Изобретение относитс к прибора дл вз ти проб почвенного воздуха преимущественно из затопленных или избыточно увлажненных почв. Известно устройство дл отбора проб из затопленных почв, состо ще из приемного цилиндра, крышки с перепускным клапаном, прижатым пру жиной и имеющим фиксированное поло жение Открыто-закрыто, а также 1рычага, нагруженного грузом Cl. Недостатком известного устройст вл етс то, что при подъеме прием ного цилиндра из почвы, с пределами в зкости более 4 г/см, (гзвлека етс монолит. Это зат гивает или п ностью исключает возможность отбор газовой пробы. Кроме того, устройство не обеспечивает отбор газов из различных точек почвенного профил . Известна также игла-бур дл вз ти проб почвенного воздуха из любой точки профил богарных или пери дически .орошаемых почв, включающий цилиндрический корпус, полый шток с руко ткой и запирающее устройство Игла-бур используетс в совокупности с газоанализатором, состо щим из бюретки емкостью 100 мл с гра-, дуированными шкалами, помещенной в кожух, заполненный водой, двух погл тительных сосудов, трубки, соедин ющей бюретку с поглотительными сосудами, трехходового крана, напорной скл нки с вФдой дл вытеснени жидкости и резинового.мешка дл остаточного инертного газа. Устройство работает следующим образом. Поглотительные сосуды присоедин ют шлангагли к штуцеру и углубл ют иглу на ну.сную глубину в почву. После этого, присоединив шланг к газоанализатору, заполн ют бюретку водой из напорной скл нки, поднима . ее вверх, а затем продувают газопро водную систему, дл чего опускают напорную скл нку вниз. Открывают трехходовый кран и набирают в бюрет ку 20-30 мл газа. Отбираема проба почвенного воздуха поступает через отверсти в муфту иглы, а затем по полому штоку и штуцеру проходит в шланг газоанализатора. После отбо ра в бюретку первой порции газа поднимают напорную скл нку вверх и подвернув трехходовой кран на атмосферу, выпускают поступивший воздух. Продувание повтор ют два ра за, а затем набирают газ в бюретку газоанализатора до положени мениска на черте нуль и привод т анализ воздуха на содержание углекислого газа и кислорода Г23. Однако известное устройство обес печивает вз тие проб почвенного воздуха из любой точки профил лишь в богарных и периодически орошаемых почвах, но неприемлемо Дл отбора газов из затопленных,и избыточно увлажненных почв. Кроме того при отборе проб газа ,в почвах с влажностью свыше 10-17% (зависит от зернового состава ) отверсти иглыбура очень быстро засор ютс почвен .ными частицами, .что замедл ет отбор почвенного воздуха в исследуемом горизонте и исключает такую возможность из нескольких точек профил . Отбор проб св зан с предварительной продувкой -газопровод щих частей устройства почвенным воздухом, чтб понижает достоверность анализируемой пробы. Это обусловлено тем, что даже незначительный контакт с атмосферным воздухом быстро измен ет пробу почвенного воздуха. Кратковре-менна же продувка, с одной стороны, не позвол ет полностью удалить весь воздух из газопровод щих частей устройства, а с другой - приводит к изменению состава почвенного воздуха в исследуемой точке в момент его отбора на анализ. Проба почвенного воздуха используетс дл определени лишь углекислого газа и кислорода и исключаетс возможность ее сохранени дл определени других газов. Целью изобретени вл етс обеспечение вз ти достоверных газовых проб из различных точек профил затопленных и избыточно увлажненных почв.J Поставленна цель достигаетс тем, что бур дл вз ти проб почвенного воздуха, включающий цилиндрический корпус, полый шток с руко ткой и запирающее устройство, снабжен подвижной трубой, установленной внутри корпуса., со сквозными отверсти ми на нижнем конце, патронным фильтром, установленным на нижнем конце подвижной трубы, плунжером, размещенныг внутри подвижной трубы и выполненным со сквозным отверстием в центре, подвижным штоком, прикрепленным к верхней части плунжера, выполненным с пр моугольной винтовой Ч резьбой, соответствующей высоте хода плунжера, игольчатым клапаном с отжимными пластинами, прикрепленными к нижней части плунжера и фиксатором подвижной трубы, выполненным в виде нат жных болтов. Целесообразно цилиндрический корпус по наружной поверхности снабдить шнековой навивкой. Целесообразно патронный фильтр выполнить из проволочного сердечника и м гкой, например, капроновой обмотки . На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство при его введении в исслеye ый слой профил затопленной почвы, разрезi на фиг. 2 - патронный фильтр с решетчатым, проволочным сердечником и выступающей м гкой обмоткой; на фиг. 3 - плунжер с элас тичным уплотнительным кольцом и игольчатым клапаном, прикрепленным к упругим отжимным пластинам положение клапана Закрыто ; на фиг. 4заборна емЬость с выводными трубками , на фиг. 5 - нижн часть устройства при вз тии пробы почвенного |Воздуха, разрез.Устройство состоит из трубы 1 с делением и шнековой навивкой 2 по наружной поверхности (фиг. 1). Внут этой трубы 1 жестко посажены втулка 3 и закрытый шарикоподшипник 4 с уплотнительным манжете 5, в ко торые вставлена внутренн труба б, Нижний конец этой трубы б расточен по внутреннему диаметру подшипника 4 до буртика 7, что обеспечивает ее вертикальное перемещение в установленных пределах. По диакютру трубы б в 2-3 р да просверлены сквозные 2-3 мм отверсти 8, дл предохранени от загр знени которых на нее надет съемный патронный фильтр 9 (фиг. 2 ), состо щий из решетчатого проволочного сердечника 10 с м гкой например, капроновой обмоткой 11, выступающей по касательной над втул ками 12. Это обеспечивает плотное прилегание обмотки к внутренним стенкам трубы 1. Причем поверхность трубы 6 обработана так, чтобы втулки 12 патронного фильтра 9 свободно перемещались в ней, а ее диаметр был на 1,5-2 мм меньше внутреннего диаметра подшипника 4 и также имел буртик, упирающийс в верхнюю втулку фильтра 9. .Конец трубы 6 входит в паз наконечника 13 с резцами, который крепитс к ней болтами 14 с потайными головками. Дл плотного прилегани наконечника 13 к основанию внешней трубы соединение сделано СТЫ.КОВЫМ с двум -трем шлицевыми захватами. Этим достигаетс жесткость конструкции бура и уменьшение нагрузок (при его введении в почву на трубу б. Внутри трубы б расположен плунжер 15 со сквозным отверс и ем в центре (фиг..3). В верхней части плунжера 15 жестко посажен закрытый шарикоподшипник 16 с упдот нительной манжетой 17, в который предварительно вставлена втулка 18 с притертой конусной головкой и вну ренней резьбой. Во втулку 18 вверну нижний конец съемного подвижного ( относительно плунжера ) полого шток 19. Подшипник 16 герметично закрыт эластичной прокладкой 20 и крьацкой 21. По диаметру плунжера имеетс канавка дл эластичного уплотнитель ного кольца а к его основанию при помощи упру их отжимных пластин 3 установлен игольчатый клапан 24, оторый плотно перекрывает отверстие. 5 на касательной с поверхностью аконечника 13. В верхней части штоа 19,нарезана винтова пр моугольа Е езьба, длина которой соответтвует высоте хода плунжера 15. ток 19 выведен через крышку 26 с езьбой, надетую на трубу 6 н прирепленную к ней болтами 27. На выступающей части штока 19 при noMomvi стопорного болта 28 установлена съемна втулка 29. к этой втулке 29 приварены рычаг 30, на конце которого имеетс отверстие с резьбой дл регулировки винтового фиксирующего держател 31, и пластины.32, удер- живающие разъемное кольцо 33 с механической защелкой дл закреплени заборной емкости 34 с выводными трубами 35 и 36 (фиг. 4). Внутренн труба 6 фиксируютс ,по отношению к наружной 1 фиксатором в виде нат жных стопорных болтов 37. Нижние концы болтов 37 прикреплены шарнирно к корпусу внешней трубы 1, а на верхних нарезана резьба и имеютс гайки-барашки, позвол ющие регулировать длину болтов 37 до условных отметок. Болты 37 свободно Bjtoд т в пазы рычагов 38, приваренных к корпусу трубы 6. Кроме того, внешн 1 и внутренн 6 трубы снабжены отдельными и независимыми друг от друга рычажными ручками 39 и 40, приваренными к их корпусу. Устройство работает следующим образом. Перед введением бура в почву поверхность трубы 1 с шнековой навивкой 2 густо смазываетс , например техническим вазелином или солидолом , что предотвращает просачивание воды по стенкам к наконечнику 13, особенно в период отбора газовых проб. Затем бур вворачивают в почву на заданную глубину и приступают к отбору газов. Дл этого выводную трубу 35 заборной емкости 34 соедин ют с концом штока ГЭ и через трубу 36 заполн ют их дег.азированныМИжидкост ми , например насыщенным водныгл раствором хлористого натри или прокип ченной (в течение 3040 мин ) дистиллированной водой, изолированной от атмосферного воздуха до начала использовани . После окончательного заполнени заборной емкости 34 и полного вытеснени пузырьков воздуха трубы 36 перекрывают, например, механическим зажимом, емкость 34 переворачивают вверх дном . и закрепл ют в разъемном кольце 33 механической защелкой. Затем ослабл ют гайки-барашки на нат жных стопорных болтах 37, вынимают их из пазов рычагов 38 и отбрасывают на рычажные ручки 39. После этого, нажима сверху на рычажные ручки 40, заглубл ют наконечник 13 в почву до упора внутреннего кольца подшипника 4 с буртиком 7 фиг. 5 . При этом патронный фильтр 9, прижатый обмоткой к внутренним стенкам внешней трубы 1, так .же вьщвигаетс вниз за счет упора второго буртика трубы б в верхнюю втулку фильтра 9. После заглублени наконечника 13 одной рукой удерживают винтовой фиксирующий держатель 31 штока 19, а другой, медленно поворачива рычажные ручки 40 внутренней трубы б вокруг оси, одновременно перемешивают исследуемый слой почвы и поднимают плунжер 15 вверх. По мере выхода штока 19 через крышку 27 фиксирующий держатель 31 удлин ют путем его выворачивани через резьбовое отверстие рычага 30 до ограничительной пластины (не указа на). При отрыве плунжера 15 от поверхности наконечника 13 игольчатый клапан 24 открываетс упругими отжимными пластинами и жидкость заборной емкости 34 начинает замещатьс почвенным воздухом. Он поступает в щель между стыковым захватом внешней трубы 1 и боковыми стенками вращающегос наконечника 13, а затем через обмотку If патронного фильтра 9 к отверсти м 8 внутренней трубы б и по каналу подвижного штока 19 в заборную емкость 34. После выхода жидкости из заборной емкости 34 отбор газов заканчивают и перекрывают трубу 35, например, механическим зажимом. Плунжер 15 возвращают в начальное положение, выдавлива при этом остаток жидкости через обмотку 11 фильтра 9. После этого снимают трубу 35 с конца штока 19 и убирают заборную емкость 34 с отобранной пробой почвенного воздуха. Затем приподнимают внутреннюю трубу 6 рычажными ручками 40, в пазы рычагов 38 вставл ют нат жные стопорные болты 37 и путем поджати гаек-барашёк ( до. условной отметки плотно прижимают наконечник 13 к основанию внешней трубы 1 с одновременной фиксацией трубы б. Бур вворачивают на следующую глубину и по мере достижени заданной отметки приступают к отбору газа описанным способом После завершени работ по вз тию проб почвенного воздуха из исследуемых точек почвенного профил бур извлекают на поверхность и тщательно отмывают от гр зи. Промывк/ патронного фильтра 9 провод т при выдвинутом наконечнике 13. При сильном его загр знении, например при работе на чрезмерно в зких почвах (глинистых, т желосуглинистых Л фильтр 9 подвергают промывке после сн ти наконечника 13. По мере износа фильтра 9 производ т замену обмотки 11 на новую.The invention relates to a device for sampling soil air mainly from submerged or over-moistened soils. A device for sampling from flooded soils is known, consisting of a receiving cylinder, a lid with an overflow valve, a pressure spring and having a fixed position Open-closed, as well as a lever loaded with Cl. A disadvantage of the known device is that when raising the receiving cylinder from the soil, with viscosity limits of more than 4 g / cm, (a monolith is evolving. This draws or completely excludes the possibility of gas sampling. In addition, the device does not provide gases from various points of the soil profile. Also known is a needle-borer for sampling soil air from any point of the profile of dry or intermittently irrigated soils, including a cylindrical body, a hollow stem with a handle and a locking device Needle-bore is used in with a gas analyzer consisting of a 100 ml burette with graded, dual scales, placed in a casing filled with water, two absorption vessels, a tube connecting the burette with the absorption vessels, a three-way valve, a pressure bottle with a vacuum valve to displace the liquid and a rubber bag for residual inert gas. The device works as follows: Absorption vessels attach the hose to the nozzle and deepen the needle to the desired depth into the soil. After that, attaching the hose to the gas analyzer, the burette is filled with water from the pressure vessel, and raised. it is up and then the gas supply system is blown, for which the pressure bottle is lowered down. A three-way valve is opened and 20-30 ml of gas is drawn into the burette. A sampled soil air enters through the holes in the needle coupling, and then through the hollow stem and fitting passes into the gas analyzer hose. After the first batch of gas is taken into the burette, the pressure vessel is raised upward and, having turned the three-way valve onto the atmosphere, release the incoming air. The blowing is repeated two times, and then gas is collected into the burette of the gas analyzer to the meniscus position on the line of zero and air is analyzed for carbon dioxide and oxygen content G23. However, the known device provides for sampling of soil air from any point of the profile only in rainfed and periodically irrigated soils, but unacceptable for sampling gases from flooded and over-moistened soils. In addition, when sampling gas, in soils with a moisture content of more than 10-17% (depending on the grain composition), the holes of the needle are very quickly clogged with soil particles, which slows down the sampling of the soil air in the horizon under study and eliminates this possibility from several points profile Sampling is associated with the preliminary purging of the gas-conducting parts of the device with soil air, which reduces the reliability of the sample being analyzed. This is due to the fact that even minor contact with atmospheric air quickly changes the sample of soil air. A brief blow-down, on the one hand, does not completely remove all air from the gas-conducting parts of the device, and on the other, leads to a change in the composition of the soil air at the point under study at the moment of its selection for analysis. The soil air sample is used to determine only carbon dioxide and oxygen, and its storage is excluded to determine other gases. The aim of the invention is to provide reliable gas samples from various points of the profile of submerged and overly humid soils. The goal is achieved by the fact that the drill for sampling soil air, including a cylindrical body, a hollow stem with a handle and a locking device, is equipped with a movable tube mounted inside the housing., with through holes at the lower end, a cartridge filter mounted at the lower end of the movable tube, a plunger placed inside the movable tube and made with th hole in the center, the movable rod attached to the upper portion of the plunger adapted to rectangular spiral H thread corresponding to the height of the plunger stroke, the needle valve with squeeze plates attached to the bottom of the plunger and the retainer movable pipe designed as tensioning bolts. It is advisable to provide a cylindrical body on the outer surface with auger winding. It is advisable to make the cartridge filter from a wire core and a soft, for example, nylon winding. FIG. 1 shows the proposed device when it is introduced into the explored layer of the profile of the flooded soil, the section in FIG. 2 - cartridge filter with a trellis wire core and protruding soft winding; in fig. 3 —the plunger with the elastic sealing ring and the needle valve attached to the elastic squeeze plates; the valve position is closed; in fig. 4 withdrawal capacity with discharge tubes, FIG. 5 - the lower part of the device when sampling soil | Air, a section. The device consists of a pipe 1 with a division and auger winding 2 along the outer surface (Fig. 1). Inside this pipe 1, the sleeve 3 and the closed ball bearing 4 are tightly fitted with a sealing cuff 5, into which an internal pipe b is inserted. The lower end of this pipe is bored out of the inside diameter of the bearing 4 to the shoulder 7, which ensures its vertical movement within the established limits. A 2–3 mm through hole is drilled through the pipe diacardit in 2–3 pts, in order to protect them from being worn a removable cartridge filter 9 (FIG. 2), consisting of a lattice wire core 10 soft, for example, a nylon winding 11 protruding tangentially above the hubs 12. This ensures that the winding fits snugly to the inner walls of the pipe 1. Moreover, the surface of the pipe 6 is processed so that the sleeves 12 of the cartridge filter 9 freely move in it, and its diameter is 1.5–5 2 mm less than the inside diameter of the bearing 4 and that kzhe had a shoulder abutting the upper filter sleeve 9.. The end of the pipe 6 enters the groove of the tip 13 with cutters, which is attached to it by bolts 14 with countersunk heads. For a snug fit of the tip 13 to the base of the outer pipe, the connection is made STY.KOVY with two-spline grippers. This achieves rigidity of the drill and reduces the load (when it is inserted into the soil on the pipe B. Inside the pipe b there is a plunger 15 with a through bore and center in it (Fig. 3). In the upper part of the plunger 15, a closed ball bearing 16 is rigidly seated sleeve 17, which is pre-inserted sleeve 18 with a ground cone head and internal thread. In the sleeve 18 I screw the lower end of the removable movable (relative to the plunger) hollow rod 19. The bearing 16 is sealed with an elastic gasket 20 and Krayak 21. In diameter The plunger has a groove for an elastic sealing ring and a needle valve 24 is installed to its base by means of an elastic squeeze plate 3, which tightly blocks the hole. 5 on the tangent surface of the nipple 13. In the upper part of the rod 19, a screw screw E is cut. the length of which corresponds to the stroke height of the plunger 15. The current 19 is brought out through the cover 26 with the thread, put on the pipe 6 n fastened to it by bolts 27. On the protruding part of the rod 19 with noMomvi locking bolt 28, a removable sleeve 29 is installed to this sleeve 29 Rivara lever 30, at whose end there is a threaded hole for fixing the adjustment screw holder 31, and plastiny.32, uder- alive split ring 33 with a mechanical latch for securing entrainment vessel 34 with output pipes 35 and 36 (FIG. four). The inner tube 6 is fixed in relation to the outer 1 fixer in the form of tension locking bolts 37. The lower ends of the bolts 37 are hingedly attached to the body of the outer tube 1, and there are winged nuts on the upper threads that allow adjusting the length of the bolts 37 to conventional marks. The bolts 37 are freely inserted into the slots of the levers 38 welded to the body of the pipe 6. In addition, the outer 1 and inner 6 pipes are provided with separate and independent from each other lever handles 39 and 40 welded to their body. The device works as follows. Before the introduction of the drill into the soil, the surface of the pipe 1 with screw winding 2 is thickly lubricated, for example, with technical petroleum jelly or grease oil, which prevents water from seeping through the walls to the tip 13, especially during the period of gas sampling. Then the drill is screwed into the soil to a predetermined depth and proceed to the selection of gases. For this purpose, the outlet pipe 35 of the intake tank 34 is connected to the end of the GE stem and through the pipe 36 is filled with dehydrated liquid liquids, such as saturated aqueous sodium chloride solution or boiled (for 3040 minutes) distilled water, isolated from atmospheric air before use After the final filling of the intake container 34 and the complete displacement of air bubbles, the pipes 36 are blocked, for example, by a mechanical clamp, the container 34 is turned upside down. and secured in the split ring 33 by a mechanical latch. Then the wing nuts on the tension locking bolts 37 are loosened, removed from the slots of the levers 38, and thrown onto the lever handles 39. After that, pressing the lever handles 40 from above, the tip 13 is pushed into the ground until it stops against the inner ring of the bearing 4 with the collar 7 of FIG. five . At the same time, the cartridge filter 9, pressed by the winding to the inner walls of the outer pipe 1, also moves downwardly due to the stop of the second pipe shoulder b in the upper filter sleeve 9. After the tip 13 is sunk, with one hand hold the screw holder 31 of the rod 19, and the other slowly turning the lever handles 40 of the inner tube b around the axis, simultaneously mix the soil layer under study and lift the plunger 15 upwards. As the rod 19 exits through the cover 27, the locking holder 31 is extended by twisting it through the threaded hole of the lever 30 to the restrictor plate (not indicated). When the plunger 15 is detached from the surface of the tip 13, the needle valve 24 is opened with elastic squeezing plates and the liquid of the intake container 34 begins to be replaced with soil air. It enters the gap between the butt grip of the outer pipe 1 and the side walls of the rotating tip 13, and then through the winding If of the cartridge filter 9 to the openings 8 of the inner pipe b and through the channel of the movable rod 19 into the intake container 34. After the liquid leaves the intake container 34 the extraction of gases ends and closes the pipe 35, for example, by a mechanical clamp. The plunger 15 is returned to its initial position, while squeezing out the remaining liquid through the winding 11 of the filter 9. After that, remove the pipe 35 from the end of the rod 19 and remove the intake container 34 with the sampled soil air. Then the inner tube 6 is raised with lever handles 40, tensioning bolts 37 are inserted into the slots of the levers 38 and by tightening the wing nuts (up to the conditional mark, the tip 13 is pressed tightly against the base of the outer tube 1 while the tube B. B. is screwed onto the next the depth and as soon as the set point is reached start gas extraction using the described method. After completing the sampling of the soil air, the drill profile is removed from the test points of the soil profile to the surface and thoroughly washed from dirt. VC / cartridge filter 9 is carried out with extended tip 13. If it is heavily contaminated, for example, when working on excessively viscous soils (clay, heavy loam L filter 9 is subjected to washing after removing tip 13. As the filter 9 is worn out, it is replaced winding 11 to a new one.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает быстрое вз тие нескольких достоверных проб почвенного воздуха с различных точек почвенного профил без существенного нарушени при этом почвенного покрова. Конструктивные особенности бура допускают его .широкое использование дл контрол и изучени газового режима не только затопленных и избыточно увлажненных , но также богарных, периодически орошаемых почв и воверхностных вод.Thus, the proposed device provides for quick sampling of several reliable soil air samples from different points of the soil profile without significant disturbance of the soil cover. The design features of the drill allow its wide use for monitoring and studying the gas regime not only of flooded and over-wetted, but also rainfed, periodically irrigated soils and surface water.
Бур унифицирован в отношении различных почв и позвол ет повысить качество отбираемых проб. Он изготавливаетс из широко примен емых в народном хоз йстве материалов. Узлы и детали бура не требуют сложной обработки и обеспечивают его быструю сборку и разборку.The drill is unified in relation to different soils and allows improving the quality of sampled samples. It is made of materials that are widely used in the national household. Knots and details of the drill do not demand difficult processing and provide its fast assembly and dismantling.
3131
ДD
Фиг.11