Полевой кальциметр Буслакова Советский патент 1992 года по МПК A01C15/00 A01C23/02 

удобрений из-за несвоевременных регулировок их в поле),

Известен также прибор для определения карбонатов в почве по методу Голубева, взятый за прототип. В основу работы каль- циметра И.Ф.Голубева положено измерение добавочного давления, получаемого от углекислого газа (СОа), выделившегося при взаимодействии 18%-ного раствора соляной кислоты (НС) на содержащиеся в почве карбонаты, Прибор включает в себя: емкость для раствора соляной кислоты в виде тигелька, камеру разложения карбонатов в виде бутылки емкостью 125.,.150 мл с каучуковой пробкой, имеющей металлическое кольцо, которое ограничивает погружение пробки в бутыль до определенной глубины. Бутыль соединяется с ртутным манометром резиновым шлангом,

Определение карбонатов в почве сво- дится к следующему. Навеску почвы от 1 до 5 г (в зависимости от ожидаемого содержания карбонатов в почве) помещают в бутыль прибора. Затем в тигелек наливают 5 мл 18%-ного НС и тоже поглощают в бутыль. При открытом кране бутыль плотно закрывают пробкой (по металлическое кольцо) и, закрыв кран, изолируют прибор от воздуха, а следовательно, и от атмосферного давле- ни, Потом наклоняют бутыль до опрокиды- вания тигелька. При этом раствор HCI выливается и приходит в соприкосновение с почвой. Вследствие разложения карбонатов соляной кислотой в банке образуется добавочное давление, которое поднимает столб ртути на ту или иную высоту в зависимости от содержания карбонатов в почве, Когда ртуть в трубочке перестанет подниматься, прои водят отчет по шкале,

Недостатки прототипа следующие. Ем- кость для раствора соляной кислоты, представляющая собой тигелек, помещаемый в стеклянную бутыль (камеру карбонатов), позволяет подавать жидкий реагент только разовой порцией, причем всякий раз встав- ляется через горло бутылки вручную с соблюдением осторожности. Навеска почвы, просушенная до постоянного веса при температуре 105°С, завешивается на аналитических весах и также всякий раз вручную вкладывается в камеру разложения карбонатов. Вручную осторожно производят опрокидывание тигелька с жидким реагентом в стеклянной бутыли. После каждого опре- деления карбонатов в порции почвы приходится вынимать тигелек и вымывать из стеклянной бутыли разжиженную кислотой почву в вытяжном шкафу. Такой прибор невозможно использовать в полевых условиях. Одно определение длится 10...15 мин.

Кроме того, функциональные возможности прибора ограничены, Так при определении высоких доз удобрений (например известняковой муки с содержанием карбонатов 85% и более) шкала прибора должна иметь высоту более десяти метров,

Цель изобретения - снижение трудоемкости измерений в полевых условиях.

Предлагаемое изобретение имеет следующие отличительные (от прототипа) признаки. Емкость для раствора соляной кислоты установлена над камерой разложения карбонатов и снабжена поршневым дозатором; камера разложения карбонатов выполнена в виде цилиндра, на наружной поверхности которого размещены с возможностью регулировки по высоте ограничитель погружения в почву, при этом внутреннее пространство камеры сообщено с измерителем давления посредством штока дозатора. Такое устройство кальциметра позволяет, во-первых, подавать жидкий реагент многократно и полуавтоматически; во- вторых избежать ручной закладки почвы с удобрениями в камеру разложения карбонатов и ее промывки, оставляя почву на место при подъеме кальциметра; в-третьих, производить замеры добавочных давлений практически при любых дозах внесения удобрений. При этом время одного измерения в полевых условиях сокращается в 7 . 10 раз.

На чертеже схематично изображен полевой кэльциметр.

Полевой кальциметр содержит емкость 1, поршневой дозатор 2, камеру 3 разложения карбонатов, измеритель давления 4, пружину 5, полый шток 6, поршень 7 дозатора, запорный клапан 8, ограничитель 9 и крышку 10. Емкость 1 предназначена для размещения раствора соляной кислоты и выполнена в виде полого цилиндра , являющегося корпусом полевого кальциметра. На верхнем торце цилиндра нарезана наружная резьба, на которую навинчена крышка 10. В нижний торец цилиндра плотно ввинчен дозатор 2, который является одновременно дном цилиндра и дном камеры 3 разложения карбонатов, выполненной в виде повернутого стакана,

Дозатор 2 предназначен для порционной подачи раствора соляной кислоты из емкости 1 в камеру 3 разложения карбонатов. Конструктивно он представляет собой также цилиндр с двумя внутренними расточками. Дозатор 2 поршневого типа и полуавтоматического действия: при нажатии сверху на измеритель давления 4 пружина 5 сжимается и шток 6 движется вниз вместе с закрепленными на нем поршнем 7 дозатора

и запорным клапаном 8, который при этом открывается (как показано на чертеже пунктиром), а поршень 7, входя в верхнюю расточку дозатора 2, отсекает порцию раствора соляной кислоты и впрыскивает ее через нижнюю расточку меньшего диаметра в камеру 3 разложения карбонатов, при снятии усилия на измеритель давления пружина ворзвращает шток в исходное положение.

Камера 3 разложения карбонатов представляет собой повернутый стакан. Дном его служит торец дозатора с наружной резьбой, на которую плотно навинчена цилинд- рическая часть стакана с заостренной изнутри торцовой частью. На наружной поверхности стакана имеется резьба, на которую навинчен ограничитель 9. При вдавливании заостренного торца в почву до ограничительного кольца образуется замкнутое пространство, соединенное полым штоком 6 с измерителем давления 4.

Измеритель давления 4 предназначен для измерения добавочного давления газов, выделяющихся в камере разложения карбонатов при впрыске раствора соляной кислоты на находящиеся на поверхности почвы карбонаты.

В качестве его используется заводской манометр. Пружина 5 предназначена для удержания запорного клапана 8 в закрытом состоянии и для автоматического возврата штока б в исходное положение после снятия усилия нажатия, необходимого для впрыска раствора соляйой кислоты в камеру разложения карбоната. Она надета на верхнюю часть штока 6 и постоянно находится в предварительно сжатом состоянии, опираясь нижним концом на крышку 10 а верхним - в штуцер манометра 4.

Шток 6 выполняет роль герметичного соединительного звена между камерой разложения карбонатов 3 и измерителем давления 4, а также роль штока для привода в действие поршня дозатора 7 и запорного клапана 8. Конструктивно он представляет собой трубку с внутренней резьбой на верхнем конце под штуцер манометра и с на- ружней резьбой на нижнем торце под запорной клапан, Шток расположен на одной оси с емкостью 1 и камерой 3, проходя внутри их полостей.

Поршень 7 дозатора предназначен для отсечки и подачи порции раствора соляной кислоты из емкости 1 в камеру 3, Он представляет собой цилиндрическое кольцо с фаской на нижнем торце и с радиальными резьбами отверситями под фиксаторы, которыми он закрепляется на штоке 6. Высота установки поршня на штоке определяется условием заполнения расточек дозатора 2

раствором соляной кислоты. Зазор между верхним торцом дозатора 2 и нижним торцом поршня 7 равен 5 мм.

Запорный клапан 8 предназначен для герметичного удержания раствора соляной кислоты в емкости 1 и для выпуска порций его при очередном измерении. Он выполнен в виде усеченного полого конуса, навинчиваемого герметично на нижний торец штока

0 6. В закрытом состоянии конусная поверхность клапана прижата к фаске нижней цилиндрической расточки дозатора 2 с силой предварительно сжатой пружины 5. При открытии клапан уходит вниз, как показано на

5 рисунке пунктиром

Ограничитель 9 предназначен для ограничения глубины вдавливания заостренных кромок камеры 3 в почву. Он представляет собой кольцо с резьбой на внутренней ци0 линдрической поверхности. Устанавливается ограничитель на цилиндрической части камеры с возможностью регулирования по высоте, которая зависит от плотности почвы: плотность почвы больше, высота уста5 новки ограничителя от острых кромок меньше и наоборот

Крышка 10 предназначена для закрытия емкости 1 сверху. Она представляет собой колпачок, навинчивающийся на верхний то0 рец цилиндрической емкости 1 Кроме внутренней резьбы крышка имеет три отверстия одно центровое под шток, второе для заливки раствора соляной кислоты в емкость 1 и третье для выпуска и впуска возду5 ха во время заполнения емкости и при опорожнении ее

Полевой кальциметр работает следующим образом. Заостренный торец камеры 3 разложения карбонатов вдавливают в почву

0 до ограничителя-регулятора 9 (как показано на рисунке). При этом находящиеся на поверхности минеральные удобрения с содер- жанием карбонатов изолируются от окружающей среды (они как бы автоматиче5 ски попадают в камеру 3 реакции)

Затем нажимают на манометр 4, в результате чего пружина 5 сжимается и шток 6 движется вниз вместес закрепленными на нем поршнем 7 и запорным клапаном 8. При

0 этом поршень 7, входя в расточку дозатора 2, отсекает и впрыскивает через открытый конусный клапан жидкий реагент на удобрения, содержащие карбонаты. 8 результате их взаимодействия в камере 3 выделяется

5 углекислый газ, который создает давление и поднимается по внутренней полости штока 6 к измерителю давления 4, на шкале которого определяют количество удобрений на данном участке удобренного поля. Затем по данным системных замеров вычисляют

среднюю дозу внесения и степень неравномерности рассева удобрения по пбверхно- сти почвы.

Пример конкретного выполнения устройства.

Емкость 1 для раствора соляной кислоты изготовлена из винипластовой трубы диаметром 63 мм и длиной 400 мм. На верхнем конце трубы имеется наружная резьба под крышку, на нижнем конце ее сделана внутренняя резьба, по которой ввинчивается дозатор 2.

Шток 6 изготовлен также из винипластовой трубки диаметром 20 мм и имеет длину 500 мм. На верхнем и нижнем торцах трубки нарезана резьба для крепления соответственно переходника под манометр 4 и конусного запорного клапана 8. Пружина 5 удерживает клапан 8 в закрытом состоянии и предохраняет утечку раствора соляной кислоты из емкости 1. На штоке 6 на уровне верхней кромки дозатора закреплен поршень 7, который при сжатии пружины 5 входит в цилиндрическую расточку дозатора 2, отсекает находящуюся в ней дозу раствора соляной кислоты и затем впрыскивает ее в камеру разложения карбонатов через открывшийся при сжатии пружины клапан 8.

Камера 3 разложения карбонатов изготовлена из стальной трубы диаметром 63 мм и имеет длину 185 мм. В верхнем торце трубы нарезана внутренняя резьба, которой камера навинчивается на выступающий из данной части емкости 1 дозатор 2. На нижнем торце камеры нарезана наружная резьба для установки на высоте 10...25 мм (в зависимости от плотности почвы) ограничительного кольца 9 из винипласта, диаметр

которого 250 мм. Нижний торец изнутри камеры заострен, поэтому легко входит в почву при нажатии ногой на ограничительное кольцо 9,

Технико-экономические показатели.

По сравнению с используемым в настоящее время комплектом противней изобретение легче в 5 раз (весит 3. кг), производительнее в 7...10 раз (1 человек производит определение фактической дозы

внесения и неравномерности рассева удобрений за 50...60 мин.

Формула изобретения Полевой кальциметр, содержащий емкость для раствора соляной кислоты, камеру разложения карбонатов и измеритель добавочного давления в камере, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости измерений в полевых условиях, емкость для раствора соляной кислоты установлена над камерой, разложения карбонатов и снабжена поршневым дозатором, камера разложения карбонатов выполнена в виде цилиндра, яа наружной поверхности

которого размещен с возможностью регулировки по высоте ограничитель погружения в почву, при этом внутреннее пространство камеры соединено с измерителем давления посредством полого штока поршневого дозатора.

Ц