CN104792592A

CN104792592A - 一种实验室土样破碎过筛装置及其方法

Info

Publication number: CN104792592A
Application number: CN201510183031.XA
Authority: CN
Inventors: 林丽敏; 梁新强; 徐丽贤; 王知博; 金熠; 华桂芬; 李美茹; 茹秋凯
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2015-07-22

Abstract

本发明公开了一种实验室土样破碎过筛装置及其方法，属于实验室土壤养分测定和分析预处理技术领域。本发明采用辊式碾压破碎的方法，土壤样品通过进样口进入破碎单元，经两个碾土辊碾压破碎后到达底部的集土底座，经过底座内的筛网过筛后取得相应粒径的土样。本发明免除了实验室人工磨土过筛带来的种种不便，大大提高的工作效率，减轻了实验室人员的工作量。本发明为封闭式，可避免粉尘对环境和人体的伤害。而且本发明结构紧凑，可灵活自由组装选择不同的破碎单元数和筛网，可取得不同粒径土样，长方体和两个半圆柱连接的形状设计便于擦拭，避免土壤残留在装置内。同时，本发明操作简便，易于掌握。

Description

一种实验室土样破碎过筛装置及其方法

技术领域

本发明涉及实验室土样预处理装置，尤其涉及一种实验室土样破碎过筛装置及其方法。

背景技术

我国是一个农业大国，2013年的粮食产量达到了60193.5亿t，农业生产集约化，化肥用量大幅提高，统计资料显示，我国化肥施用量达到261kg·hm²，居世界第1位。一方面，土壤养分的富集，造成土壤的富营养化；另一方面，伴随氮磷的大量流失流失，我国湖泊的氮磷50%以上来自于农业源，农业面源污染给中国近一半的湖泊带来富营养化状态，并逐年加剧，甚至危及城乡居民饮用水的安全。因而，农业土壤的养分分析和测定是研究和控制农业面源污染的重要组成部分和首要任务。

大多数的土壤养分分析和测定都需要对土壤进行预处理，鲜土样需要经过风干磨细过筛到相应粒径才可达到测定要求。实验室一般采用人工磨土，即利用橡皮锤、碾土棍、研钵等人力磨细土样。但显然，人工磨土方式存在很多弊端。一方面，工作效率低，耗费人力和时间；另一方面，产生粉尘，不利于保持实验室卫生，对实验人员身体有害。目前，针对这一情况，也出现了一些用于实验室机械磨土装置。例如，专利号“CN 203365203 U”公开了一种擀面磨土机，其公开日为2013年12月25日，可以实现机械磨土。然而磨土机机构并非封闭式，还是存在“尘土飞扬”的问题，此外无法取得不同粒径的土样。

发明内容

为了解决背景技术中所面临的问题，本发明的目的是提供一种实验室土样破碎过筛装置及其方法。

实验室土样破碎过筛装置包括第一破碎单元、第二破碎单元、第三破碎单元、集土底座、第一电源连接口、第二电源连接口、第三电源连接口；装置为长方体和两个半圆柱体组成，为封闭结构；集土底座上从上到下相嵌拼接有第一破碎单元、第二破碎单元、第三破碎单元；在第一破碎单元上设有第一电源连接口，第二破碎单元上设有第二电源连接口，第三破碎单元上设有第三电源连接口。

所述的第一破碎单元、第二破碎单元、第三破碎单元均包括进样单元、固定碾土辊、固定碾土辊联动轴、固定碾土辊电动机、支撑座、移动碾土辊、移动碾土辊联动轴、移动碾土辊电动机、第一连接组件、第二连接组件、第一弹簧、第二弹簧、挡板；支撑座上设有固定碾土辊联动轴、固定碾土辊电动机、移动碾土辊联动轴、移动碾土辊电动机，固定碾土辊联动轴与固定碾土辊电动机相连，移动碾土辊联动轴与移动碾土辊电动机相连，固定碾土辊和移动碾土辊相向转动，固定碾土辊联动轴、移动碾土辊联动轴两端分别通过第一连接组件、第二连接组件连接，在移动碾土辊联动轴一侧的第一连接组件、第二连接组件端部分别设有第一弹簧、第二弹簧，破碎单元顶部设有进样单元。

所述的进样单元包括进样挡板、进样口，进样口沿固定碾土辊联动轴方向的中垂线对准固定碾土辊和移动碾土辊间隙。所述的集土底座包括筛网、卡槽，筛网由卡槽固定，筛网孔径为30、50、100、200目。所述第一破碎单元、第二破碎单元、第三破碎单元中的固定碾土辊与移动碾土辊之间的距离在0.1~2mm之间，且第一破碎单元、第二破碎单元、第三破碎单元的固定碾土辊与移动碾土辊之间的距离依次减小。所述的第一破碎单元、第二破碎单元、第三破碎单元可单独或组合进行使用；

实验室土样破碎过筛方法包括如下步骤：

1) 按采样土壤养分测定的土样要求，确定需要过筛的目数，选择破碎单元和筛网；选择破碎单元和筛网的原则为：当筛网目数小于50目时，仅安装第一破碎单元；当筛网目数介于50~100目之间时，同时安装第一破碎单元和第二破碎单元；当筛网目数大于100目时，同时安装第一破碎单元、第二破碎单元、第三破碎单元；

2) 在集土底座上从下到上依次安装筛网、第一破碎单元、第二破碎单元、第三破碎单元；

3) 连接电源，启动第一破碎单元、第二破碎单元、第三破碎单元，将土壤样品缓慢倒入装置的进样口；

4) 进样完毕后，等待2~4分钟，关闭电源，停止各破碎单元的工作，并将破碎单元及进样单元从集土底座上方移除；

5) 晃动集土底座，将土样完全过筛后，移除筛网，收集集土底座中的土壤样品。

本发明的有益效果是免除了实验室人工磨土过筛带来的种种不便，大大提高的工作效率，减轻了实验室人员的工作量。而且本发明结构紧凑，可灵活自由组装选择不同的破碎单元数和筛网，可取得不同粒径土样，长方体和两个半圆柱连接的形状设计便于擦拭，避免土壤残留在装置内。同时，本发明操作简便，易于掌握。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明；

图1是实验室土样破碎过筛装置的结构示意图；

图2是本发明的进样口示意图；

图3是本发明的破碎单元内部的正视图；

图4是本发明的破碎单元内部的俯视图；

图5是本发明的破碎单元内部的左视图；

图6是本发明的集土底座示意图；

图7是本发明的筛网示意图

图中：进样单元1、第一破碎单元2、第二破碎单元3、第三破碎单元4、集土底座5、第一电源连接口6、第二电源连接口7、第三电源连接口8、进样挡板9、进样口10、固定碾土辊11、固定碾土辊联动轴12、固定碾土辊电动机13、支撑座14、移动碾土辊15、移动碾土辊联动轴16、移动碾土辊电动机17、第一连接组件18、第二连接组件19、、第一弹簧20、第二弹簧21、挡板22、筛网23、卡槽24。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步说明。

如图1~5所示，实验室土样破碎过筛装置包括第一破碎单元2、第二破碎单元3、第三破碎单元4、集土底座5、第一电源连接口6、第二电源连接口7、第三电源连接口8；装置为长方体和两个半圆柱体组成，为封闭结构，防止磨土过程中粉尘飞散，同时便于擦拭；集土底座5上从上到下相嵌拼接有第一破碎单元2、第二破碎单元3、第三破碎单元4；在第一破碎单元2上设有第一电源连接口6，第二破碎单元3上设有第二电源连接口7，第三破碎单元4上设有第三电源连接口8，用于连接外部电源，驱动固定碾土辊电动机13和移动碾土辊电动机17。

所述的第一破碎单元2、第二破碎单元3、第三破碎单元4均包括进样单元1、固定碾土辊11、固定碾土辊联动轴12、固定碾土辊电动机13、支撑座14、移动碾土辊15、移动碾土辊联动轴16、移动碾土辊电动机17、第一连接组件18、第二连接组件19、第一弹簧20、第二弹簧21、挡板22；支撑座14上设有固定碾土辊联动轴12、固定碾土辊电动机13、移动碾土辊联动轴16、移动碾土辊电动机17，固定碾土辊联动轴12与固定碾土辊电动机13相连，移动碾土辊联动轴16与移动碾土辊电动机17相连，固定碾土辊11和移动碾土辊15相向转动，固定碾土辊联动轴12、移动碾土辊联动轴16两端分别通过第一连接组件18、第二连接组件19连接，在移动碾土辊联动轴16一侧的第一连接组件18、第二连接组件19端部分别设有第一弹簧20、第二弹簧21，第一弹簧20、第二弹簧21另一端固定在破碎单元内壁上，为联动轴提供压力和保护，固定碾土辊联动轴12和移动碾土辊联动轴16与连接组件的连接部用均轴承连接，但固定碾土辊联动轴12的轴承完全固定，固定碾土辊联动轴12能轴向转动但在水平方向不能移动；移动碾土辊联动轴16的轴承与连接件之间在第一弹簧20、第二弹簧21的伸缩方向留有空隙，使移动碾土辊联动轴16能轴向转动且在水平方向能随弹簧的伸缩进行移动，破碎单元顶部设有进样单元1。

所述的进样单元1包括进样挡板9、进样口10，进样口10沿固定碾土辊联动轴12方向的中垂线对准固定碾土辊11和移动碾土辊15间隙，土样在进样挡板9的导流下，通过进样口10落入固定碾土辊11和移动碾土辊15的缝隙，在压力作用下被碾碎。所述的集土底座包括筛网23、卡槽24，筛网23由卡槽24固定，筛网23孔径为30、50、100、200目，可根据土壤样品处理需要选择。所述第一破碎单元2、第二破碎单元3、第三破碎单元4中的固定碾土辊11与移动碾土辊15之间的距离在0.1~2mm之间，且第一破碎单元2、第二破碎单元3、第三破碎单元4的固定碾土辊11与移动碾土辊15之间的距离依次减小，土壤样品在依次经过各破碎单元时被逐级碾碎，粒径逐级减小。所述的第一破碎单元2、第二破碎单元3、第三破碎单元4可单独或组合进行使用；

实验室土样破碎过筛方法包括如下步骤：

1) 按采样土壤养分测定的土样要求，确定需要过筛的目数，选择破碎单元和筛网23；选择破碎单元和筛网23的原则为：当筛网23目数小于50目时，仅安装第一破碎单元2；当筛网23目数介于50~100目之间时，同时安装第一破碎单元2和第二破碎单元3；当筛网23目数大于100目时，同时安装第一破碎单元2、第二破碎单元3、第三破碎单元4；

2) 在集土底座5上从下到上依次安装筛网23、第一破碎单元2、第二破碎单元3、第三破碎单元4；

3) 连接电源，启动第一破碎单元2、第二破碎单元3、第三破碎单元4，将土壤样品缓慢倒入装置的进样口10；

4) 进样完毕后，等待2~4分钟，关闭电源，停止各破碎单元的工作，并将破碎单元及进样单元1从集土底座5上方移除；

5) 晃动集土底座5，将土样完全过筛后，移除筛网23，收集集土底座5中的土壤样品。

Claims

1.一种实验室土样破碎过筛装置，其特征在于：包括第一破碎单元（2）、第二破碎单元（3）、第三破碎单元（4）、集土底座（5）、第一电源连接口（6）、第二电源连接口（7）、第三电源连接口（8）；装置为长方体和两个半圆柱体组成，为封闭结构；集土底座（5）上从上到下相嵌拼接有第一破碎单元（2）、第二破碎单元（3）、第三破碎单元（4）；在第一破碎单元（2）上设有第一电源连接口（6），第二破碎单元（3）上设有第二电源连接口（7），第三破碎单元（4）上设有第三电源连接口（8）。

2.根据权利要求1所述的一种实验室土样破碎过筛装置，其特征在于：第一破碎单元（2）、第二破碎单元（3）、第三破碎单元（4）均包括进样单元（1）、固定碾土辊（11）、固定碾土辊联动轴（12）、固定碾土辊电动机（13）、支撑座（14）、移动碾土辊（15）、移动碾土辊联动轴（16）、移动碾土辊电动机（17）、第一连接组件（18）、第二连接组件（19）、第一弹簧（20）、第二弹簧（21）、挡板（22）；支撑座（14）上设有固定碾土辊联动轴（12）、固定碾土辊电动机（13）、移动碾土辊联动轴（16）、移动碾土辊电动机（17），固定碾土辊联动轴（12）与固定碾土辊电动机（13）相连，移动碾土辊联动轴（16）与移动碾土辊电动机（17）相连，固定碾土辊（11）和移动碾土辊（15）相向转动，固定碾土辊联动轴（12）、移动碾土辊联动轴（16）两端分别通过第一连接组件（18）、第二连接组件（19）连接，在移动碾土辊联动轴（16）一侧的第一连接组件（18）、第二连接组件（19）端部分别设有第一弹簧（20）、第二弹簧（21），破碎单元顶部设有进样单元（1）。

3.根据权利要求1所述的一种实验室土样破碎过筛装置，其特征在于：所述的进样单元（1）包括进样挡板（9）、进样口（10），进样口（10）沿固定碾土辊联动轴（12）方向的中垂线对准固定碾土辊（11）和移动碾土辊（15）间隙。

4.根据权利要求1所述的一种实验室土样破碎过筛装置，其特征在于：所述的集土底座包括筛网（23）、卡槽（24），筛网（23）由卡槽（24）固定，筛网（23）孔径为30、50、100、200目。

5.根据权利要求1所述的一种实验室土样破碎过筛装置，其特征在于：所述第一破碎单元（2）、第二破碎单元（3）、第三破碎单元（4）中的固定碾土辊（11）与移动碾土辊（15）之间的距离在0.1~2mm之间，且第一破碎单元（2）、第二破碎单元（3）、第三破碎单元（4）的固定碾土辊（11）与移动碾土辊（15）之间的距离依次减小。

6.根据权利要求1所述的一种实验室土样破碎过筛装置，其特征在于：所述的第一破碎单元（2）、第二破碎单元（3）、第三破碎单元（4）可单独或组合进行使用。

7.一种使用如权利要求1所述装置的实验室土样破碎过筛方法，其特征在于,包括如下步骤：

1) 按采样土壤养分测定的土样要求，确定需要过筛的目数，选择破碎单元和筛网（23）；选择破碎单元和筛网（23）的原则为：当筛网（23）目数小于50目时，仅安装第一破碎单元（2）；当筛网（23）目数介于50~100目之间时，同时安装第一破碎单元（2）和第二破碎单元（3）；当筛网（23）目数大于100目时，同时安装第一破碎单元（2）、第二破碎单元（3）、第三破碎单元（4）；

2) 在集土底座（5）上从下到上依次安装筛网（23）、第一破碎单元（2）、第二破碎单元（3）、第三破碎单元（4）；

3) 连接电源，启动第一破碎单元（2）、第二破碎单元（3）、第三破碎单元（4），将土壤样品缓慢倒入装置的进样口（10）；

4) 进样完毕后，等待2~4分钟，关闭电源，停止各破碎单元的工作，并将破碎单元及进样单元（1）从集土底座（5）上方移除；

5) 晃动集土底座（5），将土样完全过筛后，移除筛网（23），收集集土底座（5）中的土壤样品。