Устройство для отбора проб грунта

Номер патента: 4160

Опубликовано: 30.12.2001

Автор: Комиссаров Феликс Давидович

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

02 1/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ГРУНТА(71) Заявитель Институт радиобиологии НАН Беларуси(73) Патентообладатель Институт радиобиологии НАН Беларуси(57) 1. Устройство для отбора проб грунта, включающее цилиндрический, разъемный по оси корпус, состоящий из двух частей, одна из которых имеет фасонный выступ, а вторая - соответствующий ему по форме фасонный вырез, наконечник с режущей кромкой, керноприемник, запорный механизм и переходник, отличающееся тем, что одна из частей корпуса выполнена неподвижной, а вторая - подвижной, наконечник, по форме своей представляющий собой тело вращения с общей осью симметрии, внутренняя поверхность которого выполнена с расширением в сторону керноприемника, а его режущая кромка выполнена с внутренней стороны, причем наконечник наглухо прикреплен к неподвижной части корпуса, а подвижная часть корпуса свободно входит своим фасонным выступом внутрь выреза в неподвижной части 4160 1 корпуса и закреплена в верхней своей части на оси с возможностью поворота относительно неподвижной части корпуса на угол, превышающий 90, а запорный механизм представляет собой разрезанный под углом к вертикали цилиндр, одна часть которого наглухо закреплена к верхней неподвижной части корпуса в полости керноприемника, а вторая часть цилиндра закреплена в подвижной части корпуса и имеет упор, при этом переходник снабжен удлинителем с поперечной ручкой. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что наконечник, с наружной стороны, в верхней своей части имеет диаметр больший, чем корпус, а его выступающая часть закруглена. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что часть запорного механизма, закрепленного в подвижной части корпуса, имеет выступ с осью вращения. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено из нержавеющей стали. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что к верхней неподвижной части корпуса прикреплены щечки с выфрезерованными в них пазами под углом к вертикальной оси устройства. Изобретение относится к устройствам для отбора проб грунта, в частности для отбора проб на сельскохозяйственных угодьях, загрязненных радионуклидами. Известно устройство под названием Почвенный бур, содержащий стакан с режущим кольцом и крышкой, с расположенной внутри него гильзой, стакан имеет на боковой поверхности вырез для установки и извлечения гильзы и снабжен прижимающим гильзу колпаком, имеющим на боковой поверхности прорези для обреза образца 1. Бур работает следующим образом. Через боковой вырез во внутреннюю полость стакана вставляется сменная гильза. Прижимной колпак со стержнем с верхнего положения опускается и, с помощью фиксирующего приспособления, зажимает сменную гильзу. Дальше нажатием на рукоятку стакан вдавливают в почву, которая заполняет объем сменной гильзы и пространство под колпаком. После этого бур вынимается из скважины, и почвенный образец, в месте стыковки сменной гильзы с колпаком, ножом через боковые вырезы стакана и колпака обрезается, стержень освобождается от фиксирующего приспособления, прижимной колпак вместе со стержнем переводится в верхнее положение и фиксируется, сменная гильза с почвенным образцом вынимается через прорезь в стакане. К недостаткам устройства следует отнести 1) то, что прижимное устройство имеет сквозные вырезы в обеих стенках цилиндра меньших диаметра гильзы и служащих для обрезания образца ножом в верхней его части, размещенной под колпаком и то, что верхняя часть образца разрушается при прижиме колпака и стержня к верхнему слою отбираемого образца, т.е. верхний слой образца отбрасывается, так как устройство по своей конструкции это предполагает согласно описанию 2) так как входное отверстие имеет такой же диаметр, какой имеет гильза, то образец пробы не имеет ограничения от выпадения из устройства, и часть пробы, особенно если она рыхлая, выпадает из устройства. Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому является устройство для отбора проб грунта, включающее разъемный по оси корпус, состоящий из двух частей, каждая из которых имеет фасонные выступы, входящие в соответствующие вырезы другой части, основание, запорную гайку и переходник. Сборку устройства осуществляют соединением двух частей корпуса таким образом, чтобы выступы вошли в соответствующие вырезы. Собранный корпус устанавливают на основание и закрепляют гайкой. Затем устройство вдавливают в грунт. После отрыва образца и подъема устройства из скважины отвинчивают гайку и разъединяют части корпуса друг от друга и извлекают пробу грунта 2. К недостаткам устройства следует отнести. 1. Наличие гайки, скрепляющей обе половины корпуса, причем, гайка навинчивается на корпус с низу устройства, и наличие резьбовых соединений, которые требуют соответствующего ухода и больших затрат времени в процессе разборки устройства для извлечения отобранной пробы из устройства, а также создают дополнительные сложности при дезактивации устройства. 2. Входное отверстие в наконечнике устройства имеет постоянный диаметр по всей его высоте, что не обеспечивает в достаточной мере фиксацию керна отобранной пробы при подъеме устройства из скважины,а керн в керноприемнике, имеющем больший диаметр, чем входное отверстие наконечника, свободно перемещается и разрушается от ударов о стенки керноприемника при переноске устройства. 4160 1 3. Разъемный по оси корпус не имеющий в нижней части цельного наконечника, несмотря на выступ и вырезы в обеих частях корпуса, обеспечивает только плотное сцепление обеих половинок корпуса по линии соединения, но не обеспечивает их сцепления перпендикулярно осевой линии, что особенно явно проявляется при длине корпуса более 15 см, т.е. керн получается не цилиндрическим и имеет разрушения по линии разреза корпуса, особенно если одна из половинок корпуса, упрется в твердые включения грунта. Задачей настоящего изобретения является повышение радиационной безопасности путем улучшения технологичности процесса отбора проб. В результате решения данной задачи достигается новый технический результат, заключающийся в ускорении и надежности отбора проб, что обеспечивает сокращение времени контакта персонала о радиоактивным грунтом при отборе пробы, позволяет производить отбор проб грунта, и извлекать пробу из керноприемника автоматически, вскрывая боковую стенку устройства за счет одного нажатия на упор. Поставленная задача решается тем, что устройство для отбора проб грунта содержит цилиндрический,разъемный по оси корпус, состоящий из двух частей, одна из которых имеет фасонный выступ, а вторая соответствующий ему по форме фасонный вырез, наконечник с режущей кромкой, керноприемник, запорный механизм и переходник. Отличительной особенностью устройства является то, что одна из частей корпуса выполнена неподвижной, а вторая - подвижной, наконечник, своей формой представляющий собой тело вращения с общей осью симметрии, внутренняя поверхность которого выполнена с расширением в сторону керноприемника, а его режущая кромка выполнена с внутренней стороны, причем наконечник наглухо прикреплен к неподвижной части корпуса, а подвижная часть корпуса свободно входит своим фасонным выступом внутрь выреза в неподвижной части корпуса и закреплена в верхней своей части на оси с возможностью поворота относительно неподвижной части корпуса на угол, превышающий 90, а запорный механизм представляет собой разрезанный под углом к вертикали цилиндр, одна часть которого наглухо закреплена к верхней неподвижной части корпуса в полости керноприемника, а вторая часть цилиндра закреплена в подвижной части корпуса и имеет упор, при этом переходник снабжен удлинителем с поперечной ручкой. Отличающийся тем, что наконечник с наружной стороны в верхней своей части имеет диаметр больший,чем корпус, а его выступающая часть закруглена. Отличающееся тем, что часть запорного механизма, закрепленного в подвижной части корпуса, имеет выступ с осью вращения. Отличающееся тем, что устройство выполнено из нержавеющей стали. Отличающееся тем, что к верхней неподвижной части корпуса прикреплены щечки с выфрезерованными в них пазами под углом к вертикальной оси устройства. На фиг. 1 изображено устройство для отбора проб в сечении в позиции готовности к отбору пробы. На фиг. 2 изображено то же устройство в сечении в позиции вскрытие устройства для извлечения пробы. На фиг. 3 изображено запирающий механизм в сечении а) вид сверху, б) вид сбоку. Устройство содержит корпус 1, фасонный выступ 2, фасонный вырез 3, наконечник 4 с режущей кромкой 5, керноприемник 6, запорный механизм 7, переходник 8, неподвижную часть 9, подвижную часть 10,расширение 11, ось 12, цилиндр 13, упор 14, удлинитель 15 с поперечной ручкой 16, выступающая часть 17,выступ 18, щечки 19, пазы 20. Устройство для отбора проб грунта, включающее цилиндрический, разъемный по оси корпус 1, состоящий из двух частей, одна из которых имеет фасонный выступ 2, а вторая - соответствующий ему по форме фасонный вырез 3, наконечник 4 с режущей кромкой 5, керноприемник 6, запорный механизм 7 и переходник 8, отличающееся тем, что одна из частей корпуса выполнена неподвижной 9, а вторая - подвижной 10,наконечник 4 своей формой представляющий собой тело вращения с общей осью симметрии, внутренняя поверхность которого выполнена с расширением 11 в сторону керноприемника 6, а его режущая кромка 5 выполнена с внутренней стороны, причем наконечник 4 наглухо прикреплен к неподвижной 9 части корпуса 1, а подвижная 10 часть корпуса 1 свободно входит своим фасонным выступом и внутрь выреза 3 в неподвижной 9 части корпуса и закреплена в верхней своей части на оси 12 с возможностью поворота относительно неподвижной 9 части корпуса 1 на угол, превышающий 90, а запорный механизм 7 представляет собой разрезанный под углом к вертикали цилиндр 13, одна часть которого наглухо закреплена к верхней неподвижной 9 части корпуса 1 в полости керноприемника 6, а вторая часть цилиндра 13 закреплена в подвижной 10 части корпуса 1 и имеет упор 14, при этом переходник 8 снабжен удлинителем 15 с поперечной ручкой 16, отличающееся тем, что наконечник 4, с наружной стороны, в верхней своей части имеет диаметр больший, чем корпус 1, а его выступающая часть 17 закруглена, отличающееся тем, что часть запорного механизма 7, закрепленного в подвижной 10 части корпуса 1, имеет выступ 18 с осью вращения 12, отличающееся тем, что устройство выполнено из нержавеющей стали, отличающееся тем, что к верхней неподвижной 9 части корпуса 1 прикреплены щечки 19 с выфрезерованными в них пазами 20 под углом к вертикальной оси устройства. 4160 1 Выполнение корпуса 1 устройства в виде трубы в верхней его части обеспечивает жесткость конструкции всего устройства в процессе отбора пробы из грунта сельскохозяйственных угодий при любой его естественной механической прочности. Выполнение всего устройства из нержавеющей стали, обеспечивает антикоррозионные свойства всех его деталей и позволяет производить отбор проб почвы из загрязненных радионуклидами грунтов, чтобы загрязняющие почву радионуклиды в процессе контакта с почвой не проникали в поверхностную пленку окислов металла, и обеспечивает быстрое и эффективное проведение дезактивации устройства. Выполнение корпуса 1 устройства в нижней его части состоящим из двух частей, одной неподвижной 9, а другой подвижной 10, которая может перемещаться относительно корпуса 1 устройства вдоль его вертикальной оси и занимать положение несколько большее прямого угла к корпусу 1, позволяет производить извлечение отобранной пробы в виде сплошного керна, не нарушая его целостность и последовательность расположения его слоев, и дает возможность производить деление керна на части необходимой толщины. Выполнение наконечника 4, скрепленного в верхней своей части с низом неподвижной части 9 корпуса 1,позволяет укрепить жесткость конструкции всего устройства и получить керн строго цилиндрической формы. Выполнение наконечника 4 в верхней его части несколько большим диаметром, чем наружный диаметр корпуса 1 устройства, а его выступающей части 17 закругленной в сечении, обеспечивает облегченное извлечение устройства из грунта за счет исключения контакта всей цилиндрической его поверхности с грунтом при его вертикальном извлечении из скважины. Выполнение наконечника 4 с входным отверстием, расширяющимся в сторону керноприемника 6, а его режущей кромки 5 с внутренней стороны, обеспечивает некоторое сжатие керна на начальном этапе проникновения его в полость устройства и освобождает керн от этого сжатия в верхней части наконечника 4 при переходе его полости в полость керноприемника по причине его расширения в сторону керноприемника 6,что не позволяет керну выпасть из устройства, при извлечении его из скважины и обеспечивает отрыв керна от основания грунта. Выполнение нижней неподвижной 9 части корпуса 1 с фасонным вырезом 3, а подвижной 10 части корпуса 1 с выступом, обеспечивает жесткость сцепления обеих частей корпуса 1, подвижной 10 и неподвижной 9 его частей при внедрении устройства в грунт и извлечении его из грунта, а выполнение запорного механизма из цилиндра, разрезанного под углом к вертикальной оси и обеспечение его подвижной 10 части выступом 18 с отверстием для помещения оси 12, а его неподвижной 9 части щечками 19, с выфрезерованными в них пазами 20, обеспечивает смещение подвижной части 10 корпуса 1 относительно неподвижной части 9 корпуса 1 вверх при вскрытии корпуса 1 и отхождение подвижной части 10 корпуса 1 на угол более 90. Крепление к переходнику 8 удлинителя 15 с поперечной ручкой 16 обеспечивает вертикальное установление устройства на площадке перед отбором пробы и облегчение процесса отбора пробы, позволяя оператору применять меньше усилий при внедрении устройства в грунт и извлечении его из грунта. Обеспечение подвижной 10 частикорпуса 1 упором 14 позволяет нажатием на упор 14 погрузить устройство в грунт, и обеспечивает плотное сцепление выступа 2 подвижной 10 части корпуса 1 с фасонным вырезом 3 в нижней неподвижной 9 части корпуса 1 при погружении устройства в грунт. Устройство работает следующим образом. Погружение устройства в грунт осуществляют способом вдавливания, приведенного в исходное состояние устройства. Для чего прижимом упора направляют подвижную часть 10 корпуса 1 для сцепления ее фасонного выступа 2 внутрь фасонного выреза 3 в нижней неподвижной 9 части устройства. Устанавливают устройство вертикально на грунт и, надавливая ногой на упор 14, погружают устройство в грунт до касания упором грунта. Извлечение устройства из грунта производят поднимая его за поперечную ручку 16. Для извлечения отобранной пробы из керноприемника 6 поднимают упор 14 вверх к поперечной ручке 16 и надавливая его к удлинителю 15, вскрывают полость керноприемника 6, отрезают керн от части пробы, находящейся в наконечнике 4 и, поворачивая устройство керноприемным отверстием вниз над пеналом, извлекают его и помещают в пенал, и направляют в лабораторию для дальнейшего исследования. После отбора пробы устройство моют в проточной воде и дезактивируют. По сравнению с прототипом преимущество предлагаемого устройства для отбора проб заключается в том, что оно может быть применено как для отбора проб рыхлых почв, так и для отбора проб почв с ненарушенной структурой естественного залегания. По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет процедуру сборки осуществлять автоматически нажатием на упор по направлению по оси устройства к наконечнику, при этом выступ подвижной части корпуса входит в вырез неподвижной части корпуса в его фасонную выемку в нижней неподвижной его части, происходит надежное сцепление подвижной части корпуса с неподвижной. Даже при значительном увеличении длины корпуса не происходит смещение обеих половин корпуса поперек продольной оси,керн получается строго цилиндрическим и без нарушения его структуры. Вскрытие устройства происходит также автоматически, простым нажатием на упор в направлении к поперечной ручке, и при отводе упора к удлинителю. 4 4160 1 По сравнению с прототипом время, затрачиваемое на отбор одной пробы уменьшается во много раз, так как не требуется производить операцию по сборке устройства и скреплению его при помощи резьбовых соединений. Применение нержавеющей стали в качестве материала для изготовления устройства позволяет быстро и эффективно производить дезактивацию устройства. Источники информации 1.214878,011/04, 1968. 2.506783,011/04, 1976. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 5

МПК / Метки

МПК: G01N 1/04, E02D 1/04

Метки: грунта, отбора, проб, устройство

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/5-4160-ustrojjstvo-dlya-otbora-prob-grunta.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Устройство для отбора проб грунта</a>

Похожие патенты