ПРОБООТБОРНИК ПОЧВЕННЫЙ

Полезная модель - пробоотборник почвенный (ПП) относится к области мониторинга состояния окружающей среды и может быть использована при проведении исследований загрязнения почвенного покрова, а именно - для отбора проб почвы всех типов, кроме каменистых.
Известно устройство для отбора проб почвы, по которым определяют физические (плотность) и химические (концентрации загрязняющих веществ) характеристики почвенного покрова - пробоотборник почвы-бур (бур Некрасова), являющийся прототипом данной модели и предназначенный для взятия проб почвы, грунта, донных отложений, кроме глинистых и каменистых почв. Пробоотборник-прототип используется экологическими службами, геологами в повседневной работе, а также для отбора проб различных сыпучих, скомкавшихся химических веществ. Пробоотборник почвы-бур изготовлен из стали, и состоит из наконечника и штанги, которая может удлиняться в зависимости от необходимой глубины взятия пробы. Бур представляет собой наконечник из закаленной стали, который соединяется со штангой с помощью стопорных винтов. Штанга может удлиняться до необходимой длины другой штангой, находящейся в комплекте. Штанга на конце имеет рукоятку для вращения пробоотборника.
Технические характеристики:
Масса отбираемой единичной пробы почвы, г -- около 220;
Глубина 1-го отбора пробы, мм
-- до 200;
Глубина отбора пробы буром, м
-- до 2;
Масса, кг
-- 6,2;
Габариты: диаметр (макс.), мм
-- 50;
высота (в сборе), мм
-- 1200.
Проба отбирается вращением пробоотборника за рукоятку по часовой стрелке с одновременным надавливанием. Пробоотборник режущей кромкой направляет почву во внутренний цилиндр наконечника. После отбора пробы бур вытаскивается из лунки, почва ссыпается через прорезь наконечника ножом или деревянной палочкой в подготовленный пакет или емкость. Далее продолжается бурение и отбор пробы почвы с последующей глубины той же лунки или в следующей точке пробоотбора.
Основным недостатком при использовании пробоотборника почвы-бура (бура Некрасова) для отбора проб почвы при проведении экологического мониторинга является значительная масса (6,2 кг) и габариты, что сильно затрудняет перемещение к месту отбора пробы и усложняет саму процедуру отбора. Причинами этого являются конструкция бура и его материал, в частности.
Эти же причины обуславливают значительную продолжительность отбора одного керна (удаление остатков грунта от предыдущего керна, неудобство при использовании длинной ручки), избыточная масса (6,2 кг) и габариты всего устройства.
В то же время, для задач экологического мониторинга при отборе проб почвы в большинстве случаев достаточно короткой тонкостенной трубки из нержавеющей стали (требуемая глубина отбора не превышает 0,2 м), а основной проблемой является перемещение и доставка отобранных проб.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение точности и снижение трудозатрат и времени отбора пробы почвы.
Указанная задача решается тем, что пробоотборник, состоящий из цилиндра, поворотных ручек, ограничительного кольца и поршня с ручкой, выполнен из трубы из нержавеющей стали диаметром 40-50 мм, с толщиной стенки 0,5-1 мм и высотой 250-300 мм, при этом вес устройства составляет менее 1 кг, а габариты позволяют переносить его на поясе или в большом кармане.
Технический результат предлагаемой полезной модели состоит в том, что:
а) отбор пробы почвы, осуществляется с большей точностью за счет ограничительного кольца (все керны одинаковой глубины) и требует значительно меньших усилий за счет тонкой стенки цилиндра (почва меньше сминается) и значительного снижения веса пробоотборника;
б) время, затрачиваемое оператором на отбор одной пробы, уменьшается за счет существенно меньшей потребности в очистке цилиндра от остатков грунта предыдущей пробы.
Таким образом, повышается точность отбора пробы и снижается затрачиваемое на пробоотбор время, что в сочетании со снижением массы устройства значительно повышает производительность труда оператора, особенно при больших объемах работ (почвенная съемка на маршрутах, экологический мониторинг территории).
Предлагаемое техническое решение более подробно иллюстрируется прилагаемым чертежом устройства, где
1 - приемный цилиндр;
2 - поворотная ручка;
3 - ограничительное кольцо со стопорными винтами;
4 - поршень с ручкой;
5 - крышка приемного цилиндра.
Приемный цилиндр (1) предназначен для вырезания керна почвы на требуемую глубину почвенного покрова (до 0,2 м) с помощью поворотных ручек (2). Ограничительное кольцо со стопорными винтами (3) предназначено для регулировки глубины отбора. Поршень с ручкой (4) предназначен для выталкивания почвы из цилиндра. Отверстие в крышке приемного цилиндра (5) служит направляющей для ручки поршня.
На внешней стороне цилиндра имеется шкала для измерения высоты керна почвы.
Все детали пробоотборника изготавливаются из нержавеющей стали.
Устройство работает следующим образом.
1. По шкале, нанесенной на внешней стороне цилиндра выставляется требуемая глубина отбора почвы с помощью ограничительного кольца и фиксируется стопорными винтами.
2. ПП устанавливается вертикально на поверхность почвы в предполагаемое место отбора.
3. ПП погружается в почву на необходимую глубину при помощи надавливания на поворотные ручки и, если это необходимо, слегка поворачивая вокруг своей оси.
4. ПП извлекается из почвы.
7. С помощью поршня проба выталкивается в пластиковый пакет или другую приготовленную емкость.
После отбора пробы выполняется контрольный осмотр всего ПП и при необходимости проводится очистка его поверхностей от налипшего грунта.
Конкретный пример выполнения устройства:
Корпус цилиндра (1) выполнен из нержавеющей стали длиной 300 мм диаметром 40 мм и толщиной стенки 1 мм, торец цилиндра закрыт крышкой (5) - круглым диском с отверстием в центре. В корпус цилиндра в верхней части вкручены поворотные ручки (2). Внутри цилиндра находится поршень (4) ручка которого проходит сквозь отверстие в крышке цилиндра. На внешней стороне цилиндра установлено ограничительное кольцо (3) с двумя стопорными винтами. Все детали выполнены из нержавеющей стали. Масса пробоотборника всего 750 г. Отбор пробы проводится вертикальным погружением цилиндра в почву на предварительно установленную глубину.
Предлагаемая конструкция пробоотборника повышает точность определения физических и химических характеристик почвенного покрова, облегчает и сокращает время отбора каждой пробы путем:
- ограничения глубины отбора (все керны строго одинаковой глубины),
- существенного уменьшения потребности в очистке цилиндра от остатков грунта предыдущей пробы,
- радикального снижения массы и габаритов устройства (бур Некрасова - 6,2 кг, длина 1200 мм, пробоотборник почвенный - 0,75 кг, длина не более 350 мм).