Устройство для оценки уплотняемости почвы

(51) 01 3/00 (2006.01) 01 17/04 (2006.01) 01 19/00 (2006.01) 10 33/04 (2006.01) 01 33/28 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к устройствам для исследования свойств почвы, в частности к определению характеристик уплотняемости почвы. Задача,которую решает изобретение,заключается в повышении точности исследования. Поставленная задача решается с помощью устройства для оценки уплотняемости почвы,содержащее цилиндрический стакан и средство его перемещения, штамп 10, связанный с нагрузочным и измерительным элементами, где цилиндрический стакан выполнен с двойными боковыми стенками,образующими герметичную камеру, полость которой заполнена несжимаемой жидкостью и сообщена с манометром 9 снабженным датчиком давления, причм в цилиндрический стакан ввернуты штуцер с клапаном для удаления воздуха и штуцер с обратным клапаном.(72) Нукешев Саяхат ОразовичРоманюк Николай НиколаевичОрда Александр НиколаевичАгейчик Валерий Александрович Есхожин Кайрат ДжадыгеровичАхметов Ержан СоветовичРоманюк Вадим Николаевич(73) Акционерное общество Казахский агротехнический университет им. Сакена Сейфуллина(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ УПЛОТНЯЕМОСТИ ПОЧВЫ Изобретение относится к устройствам для исследования свойств почвы, в частности к определению характеристик уплотняемости почвы. Известно устройство для определения механических свойств почв,включающее цилиндрический стакан и средство его перемещения, штамп, связанный с нагрузочным и измерительным элементами. В данном устройстве сдвигу почвы в стороны препятствуют стенки цилиндра, что позволяет получить зависимость между сопротивлением и осадкой почвы при ее уплотнении (см. А.с. 1002959, МПК 01 3/00,1983) прототип. Недостатком этого устройства является недостаточная точность исследований, так как при взятии проб и извлечении их из почвенного массива происходит нарушение сплошности почвы. Кроме того, при определении механических свойств почвы этим устройством нарушаются физические условия процесса уплотнения почвы при воздействии ходовыми системами тракторов и сельхозмашин. При воздействии на почву ходовых систем уплотняемый слой снизу не ограничивается каким-либо специальным приспособлением, в то же время как в указанном приборе используется съемное дно. Задача,которую решает изобретение,заключается в повышении точности исследования. Поставленная задача решается с помощью устройства для оценки уплотняемости почвы,содержащее цилиндрический стакан и средство его перемещения, штамп, связанный с нагрузочным и измерительным элементами, где цилиндрический стакан выполнен с двойными боковыми стенками,образующими герметичную камеру, полость которой заполнена несжимаемой жидкостью и сообщена с датчиком давления, причм в цилиндрический стакан ввернуты штуцер с клапаном для удаления воздуха и штуцер с обратным клапаном. Выполнение цилиндрического стакана с двойными боковыми стенками, внутренняя полость которого заполнена несжимаемой жидкостью и сообщена с манометром, позволяет определять свойства почвы в полевых условиях, без предварительного отбора проб. При деформировании почвы штампом внутри стакана на внутреннюю боковую стенку передается боковое давление. По соотношению бокового давления и вертикального давления штампа на почву определяется коэффициент бокового давления. По его величине и похарактеру зависимости давление-осадка определяется уплотнение почвы. На фиг.1 изображено устройство для определения механических свойств почвы на фиг.2 изображена схема заглубления цилиндрического стакана. Устройство состоит из цилиндрического стакана 1, включающего внутреннюю боковую стенку 2 и наружную стенку 3, соединенные друг с другом через резьбовые соединения 4 и 5 через резиновые прокладки 6 и 7. В верхней части внутренней цилиндрической стенки 3 выполнено резьбовое отверстие 8, в которое ввернут манометр (датчик давления) 9. Кроме того, в цилиндрический стакан ввернут штуцер с клапаном для удаления воздуха и штуцер с обратным клапаном (не показаны). Между внутренней и наружной боковыми стенками 2 и 3 находится несжимаемая жидкость (например, вода). Внутри цилиндра 1 установлен штамп 10,состоящий из верхнего и нижнего цилиндров,соединенных друг с другом при помощи резьбового соединения. Внутри штампа 10 установлена измерительная пружина 11, к верхней части которой через отверстие в штампе присоединен шток 12, на котором закреплен датчик 13 деформации пружины. К штампу 10 прикреплена измерительная линейка 14 для определения перемещения штампа. Цилиндрический стакан 1 своим буртиком опирается на нижнюю платформу 15, соединенную с верхней платформой 16 шпильками 17. На верхней платформе 16 жестко установлена гайка 18, через которую проходит винт 19, на нижнем конце которого имеется опорная площадка 20, а не верхнем рукоятка 21. Опорная площадка 20 винта в зависимости от режима работы устройства заглубление цилиндрического стакана 1 в почву или проведение измерений, опирается на опорную крышку 22 или пружину 11 (через шток 12). Внутренняя стенка 2 прибора изготовлена из упругого высокопрочного материала (например,стали 65 Г). Отношение толщины внутренней стенки 2 к внутреннему диаметру цилиндрического стакана составляет 0,01-0,02 (толщина внутренней стенки при этом равна 0,25 мм). Это обеспечивает высокую чувствительность и точность прибора. Устройство работает следующим образом. Из стакана 1 вынимается штамп 10. Затем стакан с помощью винтового механизма 18, 19 и опорной крышки 22 вдавливается в почвенный массив. После этого опорная крышка 22 убирается и снова устанавливается штамп 10 и шток 12. Проделав указанные выше подготовительные операции, при помощи винтового механизма,привод которого осуществляется посредством рукоятки 21, проводят деформирование почвы,заключенной между стенками цилиндра и штампом 10. Усилие сжатия фиксируют с помощью датчика 13, оттарированного по характеристике пружины 11(деформация пружины - усилие сжатия). Осадку штампа фиксируют линейкой 14, а боковое давление почвы на внутреннюю стенку 2 цилиндра 1 - с помощью манометра 9, который воспринимает давление несжимаемой жидкости, заключенной между стенками 2 и 3. Система подвода жидкости обеспечивает выход в атмосферу пузырьков воздуха. Коэффициент бокового давления определяют по формуле бок - боковое давление почвы на стенки цилиндра верт - вертикальное давление сжатия почвы. Зная коэффициент бокового давления,определяют коэффициент поперечной деформации 1, Н - высота пахотного слоя, м 0 - коэффициент пористости почвы до нагружения- минимально возможный коэффициент пористости почвы. Применение предлагаемого устройства позволит более качественно определять степень воздействия движителей на почву. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ где- коэффициент поперечной деформации. Определив такие свойства почвы,как коэффициент бокового давления, коэффициент поперечной деформации, и сняв характеристику усилие сжатия - осадка, можно дать оценку процесса уплотняемости почвы, можно, в частности,определить глубину проникновения деформации в почву после уплотняющего воздействия Устройство для оценки уплотняемости почвы,содержащее цилиндрический стакан и средство его перемещения, штамп, связанный с нагрузочным и измерительным элементами, отличающееся тем,что цилиндрический стакан выполнен с двойными боковыми стенками, образующими герметичную камеру, полость которой заполнена несжимаемой жидкостью и сообщена с датчиком давления,причм в цилиндрический стакан ввернуты штуцер с клапаном для удаления воздуха и штуцер с обратным клапаном.