SU1037122A1 - Бур дл вз ти проб почвенного воздуха - Google Patents

Abstract

1. БУР ДЛЯ ВЗЯТИЯ ПРОБ ПОЧВЕННОГО ВОЗДУХА, включающий цилиндрический корпус, полый шток с руко ткой и запирающее устройство, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  вз ти  достовер:ных газовых проб из различных точек профил  затопленных и избыточно увлажненных почв, он снабжен подвижной трубой, установленной внутри корпуса со сквозньми отверсти ми 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 пр моугольной винтовой резьбой, соответствующей высоте хода плунжера, игольчатым клапаном с отжимными пластинами, прикрепленными к нижней части плунжера и фиксатором подвижной трубы, выполненным в виде нат жных болтов. 2.Бур по п. 1, отличающийс  тем, что цилиндрический , корпус по наружной поверхности снабжен шнековой навивкой. 3.Бур по п. 1, отличающийс  тем, чтопатронный фильтр выполнен из проволочного сердечника и м гкой, например.капроновой обмоткк.

Description

Изобретение относитс  к прибора дл  вз ти  проб почвенного воздуха преимущественно из затопленных или избыточно увлажненных почв. Известно устройство дл  отбора проб из затопленных почв, состо ще из приемного цилиндра, крышки с перепускным клапаном, прижатым пру жиной и имеющим фиксированное поло жение Открыто-закрыто, а также 1рычага, нагруженного грузом Cl. Недостатком известного устройст  вл етс  то, что при подъеме прием ного цилиндра из почвы, с пределами в зкости более 4 г/см, (гзвлека етс  монолит. Это зат гивает или п ностью исключает возможность отбор газовой пробы. Кроме того, устройство не обеспечивает отбор газов из различных точек почвенного профил  . Известна также игла-бур дл  вз  ти  проб почвенного воздуха из любой точки профил  богарных или пери дически .орошаемых почв, включающий цилиндрический корпус, полый шток с руко ткой и запирающее устройство Игла-бур используетс  в совокупности с газоанализатором, состо щим из бюретки емкостью 100 мл с гра-, дуированными шкалами, помещенной в кожух, заполненный водой, двух погл тительных сосудов, трубки, соедин ющей бюретку с поглотительными сосудами, трехходового крана, напорной скл нки с вФдой дл  вытеснени  жидкости и резинового.мешка дл  остаточного инертного газа. Устройство работает следующим образом. Поглотительные сосуды присоедин ют шлангагли к штуцеру и углубл ют иглу на ну.сную глубину в почву. После этого, присоединив шланг к газоанализатору, заполн ют бюретку водой из напорной скл нки, поднима  . ее вверх, а затем продувают газопро водную систему, дл  чего опускают напорную скл нку вниз. Открывают трехходовый кран и набирают в бюрет ку 20-30 мл газа. Отбираема  проба почвенного воздуха поступает через отверсти  в муфту иглы, а затем по полому штоку и штуцеру проходит в шланг газоанализатора. После отбо ра в бюретку первой порции газа поднимают напорную скл нку вверх и подвернув трехходовой кран на атмосферу, выпускают поступивший воздух. Продувание повтор ют два ра за, а затем набирают газ в бюретку газоанализатора до положени  мениска на черте нуль и привод т анализ воздуха на содержание углекислого газа и кислорода Г23. Однако известное устройство обес печивает вз тие проб почвенного воздуха из любой точки профил  лишь в богарных и периодически орошаемых почвах, но неприемлемо Дл  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 ) отверсти  иглыбура очень быстро засор ютс  почвен .ными частицами, .что замедл ет отбор почвенного воздуха в исследуемом горизонте и исключает такую возможность из нескольких точек профил . Отбор проб св зан с предварительной продувкой -газопровод щих частей устройства почвенным воздухом, чтб понижает достоверность анализируемой пробы. Это обусловлено тем, что даже незначительный контакт с атмосферным воздухом быстро измен ет пробу почвенного воздуха. Кратковре-менна  же продувка, с одной стороны, не позвол ет полностью удалить весь воздух из газопровод щих частей устройства, а с другой - приводит к изменению состава почвенного воздуха в исследуемой точке в момент его отбора на анализ. Проба почвенного воздуха используетс  дл  определени  лишь углекислого газа и кислорода и исключаетс  возможность ее сохранени  дл  определени  других газов. Целью изобретени   вл етс  обеспечение вз ти  достоверных газовых проб из различных точек профил  затопленных и избыточно увлажненных почв.J Поставленна  цель достигаетс  тем, что бур дл  вз ти  проб почвенного воздуха, включающий цилиндрический корпус, полый шток с руко ткой и запирающее устройство, снабжен подвижной трубой, установленной внутри корпуса., со сквозными отверсти ми на нижнем конце, патронным фильтром, установленным на нижнем конце подвижной трубы, плунжером, размещенныг внутри подвижной трубы и выполненным со сквозным отверстием в центре, подвижным штоком, прикрепленным к верхней части плунжера, выполненным с пр моугольной винтовой Ч резьбой, соответствующей высоте хода плунжера, игольчатым клапаном с отжимными пластинами, прикрепленными к нижней части плунжера и фиксатором подвижной трубы, выполненным в виде нат жных болтов. Целесообразно цилиндрический корпус по наружной поверхности снабдить шнековой навивкой. Целесообразно патронный фильтр выполнить из проволочного сердечника и м гкой, например, капроновой обмотки . На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство при его введении в исслеye ый слой профил  затопленной почвы, разрезi на фиг. 2 - патронный фильтр с решетчатым, проволочным сердечником и выступающей м гкой обмоткой; на фиг. 3 - плунжер с элас тичным уплотнительным кольцом и игольчатым клапаном, прикрепленным к упругим отжимным пластинам положение клапана Закрыто ; на фиг. 4заборна  емЬость с выводными трубками , на фиг. 5 - нижн   часть устройства при вз тии пробы почвенного |Воздуха, разрез.Устройство состоит из трубы 1 с делением и шнековой навивкой 2 по наружной поверхности (фиг. 1). Внут этой трубы 1 жестко посажены втулка 3 и закрытый шарикоподшипник 4 с уплотнительным манжете 5, в ко торые вставлена внутренн   труба б, Нижний конец этой трубы б расточен по внутреннему диаметру подшипника 4 до буртика 7, что обеспечивает ее вертикальное перемещение в установленных пределах. По диакютру трубы б в 2-3 р да просверлены сквозные 2-3 мм отверсти  8, дл  предохранени  от загр знени  которых на нее надет съемный патронный фильтр 9 (фиг. 2 ), состо щий из решетчатого проволочного сердечника 10 с м гкой например, капроновой обмоткой 11, выступающей по касательной над втул ками 12. Это обеспечивает плотное прилегание обмотки к внутренним стенкам трубы 1. Причем поверхность трубы 6 обработана так, чтобы втулки 12 патронного фильтра 9 свободно перемещались в ней, а ее диаметр был на 1,5-2 мм меньше внутреннего диаметра подшипника 4 и также имел буртик, упирающийс  в верхнюю втулку фильтра 9. .Конец трубы 6 входит в паз наконечника 13 с резцами, который крепитс  к ней болтами 14 с потайными головками. Дл  плотного прилегани  наконечника 13 к основанию внешней трубы соединение сделано СТЫ.КОВЫМ с двум -трем  шлицевыми захватами. Этим достигаетс  жесткость конструкции бура и уменьшение нагрузок (при его введении в почву на трубу б. Внутри трубы б расположен плунжер 15 со сквозным отверс и ем в центре (фиг..3). В верхней части плунжера 15 жестко посажен закрытый шарикоподшипник 16 с упдот нительной манжетой 17, в который предварительно вставлена втулка 18 с притертой конусной головкой и вну ренней резьбой. Во втулку 18 вверну нижний конец съемного подвижного ( относительно плунжера ) полого шток 19. Подшипник 16 герметично закрыт эластичной прокладкой 20 и крьацкой 21. По диаметру плунжера имеетс  канавка дл  эластичного уплотнитель ного кольца а к его основанию при помощи упру их отжимных пластин 3 установлен игольчатый клапан 24, оторый плотно перекрывает отверстие. 5 на касательной с поверхностью аконечника 13. В верхней части штоа 19,нарезана винтова  пр моугольа  Е езьба, длина которой соответтвует высоте хода плунжера 15. ток 19 выведен через крышку 26 с езьбой, надетую на трубу 6 н прирепленную к ней болтами 27. На выступающей части штока 19 при noMomvi стопорного болта 28 установлена съемна  втулка 29. к этой втулке 29 приварены рычаг 30, на конце которого имеетс  отверстие с резьбой дл  регулировки винтового фиксирующего держател  31, и пластины.32, удер- живающие разъемное кольцо 33 с механической защелкой дл  закреплени  заборной емкости 34 с выводными трубами 35 и 36 (фиг. 4). Внутренн   труба 6 фиксируютс ,по отношению к наружной 1 фиксатором в виде нат жных стопорных болтов 37. Нижние концы болтов 37 прикреплены шарнирно к корпусу внешней трубы 1, а на верхних нарезана резьба и имеютс  гайки-барашки, позвол ющие регулировать длину болтов 37 до условных отметок. Болты 37 свободно Bjtoд т в пазы рычагов 38, приваренных к корпусу трубы 6. Кроме того, внешн   1 и внутренн   6 трубы снабжены отдельными и независимыми друг от друга рычажными ручками 39 и 40, приваренными к их корпусу. Устройство работает следующим образом. Перед введением бура в почву поверхность трубы 1 с шнековой навивкой 2 густо смазываетс , например техническим вазелином или солидолом , что предотвращает просачивание воды по стенкам к наконечнику 13, особенно в период отбора газовых проб. Затем бур вворачивают в почву на заданную глубину и приступают к отбору газов. Дл  этого выводную трубу 35 заборной емкости 34 соедин ют с концом штока ГЭ и через трубу 36 заполн ют их дег.азированныМИжидкост ми , например насыщенным водныгл раствором хлористого натри  или прокип ченной (в течение 3040 мин ) дистиллированной водой, изолированной от атмосферного воздуха до начала использовани . После окончательного заполнени  заборной емкости 34 и полного вытеснени  пузырьков воздуха трубы 36 перекрывают, например, механическим зажимом, емкость 34 переворачивают вверх дном . и закрепл ют в разъемном кольце 33 механической защелкой. Затем ослабл ют гайки-барашки на нат жных стопорных болтах 37, вынимают их из пазов рычагов 38 и отбрасывают на рычажные ручки 39. После этого, нажима  сверху на рычажные ручки 40, заглубл ют 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 .же вьщвигаетс  вниз за счет упора второго буртика трубы б в верхнюю втулку фильтра 9. После заглублени  наконечника 13 одной рукой удерживают винтовой фиксирующий держатель 31 штока 19, а другой, медленно поворачива  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 удлин ют путем его выворачивани  через резьбовое отверстие рычага 30 до ограничительной пластины (не указа на). При отрыве плунжера 15 от поверхности наконечника 13 игольчатый клапан 24 открываетс  упругими отжимными пластинами и жидкость заборной емкости 34 начинает замещатьс  почвенным воздухом. Он поступает в щель между стыковым захватом внешней трубы 1 и боковыми стенками вращающегос  наконечника 13, а затем через обмотку If патронного фильтра 9 к отверсти м 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 зажимом. Плунжер 15 возвращают в начальное положение, выдавлива  при этом остаток жидкости через обмотку 11 фильтра 9. После этого снимают трубу 35 с конца штока 19 и убирают заборную емкость 34 с отобранной пробой почвенного воздуха. Затем приподнимают внутреннюю трубу 6 рычажными ручками 40, в пазы рычагов 38 вставл ют нат жные стопорные болты 37 и путем поджати  гаек-барашёк ( до. условной отметки плотно прижимают наконечник 13 к основанию внешней трубы 1 с одновременной фиксацией трубы б. Бур вворачивают на следующую глубину и по мере достижени  заданной отметки приступают к отбору газа описанным способом После завершени  работ по вз тию проб почвенного воздуха из исследуемых точек почвенного профил  бур извлекают на поверхность и тщательно отмывают от гр зи. Промывк/ патронного фильтра 9 провод т при выдвинутом наконечнике 13. При сильном его загр знении, например при работе на чрезмерно в зких почвах (глинистых, т желосуглинистых Л фильтр 9 подвергают промывке после сн ти  наконечника 13. По мере износа фильтра 9 производ т замену обмотки 11 на новую.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает быстрое вз тие нескольких достоверных проб почвенного воздуха с различных точек почвенного профил  без существенного нарушени  при этом почвенного покрова. Конструктивные особенности бура допускают его .широкое использование дл  контрол  и изучени  газового режима не только затопленных и избыточно увлажненных , но также богарных, периодически орошаемых почв и воверхностных вод.

Бур унифицирован в отношении различных почв и позвол ет повысить качество отбираемых проб. Он изготавливаетс  из широко примен емых в народном хоз йстве материалов. Узлы и детали бура не требуют сложной обработки и обеспечивают его быструю сборку и разборку.

31

Д

Фиг.1

Claims (3)

1. БУР ДЛЯ ВЗЯТИЯ ПРОБ ПОЧВЕННОГО ВОЗДУХА, включающий цилиндрический корпус, полый шток с ‘рукояткой и запирающее устройство, о т л и ч ающ и й с я тем, что, . с целью обеспечения взятия достоверных газовых проб из различных точек профиля затопленных и избыточно увлажненных почв, он снабжен подвижной трубой, установленной внутри корпуса со сквозньми 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 поп. 1, отличающийся тем, что цилиндрический . корпус по наружной поверхности снабжен шнековой навивкой.

3. Бур по π. 1, отличающийся тем, что’патронный фильтр выполнен из проволочного сердечника и мягкой, например^капроновой обмотки.

>