Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ПОЧВЫ

Изобретение относится к устройствам для отбора проб почвы при определении ее химического состава, влажности и содержания микроэлементов при возделывании сельскохозяйственных культур, а так же на работах связанных с мелиорацией.

Известно устройство для отбора проб почвы [Авт. св. СССР на изобретение №658430 G01N 1/04, БИ №15, 1979], включающее заборный цилиндр с боковым окном, размещенный внутри цилиндра эксцентрично его продольной оси поворотный валик со скребком и приводную рукоятку, причем поворотный валик соединен с приводной рукояткой через зубчатые секторы, один из которых снабжен регулируемым ограничителем поворота, взаимодействующим с неподвижным упором, установленным на корпусе цилиндра.

Недостатками известного устройства являются:

- низкая точность определения границ слоев почвы;

- невозможность сплошного отбора проб почв по высоте горной выработки;

- сложность конструкции устройства;

- трудоемкость извлечения из устройства отобранных проб почв;

- сложность послойного разделения проб почвы при разборке устройства;

- поворот скребков вручную и потребность для этого значительных физических усилий.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для отбора проб почвы [Авт. св. СССР на изобретение №1490546 G01N 1/04, БИ №24, 1989 (прототип)], включающее заборный цилиндр с продольной прорезью, имеющей на одной из сторон заточку, набор съемных стаканов с прорезями, совмещенными с прорезью заборного цилиндра, и донцами, выступающими в прорези на величину диаметра заборного цилиндра, крышку и нижний центрирующий упор, установленный эксцентрично относительно продольной оси заборного цилиндра.

Недостатками известного устройства являются:

- невозможность отбора равновеликих проб почвы по различным слоям горизонтов из-за перекоса оси поворота заборного цилиндра, который в нижней части поворачивается относительно нижнего центрирующего упора, эксцентрично размещенного относительно продольной оси заборного цилиндра, в верхней части - относительно оси скважины, совпадающей с продольной осью вращения заборного цилиндра;

- поворот заборного цилиндра вручную и потребность для этого значительных физических усилий.

Задача изобретения - обеспечение одинаковой толщины срезаемого слоя почвы по всей высоте заборного цилиндра и равновеликости отбираемых проб почвы по различным слоям горизонтов, сокращение физического труда и механизация процесса отбора проб почвы.

Технический результат изобретения - обеспечение постоянства положения оси вращения заборного цилиндра относительно оси буровой скважины и, соответственно, одинаковой траектории перемещения заточки заборного цилиндра относительно оси буровой скважины по всей высоте заборного цилиндра.

Технический результат достигается тем, что устройство для отбора проб почвы, включающее заборный цилиндр с продольной прорезью, имеющей на одной из сторон заточку, набор съемных стаканов с прорезями, совмещенными с прорезью заборного цилиндра, и донцами, выступающими в прорези на величину диаметра заборного цилиндра, крышку и нижний центрирующий упор, установленный эксцентрично относительно продольной оси заборного цилиндра, снабжено жестко закрепленным на крышке приводным хвостовиком с центрирующей ступицей, причем приводной хвостовик размещен эксцентрично продольной оси заборного цилиндра и соосно с нижним центрирующим упором, центрирующая ступица имеет консольные кронштейны с анкерами, а крышка ориентирована относительно заборного цилиндра.

Жесткое закрепление на крышке приводного хвостовика позволяет производить поворот заборного цилиндра внешним механическим приводом и, соответственно, механизировать процесс отбора проб почвы.

Центрирующая ступица, имеющая консольные кронштейны с анкерами, и размещение приводного хвостовика с центрирующей ступицей эксцентрично продольной оси заборного цилиндра и соосно с нижним центрирующим упором, а также ориентация крышки относительно заборного цилиндра обеспечивают постоянство оси поворота заборного цилиндра относительно поверхности стенки скважины и, соответственно, одинаковую толщину срезаемого слоя почвы по всей высоте заборного цилиндра и равновеликость отбираемых проб почвы по различным слоям горизонтов;

Таким образом, совокупность указанных отличительных признаков является сущностью изобретения, обеспечивающей его новизну, изобретательский уровень и промышленную применяемость.

Заявляемое устройство для отбора проб почвы и пояснения по его работе схематично изображены на:

фиг. 1 - общий вид устройства для отбора проб почвы;

фиг. 2 - вид устройства для отбора проб почвы сверху (вид А);

фиг. 3 - вид устройства для отбора проб почвы в поперечном сечении (разрез Б-Б);

фиг. 4 - схема срезаемого слоя почвы.

Устройство для отбора проб почвы состоит из заборного цилиндра 1 с нижним центрирующим упором 2 и крышки 3 с приводным хвостовиком 4 и центрирующей ступицей 5.

Заборный цилиндр 1 имеет на боковой поверхности продольную прорезь 6.

Внутри заборного цилиндра 1 размещены съемные стаканы 7 с прорезями 8, совмещенными с продольной прорезью 6 заборного цилиндра.

Высота каждого съемного стакана 7 равна высоте исследуемого слоя, соответственно: 0-10; 10-20; 20-30 см и т.д.

Продольная прорезь 6 заборного цилиндра имеет с одной стороны отогнутую наружу заточку 9, а с другой стороны внутренний выступ 10.

Донца 11 съемных стаканов 7 в прорези 8 имеют выступ 12 на величину наружного диаметра заборного цилиндра 1 по всей ширине продольной прорези 6 и выемку 13 для совмещения и фиксации положения прорезей 8 съемных стаканов 7 с продольной прорезью 6 заборного стакана.

Приводной хвостовик 4 размещен эксцентрично относительно продольной оси заборного цилиндра 1 (относительно оси 00) и соосно с нижним центрирующим упором 9 (с осью 0₁0₁) и жестко закреплен на крышке 3.

Центрирующая ступица 5 свободно одета на приводной хвостовик 4 и имеет консольные кронштейны 14 с анкерами 15.

Соединение крышки 3 с заборным цилиндром 1 разборное, например, с помощью шпилек. Для обеспечения соосности приводного хвостовика 4 с нижним центрирующим упором 2 положение крышки 3 ориентировано относительно заборного цилиндра 1.

Устройство для отбора проб почвы работает следующим образом.

В первой точке планируемого отбора проб почвы производят бурение скважины глубиной, равной высоте устройства для отбора проб почвы.

В скважину опускают устройство и полностью вдавливают его нижний центрирующий упор 2 в забой скважины. На приводной хвостовик 4 одевают центрирующую ступицу 5, положение которой фиксируют анкерами 15 консольных кронштейнов 14.

Приводной хвостовик 4 соединяют с внешним приводом, например, вращателем буровой установки, и производят поворот устройства на один оборот. Во время поворота устройства в скважине отогнутая наружу заточка 9 прорези 6 врезается в поверхность стенки скважины и углубляется на величину эксцентриситета оси вращения устройства (оси 0₁0₁) относительно продольной оси заборного цилиндра 1 (оси 00). При этом со стенки скважины срезается слой почвы одинаковой толщины по всей высоте заборного цилиндра 1, т.к. центрирующая ступица 5, неподвижно зафиксированная через консольные кронштейны 14 анкерами 15, обеспечивает постоянство оси вращения заборного цилиндра 1 (оси 0₁0₁) относительно поверхности стенки скважины. Срезаемый со стенки скважины слой почвы донцами 11 съемных стаканов 7 разделяется на отдельные слои и поступает в съемные стаканы 7.

Т.о. обеспечивается равновеликость отбора проб почвы по различным слоям горизонтов.

Устройство поднимают на поверхность скважины, разбирают и перегружают пробы почвы в маркированные бюксы для анализов.

Съемные стаканы 7 очищают от почвы, собирают устройство и аналогичным образом производят отбор проб почвы в очередных точках.

Таким образом, изобретение позволяет производить послойный отбор равновеликих проб почвы, механизировать процесс отбора проб почвы и сократить физические затраты, упростить и удешевить отбора проб почвы, повысить достоверности результатов анализов проб почв за счет их равновеликости по различным слоям горизонтов.