一種離心式提取土壤溶液的離心套管裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種離心式提取土壤溶液的離心套管裝置，包括離心套管和土壤溶液收集機(jī)構(gòu)，其中離心套管的套管內(nèi)側(cè)設(shè)置有環(huán)刀固定機(jī)構(gòu)，所述環(huán)刀固定機(jī)構(gòu)包括環(huán)刀和將環(huán)刀固定于離心套管的環(huán)刀固定器，及可拆卸地設(shè)置在離心套管的內(nèi)壁上且和環(huán)刀固定器頂部相抵的頂蓋；所述離心套管的底部設(shè)置過濾層；所述土壤溶液收集機(jī)構(gòu)可拆卸地連接于離心套管的底部，用于收集在離心作用下經(jīng)過濾層過濾后的土壤溶液。本發(fā)明可以過濾土壤顆粒，保證離心作用下得到的土壤溶液全部進(jìn)入土壤溶液收集機(jī)構(gòu)，精確程度高、操作簡便、實(shí)用性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，而且操作方便；可以有效收集到不同轉(zhuǎn)速，對應(yīng)不同離心力下土壤溶液，及不同水吸力的土壤溶液。
【專利說明】
一種離心式提取土壤溶液的離心套管裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種離心式提取土壤溶液的離心套管裝置，屬于離心設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤溶液是土壤中水分及其所含溶質(zhì)的總稱，主要包含無機(jī)離子、有機(jī)離子和聚合離子以及它們的鹽類。土壤溶液與固相部分緊密接觸，并與固相表面保持動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，其組成與活性隨外界環(huán)境的變化而變化。土壤溶液的性質(zhì)，通過土壤成分的變化，會(huì)直接影響到作物及土壤微生物的生長發(fā)育，還會(huì)影響土壤肥力的有效利用，進(jìn)而影響作物生長。
[0003]進(jìn)行土壤污染物在土壤溶液中的迀移過程方面的研究時(shí)，常常需要做土壤溶液和土壤固相物質(zhì)的分離試驗(yàn)，因?yàn)橥寥廊芤壕C合反映了土壤成分的組成及其活性特征，通過對土壤溶液成分的研究，可以得到土壤溶液不同存在形式下的成分組成以及污染情況，便于進(jìn)行面源污染的深層機(jī)理研究。傳統(tǒng)的土壤溶液提取方法只能提取土壤中水吸力不大的自由水，提取的土壤溶液性質(zhì)單一，無法對污染物迀移情況進(jìn)行深入研究，存在較大的問題。而目前已研制出的土壤溶液收集裝置無法實(shí)現(xiàn)土壤溶液與相應(yīng)的土壤層次一一對應(yīng)的收集過程，采集的土壤溶液樣品易損失。鑒于上述原因，目前還沒有一種操作方便、結(jié)果可靠的土壤溶液提取裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種離心式提取土壤溶液的離心套管裝置，解決現(xiàn)有的土壤溶液提取裝置提取的土壤溶液精確度不高、提取的土壤溶液性質(zhì)單一，無法實(shí)現(xiàn)土壤溶液與相應(yīng)的土壤層次--對應(yīng)的收集的問題。
[0005]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:
一種離心式提取土壤溶液的離心套管裝置，包括離心套管和土壤溶液收集機(jī)構(gòu)，其中離心套管的套管內(nèi)側(cè)設(shè)置有環(huán)刀固定機(jī)構(gòu)，所述環(huán)刀固定機(jī)構(gòu)包括環(huán)刀和將環(huán)刀固定于離心套管的環(huán)刀固定器，及可拆卸地設(shè)置在離心套管的內(nèi)壁上且和環(huán)刀固定器頂部相抵的頂蓋;所述離心套管的底部設(shè)置過濾層;所述土壤溶液收集機(jī)構(gòu)可拆卸地連接于離心套管的底部，用于收集在離心作用下經(jīng)過濾層過濾后的土壤溶液。
[0006]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述環(huán)刀固定器的底部設(shè)置第一壓縮橡膠墊。
[0007]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述過濾層采用金屬材料制成。
[0008]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述過濾層內(nèi)設(shè)置至少一層濾布和微孔過濾網(wǎng)。
[0009]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述濾布包括滌綸747濾布和聚丙烯單絲濾布。
[0010]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述土壤溶液收集機(jī)構(gòu)采用螺紋方式固定連接于離心套管的底部。
[0011]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述土壤溶液收集機(jī)構(gòu)包括V形出水器、土壤溶液收集器及安裝套筒，其中V形出水器固定于離心套管的底部;所述土壤溶液收集器的頂部可拆卸地連接于V形出水器的出水口；所述安裝套筒將土壤溶液收集器罩置在內(nèi)，且可拆卸地連接于離心套管底部。
[0012]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述土壤溶液收集機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置于安裝套筒上的土壤收集器固定件。
[0013]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述土壤溶液收集器的頂部與V形出水器的出水口連接位置設(shè)置第二壓縮橡膠墊。
[0014]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述離心套管的套管外壁上設(shè)置加固區(qū)。
[0015]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，能產(chǎn)生如下技術(shù)效果:
本發(fā)明提供的離心式提取土壤溶液的離心套管裝置，通過離心套管中的環(huán)刀固定機(jī)構(gòu)，可以將環(huán)刀中的原狀土壤直接進(jìn)行土壤溶液與土壤顆粒的分離，保證了土壤結(jié)構(gòu)不被破壞，從而提高了測量的精度;并利用離心套管底部的過濾層，可以有效攔截和過濾土壤顆粒，而使土壤溶液經(jīng)過離心作用進(jìn)入土壤溶液收集機(jī)構(gòu);土壤溶液收集機(jī)構(gòu)克服了傳統(tǒng)離心機(jī)工作中土壤溶液不能收集的缺點(diǎn)，保證離心作用下得到的土壤溶液全部進(jìn)入土壤溶液收集機(jī)構(gòu)。
[0016]本發(fā)明離心式提取土壤溶液的離心套管裝置根據(jù)離心機(jī)水平轉(zhuǎn)子的尺寸設(shè)計(jì)，精確程度高、操作簡便、實(shí)用性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，而且操作方便;可以分別收集到不同轉(zhuǎn)速，對應(yīng)不同離心力下土壤溶液，不同水吸力的土壤溶液便于后期對其性質(zhì)的研究，為研究土壤溶液對面源污染的迀移的影響提供了技術(shù)條件。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明離心式提取土壤溶液的離心套管裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明離心式提取土壤溶液的離心套管裝置的剖面示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明中過濾層的的局部放大示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明中土壤溶液收集器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖5為本發(fā)明中安裝套筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖6為本發(fā)明用于離心機(jī)水平轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]其中標(biāo)號(hào)解釋:1-離心套管;2-土壤溶液收集機(jī)構(gòu);3-環(huán)刀固定機(jī)構(gòu);4-過濾層;5-環(huán)刀;6-環(huán)刀固定器;7-頂蓋;8-第一壓縮橡膠墊;9-滌綸747濾布；10-聚丙烯單絲濾布；11-金屬微孔過濾網(wǎng)；12-V形出水器；13-土壤溶液收集器；14-安裝套筒；15-第二壓縮橡膠墊；16-收集器固定件;17-加固區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種離心式提取土壤溶液的離心套管裝置，包括離心套管I和土壤溶液收集機(jī)構(gòu)2，其中離心套管I內(nèi)側(cè)設(shè)置環(huán)刀固定機(jī)構(gòu)3;該裝置能夠解決現(xiàn)有技術(shù)土壤溶液提取方法精確度不高、提取的土壤溶液性質(zhì)單一、無法實(shí)現(xiàn)土壤溶液與相應(yīng)的土壤層次一一對應(yīng)的收集等問題。
[0026]其中，所述環(huán)刀固定機(jī)構(gòu)如圖2所示，包括環(huán)刀5和將環(huán)刀5固定于離心套管內(nèi)側(cè)的環(huán)刀固定器6，及可拆卸地設(shè)置在離心套管的內(nèi)壁上且和環(huán)刀固定器6頂部相抵的頂蓋7，，其主要用于防止環(huán)刀5在離心過程中上下滑動(dòng);所述離心套管I的底部設(shè)置過濾層4，用于攔截和過濾土壤顆粒而使土壤溶液經(jīng)過離心作用進(jìn)入土壤溶液收集機(jī)構(gòu);所述土壤溶液收集機(jī)構(gòu)2可拆卸地連接于離心套管I的底部，用于收集在離心作用下經(jīng)過濾層過濾后的土壤溶液。
[0027]本發(fā)明的實(shí)施例在試驗(yàn)過程中，將從土中取好原狀土的環(huán)刀5安裝于環(huán)刀固定器6上，在環(huán)刀固定器6的頂部位置可拆卸地設(shè)置用于防止環(huán)刀上下滑動(dòng)的頂蓋7，所述可拆卸優(yōu)選采用螺旋方式連接，利用螺紋方式可以更靈活地實(shí)現(xiàn)固定和拆卸，如圖2所示，在環(huán)刀固定器6上部邊緣刻有螺紋，頂蓋7側(cè)面設(shè)置有相嵌合的螺紋，頂蓋7可以從環(huán)刀固定器6的頂部邊緣旋入環(huán)刀固定器6以固定環(huán)刀5，頂蓋7的側(cè)面設(shè)有螺紋與環(huán)刀固定器頂部內(nèi)側(cè)邊緣的螺紋相嵌合，使能夠旋入環(huán)刀固定器來固定環(huán)刀。在頂蓋7旋入環(huán)刀固定器6的位置還可設(shè)置壓縮橡膠墊。進(jìn)一步地，所述環(huán)刀固定器6可由不銹鋼材料制成，其底部與環(huán)刀5刀刃接觸的底部位置設(shè)有第一壓縮橡膠墊8，以增大二者的摩擦。
[0028]本裝置中，離心套管I的底部設(shè)置過濾層4，優(yōu)選地，所述過濾層采用金屬材料制成，具有強(qiáng)度大，抗壓能力強(qiáng)，耐酸耐堿等優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)一步地，所述過濾層內(nèi)設(shè)置至少一層濾布和微孔過濾網(wǎng)，通過多層過濾材料疊合形成，使得過濾層顆粒截留性好，過濾效果佳。為了獲得精度比較高的濾液，本實(shí)施例給出的過濾層結(jié)構(gòu)如圖3所示，過濾層4由三層過濾材料疊合而成，從上倒下的順序?yàn)?滌綸747濾布9、聚丙烯單絲濾布10及金屬微孔過濾網(wǎng)11 ；通過三層過濾材料共同作用，提高了過濾效率，并且由于裝置本身可拆卸，過濾層4容易清洗，總體工作量減少。
[0029]過濾層4所包括的三層過濾材料:滌綸747濾布9、聚丙烯單絲濾布10及金屬微孔過濾網(wǎng)11，需要重點(diǎn)說明的是，參照圖3，滌綸747濾布9的顆粒截留性好，透氣性差，耐高溫，強(qiáng)酸，強(qiáng)堿環(huán)境，能夠承受離心機(jī)產(chǎn)生的巨大離心力作用，強(qiáng)度大，壽命長，適合做離心機(jī)過濾材料;相應(yīng)地，聚丙烯單絲濾布10具有不易堵塞，再生性能好，截留精度高，而且聚丙烯單絲濾布10本身有支撐與分離層，具有獨(dú)特的性能，同時(shí)有利于濾液橫向移動(dòng)，與離心機(jī)的液體運(yùn)動(dòng)方向相吻合，適合做離心機(jī)的過濾材料;金屬微孔過濾網(wǎng)11作為最后一層過濾材料，由硬鋼制成，具有強(qiáng)度更大，抗壓能力強(qiáng)，耐酸耐堿等優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步地起到支撐與穩(wěn)定作用，并且土壤顆粒不易堵塞微孔，過濾效率明顯提高。以及本發(fā)明優(yōu)選將滌綸747濾布9、聚丙烯單絲濾布10和金屬微孔過濾網(wǎng)11的孔徑依次從小至大排列，進(jìn)一步提高過濾效果，但本發(fā)明不限于該種方式。
[0030]本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于利用土壤溶液收集機(jī)構(gòu)2，把從過濾層4離心作用出來的土壤溶液收集。所述土壤溶液收集機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括V形出水器12、土壤溶液收集器13及安裝套筒14，其中V形出水器12固定于離心套管I的底部，承接通過過濾層4得到的土壤溶液，使得V形出水器12上部嵌在環(huán)刀固定機(jī)構(gòu)中，起到輔助出水作用;所述土壤溶液收集器13的頂部可拆卸地連接于V形出水器12的出水口；所述安裝套筒14將土壤溶液收集器13罩置在內(nèi)，且可拆卸地連接于離心套管I底部。在離心機(jī)的某一轉(zhuǎn)速下，對應(yīng)這一轉(zhuǎn)速的離心力克服相應(yīng)地土壤水吸力，從而使得離心套管I中提取出了部分土壤溶液，并經(jīng)過濾層4后將其單獨(dú)收集起來送入土壤溶液收集器13。
[0031]此外，本裝置優(yōu)選采用螺紋方式將土壤溶液收集器13固定于V形出水器12的出水口，及采用螺紋方式將安裝套筒14連接于離心套管I底部，利用螺紋方式可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定和牢固地連接，且提高密閉效果。具體地，如圖4所示，土壤溶液收集器13呈倒漏斗狀，上部瓶頸部分刻有與徑向離心器相嵌合的螺紋，及在V形出水器的下部出水口內(nèi)刻有螺紋，土壤溶液收集器13的瓶頸可以從V形出水器的下部出水口邊緣由下往上旋入，錐形的土壤溶液收集器使得到的土壤溶液存儲(chǔ)于錐形一側(cè)，防止液體回流;所述土壤溶液收集器13的瓶頸上部邊緣與V形出水器的出水口連接位置設(shè)置第二壓縮橡膠墊15，用于封閉土壤溶液收集瓶和V形出水器。以及所述安裝套筒14的結(jié)構(gòu)，如圖5所示，安裝套筒14的頂部內(nèi)側(cè)邊緣刻有螺紋，相應(yīng)地，離心套管I的底部也設(shè)置螺紋，實(shí)現(xiàn)安全套筒14與離心套管I的活動(dòng)連接。通過兩處螺紋相嵌合，使得安全套筒14可以從離心套管I旋下，及土壤溶液收集器13可以從V形出水器旋下，實(shí)現(xiàn)同時(shí)分離的狀態(tài)，使整個(gè)離心套管裝置簡單易操作。以及為了更好地實(shí)現(xiàn)密閉性，還可在安全套筒14的頂部周圈設(shè)置有壓縮橡膠墊，使得其在連接離心套管I時(shí)，提高密閉性。
[0032]所述土壤溶液收集機(jī)構(gòu)中還包括設(shè)置于安裝套筒上的土壤收集器固定件16，如圖5所示，土壤溶液收集器13可以通過收集器固定件16固定在安裝套筒14上，也可以解除固定，從而方便將收集到的土壤溶液傾倒出來。在一定的離心力作用下，相應(yīng)地土壤溶液收集過程損失小，土壤溶液收集器13使離心出的土壤溶液存儲(chǔ)于錐形部分，防止土壤溶液回流而發(fā)生重定向。優(yōu)選地，在收集器固定件16的上方還可設(shè)置壓縮橡膠墊，利用壓縮橡膠墊使得其增大與土壤溶液收集器13的摩擦，提高連接的固定性和穩(wěn)定性。
[0033]本裝置在用于土壤高速冷凍離心機(jī)中時(shí)，優(yōu)選地，在離心套管的套管外壁上設(shè)置加固區(qū)17，如圖6所示，所述加固區(qū)17可對稱地設(shè)置于離心套管的外壁兩側(cè)靠近上邊緣的位置，便于土壤高速冷凍離心機(jī)的固定，進(jìn)一步提高固定效果，實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)固的放置。
[0034]為了更好地理解本發(fā)明，下面對本發(fā)明的離心式提取土壤溶液的離心套管裝置的工作過程進(jìn)行闡述:
(I)用環(huán)刀5取出土壤樣品，清理好環(huán)刀外部污垢后，將環(huán)刀5裝入環(huán)刀固定器6中，并把頂蓋7旋入環(huán)刀固定器6。檢查土壤溶液收集器13與安裝套筒14是否分別銜接完好，最后檢查所有機(jī)構(gòu)是否銜接妥當(dāng)，在銜接妥當(dāng)后進(jìn)入離心作用過程。
[0035](2)將已安裝好的離心套管外壁的加固區(qū)17固定在離心機(jī)水平轉(zhuǎn)子上，同樣的，另取三個(gè)質(zhì)量相等的裝有土壤樣品環(huán)刀按照相同的步驟固定在轉(zhuǎn)子的其他三個(gè)部位。
[0036](3)將水平轉(zhuǎn)子安裝好后，關(guān)閉離心機(jī)頂蓋，設(shè)置溫度為當(dāng)?shù)赝寥赖臏囟?，設(shè)置初始轉(zhuǎn)速，即最小轉(zhuǎn)速，離心時(shí)間15至30min，關(guān)閉離心機(jī)，取出離心套管裝置，將土壤溶液收集機(jī)構(gòu)2拆卸下來，從安裝套筒14上把經(jīng)過濾層4過濾后的土壤溶液收集器13取下并將土壤溶液倒出。
[0037](4)重復(fù)步驟I和2，在操作步驟3中，增大轉(zhuǎn)速，使離心力增大，其他與步驟3—樣。這樣，可以得到不同離心轉(zhuǎn)速，對應(yīng)不同離心力作用下的土壤溶液收集樣品。
[0038]綜上，本發(fā)明采用離心式提取土壤溶液方式，保證了土壤結(jié)構(gòu)不被破壞，從而提高了測量的精度;可以有效攔截和過濾土壤顆粒，而使土壤溶液經(jīng)過離心作用進(jìn)入土壤溶液收集機(jī)構(gòu);克服了傳統(tǒng)離心機(jī)工作中土壤溶液不能收集的缺點(diǎn)，保證離心作用下得到的土壤溶液全部進(jìn)入土壤溶液收集機(jī)構(gòu);提取精確程度高、操作簡便、實(shí)用性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，而且操作方便;可以分別收集到不同轉(zhuǎn)速，對應(yīng)不同離心力下土壤溶液，可以有效用于不同水吸力的土壤溶液提取過程。
[0039]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種離心式提取土壤溶液的離心套管裝置，其特征在于:包括離心套管和土壤溶液收集機(jī)構(gòu)，其中離心套管的套管內(nèi)側(cè)設(shè)置有環(huán)刀固定機(jī)構(gòu)，所述環(huán)刀固定機(jī)構(gòu)包括環(huán)刀和將環(huán)刀固定于離心套管的環(huán)刀固定器，及可拆卸地設(shè)置在離心套管的內(nèi)壁上且和環(huán)刀固定器頂部相抵的頂蓋;所述離心套管的底部設(shè)置過濾層;所述土壤溶液收集機(jī)構(gòu)可拆卸地連接于離心套管的底部，用于收集在離心作用下經(jīng)過濾層過濾后的土壤溶液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述離心式提取土壤溶液的離心套管裝置，其特征在于:所述環(huán)刀固定器的底部設(shè)置有第一壓縮橡膠墊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述離心式提取土壤溶液的離心套管裝置，其特征在于:所述過濾層采用金屬材料制成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述離心式提取土壤溶液的離心套管裝置，其特征在于:所述過濾層內(nèi)設(shè)置至少一層濾布和微孔過濾網(wǎng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述離心式提取土壤溶液的離心套管裝置，其特征在于:所述濾布包括滌綸747濾布和聚丙烯單絲濾布。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述離心式提取土壤溶液的離心套管裝置，其特征在于:所述土壤溶液收集機(jī)構(gòu)采用螺紋方式固定連接于離心套管的底部。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述離心式提取土壤溶液的離心套管裝置，其特征在于:所述土壤溶液收集機(jī)構(gòu)包括V形出水器、土壤溶液收集器及安裝套筒，其中V形出水器固定于離心套管的底部;所述土壤溶液收集器的頂部可拆卸地連接于V形出水器的出水口；所述安裝套筒將土壤溶液收集器罩置在內(nèi)，且可拆卸地連接于離心套管底部。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述離心式提取土壤溶液的離心套管裝置，其特征在于:所述土壤溶液收集機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置于安裝套筒上的土壤收集器固定件。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述離心式提取土壤溶液的離心套管裝置，其特征在于:所述土壤溶液收集器的頂部與V形出水器的出水口連接位置設(shè)置第二壓縮橡膠墊。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述離心式提取土壤溶液的離心套管裝置，其特征在于:所述離心套管的套管外壁上設(shè)置加固區(qū)。
【文檔編號(hào)】G01N1/34GK105842039SQ201610310382
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】畢利東, 李月, 陳丹, 徐俊豪
【申請人】河海大學(xué)