CN104535403A - 一种便携式土壤/污泥快速干燥箱 - Google Patents

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雷梅
周广东
杜国栋
陈同斌
周小勇
杨军
万小铭
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Abstract

本发明涉及一种便携式的、用于干燥土壤/沉积物/污泥的快速干燥箱。本发明所述干燥箱包括箱体，箱体上设置有通风口；箱体的前侧面装置有点火按钮、球形阀和针形阀；箱体的内部从左往右依次为烘干室、控制室和气源室；所述烘干室内装置有燃烧支架，燃烧支架的上方为加热盒，燃烧头和点火针固定在燃烧支架上；所述控制室内装置有减压阀、电子脉冲点火器和电池盒；所述气源室内装置有进气口装配体、储气罐和卡紧件；所述减压阀的进气口通过燃气管道与所述进气口装配体相连，所述减压阀的出气口通过燃气管道与所述燃烧头的下部相连。本发明所述的干燥箱具有结构简单、携带和使用方便、烘干效率高、稳定性好等优点。

Description

一种便携式土壤/污泥快速干燥箱
技术领域
本发明属于干燥机械技术领域，涉及一种干燥箱，具体涉及一种便携式的、用于干燥土壤/沉积物/污泥的快速干燥箱。
背景技术
在野外条件下测定环境样品的重金属含量、矿物元素含量时，环境介质中的水分对测定结果干扰较大，降低了野外现场检测的精度，限制了现场速测技术的发展。例如，采用便携式X射线荧光(FPXRF)方法测定环境介质中的重金属含量时，水分是影响该方法野外现场检测的主要干扰因素，导致铅、铜、镍等重金属含量野外测定结果低于样品中的真实含量。Ariadni Argyraki等人的研究结果支持上述结论，且发现当土壤含水率在6.83％至19.09％时，与电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)方法相比，铅的FPXRF方法的测定值偏低约19.9％(Ariadni Argyraki,Michael H.Ramsey,Philip J.Potts；Evaluation ofPortable X-ray Fluorescence Instrumentation for in situ Measurements ofLead on Contaminated Land[J]；Analyst；1997(122):743-749)。美国国家环境保护局EPA制定的“便携式X射线荧光光谱法测定土壤和沉积物中元素含量”的标准方法《Method 6200》认为，当土壤或沉积物中水分到达饱和时，水分是测定误差的主要来源，土壤或沉积物必须经过烘干。一些学者最新的研究表明，即使土壤含水率低于20％时，水分对测定结果的影响也是显著的，特别是对于一些低原子序数的元素来说，影响更为明显(Chris Parsons,Eva Margui Grabulosa,Eric Pili,Geerke H.Floor,Gabriela Roman-Ross,Laurent Charlet；Quantificationof trace arsenic in soils by field-portable X-ray fluorescence spectrometry:Considerations for sample preparation and measurement conditions[J]；Journal of Hazardous Materials；2012(262):1213-1222)。
我国不同土壤质地的田间持水量范围为4.5％～35％，由于成土母质的类型及矿物组成差异，以及耕作、施肥等措施的影响，又显示出局部的特殊性：如东北地区的黑土，其田间持水量可高达49％，耕作层的田间持水量可达31％～40％(陈晓燕,叶建春,陆桂华,秦福兴；全国土壤田间持水量分布探讨[J]；水利水电技术；2004(35):113-116)；就河湖底泥沉积物而言，其含水率一般在32％～49％之间(程翔；苏州河底泥就地稳定化帽封材料研究；上海大学，硕士学位论文；2006)；对于污泥来说，污水处理厂的脱水污泥含水率普遍为80％，经好氧发酵后的污泥含水率约为40％(陈俊,陈同斌,高定,李君,张军,郑国砥,刘洪涛；城市污泥好氧发酵处理技术现状与对策[J]；中国给水排水；2012(11):105-108)。因此，当待测土壤/沉积物/污泥等样品的含水率较高时，必须对其进行烘干处理，以确保检测结果具有较高的准确度。
目前，所采用的烘干设备通常为固定式，其价格昂贵、体积大、质量重、采用交流电供电，不便于携带，无法满足野外现场应用的需求。同时，《Method 6200》建议采用以热气对流加热的烤箱装置对样品进行干燥处理，实际研究表明，样品中的金属碎片在微波炉中会引起放电，从而增加FPXRF方法测定值与验证分析值之间的差异性，不建议采用微波加热的方式对样品烘干。
因此，研制一种携带方便、操作简便、可在野外作业现场对土壤/沉积物/污泥等样品进行快速烘干的设备，是野外条件下提高便携式X射线荧光方法准确度的现实需要，可广泛地应用于环境检测和农业生产等领域，具有广阔的应用前景。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种携带方便、可在野外现场作业、用于烘干土壤/沉积物/污泥的快速干燥箱。
本发明所述的土壤/污泥便携式快速干燥箱，包括箱体，所述箱体上设置有通风口；所述箱体的前侧面装置有点火按钮、球形阀和针形阀；所述箱体的内部从左往右依次为烘干室、控制室和气源室；所述烘干室内装置有燃烧支架，燃烧支架的上方为加热盒，燃烧头和点火针固定在燃烧支架上；所述控制室内装置有减压阀、电子脉冲点火器和电池盒，减压阀用来降低储气罐内所释放气体的压强；所述气源室内装置有进气口装配体、储气罐和卡紧件，进气口装配体和卡紧件配合用于控制储气罐前端接口与进气口装配体的连接，进而控制供气；所述减压阀的进气口通过燃气管道与所述进气口装配体相连，所述减压阀的出气口通过燃气管道与所述燃烧头的下部相连。
优选的，所述烘干室的顶盖为推拉式结构，便于维护，平时用螺钉固定。
优选的，所述气源室的顶盖为开启式结构，并设有保护锁，方便更换储气罐。
优选的，所述加热盒的前部和底部分别装有一个把手和四个小滑轮，便于推拉加热盒。
优选的，所述加热盒的个数为1～4。
优选的，所述每个加热盒的下方至少对应1个燃烧头。
优选的，优选的，所述针形阀与所述加热盒的个数相同，并一一对应。针形阀用于调节火焰大小，而球形阀用于控制选择性对加热盒加热。
优选的，所述电子脉冲点火器与所述加热盒的个数相同，并一一对应。
优选的，所述燃烧头的上部为凸起的圆形平面，圆形平面的中部同心圆区设有多个圆孔，同心圆区外为辐射状狭缝；所述燃烧头的中部为环形平面，环形平面上设有与所述燃烧支架相对应的固定孔；圆形平面与环形平面之间连接的弧形部分设置有两圈圆孔；所述燃烧头的下部的形状为倒圆台连接圆柱形。
优选的，所述点火按钮与所述燃烧头的个数相同，并一一对应。点火按钮控制电子脉冲点火器，电子脉冲点火器进一步控制点火针发出电火花，电池盒为电子脉冲点火器提供电能。
优选的，所述点火针与所述燃烧头的个数相同，并一一对应。点火针发出的电火花可以点燃燃烧头中的燃气。
优选的，所述箱体的顶面、右侧面和后侧面各设置有至少一个通风口，用以保证箱内有良好的空气流通和提供燃烧所需的氧气。
优选的，所述通风口形状为长方形网状；当然也可以是其他适合通风的形状，例如圆孔状。
本发明的有益效果是，提供了一种便于携带、可在野外现场作业、用于烘干土壤/沉积物/污泥的快速干燥箱，其中球形阀的使用实现了对加热对象的选择，可以单独对其中一个加热盒进行加热，也可以控制不同加热盒的加热时间；点火按钮通过控制点火针点火，以及针形阀通过调节火焰大小进一步控制水汽蒸发速率；燃烧头的设计有利于火焰的均匀分布，提高烘干效率；储气罐的运用使只需要更换储气罐就可以在野外连续使用，而且方便携带。此外，本发明还具有结构简单、成本较低、使用和维修方便、烘干效率高，稳定性好等优点。
附图说明
图1为本发明干燥箱的整体结构示意图；
图2为本发明干燥箱的仰视截面示意图；
图3为本发明干燥箱的燃烧支架示意图；
图4为本发明干燥箱的加热盒示意图；
图5为本发明干燥箱的燃烧头示意图。
图中标号：
1-箱体；11-点火按钮；12-球形阀；13-针形阀；14-通风口；2-烘干室；21-燃烧支架；22-加热盒；23-燃烧头；24-点火针；3-控制室；31-减压阀；32-电子脉冲点火器；33-电池盒；4-气源室；41-进气口装配体；42-储气罐；43-卡紧件；5-燃气管道。
具体实施方式
下面结合附图通过实施例对本发明做进一步说明，以便更好地理解本发明。
在本实施例中，如图1、图2所示：箱体1的顶面、右侧面和后侧面各装置有设置一个长方形网状通风口14，箱体1的前侧面呈轴对称分布有四个点火按钮11、一个球形阀12和两个针形阀13；箱体的内部从左往右依次为烘干室2、控制室3和气源室4；烘干室2内装置有燃烧支架21，燃烧支架21的上方为两个平行放置的加热盒22，4个燃烧头23和4个点火针24呈轴对称分布固定在燃烧支架21上，其中燃烧支架21如图3所示，加热盒22如图4所示，燃烧头23如图5所示；控制室3内装置有减压阀31、两个电子脉冲点火器32和电池盒33；气源室4内装置有进气口装配体41、储气罐42和卡紧件43；减压阀31的进气口通过燃气管道5与进气口装配体41相连，减压阀31的出气口通过燃气管道5与燃烧头23的下部相连。
具体操作如下：首先拉开两个加热盒22，将待烘干的土壤样品分别放入其中；压下卡紧件43，储气罐42的前端接口与进气口装配体41紧密连接，开始供气，然后打开球形阀12，燃气从储气罐42中通过燃气管道5进入减压阀31，在减压阀31中减压后再次通过燃气管道5分别进入四个燃烧头23；按下四个点火按钮11，在两个电子脉冲点火器32和电池盒33的控制下，四个点火针发出电火花，让燃烧头23中通入的燃气在从通风口14进入的空气的作用下燃烧，通过针形阀13来调节火焰的大小，烘干加热盒22中的样品；当样品烘干后，拉起卡紧件43，关闭球形阀12，再拉开加热盒22将样品取出。
当只需要对其中一个加热盒22进行加热时，只需要将球形阀12拨到相应档位即可，其他步骤保持不变。
以上内容仅仅是对本发明的具体实施方式所作的举例和说明，应该指明的是，依据本发明的构想对上述实施方式进行修改或补充或采用类似的方式替代，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便携式土壤/污泥快速干燥箱，包括箱体，所述箱体上设置有通风口，其特征在于，所述箱体的前侧面装置有点火按钮、球形阀和针形阀；所述箱体的内部从左往右依次为烘干室、控制室和气源室；所述烘干室内装置有燃烧支架，燃烧支架的上方为加热盒，燃烧头和点火针固定在燃烧支架上；所述控制室内装置有减压阀、电子脉冲点火器和电池盒；所述气源室内装置有进气口装配体、储气罐和卡紧件；所述减压阀的进气口通过燃气管道与所述进气口装配体相连，所述减压阀的出气口通过燃气管道与所述燃烧头的下部相连。
2.根据权利要求1所述的一种便携式土壤/污泥快速干燥箱，其特征在于：所述加热盒的个数为1～4。
3.根据权利要求1所述的一种便携式土壤/污泥快速干燥箱，其特征在于：所述每个加热盒的下方至少对应1个燃烧头。
4.根据权利要求1所述的一种便携式土壤/污泥快速干燥箱，其特征在于：所述针形阀与所述加热盒的个数相同，并一一对应。
5.根据权利要求1所述的一种便携式土壤/污泥快速干燥箱，其特征在于：所述电子脉冲点火器与所述加热盒的个数相同，并一一对应。
6.根据权利要求1所述的一种便携式土壤/污泥快速干燥箱，其特征在于：所述燃烧头的上部为凸起的圆形平面，中部为环形平面，下部为倒圆台连接圆柱形；且所述圆形平面与所述环形平面之间相连接的弧形部分设置有圆孔。
7.根据权利要求1所述的一种便携式土壤/污泥快速干燥箱，其特征在于：所述点火按钮与所述燃烧头的个数相同，并一一对应。
8.根据权利要求1所述的一种便携式土壤/污泥快速干燥箱，其特征在于：所述点火针与所述燃烧头的个数相同，并一一对应。
9.根据权利要求1所述的一种便携式土壤/污泥快速干燥箱，其特征在于：所述箱体的顶面、右侧面和后侧面各设置有至少一个通风口。
10.根据权利要求1所述的一种便携式土壤/污泥快速干燥箱，其特征在于：所述通风口形状为长方形网状。
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