Устройство для отбора почвы с ненарушенным сложением Российский патент 2023 года по МПК E02D1/04 

Изобретение относится к устройствам для отбора почв с ненарушенным сложением (структурой) и может быть использовано при извлечении различного типа почвенно-грунтовых образцов в полевых условиях для комплексного анализа земли сельскохозяйственного назначения.

Известен пробоотборник для отбора проб почвы, в котором силовым механизмом в вертикальном положении пробоотборник погружают в почву. Режущая кромка по диаметру отверстия вырезает керн почвы и заполняет ею заборную камеру. После заглубления пробоотборника обратным ходом его извлекают из скважины. Заборная труба с головкой устанавливается в горизонтальное положение, после чего режущая головка от нее отделяется. Затем труба раскрывается, вынимается капсула, которая перемещается в специальный футляр. (RU 913118, МПК G01N 1/04 (2006.01). Пробоотборник для отбора проб почвы - №2956449/30-26; заявл. 09.07.1980; 15.03.1982; Бюл. №9 - 5 с.: ил.).

К недостаткам такого устройства относится низкая производительность отбора проб почвы, большая трудоемкость процесса.

Также известно устройство для отбора пробы почвы (патент РФ №2525080, кл. E02D 1/04, G01N 1/04, 2014 г.) состоящем из корпуса, электродвигателя с валом и накопительным цилиндром-буром, согласно изобретению электродвигатель с валом установлен внутри и вдоль вертикальной оси корпуса, выполненного в виде треугольной фермы, состоящей из верхнего и нижнего поясов, которые соединены между собой стойками, имеющими вертикальные пазы для направляющих, установленных внутри фермы перпендикулярно к стойкам с возможностью вертикального перемещения вдоль них и соединенных с корпусом электродвигателя, снабженного рукоятками, выходящими за пределы корпуса, при этом вал электродвигателя снабжен магнитострикционным генератором и на конце имеет телескопический стержень для съемных накопительных цилиндров-буров, подбираемых в зависимости от типа почвы.

К недостаткам такого устройства относится невозможность получения образца почвы с ненарушенным сложением.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является почвенный бур-пробоотборник (авторское свидетельство СССР №871031, кл. G01N 1/04, 1981 г.), содержащий наружный съемный конусный стакан с многозаходной винтовой спиралью, внутренний конусный стакан, держатель со шпильками, входящий в замки наружного стакана, и штангу, согласно изобретению с целью обеспечения возможности более точного разделения почвенных образцов по высоте, штанга выполнена полой и снабжена свободно установленным в ней штоком с выталкивающим диском, установленным во внутреннем конусном стакане, и ограничителем, а шток снабжен рукояткой.

Недостатком такого устройства является низкая производительность, высокие трудозатраты и возможность порчи образца почвы с ненарушенным сложением.

Техническим результатом является расширение функциональных возможностей, снижение трудозатрат и увеличение производительности устройства отбора почвы с ненарушенным сложением.

Технический результат достигается тем, что устройство для отбора пробы почвы с ненарушенным сложением, содержащее наружный стакан с многозаходной винтовой спиралью, внутренний стакан, внутри которого установлен полый элемент, заборный элемент и рукоятку, согласно изобретению имеет электродвигатель с блоком управления и редуктором, вал которого через муфту сообщен с верхними частями наружного и внутреннего стаканов, при этом блок управления состоит из последовательно соединенных источника питания, программного реле, преобразователя частоты с кнопкой пуска и датчика скорости соединенного электрически с программным реле и механически с валом редуктора, причем внутренний стакан имеет продольное отверстие для установки внутри него полого элемента выполненного в виде съемной капсулы с диаметром на 3-4 мм меньше внутреннего диаметра внутреннего стакана и образованной их двух соединенных между собой в верхней части полуцилиндров, а заборный элемент выполнен в виде режущей конусной головки в верхней части которой, расположена резьба для соединения с внутренним стаканом, а в нижней части имеет выступ для упора торца наружного стакана и на конце конусной части режущую кромку.

Новизна заявляемого технического решения обусловлена тем, что за счет конструктивных особенностей, а именно наличие электродвигателя с блоком управления и выполнение внутреннего стакана с продольным отверстием для установки внутри него полого элемента выполненного в виде съемной капсулы с диаметром на 3-4 мм меньше внутреннего диаметра внутреннего стакана и образованной их двух соединенных между собой в верхней части полуцилиндров, а заборного элемента - в виде режущей конусной головки, обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в расширении функциональных возможностей, снижении трудозатрат и увеличении производительности устройства отбора почвы с ненарушенным сложением.

По данным научно-технической и патентной литературы, авторам неизвестна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как возможно применение в сельском хозяйстве для получения образцов почвы с ненарушенной структурой, используемых при агрохимическом обследовании.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен внешний вид устройства для отбора почвы ненарушенной структуры; на фиг. 2 - изображены полуцилиндры из которого состоит полый элемент в виде капсулы; на фиг. 3 изображена схема блока управления устройством для отбора почвы ненарушенной структуры.

Устройство для отбора пробы почвы с ненарушенным сложением, содержит наружный стакан 1 с многозаходной винтовой спиралью, внутренний стакан 2, внутри которого установлен полый элемент 3, заборный элемент 4 и рукоятку 5. Устройство имеет электродвигатель 6 с блоком управления 7 и редуктором 8, вал 9 которого через муфту 10 сообщен с верхними частями наружного 1 и внутреннего 2 стаканов. Блок управления 7 (фиг. 3) состоит из последовательно соединенных источника питания 11, программного реле 12, преобразователя частоты 13 с кнопкой пуска 14 и датчика скорости 15 соединенного электрически с программным реле 12 и механически с валом 9 редуктора 10. Внутренний стакан 2 имеет продольное отверстие 16 для установки внутри него полого элемента 4 выполненного в виде съемной капсулы с диаметром на 3-4 мм меньше внутреннего диаметра внутреннего стакана 2 и образованной их двух соединенных между собой в верхней части полуцилиндров 17 (фиг. 2). Заборный элемент 5 выполнен в виде режущей конусной головки в верхней части которой, расположена резьба 18 для соединения с внутренним стаканом 2, а в нижней части имеет выступ 19 для упора торца наружного стакана 1 и на конце конусной части - режущую кромку 20.

Устройство работает следующим образом. Предварительно источник питания 11 блока управления 7 подключают к накопителю энергии, в качестве которой может быть использована электрическая сеть или автономный генератор. При нажатии кнопки пуск 14 на ручке рукоятки 5 электродвигатель 6 получает питание через преобразователь частоты 13 и начинает вращаться вместе с редуктором 8, через который момент вращения передается наружному стакану 1, внутреннему стакану 2 и заборному элементу 4 в виде режущей конусовидной головкой. Программируемое реле 12, получающее питание от источника питания 11 на основании показаний датчика скорости 15 формирует сигнал управления для преобразователя частоты 13, который формирует закон регулирования частоты и напряжения на выводах электродвигателя 6 для поддержания необходимого момента и частоты вращения пробоотборника с целью уменьшения энергопотребления и исключении порчи образца почвы. Закон регулирования частоты и напряжения необходимо корректировать с учетом агрофизических свойств почвы. Полый элемент 3 в виде съемной капсулы внутри внутреннего стакана 2 установлен неподвижно для сохранения структуры отбираемой почвы. Прикладывая усилия на ручки рукоятки 5, устройство перемещают вертикально в почву, благодаря многозаходной винтовой спирали расположенной на поверхности наружного стакана 1, а также за счет режущей кромки 20 на конце конусной части при небольших усилиях свободно образуется скважина.

Через нижние отверстия внутреннего стакана 2 и заборного элемента 4 в виде режущей конусовидной головке почва попадает с ненарушенной структурой в полый элемент 3, в результате происходит отбор образца. После отбора почвы устройство вынимают из образовавшейся скважины, путем выкручивания и устанавливают в горизонтальное положение, после чего режущая конусовидная головка (заборный элемент 5) откручивается от внутреннего стакана 2, затем из него вынимается полый элемент 3 с образцом почвы. Далее устройство вновь собирают, к внутреннему стакану 2 прикручивают заборный элемент 4 с помощью резьбы 18, и процесс взятия проб повторяется.

Изобретение относится к устройствам для отбора почв с ненарушенным сложением (структурой) и может быть использовано при извлечении различного типа почвенно-грунтовых образцов в полевых условиях для комплексного анализа земли сельскохозяйственного назначения. Устройство для отбора пробы почвы с ненарушенным сложением содержит наружный стакан с многозаходной винтовой спиралью, внутренний стакан, внутри которого установлен полый элемент, заборный элемент и рукоятку. Имеет электродвигатель с блоком управления и редуктором, вал которого через муфту сообщен с верхними частями наружного и внутреннего стаканов, при этом блок управления состоит из последовательно соединенных источника питания, программного реле, преобразователя частоты с кнопкой пуска и датчика скорости, соединенного электрически с программным реле и механически с валом редуктора. Внутренний стакан имеет продольное отверстие для установки внутри него полого элемента, выполненного в виде съемной капсулы с диаметром на 3-4 мм меньше внутреннего диаметра внутреннего стакана, образованной из двух соединенных между собой в верхней части полуцилиндров. Заборный элемент выполнен в виде режущей конусной головки, в верхней части которой расположена резьба для соединения с внутренним стаканом, а в нижней части имеет выступ для упора торца наружного стакана и на конце конусной части - режущую кромку. Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей, снижении трудозатрат и увеличении производительности устройства отбора почвы с ненарушенным сложением. 3 ил.

Устройство для отбора пробы почвы с ненарушенным сложением, содержащее наружный стакан с многозаходной винтовой спиралью, внутренний стакан, внутри которого установлен полый элемент, заборный элемент и рукоятку, отличающееся тем, что имеет электродвигатель с блоком управления и редуктором, вал которого через муфту сообщен с верхними частями наружного и внутреннего стаканов, при этом блок управления состоит из последовательно соединенных источника питания, программного реле, преобразователя частоты с кнопкой пуска и датчика скорости, соединенного электрически с программным реле и механически с валом редуктора, причем внутренний стакан имеет продольное отверстие для установки внутри него полого элемента, выполненного в виде съемной капсулы с диаметром на 3-4 мм меньше внутреннего диаметра внутреннего стакана, образованной из двух соединенных между собой в верхней части полуцилиндров, а заборный элемент выполнен в виде режущей конусной головки, в верхней части которой расположена резьба для соединения с внутренним стаканом, а в нижней части имеет выступ для упора торца наружного стакана и на конце конусной части - режущую кромку.