Бур для взятия проб почвенного воздуха

 

1. БУР ДЛЯ ВЗЯТИЯ ПРОБ ПОЧВЕННОГО ВОЗДУХА, включающий цилиндрический корпус, полый шток с рукояткой и запирающее устройство, отличающийся тем, что, с целью обеспечения взятия достовер:ных газовых проб из различных точек профиля затопленных и избыточно увлажненных почв, он снабжен подвижной трубой, установленной внутри корпуса со сквозньми отверстиями на нихшем конце, патронным фильтром, установленным на нижнем конце подвижной трубы, плунжером, размещенным внутри подвижной трубы и выполненным со сквозным отверстием в центре, подвижным штоком, прикрепленным к верх-ней части плунжера, выполненным с прямоугольной винтовой резьбой, соответствующей высоте хода плунжера, игольчатым клапаном с отжимными пластинами, прикрепленными к нижней части плунжера и фиксатором подвижной трубы, выполненным в виде натяжных болтов. 2.Бур по п. 1, отличающийся тем, что цилиндрический , корпус по наружной поверхности снабжен шнековой навивкой. 3.Бур по п. 1, отличающийся тем, чтопатронный фильтр выполнен из проволочного сердечника и мягкой, например.капроновой обмоткк.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

G 01 N 1 22

3(5И

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

К AATEHTY (21) 3433829/25-26 (22) 30.04.82 (46) 23.08.83. Бюл. Р 31 (72) Е.Е. Ергожин, )X У. Мамутов, A Ã. Мамонов,и З.Ж. Шалманова (71) Казахский ордена Трудового .Красного Знамени государственный университет им. С.N. Кирова и ордена

Трудового Красного Знамени институт почвоведения АН Казахской ССР (53) 543.053(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 866444, кл. Q, ОТ и 1/22, 1980.

2. Александрова А.Н °, Найденова О.A..

Лабораторно-практические занятия по почвоведению. Л., "Колос", 1967, .

:.c. .168-169. (54)(57) 1. БУР ДЛЯ ВЗЯТИЯ ПРОБ

ПОЧВЕННОГО ВОЗДУХА, включающий цилиндрический корпус, полый шток с рукояткой и запирающее устройство, отличающийся тем, что, . с целью обеспечения взятия достоверных газовых проб иэ различных точек..SU„„A йрофиля затопленных и избыточно увлажненных почв, он снабжен подвижной трубой, установленной внутри корпуса со сквозными отверстиями на нижнем конце, патронным фильтром, установленным на нижнем конце подвижной трубы, плунжером, размещенным внутри подвижной трубы и выполненным со сквозным отверстием в центре, подвижным штоком, прикрепленным к верхней части плунжера, выполненным с прямоугольной винтовой резьбой, соответствующей высоте хода плунжера, игольчатым клапаном с отжимными пластинами, прикрепленными к нижней части плунжера и фиксатором подвижной трубы, выполненным в виде натяжных болтов.

2. Бур по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что цилиндрический . корпус по наружной поверхности снабжен шнековой навивкой.

3. Бур по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что патронный фильтр выполнен из проволочного сердечника и мягкой, например, капроновой обмотки.

1037122

Изобретение относится к приборам для взятия проб почвенного воздуха, преимущественно иэ затопленных или избыточно увлажненных почв.

Известно устройство для отбора проб из затопленных почв, состоящее иэ приемного цилиндра, крышки с перепускным клапаном, прижатым пружиной и имеющим фиксированное положение "Открыто-закрыто", а также рычага, нагруженного грузом С13.

Недостатком известного устройства является то, что при подъеме приемного цилиндра из почвы, с пределами вязкости. более 4 г/см, извлека2 ется монолит. Это затягинает или пол- 15 ностью исключает возможность отбора газовой пробы. Кроме того, устройство не обеспечивает отбор газон иэ различных точек почвенного профиля. 20

Известна также игла-бур для взя-тия проб почвенного воздуха иэ любой точки профиля богарных или периодически .орошаемых почв, включающий цилиндрический коРпус, полый шток 25 с рукояткой и запирающее устройство.

Игла-бур используется в совокупности с газоанализатором, состоящим из бюретки емкостью 100 мл с гра- . дуированными шкалами, помещенной в кожух, заполненный .водой, двух поглотительных сосудов, трубки, соединяющей бюретку с поглотительными сосудами, трехходового крана, напорной склянки с вбдой для вытеснения жидкости и резинового мешка

35 для остаточного инертного газа.

Устройство работает следующим образом.

Поглотительные сосуды присоединяют шлангами к штуцеру и углубляют 40 иглу на нумную глубину в почну.

После этого, присоединив шланг к гаэоаналиэатору, заполняют бюретку . водой иэ напорной склянки, поднимая . ee вверх, а затем продувают газопро- 45 водную систему, для чего спускают напорную склянку вниз. Открывают трехходоный кран и набирают в бюретку 20-30 мл газа. Отбираемая проба почвенного воздуха поступает через отнерстия н муфту иглы, а затем по полому штоку и штуцеру проходит в шланг газоаналиэатора. После отбора в бюретку первой порции газа поднимают напорную склянку вверх и, подвернув трехходоной кран на атмосферу, выпускают поступивший воздух. Продувание повторяют два раза, а затем набирают газ в бюретку газоаналиэатора до положения мениска на черте нуль и приводят анализ воздуха на содержание углекислого газа и кислорода С2).

Однако известное устройство обеспечивает взятие проб почвенного воздуха иэ любой точки профиля лишь 65 в богарных и периодически орошаемых почвах, но неприемлемо Для отбора газов из затопленных.,и избыточно увлажненных почв. Кроме того, при отборе проб газа,в почвах с влажностью свыше 10-17% (зависит от зернового состава jотверстия иглыбура очень быстро засоряются почвенными частицами, что замедляет отбор почвенного воздуха в исследуемо л горизонте и исключает такую возможность из нескольких точек профиля.

Отбор проб связан с предварительной продувкой газопроводящих частей устройства почвенным воздухом, чтб понижает достоверность анализируемой пробы. Это обуслонлено тем, что даже незначительный контакт с атмосферным воздухом быстро изменяет пробу почвенного воздуха. Кратконременная же продувка, с одной стороны, не позволяет полностью удалить весь воздух из газопроводящих частей устройства, а с другой — приводит к изменению состава почвенного воздуха в исследуемой точке в момент его отбора на анализ °

Проба почвенного воздуха используется для определения лишь углекислого газа и кислорода и исключается возможность ее сохранения для определения других газов.

Целью изобретения является обеспечение взятия достоверных газовых проб из различных точек профиля затопленных и избыточно увлажненных почв.

Поставленная цель достигается тем, что бур для взятия проб почвенного воздуха, включающий цилиндрический корпус, полый шток с рукояткой и запирающее устройство, снабжен подвижной трубой, установленной внутри корпуса,, со сквозными отверстиями на нижнем конце, патронным фильтром, установленным на нижнем конце подвижной трубы, плунжером, размещенным внутри подвижной трубы и выполненным со сквозным отверстием н центре, подвижным штоком, прикрепленным к верхней части плунжера, ныполненным с прямоугольной винтовой резьбой, соответствующей высоте хода плунжера, игольчатым клапаном с отжимными пластинами, прикрепленными к нижней части плунжера и фиксатором подвижной трубы, выполненным в виде натяжных болтов.

Целесообразно цилиндрический корпус по наружной поверхности снабдить шнековой навивкой.

Целесообразно патронный фильтр выполнить иэ проволочного сердечника и мягкой, например, капроновой обмотки.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство при его введении в исследуемый слой профиля затопленной

1037122 почвы, разрез", на фиг. 2 — патронный 23 установлен игольчатый клапан 24, фильтр с решетчатым. проволочным который плотно перекрывает отверстие сердечником и выступающей мягкой 25 на касательной с поверхностью обмоткой) на фиг. 3 - плунжер с элас- наконечника 13. B верхней части штотичным уплотнительным кольцом и . ка 19 нарезана винтовая прямоугольигольчатым клапаном, прикрепленным 5.ная резьба, длина которой соответк упругим отжимным пластинам поло- - ствует высоте хода плунжера 15. жение клапана "Закрыто" у на фиг. 4 - Шток 19 выведен через крышку 26 с заборная емкость с выводными трубка- резьбой, надетую на трубу 6 и прм ми, на фиг. 5 — нижняя часть устрой крепленную к ней болтами 27. На выства при взятии пробы почвенного 30 ступающей части штока 19 прМ помощи

I воздуха, разрез .. стопорного болта 28 установлена

Устройство состоит из трубы 1 съемная втулка 29. К этой втулке 29 с делением и шнековой навивкой 2 по приварены рычаг 30, на конце которо" наружной поверхности (фиг. 1 ). Внут- го имеется отверстие с резьбой для ри этой трубы 1 жестко посажены 5 регулировки винтового фиксирующего втулка 3 и закрытый шарикоподшипник держателя 31, и пластины 32, удер4 с уплотнительным манжетом 5, в ко живающие разъемное кольцо 33 с щеторые вставлена внутренняя труба 6. ханической защелкой для закрепления

Нижний конец этой трубы 6 расточен заборной емкости 34 с выводными тру" по внутреннему диаметру подшипника 2(бами 35 и 36 (фиг. 4 . Внутренняя

4 до буртика 7, что обеспечивает ее труба 6 фиксируются, по отношению к вертикальное перемещение в установ- наружной 1 фиксатором в виде натяжленных пределах. По диаметру трубы ных стопорных болтов 37. Нижние

6 в 2-3 ряда просверлены сквозные концы болтов 37 прикреплены шарнир2-3 мм отверстия 8, для предохране- 25 но к корпусу внешней трубы 1, а ния от загрязнения которых на нее на верхних нарезана резьба и имеютнадет съемный патронный фильтр 9 ся гайки-барашки, позволяющие регу- (фиг. 2 ), состоящий из решетчатого лировать длину болтов 37 до условпроволочного сердечника 10 с мягкой, ных отметок. Болты 37 свободно в онапример, капроновой обмоткой 11, дят в пазы рычагов 38, приваренных выступающей по касательной над втул- 3 к корпусу трубы 6. Кроме того, внешками 12. Это обеспечивает плотное няя 1 и внутренняя 6 трубы снабжены прилегание обмотки к внутренним отдельными и независимыми друг от стенкам трубы 1. Причем поверхность друга рычажными ручками 39 и 40, трубы 6 обработана так, чтобы втул- приваренными к их коРпусу. ки 12 патронного фильтра 9 свободно 35 Устройство работает следующим перемещались в ней, а ее диаметр образом. был на 1,5-2 мм меньше внутреннего Перед введением бура в почву подиаметра подшипника 4 и также имел верхность трубы 1 с шнековой навивбуртик, упирающийся в верхнюю втул- кой 2 густо смазывается, например ку фильтра 9. Конец трубы 6 входит 4Q техническим вазелином или солидов паз наконечника 13 с резцами, ко- лом, что предотвращает просачивание торый крепится к ней болтами 14 с воды по стенкам к наконечнику 13, потайными головками. Лля плотного особенно в период отбора газовых прилегания наконечника 13 к основа- проб. Затем бур вворачивают в почву нию внешней трубы соединение сдела- 45 на заданную глубину и приступают но стыковым с двумя-тремя шлицевыми к отбору газов. Для этого выводную захватами. Этим достигается жест- трубу 35 заборной емкости 34 соекость конструкции бура и уменьшение диняют с концом штока 19 и через нагрузок (при его введении в почву ) трубу 36 заполняют их дегазированнына трубу 6. Внутри трубы 6 располо- 5 ми жидкостями, например насыщенным жен плунжер 15 со сквозным отверс"и- водны л раствором хлористого натрия ем в центре (фиг., 3). В верхней - или прокипяченной (в течение 30- части плунжера 15 жестко посажен 40 мин ) дистиллированной водой, изозакрытый шарикоподшипник 16 с уплот- лированной от атмосферного воздуха нительной манжетой 17, в который до начала использования. После предварительно вставлена втулка 18 окончательного заполнения заборной с притертой конусной головкой и внут- емкости 34 и полного вытеснения пуренней резьбой. Во втулку 18 ввернут зырьков воздуха трубы 36 перекрывают, нижний конец съемного подвижного например, механическим зажимом, ем(относительно плунжера )полого штоки кость 34 переворачивают вверх дном, 19. Подшипник 16 герметично закрыт 66 и закрепляют в разъемном кольце 33 эластичной прокладкой 20 и крышкой механической защелкой. Затем ослабля21. По диаметру плунжера имеется ют гайки-барашки на натяжных стопорканавка для эластичного уплотнитель- ных болтах 37, вынимают их из пазов ного кольца 2;., а к его основанию рычагов 38 и отбрасывают на рычажные при помощи упр их отжимных пластин б5 ручки 39. После этого, нажимая сверI

1037122 ху на рычажные ручки 40, эаглубляют, наконечник 13 в почву до упора внутреннего кольца подшипника 4 с буртиком 7 фиг. 5 . При этом патронный фильтр 9, прижатый обмоткой к внутренним стенкам внешней трубы. 1, так5 .же выдвигается вниз эа счет упора второго буртика трубы 6 в верхнюю втулку .фильтра 9. После заглубления наконечника 13 одной рукой удержива» ют винтовой фиксирующий держатель Io

31 штока 19, а другой, медленно поворачивая рычажные ручки 40 внутренней трубы б вокруг оси, одновременно перемешивают исследуемый слой почвы и поднимают плунжер 15 вверх.

По мере выхода штока 19 через крышку 27 фиксирующий держатель 31 удлиняют путем его выворачивания через резьбовое отверстие рычага 30 до ограничительной пластины (не указа

2 на ), При отрыве плунжера 15 от поверхности наконечника 13 игольчатый клапан 24 открывается упругими отжимными пластинами и жидкость заборной емкости 34 начинает замещаться почвенным воздухом. Он поступает в щель между стыковым захватом внешней трубы 1 и боковыми стенками вращающегося наконечника 13, а затем через обмотку 11 патронного фильтра

9 к отверстиям 8 внутренней трубы б и по каналу подвижного штока 19 в заборную емкость 34. После выхода жидкости из заборной емкости 34 отбор газов заканчивают и перекрывают трубу 35, например, .механическим 35 зажимом. Плунжер 15 возвращают в начальное положение, выдавливая при . этом остаток жидкости через обмотку 11 фильтра 9. После этого снимают трубу 35 с конца штока 19 и уби- 4р рают заборную емкость 34 с отобранной пробой почвенного воздуха. Затем приподнимают внутреннюю трубу б рычажными ручками 40, в пазы рычагов

38 вставляют натяжные стопорные болты 37 и путем поджатия гаек-барашек (до условной отметки )плотна прижимают наконечник 13 к основанию внешней трубы 1 с одновременной фиксацией трубы б. Бур вворачивают на следующую глубину и по мере достижения заданной отметки приступают к отбору газа описанным способом.

После завершения работ по взятию проб почвенного воздуха из исследуемых точек почвенного профиля бур извлекают на поверхность и тщательно отмывают от грязи. Промывку патронного фильтра 9 проводят при выдвинутом наконечнике 13 ° При сильном его загрязнении, например при работе на черезмерно вязких почвах (глинистых, тяжелосуглинистых ), фильтр 9 подвергают промывке после снятия наконечника 13. Ilo мере износа фильтра 9 производят замену обмотки 11 на новую.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает быстрое взятие нескольких достоверных проб почвенного воздуха с различных точек почвенного профиля без существенного нарушения при этом почвенного покрова. Конструктивные особенности бура допускают его .широкое использование для контроля и изучения газового режима не только затопленных и избыточно увлажненных, но также богарных, периодически орошаемых почв и новерхностных вод.

Бур унифицирован в отношении различных почв и позволяет повысить качество отбираемых проб. Он изготавливается иэ широко применяемых в народном хозяйстве материалов. Узлы и детали бура не требуют сложной обработки и обеспечивают его быструго -сборку и разборку.

1037122 I

1037122

«Ял ти

Фиг 5

Составитель В.Дринь

ТехРеД М..Кузьма Корректор A. Тяско

Редактор С.Патрушева

Заказ 5996/44

Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4