Почвенный бур-пробоотборник
SOIL BORE-SAMPLER

Изобретение относится к устройствам для отбора образцов почв с нарушенной структурой и может быть использовано для определения физических свойств почвы.
Известен почвенный бур-пробоотборник [1], содержащий корпус с осью шнековой спиралью, стаканом, разъемными пробоприемной гильзой, фрезой и серповидными ножами. Известный бур-пробоотборник позволяет отбирать монолитные пробы только из верхнего слоя почвы.
Известно устройство для отбора почвы [2], состоящее из корпуса приводного двигателя с редуктором и ручками, телескопического стержня и накопительного цилиндра-бура с вибратором. Известное устройство нуждается в дополнительном источнике питания, не обеспечивает взятие проб заданного объема, а также почва дополнительно уплотняется при вибрации бура.
Известно устройство для отбора проб грунта [3], включающее цилиндрический корпус с рукояткой, в котором расположен стакан с кольцом-ограничителем, резцами и шнеком. Рукоятка установлена на оси с упорным диском, а на внутренней поверхности корпуса и наружной поверхности стакана выполнена резьба. Известное устройство позволяет отбирать монолитные пробы грунта только с небольшой глубины.
Задача изобретения - обеспечить быстрый отбор проб почвы из заданного объема скважины на различных глубинах с возможностью оценки плотности сложения почв в различных почвенных горизонтах.
Предлагаемое устройство - почвенный бур-пробоотборник - содержит цилиндрическую штангу, на верхнем конце которой установлены кривошип с рукояткой и удерживающей втулкой, а на нижнем конце - цилиндрический стакан с выгрузным окном, крышкой и резцами. На цилиндрической штанге также установлена труба с возможностью перемещения и фиксации. На трубе с заданным шагом (например, в 0, 5, 10, 15, 20 см и т.д.) выполнены отверстия для ограничительного узла. Ограничительный узел состоит из диска, втулки, цилиндрического корпуса с выступом и затвора со штифтом и пружиной.
В комплект почвенного бура-пробоотборника также входит опорная площадка со штырями, фиксаторами, уровнем, направляющей гильзой и кронштейном с подковообразным упором. При этом расстояние между площадкой и подковообразным упором превышает высоту стакана, меньшего по диаметру направляющей гильзы.
На стакане дополнительно выполнено выгрузное окно с крышкой, подвижной в осевом направлении. Крышка с одной стороны через пластину опирается на подвижную втулку цилиндрической штанги, а с другой стороны фиксируется выступами на стакане.
На фиг. 1 изображен предлагаемый почвенный бур-пробоотборник, на фиг. 2 - увеличенное сечение В, на фиг. 3 - стакан с открытым выгрузным окном, а на фиг. 4 - увеличенное сечение А-А.
Почвенный бур-пробоотборник (фиг. 1) состоит из цилиндрической штанги 1, на верхнем конце которой установлены удерживающая втулка 2 с возможностью вращения и кривошип 3 с рукояткой 4. Ниже удерживающей втулки 2 установлена труба 5 с фиксатором 6 и отверстиями 7. На трубе 5 с возможностью перемещения и фиксации дополнительно установлен ограничительный узел, включающий втулку 8 с отверстием (фиг. 2), диск 9, корпус 10 с выступом 11, затвор 12 со штифтом 13 и пружиной 14.
В рабочем положении труба 5 (фиг. 1) с цилиндрической штангой 1 расположена внутри подковообразного упора 15, через кронштейн 16 соединенного с опорной площадкой 17 и направляющей гильзой 18.
На нижнем конце цилиндрической штанги 1 (фиг. 3) жестко закреплен стакан 19 с резцами 20, выгрузным окном 21 и крышкой 22. Крышка 22 выполнена подвижной в осевом направлении в направляющих выступах 23 и пластиной 24 прикреплена к втулке 25 на цилиндрической штанге 1. На площадке 17 (фиг. 4) также закреплены штыри 26 с фиксаторами 27 и уровнем 28.
Устройство работает следующим образом.
Первоначально устанавливают опорную площадку 17 (фиг. 1). Нажатием направляющую гильзу 18 заглубляют в верхний слой почвы, контролируя при этом горизонтальность опорной площадки 17 уровнем 28 (фиг. 4). Затем штыри 26 по очереди заглубляют в почву и зажимают фиксаторами 27. Почвенный бур-пробоотборник берут вертикально и опускают стакан 19 (фиг. 1) в направляющую гильзу 18, при этом цилиндрическую штангу 1 с трубой 5 помещают внутрь подковообразного упора 15, соединенного через кронштейн 16 с опорной площадкой 17. Направляя бур-пробоотборник удерживающей втулкой 2, с помощью рукоятки 4 на кривошипе 3 несколько раз вращают цилиндрическую штангу 1 относительно вертикальной оси для формирования базовой поверхности на почве внутри гильзы 18. Далее бур-пробоотборник вынимают из направляющей гильзы 18, перемещают крышку 22 и через окно 21 (фиг. 3) высыпают почву в емкость. Затем пустой бур-пробоотборник возвращают в направляющую гильзу 18 и подковообразный упор 15.
Затвор 12 (фиг. 2) переводят в верхнее положение. Он надвигается на выступ 11 корпуса 10 и вытягивает штифт 13 из корпуса 10 из отверстия во втулке 8 и из отверстий 7 трубки 5, сжимая пружину 14. Ограничительный узел перемещают по трубе 5 до совмещения штифта с нижним отверстием 7 и опускают затвор 12 вниз. Под действием пружины 14 штифт 13 перемещается и заходит в отверстие 7 на трубе 5 и фиксирует узел. Затем ослабляют фиксатор 6 (фиг. 1) и перемещают трубу 5 по цилиндрической штанге 1 вниз до касания диском 9 подковообразного упора 15. В этом положении фиксатором 6 закрепляют трубу 5 на цилиндрической штанге 1.
Затем переводят затвор 12 в верхнее положение и перемещают ограничительный узел, пока штифт 13 не подойдет к следующему отверстию 7 на трубе 5, и опускают затвор 12 для фиксации ограничительного узла в новом положении.
Вновь направляя бур-пробоотборник удерживающей втулкой 2 (фиг. 1), за рукоятку 4 кривошипа 3 вращают цилиндрическую штангу 1 относительно вертикальной оси.
Стакан 19 вращается в направляющей гильзе 18, резцами 20 измельчает почву и перемещает ее внутрь, опускаясь вниз до тех пор, пока диск 9 ограничительного узла не коснется подковообразного упора 15. Затем стакан 19 вынимают из направляющей гильзы 18 и из-под подковообразного упора 15. Открывают окно 21 (фиг. 3) перемещением крышки 22 вверх в направляющих выступах 23 с пластиной 24 и втулкой 25 по цилиндрической штанге 1. Переворачивают стакан 19, извлекают из него взрыхленную почву в емкость. Затем крышку 22 опускают, закрывая выгрузное окно 21, переставляют ограничительный узел на следующее отверстие 7 (фиг. 1). Ставят стакан 19 в направляющую гильзу 18 и вращают бур-пробоотборник за рукоятку 4, пока вновь диск 9 ограничительного узла не коснется подковообразного упора 15, забирая в стакан 19 очередную порцию грунта уже из нового почвенного горизонта.
Таким образом, получают пробы измельченной почвы с равных пройденных объемов на разных глубинах, что позволяет определять их различные физико-механические характеристики, в том числе и плотность сложения почвы.
Литература
1. Патент на изобретение №238754, кл. E02D 1/04, G01N1/04, 2007 г.
2. Патент на изобретение №2525080, кл. E02D 1/04, G01N1/04, 2013 г.
3. Авторское свидетельство СССР №336560, кл.G 01, 1974 г.