CN106501490B - 一种小型可拆卸土柱模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小型可拆卸土柱模拟装置，其特征在于，该装置包括：一可升降支撑台；一土柱底单元；若干从上到下依次串联连接的两端开口的组合柱体单元，位于最下面的组合柱体单元底部可拆卸连接土柱底单元顶部；一卡设固定在土柱底单元内部上方的可拆卸筛网，可拆卸筛网可防止土壤与石英砂之间直接混合；一位于最上面组合柱体单元上方且固定设置在可升降支撑台顶部的用于模拟蒸发过程的红外灯；一固定设置在可升降支撑台顶部的用于模拟加水过程的加液器；以及，一吊设在最上面组合柱体单元上方的喷流器，加液器出液口通过管路连接喷流器，本发明可以广泛应用于土柱模拟试验中。
Description
技术领域
本发明是关于一种小型可拆卸土柱模拟装置，属于农业土壤取样技术领域。
背景技术
土壤是人类赖以生存及其一切社会活动的基本条件，是保障农作物生长发育的重要因素，随着现代工业的迅速发展以及世界人口的不断增加，对农业耕地的需求也越来越高，因而，改善土壤的理化性质，提高土壤质量，提高有限土地内农作物的产量和质量，是农业开发和农业可持续发展的重大保障，其中，进行土壤学研究是提高土壤质量和有限土地内农作物的产量和质量的重要途径。装填式土柱模拟装置是土壤学研究中的一种常用设备，可以通过在土柱中装填包含预先设置参数的土壤，利用科学手段模拟研究条件研究土壤元素迁移、土壤养分迁移、土壤团粒结构变化、土壤呼吸、土壤微生物变化等土壤物理、化学和微生物指标，并进行相应分析，从而获取土壤的相关属性提出改善土壤质量的措施，这对提升农作物产量和品质具有重要意义，其中，参数包括：土壤粒径、比表面和矿物组分、土壤中的矿物质含量、pH值以及土壤的不同混合比例等，土壤的相关属性包括土壤不同系数，例如粒径、团聚体、饱和导水率、弥散系数等、水分移动规律、元素迁移规律、土壤pH值空间运移分布规律、污染物吸附机理和模型等。
目前，装填式土柱模拟装置包括使用不透明材料的装填式土柱模拟装置以及使用透明材料的装填式土柱模拟装置，由于使用透明性材料具有可视和便于观测的特点，越来越受到研究者的青睐。装填式土柱模拟装置中的可视土柱目前规格不一，以圆形可视土柱为例，一般认为圆形可视土柱的长度大于其直径的2.5倍即可，具体试验中看，最常用的土柱可分为两大类，一类为大型土柱，一般直径在30cm以上；一类为小型土柱，直径一般在10cm～15cm，其中，大型土柱可装填的土壤量较多，一般用于周期较长的土壤观测，可进行多次取样，柱壁也适于设置取土孔，但装填困难且用工较多，不适用周期较短的试验。小型土柱可进行短期观测，但由于装填的土壤量少，适于破坏性取样，同时由于柱体直径过小且钻孔不易，不适于设置多个取土孔，这样，由于柱体过长，取样难度加大，使得破坏性取样往往会无法完整取出柱中土壤，或者土壤样品极易被其他层次的土壤样品污染，且取样时间较长，降低土壤取样效率。此外，由于小型土柱操作简单，某些短期试验要求进行不同深度土壤试验，因而，需要依据试验要求准备不同规格的多种长度的试验土柱，增加试验成本。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种可以提高土壤取样效率以及降低模拟试验成本的小型可拆卸土柱模拟装置。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种小型可拆卸土柱模拟装置，其特征在于，该装置包括：一可升降支撑台；一土柱底单元；若干从上到下依次串联连接的两端开口的组合柱体单元，位于最下面的所述组合柱体单元底部可拆卸连接所述土柱底单元顶部；一卡设固定在所述土柱底单元内部上方的可拆卸筛网，所述可拆卸筛网可防止土壤与石英砂之间直接混合；一位于最上面所述组合柱体单元上方且固定设置在所述可升降支撑台顶部的用于模拟蒸发过程的红外灯；一固定设置在所述可升降支撑台顶部的用于模拟加水过程的加液器；以及，一吊设在最上面所述组合柱体单元上方的喷流器，所述加液器出液口通过管路连接所述喷流器。
优选地，位于最上面所述组合柱体单元顶部盖设有一底部敞口的土柱头单元，所述加液器出液口经管路穿过所述土柱头单元顶部与所述喷流器连接，且所述土柱头单元内壁下方还固定设置一用于将水均匀导流至土柱中部的引流槽。
优选地，所述可升降支架台是由一支撑座、一支撑杆和一支撑台可拆卸连接而成的框架结构；所述支撑座顶部固定连接所述支撑杆底部，所述支撑杆顶部活动连接所述支撑台；所述支撑杆上套设一用于箍住所述组合柱体单元且防止所述组合柱体单元倒塌的皮圈。
优选地，所述土柱底单元、组合柱体单元和土柱头单元的大小相同。
优选地，所述加液器和喷流器之间的管路均采用胶皮软管。
优选地，所述土柱底单元采用桶状结构。
优选地，所述土柱底单元内部侧壁周向设置有若干用于卡设固定所述可拆卸筛网的凸槽或凹槽。
优选地，位于石英砂填充位置，所述土柱底单元侧壁下方设置有用于进行抽气或导流的通孔，所述通孔通过一软胶塞进行密封。
优选地，所述土柱底单元底部固定连接一用于防倒防滑的软胶底座。
优选地，所述土柱底单元、组合柱体单元、土柱头单元和加液器均采用透明材料。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明通过设置可拆卸的若干组合柱体单元，从而提供一种透明、结构简单且便于拆卸的土柱模拟装置，满足土壤试验的多种规格、短期观测和一次性破坏取样的要求，解决部分模拟试验要求多样、取样困难的问题，且可拆卸的若干组合柱体单元可以重复利用，能够提高土壤取样效率以及降低模拟试验成本。2、本发明通过在土柱底单元中设置可拆卸筛网，防止土柱与石英砂之间直接混合，有利于保障土柱底层土壤样品的准确性，并在底部设有用于抽气或导流的通孔，使本发明能够兼容更多的试验要求。本发明为小型土柱，可以满足多种短期试验需求，节约成本，可以广泛应用于土柱模拟试验中。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明去掉红外灯的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。
如图1～2所示，本发明的小型可拆卸土柱模拟装置包括一土柱底单元1、一可拆卸筛网2、若干两端开口的中空组合柱体单元3、一可升降支架台4、一红外灯5、一加液器6和一喷流器，其中，土柱底单元1和组合柱体单元3的大小相同；
土柱底单元1采用桶状结构，土柱底单元1内设置有用于试验缓冲的石英砂，土柱底单元1上方卡设固定可拆卸筛网2，可拆卸筛网2用于间隔土壤和石英砂，防止土壤与石英砂之间直接混合；若干组合柱体单元3从上到下依次通过螺纹串联连接，位于最下面的组合柱体单元3底部通过螺纹连接土柱底单元1顶部。
可升降支架台4顶部固定连接位于最上面组合柱体单元3上方的用于模拟蒸发过程的红外灯5，可升降支架台4顶部还固定连接带有刻度的加液器6，加液器6出液口通过管路与吊设在最上面组合柱体单元3上方的喷流器连接，使试验用水直接喷流入土柱中。
在一个优选的实施例中，本发明的小型可拆卸土柱模拟装置还可以包括一土柱头单元7，土柱头单元7底部敞口设置且与组合柱体单元3的大小相同，土柱头单元7底部通过螺纹连接位于最上面的组合柱体单元3顶部，加液器6出液口经管路穿过土柱头单元7顶部与喷流器连接。
在一个优选的实施例中，土柱底单元1侧壁设置有若干凸槽或凹槽11，用于卡设固定可拆卸筛网2；土柱底单元1侧壁下方且位于石英砂填充位置设置有通孔12，通孔12通过一软胶塞进行密封，用于进行抽气或导流；土柱底单元1底部固定连接一软胶底座13，用于防倒防滑。
在一个优选的实施例中，对于水量要求少的模拟实验，土柱头单元7内壁下方可以固定设置一用于将水均匀导流至土柱中各部分的引流槽。
在一个优选的实施例中，土柱底单元1、组合柱体单元3、加液器6和土柱头单元7均可以采用透明材料。
在一个优选的实施例中，可升降支架台4是由一支撑座41、一支撑杆42和一支撑台43可拆卸连接而成的框架结构；支撑座41顶部固定连接支撑杆42底部，支撑杆42顶部活动连接支撑台43，支撑杆42上套设一用于箍住组合柱体单元3且防止组合柱体单元3倒塌的皮圈。
在一个优选的实施例中，加液器6和喷流器之间的管路均可以采用胶皮软管8。
下面通过具体实施例详细说明本发明的小型可拆卸土柱模拟装置的使用方法：
1)根据试验需求确定组合柱体单元3的个数并进行组装，将土柱底单元1底部按照试验需求装填石英砂，并将组装好的若干组合柱体单元3通过螺纹连接土柱底单元1和土柱头单元7成为设计高度的土柱(根据试验需求选择是否安装土柱头单元7)。
2)根据试验需求将试验土壤按层装填入土柱中，并根据试验需求打开红外灯5和/或加液器6进行模拟蒸发和/或加水试验。
3)根据试验需求，对于需要排出多余气体和液体的模拟试验，通过打开软胶塞从通孔12中导出土壤溶液或进行抽气。
5)试验结束后，将土柱底单元1、若干组合柱体单元3和土柱头单元7拆卸进行破坏性取样。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (9)
1.一种小型可拆卸土柱模拟装置，其特征在于，该装置包括：
一可升降支撑台；
一土柱底单元；
若干从上到下依次通过螺纹串联连接两端开口的组合柱体单元，位于最下面的所述组合柱体单元底部可拆卸连接所述土柱底单元顶部；
一卡设固定在所述土柱底单元内部上方的可拆卸筛网，所述可拆卸筛网可防止土壤与石英砂之间直接混合；
一位于最上面所述组合柱体单元上方且固定设置在所述可升降支撑台顶部的用于模拟蒸发过程的红外灯；
一固定设置在所述可升降支撑台顶部的用于模拟加水过程的加液器；以及，
一吊设在最上面所述组合柱体单元上方的喷流器，所述加液器出液口通过管路连接所述喷流器；
位于最上面所述组合柱体单元顶部盖设有一底部敞口的土柱头单元，所述加液器出液口经管路穿过所述土柱头单元顶部与所述喷流器连接，且所述土柱头单元内壁下方还固定设置一用于将水均匀导流至土柱中部的引流槽。
2.如权利要求1所述的一种小型可拆卸土柱模拟装置，其特征在于，所述可升降支撑台是由一支撑座、一支撑杆和一支撑台可拆卸连接而成的框架结构；所述支撑座顶部固定连接所述支撑杆底部，所述支撑杆顶部活动连接所述支撑台；所述支撑杆上套设一用于箍住所述组合柱体单元且防止所述组合柱体单元倒塌的皮圈。
3.如权利要求1所述的一种小型可拆卸土柱模拟装置，其特征在于，所述土柱底单元、组合柱体单元和土柱头单元的大小相同。
4.如权利要求1所述的一种小型可拆卸土柱模拟装置，其特征在于，所述加液器和喷流器之间的管路均采用胶皮软管。
5.如权利要求3所述的一种小型可拆卸土柱模拟装置，其特征在于，所述土柱底单元采用桶状结构。
6.如权利要求5所述的一种小型可拆卸土柱模拟装置，其特征在于，所述土柱底单元内部侧壁周向设置有若干用于卡设固定所述可拆卸筛网的凸槽或凹槽。
7.如权利要求1～6任一项所述的一种小型可拆卸土柱模拟装置，其特征在于，位于石英砂填充位置，所述土柱底单元侧壁下方设置有用于进行抽气或导流的通孔，所述通孔通过一软胶塞进行密封。
8.如权利要求1～6任一项所述的一种小型可拆卸土柱模拟装置，其特征在于，所述土柱底单元底部固定连接一用于防倒防滑的软胶底座。
9.如权利要求1～6任一项所述的一种小型可拆卸土柱模拟装置，其特征在于，所述土柱底单元、组合柱体单元、土柱头单元和加液器均采用透明材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |