Устройство для отбора проб грунта Советский патент 1987 года по МПК G01N1/02 E02D1/04 

13

грунта содержит ствол 12, шток 3, установленный с возможностью поворота вокруг оси и подвижно соединенный с пробоприемником 1, зарядную камеру 20, запирающий 21 и ударно-спусковой 24 механизмы, а также станину. Новое в устройстве - конструкция динамической cиcтe ы и наличие диаметрально расположенных канавок в стволе. Динамическая система выполнена в виде поршня (П) 9 и толкателя (Т) 11, между которыми помещена пружина 10, при этом П 9 имеет в центре отверстие 29, а Т 11 - в центре конический выступ 30 и на внешней стороне боковые про1

Изобретение относится к устройствам для послойного отбора проб грун та ненарушенного строения, например, в земледелии для оценки того или иного агроприема.

Цель изобретения - повьшение представительности отбираемых проб грунта и увеличение долговечности деталей устройства путем дифференциации давления пороховых газов в соответствии с српротивлением грунта внедрению в него пробоприемника.

На фиг. 1 показано устройство, установленное в станину с положением пробоприемника, внедренного на 10 см в слой грунта, общий вид; на фиг.2 - сеченве А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - динамическая система, общий вид.

Устройство для отбора проб грунта (фиг. 1) состоит из пробоприемника 1, закрепленного на фланце 2, штока 3, имеющего кольцевой выступ 4 с боковыми прорезями 5 и винтовые выступы 6, направляющей втулки 7, амортизатора 8 и динамической системы, содержащей поршень 9, пружину 10 и толкатель 11.

Шток 3, направляющая втулка 7, амортизатор 8, поршень 9, пружина 10 и толкатель 11 помещаются в ствол 12, который на внутренней полости имеет диаметрально расположенные канавки 13 (фиг. 1 и 2), простирающиеся от нижней части ствола 12 на расстояние, несколько большее общей высоты вместе

67

рези. Ствол 12 имеет на внутренней поверхности диаметрально расположенные канавки 13. При внедрении пробо- приемника 1 в грунт вследствие взаимодействия деталей динамической системы регулируется давление пороховых газов в стволе устройства в соответствии с сопротивлением грунта внедрению в него пробоприемника, а при подходе подвижных деталей к крайнему нижнему положению давление пороховых газов сводится на нет, т.к. газы получают свободный выход в атмосферу через диаметрально расположенные канавки ствола. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

взятых направляющей втулки 7, амортизатора 8, кольцевого выступа 4 и деталей 9-11, составляющих динамическую систему.

Снаружи ствол 12 снабжен радиальными выступами 14.

Посредством радиальных выступов 14 устройство фиксируется в станине, имеющей колонку 15 с продольными и кольцевыми прорезями 16-18, расположенными друг от друга на расстоянии, равном высоте отбираемой пробы грунта. В нижней части станина имеет опорную плиту 19.

Ствол 12 в своей верхней части имеет зарядную камеру (патронник) 20 и через запирающий механизм 21 соединяется со штангой 22, имеющей руко- ятки 23.

В штанге 22 размещен ударный механизм 24, а в рукоятке 23 - спусковой 25 и предохранительный 26 механизмы.

Направляющая втулка 7 (фиг. 1 и 2) имеет центральное отверстие 27 с вырезами, соответствующими винтовым выступам 6 штока 3, резьбу для соединения со стволом 12 и продольные боковые окна 28, которые совмещаются с канавками 13 ствола 12 при соединении этих деталей.

Динамическая система (фиг. 3) состоит из поршня 9, пружины 10 и толкателя 11. Поршень 9 имеет в центре от- верстие 29, а толкатель 11 - конический выступ 30, а на внешней стороне боковые прорези 31.

Устройство работает следующим образом,

В патронник (зарядную камеру) 20 вводится патрон и запирается в нем. На поверхность грунта устанавливают станину и на ее опорную плиту 19 становятся ногами. На .фланец 2 наде-

вается пробоприемник 1, который пово-fО рости подвижных деталей при внедрении ротом по часовой стрелке фиксируется на нем. Закрепленный на фланце 2 пробоприемник 1 вводится в колонку 15 станины до контакта его с поверхностью грунта. При этом детали, состав - ляющие динамическую систему, - поршень 9, пружина 10 и толкатель 11, а также шток 3 занимают крайнее верхнее положение, а радиальные выступы 14 ствола 12 оказываются напротив верхней кольцевой прорези 16 колонки 15.

в грунт пробоприемника 1.

В зависимости от силы сопротивления грунта внедрению в него пробоприемника 1 требуется различное усилие 5 для ускорения движения поршня 9, штока 3 и пробоприемника 1 относительно толкателя 11. Так, при слабом conpq- . тивлении грунта требуется меньшее совместное усилие пружины 10 и пороховых газов, проникающих через боковые прорези 31 толкателя 11 в пространство между поршнем 9 и толкателем 11, для ускорения движения поршня 9, штока 3 и пробоприемника 1 относительно толкателя 11, так как здесь при меньшем количестве газов и за более короткий отрезок времени создается необходимое давление на поршень 9. При большем сопротивлении грунта не20

Поворотом рукояток 23 по часовой стрелке на 90 радиальные выступы

В зависимости от силы сопротивления грунта внедрению в него пробоприемника 1 требуется различное усилие 5 для ускорения движения поршня 9, штока 3 и пробоприемника 1 относительно толкателя 11. Так, при слабом conpq- . тивлении грунта требуется меньшее совместное усилие пружины 10 и пороховых газов, проникающих через боковые прорези 31 толкателя 11 в пространство между поршнем 9 и толкателем 11, для ускорения движения поршня 9, штока 3 и пробоприемника 1 относительно толкателя 11, так как здесь при меньшем количестве газов и за более короткий отрезок времени создается необходимое давление на поршень 9. При большем сопротивлении грунта не25

ствола 12 вводятся в кольцевую прорезь 16 колонки 15.

Таким образом, устройство устанавливается в исходное положение. В последующем взводят ударный механизм и производят выстрел.

Под действием пороховых газов обходимо проникновение большего коли- катель 11 устремляется вниз, сжимая чества газов, на что требуется боль- пружину 10 и сообщая движение порш- ший отрезок времени. Поэтому давление ню 9, который в свою очередь переда- в канале ствола 12 снижается быстрее ет движение штоку 3, а с ним через фланец 2 пробоприемнику 1, который 35 заглубляется в грунт. При этом толкатель 11 коническим выступом 30 закрывает отверстие 29 поршня 9, а пороховые газы, оказывая основное давление на толкатель 11, частично про- 40 никают через его боковые прорези 31 в пространство между поршнем 9 и толкателем 11, где они повьш1ают давление, действующее на пружину 10. В результате на некотором участке пути 45 ускоряется движение поршня 9, штока 3 и пробоприемника 1 относительно толкателя 11 в момент, когда совместное усилие пружины 10 и частично проникших через боковые прорези 31 толкате-50 пороховым газам открывается свобод- ля 1 1 пороховых газов на поршень 9 ный выход в атмосферу через канавки достигнет большей величины, чем сила 13, а грунт оказывает тормозящее сопротивления грунта внедрению в него действие внедренчю в него пробоприем- пробоприемника 1. Поэтому в этот мо- кика 1. При этом толкатель 11, нахо- мент отверстие 29 поршня 9 освобож- 55 дящийся на некотором расстоянии от дается от конического выступа 30 тол- поршня 9, сохраняя инерцию движения, кателя 11, что дает возможность вы- передает смягченный пружиной 10 тол- кода пороховым газам через отверстие чок через поршень 9 штоку 3. Последпри слабом сопротивлении грунта и медленнее при сильном его сопротивлении.

Таким образом, подвижные детали, получив толчок, необходимый для пре- одолцния их инерции покоя и сопротивления грунта внедренмо в него пробоприемника 1, в последующем движутся с замедляющейся скоростью, а при подходе к крайнему нижнему положению (как только толкатель 11 пересечет уровень диаметрально, расположенных канавок 13) шток 3 и связанный с ним пробоприемник 1, а также поршень 9 резко замедляют скорость движения вплоть до полной остановки, так как

29 поршня 9 и далее через боковые прорези 5 кольцевого выступа 4 штока 3 в полость ствола 12 между кольцевым выступом 4 штока 3 и направляющей втулкой 7, а затем в атмосферу через продольные боковые окна 28 направляющей втулки 7. Такое -положение обуславливает снижение давления пороховых газов в канале ствола 12 и рости подвижных деталей при внедрении

в грунт пробоприемника 1.

В зависимости от силы сопротивления грунта внедрению в него пробоприемника 1 требуется различное усилие 5 для ускорения движения поршня 9, штока 3 и пробоприемника 1 относительно толкателя 11. Так, при слабом conpq- . тивлении грунта требуется меньшее совместное усилие пружины 10 и пороховых газов, проникающих через боковые прорези 31 толкателя 11 в пространство между поршнем 9 и толкателем 11, для ускорения движения поршня 9, штока 3 и пробоприемника 1 относительно толкателя 11, так как здесь при меньшем количестве газов и за более короткий отрезок времени создается необходимое давление на поршень 9. При большем сопротивлении грунта не20

25

О обходимо проникновение большего коли- чества газов, на что требуется боль- ший отрезок времени. Поэтому давление в канале ствола 12 снижается быстрее 35 404550 пороховым газам открывается свобод- ный выход в атмосферу через канавки 13, а грунт оказывает тормозящее действие внедренчю в него пробоприем- кика 1. При этом толкатель 11, нахо- 55 дящийся на некотором расстоянии от поршня 9, сохраняя инерцию движения, передает смягченный пружиной 10 тол- чок через поршень 9 штоку 3. Последобходимо проникновение большего коли- чества газов, на что требуется боль- ший отрезок времени. Поэтому давление в канале ствола 12 снижается быстрее пороховым газам открывается свобод- ный выход в атмосферу через канавки 13, а грунт оказывает тормозящее действие внедренчю в него пробоприем- кика 1. При этом толкатель 11, нахо- дящийся на некотором расстоянии от поршня 9, сохраняя инерцию движения, передает смягченный пружиной 10 тол- чок через поршень 9 штоку 3. Последпри слабом сопротивлении грунта и медленнее при сильном его сопротивлении.

Таким образом, подвижные детали, получив толчок, необходимый для пре- одолцния их инерции покоя и сопротивления грунта внедренмо в него пробоприемника 1, в последующем движутся с замедляющейся скоростью, а при подходе к крайнему нижнему положению (как только толкатель 11 пересечет уровень диаметрально, расположенных канавок 13) шток 3 и связанный с ним пробоприемник 1, а также поршень 9 резко замедляют скорость движения вплоть до полной остановки, так как

нее способствует перемещению штока 3 до упора его кольцевого выступа 4 в амортизатор 8, в случае если остановка его произошла несколько раньше такого положения деталей. Все это обес- печивает погружение проёоприемника 1 на заданную глубину, сохранение естественного строения грунта в образце сводит на нет инерцию движения подвижных деталей в конце пути, что повышает их долговечность.

Таким образом, скорость движения подвижных деталей устройства как при слабом, так и при более сильном сопротивлении грунта одинаково замедля- ется за счет равновременного снижения давления пороховых газов в стволе 12.

Повернув рукоятки 23 по часовой стрелке на 90°, выводят радиальные выступы 14 ствола 12 из кольцевых прорезей 16 .колонки 15. При этом находящийся в пробоприемнике 1 образец отделяется от грунта. После этого устройство с образцом грунта в пробоприемнике 1 извлекают из колонки 15 станины, заменяют пробоприемник 1, и процесс -повторяется.

Для взятия проб- грунта с последую- ш;их слоев необходимо вводить пробоприемник 1 в скважину, образовавшуюся от предыдущей пробы, располагая радиальные выступы 14 ствола 12 в соответствующих по глубине кольцевых прорезях 17, а затем в прорезях 18 колонки 15.

Формула изобретения

1.Устройство для отбора проб грунта, включающее , кожух, динамическую систему, выполненную в виде штока, установленного с возможностью поворота вокруг оси, и подвижно соединенного с ним пробоприемника, зарядную камеру, запирающий и ударно- спусковой механизмы и станину, отличающееся тем, что, с целью повышения представительности отбираемых проб грунта и увеличения долговечности деталей путем дифференциации давления пороховых газов в соответствии с сопротивлением грунта внедрению в него пробоприемника, динамическая система снабжена толкателем с коническим выступом в центре и боковыми прорезями, поршнем с центральным отверстием и пружиной, уста- новленной между ними.

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что ствол имеет на внутренней поверхности диаметрально расположенные канавки.

Изобретение относится к устройствам для отбора проб грунта ненарушенного строения- и позволяет повысить представительность отбираемых проб грунта за счет лучшего сохранения в них естественного строения, обусловленного возможностью регулирования давления пороховых газов в стволе устройства в соответствии с сопротивлением грунта внедрению в него пробо- приемника. Устройство для отбора проб fS (Я СлЭ о to О5 ff/7//W/7/

Фие

2 Фиг. J