一種離心式提取土壤溶液的離心套管裝置的制作方法

本實用新型涉及一種離心式提取土壤溶液的離心套管裝置，屬于離心設備的技術領域。

背景技術：

土壤溶液是土壤中水分及其所含溶質的總稱，主要包含無機離子、有機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態平衡狀態，其組成與活性隨外界環境的變化而變化。土壤溶液的性質，通過土壤成分的變化，會直接影響到作物及土壤微生物的生長發育，還會影響土壤肥力的有效利用，進而影響作物生長。

進行土壤污染物在土壤溶液中的遷移過程方面的研究時，常常需要做土壤溶液和土壤固相物質的分離試驗，因為土壤溶液綜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，便于進行面源污染的深層機理研究。傳統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單一，無法對污染物遷移情況進行深入研究，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現土壤溶液與相應的土壤層次一一對應的收集過程，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、結果可靠的土壤溶液提取裝置。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，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單一，無法實現土壤溶液與相應的土壤層次一一對應的收集的問題。

本實用新型具體采用以下技術方案解決上述技術問題：

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構，其中離心套管的套管內側設置有環刀固定機構，所述環刀固定機構包括環刀和將環刀固定于離心套管的環刀固定器，及可拆卸地設置在離心套管的內壁上且和環刀固定器頂部相抵的頂蓋；所述離心套管的底部設置過濾層；所述土壤溶液收集機構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過濾層過濾后的土壤溶液。

進一步地，作為本實用新型的一種優選技術方案：所述環刀固定器的底部設置第一壓縮橡膠墊。

進一步地，作為本實用新型的一種優選技術方案：所述過濾層采用金屬材料制成。

進一步地，作為本實用新型的一種優選技術方案：所述過濾層內設置至少一層濾布和微孔過濾網。

進一步地，作為本實用新型的一種優選技術方案：所述濾布包括滌綸747濾布和聚丙烯單絲濾布。

進一步地，作為本實用新型的一種優選技術方案：所述土壤溶液收集機構采用螺紋方式固定連接于離心套管的底部。

進一步地，作為本實用新型的一種優選技術方案：所述土壤溶液收集機構包括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，且可拆卸地連接于離心套管底部。

進一步地，作為本實用新型的一種優選技術方案：所述土壤溶液收集機構還包括設置于安裝套筒上的土壤收集器固定件。

進一步地，作為本實用新型的一種優選技術方案：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置第二壓縮橡膠墊。

進一步地，作為本實用新型的一種優選技術方案：所述離心套管的的套管外壁上設置加固區。

本實用新型采用上述技術方案，能產生如下技術效果：

本實用新型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刀固定機構，可以將環刀中的原狀土壤直接進行土壤溶液與土壤顆粒的分離，保證了土壤結構不被破壞，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，而使土壤溶液經過離心作用進入土壤溶液收集機構；土壤溶液收集機構克服了傳統離心機工作中土壤溶液不能收集的缺點，保證離心作用下得到的土壤溶液全部進入土壤溶液收集機構；本實用新型離心式提取土壤溶液的離心套管裝置根據離心機水平轉子的尺寸設計，精確程度高、操作簡便、實用性強，結構簡單、成本較低，而且操作方便；可以分別收集到不同轉速，對應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的研究，為研究土壤溶液對面源污染的遷移的影響提供了技術條件。

附圖說明

圖1為本實用新型離心式提取土壤溶液的離心套管裝置的結構示意圖。

圖2為本實用新型離心式提取土壤溶液的離心套管裝置的剖面示意圖。

圖3為本實用新型中過濾層的的局部放大示意圖。

圖4為本實用新型中土壤溶液收集器的結構示意圖。

圖5為本實用新型中安裝套筒的結構示意圖。

圖6為本實用新型用于離心機水平轉子的結構示意圖。

其中標號解釋：1-離心套管；2-土壤溶液收集機構；3-環刀固定機構；4-過濾層；5-環刀；6-環刀固定器；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；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。

具體實施方式

下面結合說明書附圖，對本實用新型的實施方式進行描述。

如圖1所示，本實用新型設計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1和土壤溶液收集機構2，其中離心套管1內設置環刀固定機構3；該裝置能夠解決現有技術土壤溶液提取方法精確度不高、提取的土壤溶液性質單一、無法實現土壤溶液與相應的土壤層次一一對應的收集等問題。

其中，所述環刀固定機構如圖2所示，包括環刀5和將環刀5固定于離心套管內側的環刀固定器6，及可拆卸地設置在離心套管的內壁上且和環刀固定器6頂部相抵的頂蓋7，其主要用于防止環刀5在離心過程中上下滑動；所述離心套管1的底部設置過濾層4，用于攔截和過濾土壤顆粒而使土壤溶液經過離心作用進入土壤溶液收集機構；所述土壤溶液收集機構2可拆卸地連接于離心套管1的底部，用于收集在離心作用下經過濾層過濾后的土壤溶液。

本實用新型的實施例在試驗過程中，將從土中取好原狀土的環刀5安裝于環刀固定器6上，在環刀固定器6的頂部位置可拆卸地設置用于防止環刀上下滑動的頂蓋7，所述可拆卸優選采用螺旋方式連接，利用螺紋方式可以更靈活地實現固定和拆卸，如圖2所示，在環刀固定器6上部邊緣刻有螺紋，頂蓋7側面設置有相嵌合的螺紋，頂蓋7可以從環刀固定器6的頂部邊緣旋入環刀固定器6以固定環刀5，頂蓋7的側面設有螺紋與環刀固定器頂部內側邊緣的螺紋相嵌合，使能夠旋入環刀固定器來固定環刀。在頂蓋7旋入環刀固定器6的位置還可設置壓縮橡膠墊。進一步地，所述環刀固定器6可由不銹鋼材料制成，其底部與環刀5刀刃接觸的底部位置設有第一壓縮橡膠墊8，以增大二者的摩擦。

本裝置中，離心套管1的底部設置過濾層4，優選地，所述過濾層采用金屬材料制成，具有強度大，抗壓能力強，耐酸耐堿等優點。進一步地，所述過濾層內設置至少一層濾布和微孔過濾網，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，本實施例給出的過濾層結構如圖3所示，過濾層4由三層過濾材料疊合而成，從上倒下的順序為：滌綸747濾布9、聚丙烯單絲濾布10及金屬微孔過濾網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。

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11，需要重點說明的是，參照圖3，滌綸747濾布9的顆粒截留性好，透氣性差，耐高溫，強酸，強堿環境，能夠承受離心機產生的巨大離心力作用，強度大，壽命長，適合做離心機過濾材料；相應地，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，具有獨特的性能，同時有利于濾液橫向移動，與離心機的液體運動方向相吻合，適合做離心機的過濾材料；金屬微孔過濾網11作為最后一層過濾材料，由硬鋼制成，具有強度更大，抗壓能力強，耐酸耐堿等優點，進一步地起到支撐與穩定作用，并且土壤顆粒不易堵塞微孔，過濾效率明顯提高。以及本實用新型優選將滌綸747濾布9、聚丙烯單絲濾布10和金屬微孔過濾網11的孔徑依次從小至大排列，進一步提高過濾效果，但本實用新型不限于該種方式。

本實用新型的創新之處在于利用土壤溶液收集機構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構，其結構如圖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1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上部嵌在環刀固定機構中，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，且可拆卸地連接于離心套管1底部。在離心機的某一轉速下，對應這一轉速的離心力克服相應地土壤水吸力，從而使得離心套管1中提取出了部分土壤溶液，并經過濾層4后將其單獨收集起來送入土壤溶液收集器13。

此外，本裝置優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1底部，利用螺紋方式可以實現穩定和牢固地連接，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于錐形一側，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的結構，如圖5所示，安裝套筒14的頂部內側邊緣刻有螺紋，相應地，離心套管1的底部也設置螺紋，實現安全套筒14與離心套管1的活動連接。通過兩處螺紋相嵌合，使得安全套筒14可以從離心套管1旋下，及土壤溶液收集器13可以從V形出水器旋下，實現同時分離的狀態，使整個離心套管裝置簡單易操作。以及為了更好地實現密閉性，還可在安全套筒14的頂部周圈設置有壓縮橡膠墊，使得其在連接離心套管1時，提高密閉性。

所述土壤溶液收集機構中還包括設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于錐形部分，防止土壤溶液回流而發生重定向。優選地，在收集器固定件16的上方還可設置壓縮橡膠墊，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定性。

本裝置在用于土壤高速冷凍離心機中時，優選地，在離心套管的套管外壁上設置加固區17，如圖6所示，所述加固區17可對稱地設置于離心套管的外壁兩側靠近上邊緣的位置，便于土壤高速冷凍離心機的固定，進一步提高固定效果，實現更穩固的放置。

為了更好地理解本實用新型，下面對本實用新型的離心式提取土壤溶液的離心套管裝置的工作過程進行闡述：

（1）用環刀5取出土壤樣品，清理好環刀外部污垢后，將環刀5裝入環刀固定器6中，并把頂蓋7旋入環刀固定器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，最后檢查所有機構是否銜接妥當，在銜接妥當后進入離心作用過程。

（2）將已安裝好的離心套管外壁的加固區17固定在離心機水平轉子上，同樣的，另取三個質量相等的裝有土壤樣品環刀按照相同的步驟固定在轉子的其他三個部位。

（3）將水平轉子安裝好后，關閉離心機頂蓋，設置溫度為當地土壤的溫度，設置初始轉速，即最小轉速，離心時間15至30min，關閉離心機，取出離心套管裝置，將土壤溶液收集機構2拆卸下來，從安裝套筒14上把經過濾層4過濾后的土壤溶液收集器13取下并將土壤溶液倒出。

（4）重復步驟1和2，在操作步驟3中，增大轉速，使離心力增大，其他與步驟3一樣。這樣，可以得到不同離心轉速，對應不同離心力作用下的土壤溶液收集樣品。

綜上，本實用新型采用離心式提取土壤溶液方式，保證了土壤結構不被破壞，從而提高了測量的精度；可以有效攔截和過濾土壤顆粒，而使土壤溶液經過離心作用進入土壤溶液收集機構；克服了傳統離心機工作中土壤溶液不能收集的缺點，保證離心作用下得到的土壤溶液全部進入土壤溶液收集機構；提取精確程度高、操作簡便、實用性強，結構簡單、成本較低，而且操作方便；可以分別收集到不同轉速，對應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。

上面結合附圖對本實用新型的實施方式作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。