилиндра (4) приварена муфта с резьбой (5), для навинчивания штанги. В связи с тем, что конструкция инструмента позволяет вести бурение с давлением на бур 5-7 кг, возникла возможность использовать облегченные штанги из дюраля. Вес такой штанги диаметром 30 мм и длиной 150 см 0,9 кг, что в четыре раза легче стальных штанг (Кулик, 1965).
Бурение предлагаемой моделью осуществляет 1 человек. Оптимальная величина ручки бура 200 мм по радиусу. Для наполнения бура почвогрунтом необходимо сделать 3-4 оборота, при этом бур углубляется на 8-12 ем. Бурение скважин на глубину 1 м в сухих глинистых почвах, осуществляется в течение 6 минут при давлении на бур 5-7 кг. При использовании бура Качинского на эту же работу требуется 20 минут при давлении на бур 15-20 кг.
При использовании бура на песчаных сухих почвах целесообразно увеличить ширину лопасти в нижней части и ширину горизонтального скребка для уменьшения возможности высыпания грунта. Для уменьшения усилий на скалывание грунта можно использовать и трехлопастную конструкцию бура.
Литература:
1. Качинский, А.Н. Физика почвы: Изд. «Высшая школа», М. - 1970, - С.259-261.
2. Роде, А.А. Основы учения о почвенной влаге. Т II: Гдрометеоиздат. - Л, 1969, - с.74-87.
3. Кулик, Н.Ф. Облегченная штанга к ручному буру и формулы для расчета количества работ, выполняемых при бурении // Почвоведение, 1965 №5. - с.71-73.