Устройство для одновременного определения потенциала воды, влажности и ненасыщенной гидравлической проводимости в почвах и дисперсных грунтах

Номер патента: 961604

Авторы: Березин, Шеин, Воронин

Скачать ZIP архив.

Текст

ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ц 961604ае аллам лзоаретеккй и аткрмтий(72) Авторы изобретения П. Н. Березин, А. Д. Воронин и Е, В, Шеин 8 СГСОВЖАП Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской революции и ордена Трудового Красного Знамени государствевный университет им, М. В. Ломоносова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ВОДЫ, ВЛАЖНОСТИ И НЕНАСЫЩЕННОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ В ПОЧВАХ И ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТАХ1Изобретение относится к устройствам для определения потенциала (давления) влаги, влажности и ненасыщенной гидравлической проводимости почв и дисперсных грунтов и может быть использовано в орошаемом земледении, преимущественно при исследованиях водного режима почв и в гидрологических расчетах.Известено устройство для определения указанных зависимостей, называемое капилляриметр, использующее метод гидравлического равновесия между влагой в почве и пористом теле. Устройство состоит из воронки Нуча с тонкопористой мембраной, на которую помещается образец почвы. В подмембранном пространстве создается разрежение и после достижения гидравлического равновесия анализируется влажность образца почвы 1.Недостатками данного устройства являются его стационарность, большая трудоемкость выполнения анализов, затруднения в контроле достижения равновесной влажности почвы или дисперсного грунта.Известно также устройство для одновременного определения потенциала воды, ненасыщенной гидравлической проводимости и влажности почвы или дисперсного грунта, которое носит название пластинного мембранного пресса. Оно состоит из герметичного корпуса с тонкопористой мембраной, в гидравлическом контакте с которой на ходится насыщенный влагой образец почвыили дисперсного грунта, источника пневматического давления, манометра, устройства для регистрации объема отжимаемой из образца воды, буферной емкости для стабилизации давления и соединительных шлангов. Под действием создаваемого в корпусе давления вода из образца перетекает в подмембранное пространство до установления гидравлического равновесия, означающего, что пневматическое давление в корпусе рав но по абсолютной величине потенциалу воды в образце. Контролируя динамику установления равновесия, строят график вытекания влаги от времени, по которому определяют тангенс угла наклона кривой, а затем по модифицированному уравнению Дарси рассчитывают ненасыщенную гидравлическую проводиомтсь. Проводя эти определения при последовательно увеличивающемся давлении и измеряя влажность почвы или дисперсного грунта при равновесиомсос 9616045 о 15 го 25 тый, жесткий фильтр имеет форму стакана, к верхней части которого герметически подсоединен прозрачный градуированный трубчатый стержень, дно которого залито слоем жидкости, пневматически соединенный с полостью упомянутого фильтра посредством вмонтированной в дно стержня трубки, выступающей над слоем жидкости, а датчик давления закреплен внутри трубчатого стержня и выполнен в виде градуированного прозрачного капилляра, верхний конец которого запаян, а нижний опущен в жидкость на дне трубчатого стержня.На чертеже изображено устройство, продольный разрез.Устройство содержит прозрачный трубчатый стержень 1, с градуированной верхней сужающейся частью 2, оканчивающийся запорно выпускным клапаном 3. Трубчатый стержень 1 герметически соединен со стаканообразным тонкопористым фильтром 4, внутрь которого помещен образец почвы или грунта 5. Нижняя часть трубчатого стержня 1 имеет дно 6 с трубкой 7, пневматически соединяющей трубчатый стержень 1 с полостью тонкопористого фильтра 4. На дне имеется небольшое количество жидкости в которую опущен открытым концом отградуированный прозрачный стержень 8, запаяный с другого конца и служащий газовым манометром.При работе устройства используется метод гидростатического взвешивания для непрерывного контроля за изменением влажности в образце почвы или грунта, потому вес и объем его подбирают с таким расчетом, чтобы при погружении в воду верхняя 30 35 40 45 50 55 тоянии, получают одновременно измеренные величины ненасыщенной гидравлической проводимости, потенциала влаги и влажности.К недостаткам этого устройства относятся недостаточная стабильность работы вследствие наличия диффундирующего воздуха, который просачивается через мембрану, накапливается под ней и прерывает гидравлический контакт; трудность постоянного контролирования влажности в образце и как следствие этого недостаточная надежность установления равновесной влажности почв и грунтов, что приводит к неточности измерения потенциала воды в почвах или дисперсных грунтах, сложность, стационарность и громоздкость устройства; трудность термостатирования устройства, в связи с большими его габаритами, сложность поиска и устранения микроповреждений при разгерметизации камеры и соединительных шлангов.Цель изобретения - повышение точности измерений, повышение надежности работы устройства и упрощение его конструкции.Указанная цель достигается тем, что устройство выполнено плавучим, а тонкопорисградуированная часть 2 трубчатого стержня 1 возвышалась над поверхностью воды, Устройство с насыщенным влагой образцом почвы или грунта 5 помещают в емкость с Водой. По градуировке на верхней части 2 трубчатого стержня.1 снимают отсчет, соответствующий уровню погружения устройства. Через клапан 3 внутрь устройства подают под давлением воздух. Заданное давление регистрируют по газовому манометру. Давление вызывает перетекание влаги из образца почвы или грунта 5 через тонкопористый фильтр 4 в окружающую водную среду. Количество вытекшей из почвенного образца или образца грунта влаги, или изменение его влажности регистрируют по всплытию устройства, определяемому по градуировке из верхней части 2 трубчатого стержня . Наблюдая за динамикой всплытия устройства, строят зависимость количества вытекшей из образца воды при данном давлении от времени, по которой рассчитывают ненасьпценную гидравлическую проводимость, Прекращение всплытия устройства свидетельствует о достижении гидравлического равновесия. Операцию повторяют до достижения заданного уровня давления. После этого берут пробу для опредввия конечной влажности образца почвы или грунта.Зная динамику и общее количество влаги, вытекшей из почвы или грунта, при каждом уровне давления и конечную влажность, рассчитывают влажность образца в моменты достижения гидравлического равновесия. По величинам потенциала влаги, равным по абсолютной величине заданным давлениям, и влажности почвы или грунта при установлении гидравлического равновесия определяют основную гидрофизическую характеристику.Использование предлагаемого устройства обеспечивает повышение точности измерений за счет постоянного контроля за влажностью образца и надежности работы за счет обеспечения контроля за герметичностью по появлению воздушных пузырьков в воде. Кроме того, преимуществами предлагаемого устройства по сравнению с известными являются простота его конструкции и портативность. Формула изобретенияУстройство для одновременного определения потенциала воды, влажности и ненасыщенной гидравлической проводимости в почвах и дисперсных грунтах, содержащее корпус с запорно-впускным клапаном, герметически соединенный с тонко пористым жестким фильтром, внутри которого размещен образец почвы или грунта, и датчик давления отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, надежно961604 Составитель ИТехред А. БойТираж 699Государственноголам изобретенийква, Ж - 35, РауПатент, г. Ужго Селас метов ктор Г. Решетнисное КорреПодпнета СССРрытнйнаб., д.Проектн Редактор П. МакаревицЗаказ 6936/2ВНИИПИпо д113035, МоФилиал ППП комит и от шская род у 4/5 ая,сти работы устройства и упрощения его конструкции, оно выполнено плавучим, а тонкопористый жесткий фильтр имеет форму стакана, к верхней части которого герметически подсоединен прозрачный градуированный трубчатый стержнеь, дно которого залито тонким слоем жидкости, пневматически соединенный с полостью упомянутого фильтра посредством вмонтированной в дно стержня трубки, выступающей над слоем жидкости, а датчик давления закреплен внутри трубчатого стержня и выполнен в виде отградуированного прозрачного капилляра,верхний конец которого запаян, а нижнийопущен в жидкость на дне трубчатого стержня. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вадюкина А. Ф. Корчагина 3.4. Методы исследования физических свойств почви грунтов. М., Высшая школа, 1973,с. 178 - 180.2. Глобус А. М. Экспериментальная гидрофизика почв. Л., Гидрометеоиздат, 1969,с. 163 (прототип).

Смотреть

Заявка

3250515, 04.02.1981

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М. В. ЛОМОНОСОВА

БЕРЕЗИН ПЕТР НИКОЛАЕВИЧ, ВОРОНИН АНАТОЛИЙ ДАНИЛОВИЧ, ШЕИН ЕВГЕНИЙ ВИКТОРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: A01G 25/00

Метки: проводимости, грунтах, ненасыщенной, гидравлической, одновременного, потенциала, влажности, почвах, воды, дисперсных

Опубликовано: 30.09.1982

Код ссылки

<a href="http://patents.su/3-961604-ustrojjstvo-dlya-odnovremennogo-opredeleniya-potenciala-vody-vlazhnosti-i-nenasyshhennojj-gidravlicheskojj-provodimosti-v-pochvakh-i-dispersnykh-gruntakh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для одновременного определения потенциала воды, влажности и ненасыщенной гидравлической проводимости в почвах и дисперсных грунтах</a>

Похожие патенты