Почвенный бур-пробоотборник
SOIL DRILL SAMPLER

Изобретение относится к устройствам для отбора образцов почвы с ненарушенной структурой и может быть использовано в сельском хозяйстве и при проведении исследований физических свойств почв.
Известно устройство для отбора образцов почвы с ненарушенной структурой [1], состоящее из оси с шестерней, ступицей и крышкой, соединенной с цилиндрическим корпусом. На внешней стороне корпуса расположена шнековая спираль, внизу фреза в виде зубчатого патрубка, а внутри на двух подшипниках скольжения установлен стакан с разъемной пробоприемной гильзой. Между гильзой и фрезой в горизонтальной плоскости на валах с фиксаторами и пружинами расположены два серповидных ножа. В известном устройстве затруднен контроль величины заполнения невращающейся пробоприемной гильзы, а вращающаяся фреза в виде зубчатого патрубка, еще до прохождения гильзы частично скручивает и разрушает формируемый ею почвенный монолит. Кроме этого, известное устройство сложно в изготовлении и эксплуатации.
Известен почвенный бур [2], содержащий штангу в виде ходового винта с опорой и рукояткой с гайкой, на которой с одной стороны закреплена ударная головка, а с другой пробоотборник с боковым разгрузочным окном. В этом буре, как и в предыдущем, отсутствует система контроля величины заполнения пробоотборника, что важно при отборе глубинных почвенных образцов.
Наиболее близким по устройству и назначению к заявляемому буру-пробоотборнику является бур почвенный цилиндрический [3], состоящий из цилиндрического пробоотборника со съемными боковой крышкой, цилиндрическим наконечником с режущей кромкой, и отбойного молотка. В комплект бура также входят экстракционное устройство с цепью и карабином для извлечения пробоотборника из почвы, ручной бур и штанга с крючком для извлечения из скважины съемного цилиндрического наконечника, а также контейнеры для транспортировки почвенных монолитов. Известный бур почвенный цилиндрический позволяет однократно брать влажные почвенные монолиты на глубину до одного метра. Проводя отбор на почвах с низкой влажностью, при подъеме цилиндрического пробоотборника совместно со съемным цилиндрическим наконечником почвенные монолиты будут оставаться в почве. Кроме того, он сложен в изготовлении и дорог в эксплуатации.
Цель изобретения - упрощение конструкции с сохранением качества отобранных почвенных монолитов с ненарушенной структурой.
Для достижения поставленной цели предлагается почвенный бур-пробоотборник, состоящий из закрепленных на полой цилиндрической штанге с одной стороны на резьбовом соединении ударного наконечника, а с другой - цилиндрического заборного стакана с зауженной заостренной режущей кромкой и выгрузным окном. Расстояния от режущей кромки до начала выгрузного окна, между низом и верхом выгрузного окна, от верха выгрузного окна до нижней кольцеобразной проточки и между соседними кольцеобразными проточками равны по величине и соответствуют шагу взятия проб данного почвенного бура-пробоотборника. С таким же интервалом на полой цилиндрической штанге между кольцевыми проточками выполнены продольные прямоугольные пазы. При этом ширина выгрузного окна равна внутреннему диаметру заборного стакана, который превышает диаметр его режущей кромки. В комплект устройства также входят приспособление для извлечения из почвы заборного стакана, цилиндрический выталкиватель и контейнеры с лотками для почвенных монолитов. Приспособление для извлечения из почвы заборного стакана состоит из двуплечего рычага с рукояткой и шарнирно закрепленных на нем опорной ноги и плоского крюка. При этом толщина плоского крюка меньше ширины продольных прямоугольных пазов на полой цилиндрической штанге. Цилиндрический выталкиватель выполнен из цилиндра с рукояткой.
Диаметр цилиндра меньше диаметра заостренной режущей кромки заборного стакана, а длина его равна интервалу между соседними кольцевыми проточками. Контейнеры состоят из цилиндрических оснований с торцевыми округлыми донышками и заостренными опорными стержнями, закрепленными в их центре. В устройстве также имеется ряд лотков с заданной одинаковой длиной и заостренными округлыми торцевыми донышками.
На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства, на фиг. 2 - увеличенное сечение заборного стакана А-А с выгрузным окном, на фиг. 3 - горизонтально расположенный заборный стакан с верхним расположением выгрузного окна с монолитом и выталкивателем, на фиг. 4 - увеличенное сечение пустотелой цилиндрической штанги В-В с ударным наконечником.
Почвенный бур-пробоотборник содержит заборный стакан 1 (фиг. 1) с режущей кромкой 2 и выгрузным окном 3. К заборному стакану 1 в устройстве жестко прикреплена полая цилиндрическая штанга 4 с кольцевыми проточками 5, продольными пазами 6 и ударным наконечником 7. Ширина выгрузного окна 3 (фиг. 2) равна внутреннему диаметру заборного стакана 1. Устройство также снабжено приспособлениями для извлечения заборного стакана 1 (фиг. 1) из почвы, размещения монолитов и разделения их. Приспособление для извлечения заборного стакана 1 из почвы состоит из двуплечего рычага 8 с опорной ногой 9, плоским крюком 10 и рукояткой 11. Приспособление для размещения монолитов и их разделения, выполненное из контейнеров 12 с заостренными опорными стержнями 13 и округлыми торцевыми донышками контейнеров 14, а также лотков 15 с заостренными округлыми торцевыми донышками лотков 16. Для осевого перемещения взятых почвенных монолитов в заборном стакане 1 к выгрузному окну 3 в нем помещен выталкиватель 17 (фиг. 3). При взятии монолитов из более глубоких почвенных горизонтов в устройстве дополнительно выполнено резьбовое соединение 18 (фиг. 4) с закрепленным на нем ударным наконечником 7, позволяющее произвести удлинение полой цилиндрической штанги 4 промежуточной штангой (на фигурах не показано).
Почвенный бур-пробоотборник работает следующим образом. На предназначенном для отбора почвы месте вертикально устанавливают заборный стакан 1 (фиг. 1) с полой цилиндрической штангой 4 и ударным наконечником 7. Кувалдой, удерживая за вертикально установленную полую цилиндрическую штангу 4, через ударный наконечник 7 забивают заборный стакан 1 в почву первоначально до тех пор, пока нижний обрез выгрузного окна 3 не достигнет поверхности почвы. При этом заборный стакан 1 своей зауженной заостренной режущей кромкой 2 формирует вертикальный цилиндрический почвенный монолит меньшего диаметра, чем внутренний диаметр заборного стакана, на который сам и надевается. Затем рядом с забитым заборным стаканом 1 устанавливают приспособление для извлечения его из почвы, состоящее из двуплечего рычага 8 с рукояткой 11 и шарнирно закрепленных опорной ноги 9 и плоского крюка 10. При этом первоначально ставят вертикально опорную ногу 9 на поверхность поля, плоским крюком 10 цепляют за верхний край выгрузного окна 3, и поднимают вверх за рукоятку 11 двуплечий рычаг 8. Поднимаясь, плоский крюк 10 увлекает за собой заборный стакан 1, который своей зауженной режущей кромкой 2 отрывает от почвы сформированный почвенный монолит и достает его из образуемой скважины. Затем переворачивают заборный стакан 1 в горизонтальное положение с выгрузным окном 3, повернутым вверх, и выталкивателем 17 (фиг. 3) в горизонтальном осевом направлении перемещают взятый почвенный монолит до выравнивания его с выгрузным окном 3. Округлые торцевые донышки контейнеров 14 (фиг. 1) через выгрузное окно 3 (фиг. 2) надевают на края почвенного монолита и переворачивают их вместе с заборным стаканом 1 относительно оси на 180 градусов. Почвенный монолит под действием силы тяжести вместе с контейнером 12 (фиг. 1) через выгрузное окно 3 выходит из заборного стакана 1. После этого вдавливают заостренные опорные стержни контейнера 13 в почву рядом с формируемой скважиной и фиксируют контейнер 12 вместе с почвенным монолитом на поверхности поля. Затем возвращают заборный стакан 1 в вертикальное положение, опускают в скважину и забивают его уже до верхнего обреза выгрузного окна 3. Установив двуплечий рычаг 8 рядом с полой цилиндрической штангой 4, помещают его плоский крюк 10 в ее нижний продольный паз 6 и движением вверх за рукоятку 11 частично поднимают из почвы заборный стакан 1. Затем, держась за полую цилиндрическую штангу 4 руками, извлекают его полностью наружу, перемещают почвенный монолит во второй контейнер 12 и устанавливают их в формируемый ряд. Далее возвращают заборный стакан 1 в вертикальном положении в скважину, забивают его нужное количество раз до очередных кольцевых проточек 5, извлекают его и укладывают в ряд взятые почвенные монолиты на контейнерах 12 на поверхности поля, органолептически оценивают почву и отбирают образцы из интересующих почвенных горизонтов.
Предлагаемым почвенным буром-пробоотборником проводят также отбор проб почвы с больших глубин. Для этого от ее верхнего конца откручивают ударный наконечник 7 (фиг. 4) и закрепляют на резьбовом соединении 18 дополнительную промежуточную штангу (на фигурах не показана) с кольцевыми проточками 5 и прямоугольными продольными пазами 6.
При определении плотности сложения почвы почвенным буром-пробоотборником получают монолиты одинакового заданного объема, т.е. с постоянной площадью сечения, равной площади окружности, образованной режущей кромкой 2 (фиг. 1) заборного стакана 1 и высотой, равной расстоянию между заостренными донышками лотков 16. На интересующем нас контейнере 12 устанавливают в ряд в перевернутом положении лотки 15 и рассекают в нем расположенный почвенный монолит заостренными округлыми торцевыми донышками 16 на равные части. Достав опорные штыри 13 из почвы и перевернув контейнер 12 с лотками 15 на 180 градусов, снимают и разгружают их. Полученные таким образом равные, с заданными известными объемами, почвенные образцы помещают в бюксы, взвешивают и высушивают их, для определения влажности и плотности сложения почвы на требуемых глубинах без закладки почвенных разрезов.
Список литературы
1. Патент на изобретение 2348754 Рос. Федерации: МПК G01N 1/04 Почвенный бур-пробоотборник / Нугманов С.С., Ларионов Ю.В., Иваськевич А.В.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Самарская государственная сельскохозяйственная академия. Заявка №2007131670/03; 20.08.2007, опубл. 10.03.2009, бюл. №7.
2. Патент на изобретение 2042938 Рос. Федерации: МПК G01N 1/04 Почвенный бур / Теренько Г.Н., Хрипков И.А.; заявитель и патентообладатель Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства. Заявка №5062841/05, 21.09.1992, опубл. 27.08.1995.
3. ЭкоИструмент Официальный дистрибьютор аналитического оборудования Краткий каталог продукции EIJKELKAMP. Режим доступа: http://www.ecoinstmment.ru/catalog/producers/eijkelkamp/ свободный.