CN101201310B - 一种土壤水稳性团聚体测定的真空加水装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种真空条件下加水装置，可用于土壤团聚体分析实验的样品湿润前处理。此装置主要由不锈钢圆柱筒、导杆、不锈钢阀门圆柱体、杠杆、重物磁铁、强吸力磁铁等组成。在抽真空的条件下，利用杠杆和磁力学的原理，用强磁铁吸引杠杆上的重物磁铁向杠杆远端滑动，造成杠杆失去平衡，将另一端阀门圆柱体提起，阀门开启，圆柱筒内水自底端出水孔缓慢流向玻璃板，直至土壤样品，做到不打开真空容器即保持真空条件下向土壤样品加水。此装置结构简单，易于操作，造价低廉，可自行加工制作。

Description

一种土壤水稳性团聚体测定的真空加水装置

技术领域

本发明属于农业生产技术领域，是一种土壤水稳性团聚体测定的真空加水装置。

技术背景

土壤水稳性团聚体的分析具有重要的实用和科学意义。可用于评价和预测各种农业技术如耕作、增施有机质等对土壤质量的影响；帮助理解土壤水运动、水土流失、土壤通气性及作物根系生长等。

当前团聚体分析一般是指利用水筛法测定水稳性团聚体。水筛法，是将土壤试样用水浸湿，把筛组置于水中上下起落，即可分离出不同大小的水稳性团聚体。在做土壤团聚体分析时，最大的问题是分析试样的前处理，一般是以风干土壤试样用水浸湿后上筛进行分析。但研究表明不同的湿润方法对团粒的大小及其所占的比例影响很大。约德(1936)认为如将风干试样在大气压下直接浸于水中，则大团聚体被破坏而小团聚体增多，此方法(快速湿润法)不可取。要减少湿润过程对团聚体的破坏，应利用毛管作用将土样慢慢浸湿，或用喷雾器喷雾湿润。毛管湿润，从田间湿润条件联想到的，是最好的方法(慢速湿润法)，但湿润所需时间太长，影响样品测定速度，需要设备较多，给测定带来了难度。拉塞尔(1938)研究发现，如将土壤样品在真空容器中抽出气体再浸润，可将水稳性团聚体被破坏控制到最小程度。这是由于土壤孔隙中的空气全部被排除，水能够完全充满各种大小孔隙，不形成气泡，达到水对土壤团聚体的作用力稳定。肯珀和科克(1965)提出的采用脱气水进行真空湿润的办法，可提高水稳性团聚体的稳定性和测定值的再现性，该方法(真空前湿润法)被采用至今。其操作过程是：为了使土壤试样在真空下湿润，将土样放在玻璃板上，置于真空干燥器内有孔陶土板上。用真空泵抽真空后，通过吸管将脱气水引入真空干燥器中，使水由玻璃板的一端引入玻璃版上，将全部试样充分浸湿。此方法需要使用的真空干燥器应有两个阀门，一个连接在盛有脱气水的容器和真空干燥器之间，另一个与真空泵连接。此种真空干燥器需要特制，市场上不易买到。而只有一个抽气阀门的真空玻璃干燥器为实验常规设备，易于买到。然而对于只有一个阀门的真空玻璃干燥器难以完成抽真空后的加水过程。针对该问题，我们在实验中发明了单阀真空玻璃干燥器中加脱气水的装置，很好地完成了土壤水稳性团聚体测定样品真空浸润的前处理操作。此装置结构简单，使用便捷而且经济。

发明内容

本发明是针对普通的单一阀门真空玻璃干燥器不能达到利用真空前湿润法测定水稳性团聚体的样品前处理的缺陷，设计的抽真空后在真空干燥器中加水的装置。此发明装置的关键是根据杠杆原理，原本处于平衡状态的系统，由于杠杆一端的重物向远处滑动，增加了力矩，系统失去平衡，使得另一端的重物被抬起。此重物在此加水装置中充当了水流阀门的作用。当重物被抬起时相当于阀门开启，重物落下时相当于阀门关闭，达到了真空状态下的加水目的。此装置由以下五部分组成，第一部分：Φ60mm，高120mm，壁厚0.5mm，下底面厚5mm的不锈钢圆柱筒1.其下底面中心处有一Φ1.5mm的通水孔2，通水孔2向上有高0.5mm的突起3，通水孔2穿透此突起3；第二部分：距圆柱筒1底面中心两侧8mm处各有一Φ2.5mm，高100mm的导杆4；第三部分：导杆4上套一Φ25mm，高25mm，重90g的不锈钢阀门圆柱体5.阀门圆柱体5底面中心处有与圆柱筒底面突起3形状相同，尺寸略大的凹槽6，其内镶有橡胶垫7；第四部分：阀门圆柱体5通过一牵引绳8与Φ9mm、长100mm的空心杠杆9相连。杠杆9上套有一重40g的磁铁10，其中心嵌有一钢管，由此钢管将磁铁搭放在圆柱筒的缺口11上；第五部分：圆柱筒1顶端缺口两侧各有Φ3mm的小孔，插入一个Φ2.5mm，长55mm的铜质杠杆轴12，杠杆轴12将杠杆9分为左右各20mm和80mm两部分，此轴12将圆柱筒1、杠杆9、圆柱体5、磁铁10结合为一整体。

本发明的最终目标是在使用普通的单阀门真空玻璃干燥器的情况下，完成水稳性团聚体分析中土壤样品前真空湿润处理，做到操作简单，所需设备经济实用。

附图说明：

图1为本发明纵切图：1-圆柱筒  2-通水孔  3-突起  4-导杆  5-阀门圆柱体  6-凹槽  7-橡胶垫  8-牵引绳  9-杠杆  10-磁铁  11-缺口  12-杠杆轴

图2为图1的俯视图：12-杠杆轴  5-阀门圆柱体  4-导杆  1-圆柱筒  10-磁铁  9-杠杆

图3本发明工作过程示意图：1-圆柱筒  10-磁铁  16-强力磁铁  9-杠杆  14-玻璃载板  15-挡板  13-干燥器  12-土样

具体实施方式

操作过程的实施：

首先将阀门圆柱体5放置到圆柱筒1底部。由于阀门圆柱体5底面凹槽6内镶有橡胶垫7，所以阀门圆柱体5与圆柱筒1底面突起3结合紧密，起到阻止圆柱筒1内水从通水孔2流出的作用。然后将磁铁10通过其中的钢管放置于圆柱筒顶部缺口11处，调节绳长8，使杠杆9保持水平。向圆柱筒1中加入脱气水，将此加水装置放置在盛有土样12已事先放置在真空玻璃干燥器13中的玻璃载板14的一端，玻璃载板14的三侧设有挡板15。将真空玻璃干燥器13盖盖，用真空泵对真空玻璃干燥器13进行抽真空。真空状态达到要求后，将真空玻璃干燥器13的阀门关闭。在干燥器13外用一强力磁铁16吸引杠杆9上的磁铁10，此磁铁10沿着杠杆9下滑，从而带动阀门圆柱体5上升(杠杆原理)。由于圆柱筒1底部的通水孔2，使得水不间断地、缓慢地由圆柱筒1底端流出。这样使得土壤由于毛细作用而充分浸润，避免了水流过快冲击土壤。此装置的使用能够圆满完成在真空条件下给土样加水的实验过程。使得土壤水稳性团聚体测定在满足实验要求条件的同时，更加简便易行。

Claims (1)

1.一种土壤水稳性团聚体测定的真空加水装置，其特征在于由以下五部分组成：第一部分，Φ60mm，高120mm，壁厚0.5mm，下底面厚5mm的不锈钢圆柱筒(1)下底面中心处有一Φ1.5mm的通水孔(2)，通水孔(2)向上有高0.5mm的突起(3)，通水孔(2)穿透此突起(3)；第二部分，距圆柱筒(1)底面中心两侧8mm处各有一Φ2.5mm，高100mm的导杆(4)；第三部分，导杆(4)上套一Φ25mm，高25mm，重90g的不锈钢阀门圆柱体(5)，阀门圆柱体(5)底面中心处有与圆柱筒底面突起(3)形状相同，尺寸略大的凹槽(6)，其内镶有橡胶垫(7)；第四部分，阀门圆柱体(5)通过一牵引绳(8)与Φ9mm，长100mm的空心杠杆(9)相连，杠杆(9)上套有一重40g的磁铁(10)，其中心嵌有一钢管，由此钢管能够将磁铁搭放在圆柱筒的缺口(11)上，在放置所述真空加水装置的真空玻璃干燥器(13)外用一强力磁铁(16)吸引杠杆(9)上的磁铁(10)，此磁铁(10)沿着杠杆(9)下滑，从而带动阀门圆柱体(5)上升；第五部分，圆柱筒(1)顶端缺口两侧各有Φ3mm的小孔，插入一个Φ2.5mm，长55mm的铜质杠杆轴(12)，杠杆轴(12)将杠杆(9)分为左右各20mm和80mm两部分，此轴(12)将圆柱筒(1)、杠杆(9)、圆柱体(5)、磁铁(10)结合为一整体。

Images