ПРОБООТБОРНИК ПОЧВЫ И ГРУНТА

Полезная модель относится к устройствам для отбора незараженных и зараженных РВ, OВ, БС и различными загрязнителями почвы и грунта ненарушенной структуры (для определения объема, веса, плотности) с целью проведения различных анализов в научно-исследовательских интересах.
Известны устройства для отбора проб грунта, содержащие цилиндр, в который вставляют стаканы. Например, устройство, содержащее штангу, являющуюся продолжением ствола, имеющего на внутренней поверхности диаметрально расположенные канавки, а с наружной - неотъемные радиальные выступы, шток, установленный с возможностью поворота вокруг оси и подвижно соединенный с пробоприемником, а также зарядную камеру, запирающий, ударно-спусковой механизмы и динамическую систему (А.с. СССР N 1302167 - МПК G 01 N 1/02, 1987).
Устройство позволяет производить отбор проб на значительной глубине.
Недостатком устройства для отбора проб грунта является сложность конструкции и эксплуатации, например, для заглубления пробоприемника необходимо производить выстрел и уплотняет естественное строение почвы и грунта.
Известно устройство «Бурав для отбора керна древесины» (патент РФ №2038961, МПК B27G 15/00, G01N 1/08 от 09.07.1995).
Бурав состоит из трубчатого корпуса, выполненного составным из трех частей: режущей головки, трубки и хвостовика. Внутри корпус имеет отверстие, причем в режущей головке оно выполнено коническим, а заходная часть режущей кромки головки образует острый угол между внутренней конической поверхностью и внешней поверхностью, причем внешняя поверхность на длине шага резьбы головки выполнена по радиусу,
На наружной поверхности головки выполнена резьба, между витками
которой в верхней части головки выполнен кулачок, вершины которого по высоте равны высоте резьбы. С помощью хвостовика трубчатый корпус крепится в рабочем положении к футляру-воротку через соответствующее отверстие пластинчатой защелкой с подпружиненной кнопкой.
Бурав работает следующим образом.
Трубчатый корпус вставляется хвостовиком в отверстие футляра-воротка и крепится пластинчатой защелкой, фиксируемой подпружиненной кнопкой Вращением футляра-воротка трубчатый корпус с помощью режущей головки вворачивается в ствол дерева, при этом внутреннее отверстие в корпусе заполняется керном древесины, а вершины кулачка уплотняют волокна древесины, формируя отверстие, в результате чего трубка заходит в древесину свободно, не касаясь волокон древесины, что облегчает введение корпуса в древесину.
При заходе режущей головки волокна древесины, подрезаясь острой кромкой плавно по радиусу, обтекают внешнюю поверхность головки. Создается малое сопротивление срезу, что значительно повышает качество поверхности керна.
Существенным недостатком этого устройства является то, что он является неработоспособным при сверлении в вертикальном положении и уплотняет почву и грунт. Следовательно, данный пробоотборник не может быть использован для отбора проб почвы и грунта.
Известно устройство «Пробоотборник грунта» (Патент на полезную модель РФ №56474, МПК Е21В 49/02, G01N 1/02, E02D 1/04 от 10.09.06).
Пробоотборник грунта состоит из корпуса, емкости для пробы, крышки рукоятки, внешней резьбы, внутренней резьбы, направляющей для перемещения пробы и входного отверстия.
Пробоотборник работает следующим образом.
Пробоотборник устанавливается на почву, с которой необходимо взять пробу. Вращая ручку, корпус пробоотборника внедряют в грунт. По мере перемещения пробоотборника в грунт он по внутренней резьбе корпуса
перемещается в сторону ручки (вверх). Дойдя до верхней части корпуса, грунт с помощью направляющей поступает в емкость для пробы.
Существенным недостатком этого пробоотборника является то, что проба полностью измельчается и нарушается структура пробы.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому техническому решению является «Пробоотборник почвы» из «Комплекта приспособлений для отбора проб КПО-1», предназначенный для отбора почвы, воды, растений, пищевых продуктов и других материалов, зараженных РВ, OВ и БС с целью передачи их на анализ в соответствующие лаборатории, (Учебник сержанта войск радиационной, химической и биологической защиты. - М.: РИЦ МО РФ, 2006. - С.251-256, Компленкт приспособлений для отбора проб «КПО-1». Паспорт 4207 ПС.1972. - С.9-11). Устройство входит в состав специального оборудования машин радиационной, химической и биологической разведки и комплектом оснащены БРДМ-2рхб, РХМ, РХМ-К, РХМ-4, РХМ-4-01. Данным комплектом оснащены также научно-исследовательские организации и военно-учебные заведения Вооруженных Сил Российской Федерации, ведущие научные исследования и осуществляющие подготовку специалистов по радиационной, химической и биологической разведке и контролю.
Отборник пробы почвы состоит из трех основных частей: высекателя. рукоятки и сверла.
В рабочем положении выталкиватель высекателя находится в поднятом состоянии. При ударе высекателя о почву и грунт стакан заполняется пробой. После этого, нажатием на втулку, проба выталкивается в банку. Пружина возвращает выталкиватель в рабочее положение. При оборе проб твердого и мерзлого грунта используется сверло, которое ввертывается в рукоятку. При вращении рукоятки сверло измельчает почву и грунт. Измельченная проба собирается в банку с помощью совка.
Существенным недостатком этого отборника пробы является то, что не возможно точно отобрать пробу почвы и грунта не нарушая его структуру,
соответственно вес из уплотненных горизонтов и торфяных почв. Если устройство входит в почву и грунт, то не возможно определить на какую глубину его заглубить, тем самым уплотняется или не заполняется стакан пробоотборника, соответственно нельзя точно определить объем и вес ненарушенного сложения пробы. При работе с устройством в «разрезах» не удобно работать без воротка.
Таким образом, известными устройствами невозможно точно отобрать вес пробы уплотненных горизонтов и торфяных почв не нарушая его структуру, а затем и определить их плотность, пористость (порозность), липкость, набухаемость и усадку, способность удерживать воду (водопроницаемость, капиллярный подъем) и гранулометрический состав, который является базовым физическим свойством.
Задачей полезной модели является расширение эксплуатационных свойств пробоотборника в научно-исследовательских целях.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в возможности использования пробоотборника в любом его рабочем положении при отборе проб уплотненных горизонтов, торфяных почв и грунтов ненарушенной структуры.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для отбора проб не нарушенной структуры почвы и грунта содержит цилиндро-конический режущий стакан, стопорный диск и вороток. При этом стопорный диск приварен к стакану, а сам стакан приварен к высекателю. Внутри стакана установлен выталкиватель пуансоном, который посредством чеки совместно с втулкой устанавливается в прорезь высекателя. Вороток навинчивается на высекатель посредством резьбового соединения Ml7.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен пробоотборник почвы и грунта в рабочем положении. На фиг.2 - положение пробоотборника чертежом для изготовления.
Предложенный пробоотборник почвы и грунта состоит из высекателя 1, воротка 2, выталкивателя пробы 3 с пуансоном, в конце которого имеется отверстие,
цилиндрического стакана 4, соединенного с высекателем, стопорного диска 5, приваренного стакану высекателя с внешней стороны, втулки 6, возвратной пружины 7 и чеки 8.
Корпус стакана выполнен цилиндро-коническим режущей частью с внешней стороны от конца стакана на высоту 20 мм. Выталкиватель 3 предназначен для выдавливания пробы почвы и грунта из цилиндрического стакана
4. Возвратная пружина 7 возвращает выталкиватель 3 исходное положение после взятия пробы грунта. Высекателе 1 имеется сквозное направляющее отверстие длиной 30 мм и шириной 7 мм. В конце выталкивателя 3 нарезана резьба для присоединения воротка 2 при работе в разрезах. Стопорный диск 5 предназначен для устранения уплотнения пробы почвы и грунта, сохранения вертикального положения устройства при взятии пробы и использования как мерной планки при заглублении отборника в почву и грунт. Втулка 6 соединяется с высекателем 1 через отверстие пуансона выталкивателя 3 посредством чеки 8.
Предлагаемый пробоотборник работает следующим образом. На подготовленную ровную поверхность горизонта почвы устанавливают пробоотборник, предварительно очистив ее от растительности и других посторонних предметов так, чтобы все точки его основания (режущей части) касались поверхности площадки. Надавливанием руки на вороток 2 (рукоятку) пробоотборник погружают в почву до соприкосновения стопорного диска 5 с почвой. Можно вращая влево и вправо вороток 2 внедрять стакан 5 в почву и грунт. Если горизонт плотный и так погрузить стакан 5 с режущей частью в почву невозможно, нужно ударить по воротку 2 деревянным молотком. Удары не должны быть сильными. Когда пробоотборник войдет в грунт до стопорного диска 5, режущая часть пробоотборника будет полностью погружена в почву. Придерживая устройство, откопать почву вокруг него ножом или лопаткой (прилагаемой к устройству). Затем почву под пробоотборником подрезать с излишки. Не отнимая ножа, пробоотборник поднять, перевернуть и острым ножом срезать излишки почвы вровень с краем режущей
части стакана 4. Пробоотборник с наружной стороны очистить от приставшей почвы и перенести пробу в стеклянную или полиэтиленовую тару нажатием на втулку 6. Во избежание потери перенос нужно делать над листом чистой бумаги или над совочком. Упавшие на них крошки почвы ссыпать в тару и с помощью электронных весов определить вес пробы. Тару плотно закрыть и установить в специальный ящик с гнездами. Для получения точных результатов с площади 1×1 м необходимо брать 100 проб.
В рабочей тетради записать горизонт, глубину взятия проб, номер тары и бюкса. Банки и бюксы тщательно охранять от нагревания. Их нужно держать в закрытых ящиках и дополнительно укрывать полотенцем, клеенкой.
При необходимости, в зависимости от состояния почвы и грунта, очищают и обрабатывают внутреннюю поверхность стакана 5 и выталкивателя 4.
Преимуществом предложенного пробоотборника почвы и грунта является возможность точно отобрать пробу почвы не нарушая его структуру, соответственно объем и вес из уплотненных горизонтов и торфяных почв.
Пробоотборник прост в изготовлении и эксплуатации и является переносным.