устройство для измерения сопротивления снега сдвигу

Формула изобретения

Устройство для измерения сопротивления снега сдвигу, содержащее толкатель, взаимодействующий с рукояткой, отличающееся тем, что толкатель соединен с рукояткой посредством пружины, которая надета на стержень, являющийся направляющим для толкателя, свободно перемещающегося по нему, причем на рукоятке жестко закреплена мерная линейка, расположенная параллельно стержню поверх толкателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к исследованиям механических свойств снега и может быть использовано для определения оптимального режима уборки снежных завалов.

Известно (Дюнин А.К. В царстве снега. Новосибирск, «Наука», 1983 г.), что кроме плотности иные механические свойства снега имеют качественные характеристики. Так, снег делится на очень мягкий снег (проникают четыре пальца), мягкий снег (проникает один палец), твердый снег (проникает карандаш), очень твердый снег (проникает нож).

Известно (Козлов Д.В. Основы гидрофизики. Учебное пособие. - М.: МГУП. 2004.) теоретическое определение предельного сопротивления снега сдвигу, которое определяется силами сцепления между его зернами и силами внутреннего трения, которые, в свою очередь, зависят от плотности, строения и температуры снега, а также от условий его нагружения и деформирования.

Известно устройство для отбора проб снега, в том числе с целью определения его плотности (RU №2247351, МПК G01N 1/20, 2003 г.), состоящее из цилиндра и поршня, выполняющего функцию толкателя, который давит на снег. Усилие на толкатель передается от рукоятки посредством ходового винта.

Однако данное устройство не позволяет измерять сопротивление снега сдвигу, что важно для определения оптимального режима уборки снежных завалов.

Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего измерять величину сопротивления снега сдвигу.

Поставленная задача решается устройством для измерения сопротивления снега сдвигу, содержащее толкатель, взаимодействующий с рукояткой, в котором в отличие от прототипа, толкатель соединен с рукояткой посредством пружины, которая надета на стержень, являющийся направляющим для толкателя, свободно перемещающегося по нему, причем на рукоятке жестко закреплена мерная линейка, расположенная параллельно стержню поверх толкателя.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства, на фиг.2 - схема сдвига снега при работе устройства.

Устройство содержит толкатель 1, который может передвигаться по стержню 2 с острым наконечником. Между рукояткой 3 и толкателем 1 расположена пружина 4, работающая на сжатие. На рукоятке жестко закреплена мерная линейка 5, расположенная параллельно стержню поверх толкателя.

При работе устройство погружают в снег на глубину толкателя и с помощью рукоятки перемещают до стабилизации сжатия пружины. Величину сопротивления снега сдвигу измеряют при помощи шкалы мерной линейки, проградуированной в единицах силы сжатия пружины.

Конструкция предложенного устройства позволяет формировать устойчивый массив снега 6 призматической формы (фиг.2) впереди толкателя, образуя границу сдвига 7 с неподвижным снегом 8. Лишний снег выбрасывается через края толкателя.

Форма и размеры призматической области сдвигаемого снега в зависимости от плотности, строения и температуры снега при измерении быстро стабилизируются, а границы между призматической областью сдвигаемого снега и неподвижной частью снега могут быть определены непосредственно или в зависимости от плотности, строения и температуры снега по ранее полученным экспериментальным данным. Тогда усилие на толкателе предлагаемого устройства, определяемое по шкале мерной линейки, и площадь границ сдвига позволяют определить удельное сопротивление снега сдвигу.

Таким образом, предложенное устройство позволяет измерять величину сопротивления снега сдвигу и таким образом определять оптимальный режим уборки снежных завалов.