Устройство для измерения твердости почвы

 

Предлагаемая полезная модель относится к средствам определения твердости почвы, в частности, для измерения твердости почвы корнеобитаемого слоя травянистых растений. Цель полезной модели - снижение трудоемкости определения твердости почвы. Задачей настоящей полезной модели является обеспечение возможности оперативного получения данных по твердости почвы в слое 1,0-1,2 м при минимальных трудозатратах. Осуществление полезной модели достигается применением в известном устройстве для измерения твердости почвы (твердомер системы академика В.П.Горячкина) переходной муфты, имеющей глухое цилиндрическое отверстие, вкрученной в конец рабочего штока твердомера, вставленного в отверстие основания твердомера. К основанию прикреплена опорная рамка с отверстием в ее подошве. Отверстия в основании, переходной муфте и подошве опорной рамки соосны и имеют одинаковый диаметр. Устройство снабжено нажимным штоком, в одно из отверстий которого вкручен наконечник, и промежуточными штоками. Определение твердости почвы на заданную глубину производят этапами послойно, вдавливанием нажимного штока с наконечником в почву, прилагая к нему нагрузку от рукояток твердомера через промежуточную муфту на первом этапе, после чего, через промежуточные штоки, вкручиваемые в резьбовые отверстия в торцах нажимного, а затем промежуточных штоков. Толщина слоев измерений соответствует величине хода рабочего штока и высоте опорной рамки.

Предлагаемая полезная модель относится к средствам определения твердости почвы, в частности для измерения твердости почвы корнеобитаемого слоя травянистых растений.

Твердость почвы является важной физической характеристикой почвы, показывающей ее способность сопротивляться сжатию и расклиниванию. Для определения этого показателя существуют специальные приборы - твердомеры - различных типов: ударного действия, со статической нагрузкой, с принудительным вдавливанием в почву конического или цилиндрического наконечника.

В сельском хозяйстве широко распространен твердомер системы акад. В.П.Горячкина (Сабликов, М.В. Сельскохозяйственные машины. Ч.2. Основы теории и технологического расчета [текст]: учеб. Пособие / М.В.Сабликов. - М.: "Колос", 1968 - 296 с.), имеющий основание, в отверстие которого вставлен шток с наконечником, вкрученным в резьбовое отверстие в торце штока. Верхний конец штока связан с цилиндрической пружиной, на которую опирается нажимная планка с рукоятками, имеющая возможность перемещения вдоль направляющих штанг. Твердомер снабжен пишущим механизмом, фиксирующим изменение длины пружины и перемещение штока. Определение твердости почвы осуществляется путем регистрации пишущим механизмом величины сжатия пружины под влиянием сопротивления, воспринимаемого наконечником при вдавливании его в почву.

Данный твердомер имеет малый диапазон глубины измерений (0-30 см), ограниченный величиной максимального перемещения нажимной планки с рукоятками вдоль направляющих штанг.

Между тем, при разработке технологий выращивания пастбищных культур возникает необходимость определения твердости почвы корнеобитаемого слоя (ризосферы) трав, т.к. этот показатель (в числе прочих) характеризует условия обитания растений. В этом случае применяется метод послойного определения твердости почвы, путем трудоемкой подготовки на соответствующих глубинах рабочих площадок для снятия показателей твердости почвы известным твердомером, в ризосфере большинства травянистых растений (1,0-1,2 м) необходимо подготовить 3 таких площадок.

Цель полезной модели - снижение трудоемкости при послойном определении твердости почвы ризосферы трав.

На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого устройства, на фиг.2 - устройство на начальном этапе определения твердости почвы, на фиг.3 - устройство на промежуточном этапе.

Устройство состоит из рабочего штока 1, вставленного в отверстие основания 2 с закрепленным на нем направляющими штангами 3, наконечника 4 с резьбовым хвостовиком. Верхний конец рабочего штока 1 связан с цилиндрической пружиной 5, на которую опирается нажимная планка 6 с рукоятками, имеющая возможность перемещения вдоль направляющих штанг 3. Устройство снабжено пишущим механизмом (не показан).

Переходная муфта 7, вкрученная резьбовым хвостовиком в нижний свободный конец рабочего штока 1, имеет соосное с ним глухое цилиндрическое отверстие. К основанию 2 прикреплена опорная рамка 8 с помощью винтов 9, вкрученных в резьбовые отверстия направляющих штанг 3. В подошве опорной рамки выполнено отверстие, соосное и равное диаметру отверстия в основании 2. Устройство снабжено нажимным штоком 10 с резьбовыми отверстиями в торцах, соответствующими размеру хвостовика наконечника 4, и промежуточными штоками 11, имеющими с одной стороны резьбовое отверстие, а с другой - резьбовой хвостовик, соответствующие диаметру и глубине отверстий в нажимном штоке. Наружный диаметр нажимного и промежуточных штоков соответствует диаметру отверстий подошвы опорной рамки, основания и промежуточной муфты.

Высота опорной рамки 8 (размер А) соответствует размеру полного хода рабочего штока 1, увеличенному на длину переходной муфты 7 (размер Б). Длина нажимного и промежуточного (без учета длины резьбового хвостовика) штоков также равна величине полного хода рабочего штока с прибавлением размера В глубины отверстия переходной муфты.

Определение твердости почвы с помощью предлагаемого устройства производится послойно в несколько этапов. На первом этапе в отверстие подошвы опорной рамки 8 заводят нажимной шток 10 с вкрученным наконечником 4 и вставляют свободный конец в отверстие переходной муфты 7, находящейся вместе с рабочим штоком 1 в верхнем положении (фиг.2). После этого устройство устанавливают вертикально подошвой опорной рамки на поверхность почвы. Нажимая на рукоятки, вдавливают нажимной шток с наконечником в почву. При этом пишущий механизм фиксирует величину сжатия пружины в зависимости от сопротивления, оказываемого почвой. После погружения нажимного штока на величину перемещения рукояток устройство поднимают и в резьбовое отверстие выступающей над поверхностью почвы части нажимного штока 10 вкручивают промежуточный шток 11, свободный конец которого вставляют в отверстия подошвы опорной рамки 8 и переходной муфты 7, поднятой в верхнее положение (фиг.3). Нажимая на рукоятки, погружают наконечник 4 на глубину следующего слоя. После этого цикл повторяется. Количество присоединяемых промежуточных штоков определяется задаваемой максимальной глубиной измерения. Фиксируемые на бумажной полосе пишущего механизма линии маркируют соответственно номерам слоев. После завершения измерений соединенную систему промежуточных и нажимного штока с наконечником извлекают из полученной скважины с помощью специальной рукоятки, вкручиваемой в резьбовое отверстие верхнего промежуточного штока. С целью получения статистически достоверных данных проводят повторные замеры. Показатели твердости определяют после совмещения диаграмм повторностей по слоям измерений.

Предлагаемое устройство было изготовлено и опробовано при проведении полевых исследований технологий выращивания пастбищных культур, в ходе которых подтверждена возможность определения твердости почвы с помощью устройства на глубину до 1,2 м при низких трудозатратах.

Устройство измерения твердости почвы, включающее основание с закрепленными на нем направляющими штангами, в отверстие которого вставлен рабочий шток, связанный с цилиндрической пружиной, на которую опирается нажимная планка с рукоятками, имеющая возможность перемещения вдоль направляющих штанг, а также пишущий механизм и наконечник, отличающееся тем, что в свободный конец рабочего штока вкручена резьбовым хвостовиком переходная муфта, имеющая глухое цилиндрическое отверстие, соосное с рабочим штоком, к основанию прикреплена опорная рамка, в подошве которой выполнено отверстие, соосное и равное диаметру отверстия в основании; устройство снабжено нажимным штоком с резьбовыми отверстиями в торцах, соответствующими размерам хвостовика наконечника, и промежуточными штоками, имеющими с одной стороны резьбовое отверстие, а с другой - резьбовой хвостовик, соответствующие диаметру и глубине отверстий в нажимном штоке.



 

Похожие патенты:

Пожарный водоем, представляет собой заглубленный в грунт котлован, выстланный полимерным материалом. Требующийся к пожарному водоёму водозаборный водовод выполнен в донной части водоема и герметично состыкован с полимерным материалом.

Полезная модель относится к области медицины, а именно к диагностике и может быть использована для диагностики онкологических заболеваний

Деревянный забор (ограждение с воротами) из необрезной доски на винтовых сваях относится к области строительства, а именно, к системам ограждения, ограничивающих свободный доступ людей, транспорта и т.д. на определенную территорию.

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к устройству измерения деформационных свойств носков для определения растяжимости трикотажных полотен чулочно-носочных изделий при нагрузках меньше разрывных.
Наверх