一種模擬靜水壓變化對水體－沉積物界面影響的培養裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種模擬靜水壓變化對水體－沉積物界面影響的培養裝置，包括密封的筒體，所述筒體頂端設置有蓋板，所述蓋板上設置有加壓段和排氣嘴，所述加壓段上開設有壓縮腔，所述壓縮腔和排氣嘴均與筒體內部連通，所述排氣嘴的高度大于加壓段的高度。本實用新型將密封筒體作為水體培養皿，由加壓段向筒體內水體加壓，筒體內空氣經排氣嘴排出，繼續通過控制加壓段改變筒體內水體壓力，以模擬大水深湖庫水體?沉積物界面的靜水壓變化，用于研究靜水壓變化對水體－沉積物界面的影響，特別針對僅考慮靜水壓變化對表層沉積物影響的研究而言，本實用新型結構簡單，操作簡便易行，體積較小，功能單一，針對性強。
【專利說明】
一種模擬靜水壓變化對水體一沉積物界面影響的培養裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及湖泊(含水庫)環境科學、環境工程技術領域，具體的涉及一種模擬靜水壓變化對水體一沉積物界面影響的培養裝置。
【【背景技術】】
[0002]水體富營養化，藻類爆發是我國湖庫亟待解決的主要水質問題之一。近年來國家大力開展外源污染治理，已取得初步成效。但是由于對沉積物內源污染釋放機理認識不夠深入，使內源污染釋放控制成為改善富營養化現狀的瓶頸所在。內源污染對水源水質的影響日益凸現。造成內源污染的沉積物和水體物質交換相互作用的最重要過程發生在水體一沉積物相界面上，這一界面是最重要的環境邊界層。研究環境條件變化對污染物在該界面迀移轉化規律的影響，可為水環境富營養化治理提供理論依據，對于探明湖庫水質變化規律，改善水源水質、降低水廠處理負荷具有重要意義。
[0003]作為一種逆境脅迫，高靜水壓(HHP)對微生態有多方面影響，不僅可以使微生物細胞體積、形態、組分發生變化，還可以使微生物核酸結構、基因表達及其生物學功能特征發生改變。大水深湖庫水體-沉積物界面處水深較大，由此產生的高靜水壓對溶解氧傳質與消耗、污染物賦存形態、濃度梯度擴散及微生態菌群結構及功能基因等也具有重要影響，尤其對微生物群落結構的影響更為顯著。對于水深較大的湖庫，原位監測沉積物中污染物及微生物種群變化難度較大，要求較高的野外操作條件，所需儀器昂貴，并且耗時長久，所需人力物力巨大，事倍功半，不能滿足科學研究的需要。且無法根據研究需要對實驗條件進行及時調整與控制，因而也就無法對應用水源水質改善技術或污染底泥修復技術的實施效果進行模擬和預測。本實用新型
【申請人】于2008年7月10日參于申請的專利號為200810150300.2的《高壓多相界面模擬反應器》能考察大水深形成的高滲透壓等關鍵影響因素，最大程度地接近自然條件，模擬大水深水體一沉積物界面。該反應器可綜合考慮多項環境影響因素，兼顧水質監測與沉積物分析。若僅考慮靜水壓變化對表層沉積物影響，該反應器因體積較大，功能繁瑣，操作復雜，使用過程中具有一定的局限性。
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【發明內容】
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[0004]針對上述現有技術存在的問題，本實用新型在現有技術基礎之上作進一步改進，本實用新型提供一種模擬靜水壓變化對水體一沉積物界面影響的培養裝置，本實用新型的發明目的是通過密封筒體作為水體-沉積物培養皿，由加壓段向筒體內的水體加壓，來模擬大水深湖庫水體-沉積物界面的靜水壓變化，用于研究靜水壓變化對水體一沉積物界面的影響。本實用新型結構簡單，操作便易，解決了現有技術中存在的問題。
[0005]本實用新型通過以下技術方案實現上述發明目的。
[0006]一種模擬靜水壓變化對水體一沉積物界面影響的培養裝置，包括密封的筒體，所述筒體頂端設置有蓋板，所述蓋板上設置有加壓段和排氣嘴，所述加壓段上開設有壓縮腔，所述壓縮腔和排氣嘴均與筒體內部連通，所述排氣嘴的高度大于加壓段的高度。
[0007]進一步的，所述壓縮腔為通孔式，壓縮腔的孔徑遠遠小于筒體內徑。
[0008]進一步的，所述壓縮腔內設置有活塞，所述活塞與壓縮腔接觸處設置有密封圈，所述活塞以球窩和球頭結構連接有活塞桿。
[0009]進一步的，所述排氣嘴遠離蓋板的一端連接有壓力表。
[0010]進一步的，所述加壓段為筒狀，加壓段上端設置有導向蓋，所述導向蓋上開設導向孔，所述活塞桿穿過導向孔與活塞連接。
[0011]進一步的，所述導向孔為螺紋孔，所述活塞桿為螺紋桿，所述螺紋桿與螺紋孔匹配。
[0012]進一步的，所述導向蓋與加壓段之間螺紋配合連接。
[0013]進一步的，上述培養裝置還包括底座，所述筒體固定連接于底座上。
[0014]進一步的，所述加壓段與蓋板一體加工成型。
[0015]與現有技術相比，本實用新型至少具有以下有益效果:
[0016]本實用新型將密封筒體作為水體培養皿，由加壓段向筒體內水體加壓，筒體內空氣經排氣嘴排出，繼續通過控制加壓段改變筒體內水體壓力，以模擬大水深湖庫水體-沉積物界面的靜水壓變化，用于研究靜水壓變化對水體一沉積物界面的影響，特別針對僅考慮靜水壓變化對表層沉積物影響的研究而言，本實用新型結構簡單，操作簡便易行，體積較小，功能單一，針對性強。
[0017]進一步的，本實用新型中活塞桿與活塞以球頭和球窩結構配合，減小二者之間的摩擦力，也避免因活塞桿帶動活塞轉動，而破壞活塞與加壓段之間的密封圈。
[0018]進一步的，本實用新型加壓段壓縮腔的設計內徑遠小于筒體內徑，有助于精確控制加壓段加壓，提高了本實用型的靈敏度和精準性，同時降低了活塞桿所需的力矩。
[0019]進一步的，本實用新型加壓段設計為筒狀，便于加工制造，而且加壓段上端設置導向蓋，對活塞桿產生徑向制約，有利于保障活塞平穩運動，不但對活塞有一定保護作用，更能避免活塞在運動過程中發生傾斜，發生漏氣泄壓現象。
[0020]進一步的，本實用新型中活塞桿和導向蓋之間采用螺紋配合，有利于精準的控制活塞進程，便于調節筒體壓力，且螺紋具備自鎖功能，使加壓過程更加穩定。
[0021]進一步的，本實用新型可通過壓力表實時讀取筒體內壓力，便于實驗操作及監控。
[0022]進一步的，本實用新型中導向蓋和加壓段螺紋配合，有利于設備組裝和維護。
[0023]進一步的，本實用新型在筒體下設置底座，底座上可根據需求開設安裝孔，以便保障設備穩定，以免發生意外。
[0024]進一步的，本實用新型中加壓段與蓋板一體加工成型，加強了加壓段與筒體之間的密封性。
【【附圖說明】】
[0025]圖1為本實用新型的結構不意圖。
[0026]圖中的附圖標記及對應名稱:
[0027]1-底座，2-筒體，3-蓋板，4-加壓段，5-活塞，6_活塞桿，7-導向蓋，8_排氣嘴，9_壓力表，10-壓縮腔，11-安裝孔。【【具體實施方式】】
[0028]下面結合附圖和具體實施例，對本實用新型作進一步詳細說明。
[0029]如圖1所示，一種模擬靜水壓變化對水體一沉積物界面影響的培養裝置，包括底座1、筒體2、蓋板3、加壓段4、活塞5、活塞桿6和導向蓋7，筒體2密封固定連接于底座I上(本實施例中優選焊接方式連接)，蓋板3與筒體2上端面之間通過螺栓連接。蓋板3上設置有加壓段4和排氣嘴8，加壓段4和排氣嘴8均選用圓筒狀結構，加壓段4的筒內空間即為壓縮腔10，壓縮腔10和排氣嘴8均與筒體2內部連通，加壓段4的內徑遠遠小于筒體2內徑，以保證本實用新型具有較高的精度和靈敏性，同時降低活塞桿6的力矩。此外，排氣嘴8比加壓段4高，以確保能夠將筒體2內的空氣排除干凈。在本實施例中，蓋板3和加壓段4為一體加工成型，當然可以選擇將加壓段4焊接于蓋板3相應位置處。
[0030]加壓段4上端設置有導向蓋7，導向蓋7與加壓段4之間螺紋配合連接，便于拆卸安裝。導向蓋7上開設有導向孔(圖中未示出)，導向孔為與活塞桿6上的螺紋相匹配的螺紋孔，螺紋配合方式有利于控制活塞5的進程，便于調節筒體2內的壓力，且螺紋具備自鎖功能，使加壓過程更加穩定。
[0031]排氣嘴8遠離蓋板3的一端連接一個壓力表9，以便能夠實時讀取筒體2內的壓力，壓力表9與排氣嘴8之間亦采用O型密封圈等常規方式密封。此外，底座I上還開設有安裝孔1，用于將本培養裝置安裝固定在工作臺上。
[0032]本實用新型的具體實施過程如下:
[0033]1、依據模擬的水深，計算出對應水體-沉積物界面處的壓力；
[0034]2、通過安裝孔11將底座I連同筒體2—起固定于工作臺面上；
[0035]3、將需研究的泥樣、水樣放入裝置筒體2中，通過螺栓將蓋板3和筒體2密封連接；
[0036]4、通過排氣嘴8繼續向裝置中加水并確保水面高于蓋板3—定高度，即水面到達加壓段4以及排氣嘴8內一定高度；
[0037]5、將活塞5裝入加壓段4中，并用手或其它工具向活塞5施加一定的壓力使水由排氣嘴8溢出，排干凈本培養裝置中的空氣，在該操作過程中確保排氣后加壓段4中的水面仍高于上蓋板3—定高度；
[0038]6、將壓力表9和排氣嘴8密封連接；
[0039]7、將活塞桿6(即螺紋桿)旋入導向蓋7中，將導向蓋7與加壓段4頂部旋緊；
[0040]8、螺紋桿向下運動至與活塞5接觸，之后緩慢旋轉螺紋桿，并實時監測壓力表9的讀數，當壓力表9讀數達到要求值時停止旋轉螺紋桿；
[0041]9、將裝置放于特定的環境中進行樣品培養并開展后續的研究工作。
[0042]綜上所述，本實用新型以密封筒體作為水體-沉積物培養皿，由加壓段4、活塞5和活塞桿6(即螺紋桿)向筒體內水體加壓，通過排氣嘴8排除本培養裝置內容氣，以模擬大水深湖庫水體-沉積物界面的靜水壓變化，用于研究靜水壓變化對水體一沉積物界面的影響，其結構簡單，操作簡便易行，而且螺紋桿作為活塞桿6，提高了加壓過程的穩定性，本實用新型中活塞桿6所需力矩較小，對筒體2施壓過程的控制精度和靈敏度較高。
【主權項】
1.一種模擬靜水壓變化對水體一沉積物界面影響的培養裝置，其特征在于:包括密封的筒體(2)，所述筒體(2)頂端設置有蓋板(3)，所述蓋板(3)上設置有加壓段(4)和排氣嘴(8)，所述加壓段(4)上開設有壓縮腔(10)，所述壓縮腔(O)和排氣嘴(8)均與筒體(2)內部連通，所述排氣嘴(8)的高度大于加壓段(4)的高度。2.根據權利要求1所述的一種模擬靜水壓變化對水體一沉積物界面影響的培養裝置，其特征在于:所述壓縮腔(10)為通孔式，壓縮腔(10)的孔徑小于筒體(2)內徑。3.根據權利要求2所述的一種模擬靜水壓變化對水體一沉積物界面影響的培養裝置，其特征在于:所述壓縮腔(10)內設置有活塞(5)，所述活塞(5)與壓縮腔(10)接觸處設置有密封圈，所述活塞(5)以球窩和球頭結構連接有活塞桿(6)。4.根據權利要求1所述的一種模擬靜水壓變化對水體一沉積物界面影響的培養裝置，其特征在于:所述排氣嘴(8)遠離蓋板(3)的一端連接有壓力表(9)。5.根據權利要求3所述的一種模擬靜水壓變化對水體一沉積物界面影響的培養裝置，其特征在于:所述加壓段(4)為筒狀，加壓段(4)上端設置有導向蓋(7)，所述導向蓋(7)上開設導向孔，所述活塞桿(6)穿過導向孔與活塞(5)連接。6.根據權利要求5所述的一種模擬靜水壓變化對水體一沉積物界面影響的培養裝置，其特征在于:所述導向孔為螺紋孔，所述活塞桿(6)為螺紋桿，所述螺紋桿與螺紋孔匹配。7.根據權利要求5所述的一種模擬靜水壓變化對水體一沉積物界面影響的培養裝置，其特征在于:所述導向蓋(7)與加壓段(4)之間螺紋配合連接。8.根據權利要求1?7任一項所述的一種模擬靜水壓變化對水體一沉積物界面影響的培養裝置，其特征在于:還包括底座(I)，所述筒體(2)固定連接于底座(I)上。9.根據權利要求1?7任一項所述的一種模擬靜水壓變化對水體一沉積物界面影響的培養裝置，其特征在于:所述加壓段(4)與蓋板(3) —體加工成型。
【文檔編號】G01N13/00GK205506616SQ201620222889
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月22日
【發明人】柴蓓蓓, 王淑璇, 毛益堅
【申請人】西安科技大學