Бур для взятия проб почвенного воздуха

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ИЮ ИИ А 01 Н 1 РЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫОПИСАНИЕ ИЗК ПАТЕНТУ(71) Казахский ордена ТрудовогоКрасного Знамени государственныйуниверситет им. С.М. Кирова и орденаТрудового Красного Знамени институтпочвоведения АН Казахской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 866444, кл. С О 1 й 1/22, 1980.2. Александрова А.Н, Найденова О.А Лабораторно-практические занятия по почвоведению, Л., фКолос", 1967, . .с, 168-169.(54)(57) 1, БУР ДЛЯ ВЗЯТИЯ ПРОБ ПОЧВЕННОГО ВОЗДУХА, включающий цилиндрический корпус, полый шток с рукояткой и запирающее устройство, о т л и ч а ю щ и й с.я тем, что, . с целью обеспечения взятия достоверных газовых проб иэ различных точек 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 ющ и й с я тем, что цилиндрический . корпус по наружной поверхности снаб- ф жен шнековой навивкой.3. Бур по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтофпатронный фильтр выполнен из проволочного сердечника и мягкой,напримеркапроновой обмотки, 1037122Изобретение относится к приборамдля взятия проб почвенного воздуха,преимущественно иэ затопленных или избыточно увлажненных почв.Известно устройство для отборапроб из затопленных почв, состоящееиэ приемного цилиндра, крышки сперепускным клапаном, прижатым пружиной и имеющим Фиксированное поло"жение "Открыто-закрыто", а также рычага, нагруженного грузом Г 1. 10Недостатком известного устройства является то, что при подъеме приемного цилиндра из почвы, с пределами вязкости. более 4 г/см , извлека 2ется монолит. Это затягинает или пол ностью исключает возможность отборагазовой пробы. Кроме того, устройство не обеспечивает отбор газониз различных точек почвенного профиля. 20Известна также игла-бур для взятия проб почвенного воздуха иэ любой точки профиля богарных или периодически .орошаемых почв, включающий цилиндрический коРпус, полый шток 25с 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 мешка35 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 . ее вверх, а затем продувают газопро 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 О 0 воздуха на содержание углекислого газа и кислорода 23.Однако известное устройство обеспечивает взятие проб почвенного воздуха иэ любой точки профиля лишь 65 в богарных и периодически орошаемыхпочвах, но неприемлемо Для отборагазов из затопленных.,и избыточноувлажненных почв. Кроме того, приотборе проб газа,в почвах с влажностью свыше 10-17зависит отзерновогосостава отверстия иглыбура очень быстро засоряются почвен"ными частицами, что замедляет отборпочвенного воздуха в исследуемомгоризонте и исключает такую возможность из нескольких точек профиля,Отбор проб связан с предварительной продувкой газопроводящих частейустройства почвенным воздухом, чтбпонижает достоверность анализируемой пробы. Это обуслонлено тем, чтодаже незначительный контакт с атмосферным воздухом быстро изменяетпробу почвенного воздуха. Кратконременная же продувка, с одной стороны,не позволяет полностью удалить весьвоздух из газопроводящих частейустройства, а с другой - приводит кизменению состава почвенного воздухав исследуемой точке в момент егоотбора на анализПроба почвенного воздуха используется для определения лишь углекислого газа и кислорода и исключаетсявозможность ее сохранения для определения других газов.Целью изобретения является обеспечение взятия достоверных газовыхпроб из различных точек профиля затопленных и избыточно увлажненныхпочв.Поставленная цель достигаетсятем, что бур для взятия проб почвенного воздуха, включающий цилиндрический корпус, полый шток с рукояткой и запирающее устройство, снабженподвижной трубой, установленнойвнутри корпуса со сквозными отверстиями на нижнем конце, патроннымфильтром, установленным на нижнемконце подвижной трубы, плунжером,размещенным внутри подвижной трубыи выполненным со сквозным отверстиемн центре, подвижным штоком, прикрепленным к верхней части плунжера, ныполненным с прямоугольной винтовойрезьбой, соответствующей высоте ходаплунжера, игольчатым клапаном с отжимными пластинами, прикрепленнымик нижней части плунжера и фиксатором подвижной трубы, выполненным ввиде натяжных болтов,Целесообразно цилиндрический корпус по наружной поверхности снабдить шнековой навивкой.Целесообразно патронный фильтрвыполнить иэ проволочного сердечникаи мягкой, например, капроновой обмотки.На фиг. 1 изображено предлагаемоеустройство при его введении в исследуемый слой профиля затопленной1037122почвы, 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, В верхней части што. тичным 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 фЗакрыто" у на фиг. 4 - Шток 19 выведен через крышку 26 с заборная емкость с выводными трубка- резьбой, надетую на трубу 6 и при ми, на фиг. 5 - нижняя часть устрой крепленную к ней болтами 27, На выства при взятии пробы почвенного 10 ступающей части штока 19 при помощи воздуха, разрез, стопорного болта 28 установленаУстройство 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, удер с уплотнительным манжетом 5, в ко- живающие разъемное кольцо 33 с юеторые 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 О 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 шарнир-3 мм отверстия 8, для предохране но к корпусу внешней трубы 1, а ния от загрязнения которых на нее на верхних нарезана резьба и имеют- надет 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 вонапример, капроновой обмоткой 11, дят в пазы рычагов 38, приваренных выступающей по касательной над втул- З 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 по- диаметра подшипника 4 и также имел верхность трубы 1 с шнековой навив- буртик, упирающийся в верхнюю втул- кой 2 густо смазывается, например ку фильтра 9. Конец трубы 6 входит 40 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. Для плотного особенно в период отбора газовых прилегания наконечника 13 к основа- проб, Затем бур вворачивают в почву нию внешней трубы соединение сдела 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 почвутрубу 36 заполняют их дегазированнына трубу 6. Внутри трубы 6 располо мижидкостями, например насыщенным жен плунжер 15 со сквозным отверс"и- водным 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, емотносительно плунжера )полого штока 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 ослабля. По диаметру плунжера имеется ют гайки-барашки на натяжных стопор- канавка для эластичного уплотнитель- ных болтах 37, вынимают их из пазов ного кольца 2 Т; а к его основанию рычагов 38 и отбрасывают на рычажные при помощи Упругих отжимных пластин 65 ручки 39. После этого, нажимая свер 1037122ху 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, так 5 .же выдвигается вниз эа счет упора второго буртика трубы б в верхнюю втулку .Фильтра 9, После заглубления наконечника 13 одной рукой удержива ют винтовой фиксирующий держатель 1 О 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 указа2 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 1 г 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 О рают заборную емкость 34 с отобранной пробой почвенного воздуха. Затем приподнимают внутреннюю трубу 6 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 воздухаиз исследуемых точек почвенного профиля бур извлекают на поверхность и тщательно отмывают от грязи. Промывку патронного фильтра 9 проводят при выдвинутом наконечнике 13При сильном его загрязнении, например при работе на чрезмерно вязких почвах (глинистых, тяжелосуглинистых ), фильтр 9 подвергают промывке после снятия наконечника 13. По мере износа фильтра 9 производят замену обмотки 11 на новую.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает быстрое взятие не. скольких 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 быструю сборку и разборку.1037122 Соста Техре тель В.ДринМКузьма ректор А,Тяск ор С.Патруш е аказ 59 н 4/ лиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 873 НИИПИ Государственно по делам изобретений 13035, Москва, Ж,Подпо комитета СССи открытийРауыская наб.,ода чбо