Устройство для отбора проб донных грунтов
BOTTOM SOIL SAMPLING DEVICE

Предлагаемое изобретение относится к устройствам отбора донных грунтов и может быть использовано в экологических исследованиях для сбора донных отложений любой консистенции по вертикали грунта, ненарушенной структуры слоев в проточных и непроточных водоемах,
Известно аналогичное устройство для отбора проб содержащий корпус, поршень с уплотнительными кольцами, рукоятку и нанесенную на верхнюю часть штока измерительную шкалу, корпус, выполненный в форме цилиндрического стакана из инструментальной стали с коническим профилем наружной стенки, сужающейся сверху вниз, обладающей зубчатой режущей кромкой, заточенной по типу продольной пилы, двумя металлическими трубками длиной 1,5 м, соединяющимися между собой и корпусом резьбовыми соединениями и уплотнительными кольцами, воротком и уплотнительной манжетой, расположенными в торцевой части на одной из металлических трубок, двумя частями штока, соединяющимися между собой и поршнем резьбовыми соединениями с уплотнительными кольцами, причем шток установлен внутри трубки. (смотри полезную модель RU 156138 МПК G01N 1/10 опубликованную 27.10.2015 г.).
Недостаток аналога состоит в том, что во время извлечения образца грунта под грунтоприемным стаканом возникает разрежение, которое нарушает естественную структуру грунта - отсасывает влагу, растягивает образец, часто вытягивает образец из стакана до окончания извлечения устройства, уменьшая процент выхода образцов при их отборе. Кроме того, при извлечении устройства из скважины на преодоление усилия, вызванного разрежением, затрачивается дополнительная мощность.
Известно аналогичное ручное устройство для взятия нескольких проб ненарушенной структуры и постоянного объема по глубине почвы содержащее, пробоотборный стакан, закрепленный на полой штанге с рукояткой, и поршень со штоком внутри штанги, снабжено указателем заглубления в почву пробоотборного стакана и кондуктором, выполненным в виде пластины, переходящей в воронку с отверстием, охватывающей скважину, а шток поршня - держателем в верхней части и клапаном для перекрытия в крайнем верхнем положении штока поперечного сечения полости штанги со стороны пробоотборного стакана, который снаружи выполнен бочкообразным, имеющим между круглыми торцовыми сечениями (смотри авторское свидетельство СССР №1328719 МПК G01N 1/04 опубликованное 07.08.1987 г. Бюллетень №29)
Недостаток аналога состоит в том, что во время извлечения образца грунта под грунтоприемным стаканом возникает разрежение, которое нарушает естественную структуру грунта - отсасывает влагу, растягивает образец, часто вытягивает образец из стакана до окончания извлечения устройства, уменьшая процент выхода образцов при их отборе. Кроме того, при извлечении устройства из скважины на преодоление усилия, вызванного разрежением, затрачивается дополнительная мощность.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков, является устройство для отбора образцов грунта, включающее штангу, цилиндрический грунтоприемный стакан с крышкой и шток с поршнем, причем грунтоприемный стакан содержит на своей наружной поверхности закрепленную полую трубку с заглушкой в виде троса, (смотри авторское свидетельство СССР №421906 МПК G01N 1/04 опубликованное 30.03.1974 бюллетень №12) принято за прототип.
Недостаток прототипа состоит в том, что в случае если грунтоприемный стакан выполнен длиной 600-800 мм, трубка, размещенная на его наружной поверхности, не позволяет совершать вращательные движения необходимые для заглубления грунтоприемного стакана.
Техническая задача состоит в том, чтобы исключить полую трубку с заглушкой с наружной поверхности стакана с сохранением ее функции.
Технический результат - возможность осуществлять вращательные движения стакана, необходимые для его заглубления
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для отбора проб, донных грунтов, состоящим из рукояток, размещенных на наружной поверхности цилиндрического грунтоприемного стакана, на внутренней поверхности, которого вертикально закреплена полая трубка с заглушкой, в виде троса, снабженного фиксирующим средством, причем грунтоприемный стакан оборудован съемной крышкой и штоком с поршнем, содержащим паз.
Дополнительно изобретение характеризуется тем, что фиксирующее средство выполнено в виде ручки, в которой закреплен трос, причем снизу к ручке прикреплены два сегмента с резьбовыми отверстиями, совпадающими с отверстиями на боковой поверхности грунтоприемного стакана, с размещенными в них винтами.
На фигуре 1 изображено устройство для отбора проб донных грунтов
На фигуре 2 изображена съемная часть устройства необходимая для извлечения пробы.
На фигуре 3 вид по А-А
На чертежах изображено. Цилиндрический грунтоприемный стакан 1, нижний край которого выполнен конусным 2 и снабжен зубцами 3, а верхний край снабжен рукоятками 4. На внутренней поверхности грунтоприемного стакана 1 вертикально закреплена полая трубка 5 с заглушкой в виде троса 6, верхняя часть которого закреплена (например, пайкой) в отверстии вкладыша 7, который закреплен в полой ручке 8. Снизу к ручке 8 приварены два сегмента 9 с резьбовыми отверстиями 10 соосными с отверстиями в грунтоприемном стакане. В отверстия 10 вкручиваются винты с барашками 11 (на фигуре 1 винты не показаны). Поршень 12 имеет резиновые уплотнения 13 удерживаемые пластинами 14 при помощи винтов. На боковой поверхности поршня 12 размещен паз 15 для полой трубки 5. К поршню 12 приварен шток 16, на котором размещена с возможностью перемещения крышка 17.
Работа устройства
Вставляем в полую трубку 5 трос 6. Сегменты 9 располагаются слева и справа от полой трубки. Резьбовые отверстия 10 совпадут с отверстиями на грунтоприемном цилиндрическом стакане 1 (смотри фигуру 1). Затем вкручивают в резьбовые отверстия винты с барашками 11. Грунтоприемный цилиндрический стакан 1 вдавливают в почву. Так как полая трубка размещена на внутренней поверхности стакана 1, то она не мешает вращать грунтоприемный стакан. Перед извлечением грунтоприемного цилиндрического стакана откручиваем винты 11 и за ручку 8 извлекаем трос 6 из полой трубки 5. Производим поворот стакана 1. Отрываем образец грунта от забоя. Так как отверстие полой трубки 5 открыто, то при подъеме грунтоприемного стакана 1 в месте отрыва образца грунта не возникает вакуум. Все устройство извлекаем из забоя. Для извлечения образца грунта из грунтоприемного цилиндрического стакана 1 вставляем поршень 12, совместив паз 15 с полой трубкой 5. Надеваем на стакан 1 крышку 17. Удерживаем все устройство за рукоятки 4 и давим на шток 16. Образец грунта выдавливается из грунтоприемного стакана 1
Возвращаем детали устройства в начальное положение (смотри фигуру 1), Вкручиваем винты 11. Устройство готово для взятия очередной пробы.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, относится к устройствам отбора донных грунтов и может быть использовано в экологических исследованиях для сбора донных отложений любой консистенции по вертикали грунта, ненарушенной структуры слоев в проточных и непроточных водоемах,
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Преимущество изобретения состоит в том, что отсутствие наружной трубки на наружной поверхности длинного грунтоприемного цилиндрического стакана позволяет его вращать в забое. Выполнение штока с поршнем съемными создает удобство при заглублении, так как шток не маячит перед лицом.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».