УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ГРУНТА
DEVICE FOR SOIL SAMPLING

Изобретение относится к области научной работы в сельском хозяйстве, в части устройств для отбора проб грунта ненарушенного строения, нужных при исследовании физических и других свойств почвы.
Цель изобретения - обеспечить благоприятное взаимодействие деталей - фланец - пробоприемник, исключить возможность потери пробоприемника, повысить производительность труда.
Известно устройство, состоящее из стального цилиндра, в верхней части которого имеется резьба для навинчивания штанги с ручкой, стальной цилиндр-пробоприемник, достигнув нужной глубины, рукояткой штанги проворачивают по часовой стрелке, чтобы отделить образец почвы в пробоприемнике от остальной массы. После этого устройство извлекают из почвы (Воробьев С.А. - «Практикум по земледелию». - Москва: Колос, 1967, стр.36, 37). Практически такое же устройство предлагается и в более позднем издании практикума, с той лишь разницей, что оно снабжено деталью, фиксирующей глубину погружения пробоприемника (Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов A.M. - Практикум по земледелию. - Москва: Колос, 1977, стр.20, 21). Общий недостаток этих устройств - вращение только в одном направлении - по часовой стрелке, для отделения образца от основного массива почвы, в противном случае пробоприемник с образцом останется в скважине, так как нарушится его связь со штангой. Кроме того, неоднократное физическое воздействие на устройство для внедрения на нужную глубину в грунт (почву) пробоприемника нарушает естественное строение почвы при низкой производительности труда.
Более радикально, на наш взгляд, решен вопрос сохранения естественного строения почвы в образцах при высокой производительности труда, в устройствах для отбора проб, использующих энергию пороховых газов для внедрения в грунт пробоприемника. Здесь при последовательном совмещении штока, фланца, пробоприемника шток получает толчок при сгорании порохового заряда и передает его фланцу, с которым совмещен пробоприемник. При этом совмещение этих деталей осуществляется при наличии с внешней стороны фланца выступов, а на пробоприемнике - Г-образных вырезов (), в которые вводятся выступы фланца при некотором перемещении пробоприемника по вертикали, а затем по часовой стрелке (Мирзоев М.М. Устройство для отбора проб грунта. АС СССР №917033, опубликовано 30.03.82 г. Бюллетень №12). Это устройство взято нами за прототип.
Прототип, наряду с нашими последующими разработками, имеющими преимущество по отношению к приведенным аналогам, сохраняет недостаток в части соединения пробоприемника с фланцем. Так, введением выступов фланца в Г-образные вырезы () пробоприемника обусловлено перемещение его в вертикальном направлении с последовательным поворотом по часовой стрелке в горизонтальной части вырезов. При этом затрачивается время для точного совмещения выступов с вырезами при негарантируемой надежности. Например, при взятии образца почвы возникла необходимость развернуть пробоприемник в сторону, обратную соединения его с фланцем (против часовой стрелки). В этом случае выступы фланца переместятся в горизонтальной плоскости вырезов пробоприемника до вертикальной и при подьеме фланца пробоприемник потеряет связь с ним, что обусловит неизбежную потерю его.
Таким образом, можно заключить, что прототип имеет недостатки: выступы на фланце и форма вырезов на пробоприемнике не гарантируют надежного соединения и сохранения образцов, а также низкая производительность труда.
Исходя из вышеизложенного поставлена цель - обеспечить благоприятное взаимодействие деталей - фланец - пробоприемник, исключить возможность потери пробоприемника, повысить производительность труда.
В этой связи предлагаем устройство, содержащее шток, через который передается усилие фланцу. К фланцу присоединяется пробоприемник из условия, исключающего его проворачивание и перемещение по вертикали относительно фланца без вмешательства исследователя.
Новым в устройстве является фланец, содержащий вырезы и параллельно расположенные каналы с отверстиями по диагонали. В каналы помещены пружины на сжатие, штыри с нарезными отверстиями и винты. Устройство содержит хомут с отверстием в центре, отводки с прорезями и ушки. В соответствии с планируемым применением пробоприемника, хомутом осуществляется перевод штырей из исходного в рабочее или нейтральное положения, согласуя соответствующее положение их с диаметрально расположенными овальными отверстиями пробоприемника.
Такое устройство позволяет строго фиксировать на фланце пробоприемник и отделять его от него с минимальной затратой времени, позволяет при отборе проб вращать устройство как по часовой стрелке, так и против нее, а при перемещении вверх не опасаться выпада пробоприемника, что создает благоприятные условия работы. В итоге ускоряется взаимозаменяемость пробоприемников и повышается производительность труда.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами деталей, составляющих фланец.
На фиг.1 показан остов, он имеет горловину 1, включающую диаметрально нарезные отверстия 2; опору 3, вырезы 4, параллельно расположенные каналы 5 с диаметрально расположенными отверстиями 6;
на фиг.2 - штыри 7, имеющие нарезные отверстия 8 и скошенную переднюю часть 9, винты 10, пружины на сжатие 11;
на фиг.3 - хомут 12, имеющий отверстие 13, отводки 14 с прорезями 15, ушки 16;
на фиг.4 - фланец в сборе, при положении отводок 14 и связанных с ними посредством винтов 10 штырей 7, в рабочем положении - 7 «а» и исходном - 7 «б». Условно обозначен шток 17.
на фиг.5 - пробоприемник 18 с овальными отверстиями 19, предназначенными для входа штырей 7 при его запирании на фланце.
Детали фланца совмещаются так: хомут 12 насаживается отверстием 13 на горловину 1 остова, затем поочередно в каналы 5 через отверстия 6, вводятся пружины 11, а затем штыри 7. Штыри 7 путем поджатой пружины 11 перемещаются в каналах 5 до совмещения их нарезных отверстий 8 с вырезами 4 опоры 3 и прорезями 15 хомута 12. Здесь штыри 7 фиксируются винтами 10 из условия некоторого перемещения их в каналах 5, в случае поворота на небольшой угол по кругу, в данном случае против часовой стрелки, хомута 12, воздействием на отводки 14 через ушки 16.
В нарезные отверстия 2 горловины 1 вкручиваются винты 10 из условия предупреждения оборачивания штока 17 в нем, а также подстраховки хомута 12 от перемещения его в вертикальном направлении.
В дальнейшем, для взятия образца почвы необходимо пальцами одной руки нажатием на ушки 16 переместить хомут 12 на некоторый угол по кругу, в данном случае против часовой стрелки. При этом оба штыря 7, при воздействии на них винтами 10, контактируемыми с отводками 14, полностью переместятся внутрь остова 3. В таком положении фланец, обращенный штырями 7 к овальным отверстиям 19 пробоприемника 18, вводится во внутреннюю его полость. Воздействие пальцев руки на ушки 16 фланца прекращается и штыри 7 под действием пружин 11 перемещаются в овальные отверстия 19 пробоприемника 18, замыкая его на фланце. В таком положении пробоприемник устанавливается на поверхность исследуемого участка (почвы). Шток 17, получивший ударное воздействие, передает его фланцу, а через него - пробоприемнику 18, который заглубляется в почву.
Извлечение пробоприемника 18 с образцом производится путем оборота устройства вокруг оси в любом направлении с целью отделить образец почвы от основного массива и переместить его вверх из образовавшейся скважины. Отделение пробоприемника 18 с образцом от фланца осуществляется в обратном порядке - пальцами одной руки нажать на ушки 16, переместить хомут 12 на некоторый угол по кругу, в данном случае против часовой стрелки. При этом оба штыря 7 при воздействии на них винтов 10, контактируемых с отводками 14, полностью переместятся внутрь остова 3, выйдя за пределы стенок овальных отверстий 19 пробоприемника 18, что позволит отделить пробоприемник 18 от фланца и заменить его другим.
Таким образом, при закреплении пробоприемника 18 на фланце и отделении его от него исключены  поворотные действия пробоприемника 18 по отношению к фланцу, потеря его. Улучшаются условия труда и возможность взаимозаменяемости пробоприемников 18.