Устройство для взятия проб почвы

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗЯТИЯ ПРОБ ПОЧВЫ
Полезная модель относится к устройствам для исследования почв и может быть использована при изготовлении универсальных приборов для исследования лесных почв.
Известно устройство для взятия проб почвы, включающее полый корпус с заострённой нижней кромкой, а также выталкиватель керна почвы. ( А.С. СССР N 555317, Кл. G 01 N 1/04, опуб. 25.04.77).
Недостатком известного технического решения является сложность изготовления и использования и узкие возможности проведения исследований.
Известно также устройство для взятия проб почвы, включающее корпус со смонтированным на нём цилиндрическим ножом, а также выталкиватель керна почвы. ( А.С.СССР N 387243, Кл. G 01 N 1/04, опуб. 21.06.73 - прототип). Известное устройство предназначено для послойного исследования почвы. Для этого оно снабжено набором калибровочных шайб, размещённых на штоке выталкивателя. Толщина исследуемого слоя соответствует толщине соответствующей калибровочной шайбы.
Недостатками известного технического решения являются его сложность, узкие возможности исследования почв, трудоёмкость проведения исследований. Следует отметить недостатком также, что
jj№)ltf(
- 2 -
толщина исследуемого слоя является строго фиксированной и соответствует толщине установленной калибровочной щайбы. Для исследования слоев разных толщин нужен большой набор калибровочных шайб, что усложняет устройство и требует его перенастройки для исследования слоя почвы другой толщины. Кроме того, при анализе рыхлых слоев, последние нарушаются и не обеспечивается достоверность проводимых исследований.
Техническая задача полезной модели состоит в создании универсального устройства для взятия проб почвы за счёт возможности определения нескольких показателей почвы, например, показателя плотности почвы и одновременного послойного исследования почвы, снижении трудоёмкости проведения исследования, возможности исследования слоев почвы любой толщины без перенастройки устройства, повышении достоверности исследования слоев почвы за счёт исключения их разрушения, а также - упрощении устройства. При исследовании слоев даже рыхлых почв не должно происходить их разрушения, что позволит проводить исследование рыхлых почв при обеспечении достоверности проводимого исследования.
Техническая задача достигается тем, что в устройстве для взятия проб почвы, включающем корпус со смонтированным на нём цилиндрическим ножом, а также выталкиватель керна почвы - цилиндрический нож снабжён по меньшей мере двумя диаметрально противоположно расположенными съёмными полыми элементами, при этом стенки съёмных полых элементов выполнены прозрачными и на них нанесён нониус; съёмные полые элементы могут иметь различную форму, в том числе, трубчатую; съёмные полые элементы могут быть выполнены, например, из кварцевого стекла; цена деления нониуса соответствует, например, 1 см; на цилиндрической поверхности ножа, например, могут быть выполнены пазы для размещения в ник съёмных полых элементов.
Полезная модель имеет следующие отличия от прототипа:
-цилиндрический нож снабжён по меньшей мере двумя диаметрально противоположно расположенными съёмными полыми элементами;
-стенки съёмных полых элементов выполнены прозрачными и на них нанесён нониус;
-съёмные полые элементы могут иметь различную форму, в том числе, трубчатую;
-съёмные полые элементы могут быть выполнены, например, из кварцевого стекла;
-цена деления нониуса соответствует, например, 1 см;
-на цилиндрической поверхности ножа, например, могут быть выполнены пазы для размещения в них съёмных полых элементов.
Это позволит обеспечить универсальность устройства для взятия проб почвы за счёт возможности определения нескольких показателей , например, показателя плотности почвы и одновременного послойного исследования почвы, снизить трудоёмкость проведения исследования, возможность исследования слоев почвы любой толщины без перенастройки устройства, повысить достоверность исследования слоев почвы за счёт исключения их разрушения, а также - упростить устройство. Кроме того, при исследовании слоев даже рыхлых почв не происходит их разрушения, что позволяет проводить исследование рыхлых почв при обеспечении достоверности проводимого исследования.
ружено аналогичных текническик решений, а также решений с указанной совокупностью отличительных признаков.
Полезная модель применима и будет использоваться для проведения исследования почв в 2003-2004 г. г.
На фиг. 1 изображена схема устройства для взятия проб почвы, продольный разрез;
На фиг.2 - то же, разрез по А-Д на фиг.1
Устройство для взятия проб почвы включает корпус 1 со смонтированным на нём цилиндрическим ножом 2, а также выталкиватель 3 керна почвы. Корпус 1 выполнен в виде трубы, на нём закреплены с помощью муфт 4 и 5 соответственно верхний (ручной) 6 и нижний 7 (ножной) упоры. На выталкивателе 3 закреплен шток 8 с рукояткой 9. Внутри корпуса 1 имеются направляющие втулки 10 и 11 для перемещения в них штока 8. Для контроля за предельным погружением цилиндрического ножа 2 в почву и за предельным перемещением выталкивателя 3 в устройстве имеется система сигнализации, содержащая концевой выключатель 12, который связан поводком 13 со штоком 8, а также источник световой сигнализации (на фиг. не показан). Система сигнализации исключает уплотнение почвы при вырезании керна.
В устройстве имеется механизм вращения, выполненный в виде корпуса 14 с четырьмя пазами 15, имеющими наклонные плоскости, по которым могут перемещаться шарики 16 под воздействием цилиндрических пружин 17. В корпусе 14 механизма вращения установлена дисковая пружина 18, которая при отсутствии усилий на упорах 6 и 7 внутренней окружностью опирается на корпус 14 механизма вращения, а наружной находится в контакте с нижней муфтой 5, шарики 16 при этом под вооздействием цилиндрических пружин 17 занимают верннее положение на наклонной плоскости. Положение муфты 5 фиксируется контргайкой 19.
Цилиндрический нож 2 снабжён по меньшей мере двумя диаметрально противоположно расположенными съёмными полыми элементами 20, при этом стенки 21 съёмнык полых элементов 20 выполнены прозрачными и на них нанесён нониус 22. Съёмные полые элементы 20 могут иметь различную форму, в том числе, трубчатую. Съёмные полые элементы 20 могут быть выполнены, например, из кварцевого стекла, а цена деления нониуса соответствует, например, 1 см. На цилиндрической поверхности 23 ножа 2, например, могут быть выполнены пазы 24 для размещения в них съёмнык полых элементов 20. Это является лишь одним из возможных вариантов размещения съёмных полых элементов 20. Разработано несколько типов крепления съёмных полых элементов 20 в пазах 24 ножа 2, но это является НОУ-ХАУ заявителей. Одним из возможных вариантов крепления съёмных полых элементов 20 в пазах 24 ножа 2 могут быть, например, вставки специальной конструкции и др.
Устройство работает следующим образом. Для снижения сопротивления резанию почвы, пронизанной корнями растений, и сохранности структуры образца (керна) цилиндрический нож 2 под воздействием усилий, прилагаемых исследователем на ручной 6 и ножной 7 упоры, совершает поступательное движение в почву. Под воздействием усилий дисковая пружина 18 прогибается и опирается на шарики 16, которые преодолевая усилия цилиндрических пружин 17, переходят в нижнее положение наклонной плоскости пазов 15 в корпусе 14, при этом совершается поворот цилиндрического ножа 2. В момент включения сигнализации прекращается воздействие на упоры 6 и
7 и устройство вместе с керном извлекается из почвы, и с помощью выталкивателя 3 керн удаляется из цилиндрического ножа. Одновременно извлекаются из почвы и снимаются с устройства для исследований и съёмные полые элементы 20, также заполненные почвой.
Исследователь определяет плотность керна почвы по формуле :
га где:
V
р - плотность керна почвы; ю - масса керна почвы; V - объём керна почвы
Кроме того, при изучении влияния техники на лесную почву требуется измерять не только её плотность, но и определять изменение состояния её слоев, поскольку в отличие от почвы сельхозугодий, лесная почва имеет чёткое разделение на слои: неразложившаяся подстилка; гумусовый горизонт и т. д. После каждого прохода эти слои вдавливаются, перемешиваются, сдвигаются в сторону от колеи, а от их состояния напрямую зависят будущие лесорастительные условия вырубки.
Снабжение цилиндрического ножа 2 съёмными полыми элементами 20, имеющими прозрачные стенки 21, позволяет увидеть исследователю структуру отдельных слоев почвы и определить по нониусу 22 толщину отдельных слоев исследуемой почвы. Снабжение цилиндрического ножа 2 по меньшей мере двумя съёмными полыми элементами 20 обеспечивает достаточную достоверность исследуемых показателей. Учитывая, что полые элементы ослабляют цилиндрическую поверхность
24 ножа 2, съёмные полые элементы 20 расположены диаметрально противоположно.
Следует отметить, что при необходимости получения более достоверных результатов может быть также использовано большее количество с-ьёмных полых элементов, но при этом нужно использовать устройства с увеличенным диаметром цилиндрического ножа 2.
Полезная модель позволит обеспечить универсальность устройства для взятия проб почвы за счёт возможности определения нескольких показателей , например, показателя плотности почвы и одновременного послойного исследования почвы, снизить трудоёмкость проведения исследования, возможность исследования слоев почвы любой толщины без перенастройки устройства, повысить достоверность исследования слоев почвы за счёт исключения их разрушения, а также - упростить устройство. Кроме того, при исследовании слоев даже рыхлых почв не происходит их разрушения, что позволяет проводить исследование рыхлых почв при обеспечении достоверности проводимого исследования.
Авторы: Григорьев И. В. Жукова А. И.
Григорьева О. И.
.