CN110470513B - 一种用于污染土的化学溶液饱和装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于污染土的化学溶液饱和装置及其使用方法。该装置由盛放装置、真空装置及加液装置组成。盛放装置包括盛放架、试样盛放皿、盛放皿盖及饱和器。真空装置包括真空泵、第一去污盒、空气导管、真空阀门，加液装置包括加压泵、加压导管、加压开关、第二去污盒、溶液导管、溶液盒、溶液开关。本发明采用了若干个小的盛放皿，一个盛放皿中放置一个试样，每个盛放皿对应一个溶液盒，从而可以实现不同化学溶液浓度试样的一次性饱和，采用了溶液从试样顶部及底部流入的方式，有效避免了溶液流入过程中产生气泡的现象，本发明中涉及的容器导管等均由耐腐蚀材料制成，且增加了去污装置，有效避免了化学溶液对装置及相关设备的腐蚀。

Description

一种用于污染土的化学溶液饱和装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种用于污染土的化学溶液饱和装置及其使用方法，属于土木工程岩土测试领域。

背景技术

土壤作为人类赖以生存的关键资源，在人类的生活及生产活动中占有重要位置。近些年，随着经济的快速发展，我国土壤污染形势十分严峻。大多数工业厂区、陈旧性垃圾填埋场、污泥堆放场等的地下土层均受到化学污染物不同程度的侵蚀与破坏，污染土结构会发生变化，从而影响其力学性质，对边坡、地基的稳定造成不良影响，因此，需要对化学污染土的力学性质开展相关研究。

为了研究降雨、河谷阶地及地下水位线以下污染土的力学性质，需要用到饱和土样。孔隙被水充满的土称为饱和土。目前常用的土样饱和方法包括浸水饱和法、真空抽气饱和法、二氧化碳饱和法及反压饱和法。但是上述方法基本不能用于污染土的饱和，主要原因在于化学溶液会对容器材料造成腐蚀，且同批土样的化学溶液浓度无法进行区别控制。因此，需要一种用于污染土的化学溶液饱和装置，这对后续污染土力学性质试验研究而言十分有必要。

发明内容

本发明旨在提供一种用于污染土的化学溶液饱和装置及其使用方法，以实现不同浓度化学溶液作用下，污染土样的快速精准饱和。

本发明提供了一种用于污染土的化学溶液饱和装置，由盛放装置、真空装置及加液装置（主要指溶液存放、导流装置）组成；

所述盛放装置包括盛放架、试样盛放皿、盛放皿盖及饱和器，在盛放架上设有若干个盛放皿；所述盛放皿与盛放皿盖磨口连接，所述盛放皿底部有圆形凹槽，用于放置并固定饱和器，所述饱和器为圆柱结构,饱和器的底部和顶部设有透水板，透水板内侧设有滤纸；所述饱和器内盛放需要饱和的土样，土样上下端均垫有滤纸及透水板；

所述真空装置包括真空泵、第一去污盒、空气导管、真空阀门，所述空气导管一端与所述真空泵连接，空气导管另外一端通过若干支管与盛放皿连接，在支管上设有真空阀门；所述第一去污盒安装在连接盛放皿及真空泵的空气导管上；

所述加液装置包括加压泵、加压导管、加压开关、第二去污盒、溶液导管、溶液盒、溶液开关；

溶液导管一端连接饱和器的顶部，一端连接饱和器的底部，溶液导管下方通过管道连接溶液盒，溶液经溶液导管流入饱和器，各管道上均设有溶液开关；加压导管布置在装置的底部，加压导管一端连接加压泵，另一端通过若干支管连接溶液盒（在若干溶液盒中分别放置了不同浓度的化学溶液），在各支管上分别设有加压开关，在加压导管与加压泵之间设有第二去污盒。

作为优选，所述盛放架由有机玻璃钢材料制成，盛放架平板为镂空的格栅板，所述盛放皿、盛放皿盖及溶液盒为玻璃材质，所述饱和器由耐腐蚀的有机玻璃钢制成，所述空气导管、加压导管及溶液导管为特氟隆软管。

作为优选，所述盛放皿为圆柱体结构，直径比饱和器外径大1-2cm,高度比饱和器高2-4cm,所述盛放皿底部有开口与所述溶液导管密封连接。

作为优选，所述盛放皿盖上有两个开口，分别与空气导管及溶液导管密封连接。所述空气导管与盛放皿盖的连接长度小于盛放皿盖厚，所述溶液导管伸入盛放皿且与饱和器接触。

作为优选，所述真空泵为智能真空泵，可显示实时真空度值；

作为优选，所述第一去污盒及第二去污盒为耐腐蚀的特氟隆材质，分别与空气导管、加压导管连接相通，为2cm*2cm*5cm的立方体盒，盒壁厚为2mm，内含多孔性固体吸附剂及活性炭用于吸收空气导管和加压导管中的有害物质。

本发明提供了上述装置的使用方法，包括以下步骤：

①将制备好的土样放入饱和器中，透水板与土样之间设有滤纸，将装有土样的饱和器放置在盛放皿的圆形凹槽内，在盛放皿盖和盛放皿接触面涂抹凡士林，盖好盛放皿盖，向溶液盒中加入预先按不同浓度配制好的化学溶液；

②关闭加压开关、溶液开关，打开真空阀门，启动真空泵；

③当真空泵显示真空度为一个大气压力时，微微打开溶液开关、加压开关，打开加压泵，使溶液徐徐注入盛放皿；

④当溶液淹没饱和器后关闭真空阀门、溶液开关、加压开关，并关闭真空泵、加压泵，静置30min~24h，使试样饱和；

⑤打开真空阀门，使空气进入盛放皿，打开盛放皿盖，取出饱和器。

本发明的有益效果：

本发明所提出的一种用于污染土的化学溶液饱和装置采用了若干个小的盛放皿，一个盛放皿中放置一个试样，每个盛放皿对应一个溶液盒，从而可以实现不同化学溶液浓度试样的一次性饱和，节约了时间提高了试样的有效饱和率。本发明采用了溶液从试样顶部及底部流入的方式，有效避免了溶液流入过程中产生气泡的现象，且有效保证了土样完全浸入溶液。本发明中涉及的容器导管等均由耐腐蚀材料制成，且增加了去污装置，有效避免了化学溶液对装置及相关设备的腐蚀，保证了试验器具的长期有效适用性。

附图说明

图1是本发明的竖向剖面示意图。

图中：1.盛放架，2.盛放皿，3.饱和器，4. 土样，5.滤纸，6.透水板，7.盛放皿盖，8.真空泵，9.第一去污盒，10.真空阀门，11.空气导管，12.溶液导管，13.溶液开关，14.加压开关，15.溶液盒，16.加压导管，17.圆形凹槽，18.第二去污盒，19.加压泵。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例1：

如图1所示，本发明提供了用于污染土的化学溶液饱和装置，由盛放装置、真空装置及加液装置组成。所述盛放装置包括盛放架1、试样盛放皿2、盛放皿盖7及饱和器3，在盛放架1上设有若干个盛放皿2；盛放皿2与盛放皿盖7磨口连接，盛放皿2底部有圆形凹槽17，可用于放置并固定饱和器3，所述饱和器为圆柱结构，饱和器的底部和顶部设有透水板，透水板内侧设有滤纸；饱和器内盛放需要饱和的土样4，土样4上下端均垫有滤纸5及透水板6；真空装置包括真空泵8、第一去污盒9、空气导管11、真空阀门10，所述空气导管11一端与所述真空泵8连接，空气导管11另外一端通过若干支管分别与盛放皿2连接，在各支管上设有真空阀门10；第一去污盒9安装在连接盛放皿2及真空泵8的空气导管11上。加液装置包括加压泵19、加压导管16、加压开关14、第二去污盒18、溶液导管12、溶液盒15、溶液开关13；溶液导管12一端连接饱和器3的顶部，一端连接饱和器3的底部，溶液导管12下方通过管道连接溶液盒15，溶液经溶液导管流入饱和器3，各管道上均设有溶液开关13；加压导管16布置在装置的底部，加压导管16一端连接加压泵19，另一端通过若干支管连接溶液盒15（在若干溶液盒中分别放置了不同浓度的化学溶液），在各支管上分别设有加压开关14，在加压导管16与加压泵19之间设有第二去污盒18。

进一步地，盛放架1由有机玻璃钢材料制成，盛放架平板为镂空的格栅板，盛放皿2、盛放皿盖7及溶液盒15为玻璃材质，饱和器3由为耐腐蚀的有机玻璃钢制成，空气导管11、加压导管16及溶液导管12为特氟隆软管；

盛放皿2直径比饱和器3外径大1-2cm,高度比饱和器3高2-4cm,盛放皿2底部有开口与溶液导管12密封连接；

盛放皿盖7有两个开口，分别与空气导管11及溶液导管12密封连接。空气导管11与盛放皿盖7的连接长度小于盛放皿盖7厚，溶液导管12伸入盛放皿2且与所述饱和器3接触；

真空泵8为智能真空泵，可显示实时真空度值；

第一去污盒9及第二去污盒18为耐腐蚀的特氟隆材质，分别与空气导管、加压导管连接相通，为2cm*2cm*5cm的立方体盒，盒壁厚为2mm，内含多孔性固体吸附剂及活性炭用于吸收导管空气中的有害物质。

溶液导管12一侧与所述溶液盒15连接，另外一侧分为两条导管，分别与盛放皿2底部及盛放皿盖7相连。

本发明提供了上述装置的使用方法，包括以下步骤：

①将制备好的土样4放入饱和器3中，透水板与土样之间设有滤纸，将装有土样4的饱和器3放置在盛放皿2的圆形凹槽17内，在盛放皿盖7和盛放皿2接触面涂抹凡士林，盖好盛放皿盖7，向溶液盒15中加入预先按不同浓度配制好的化学溶液；

②关闭加压开关14、溶液开关13，打开真空阀门10，启动真空泵8；

③当真空泵8显示真空度为一个大气压力时，微微打开溶液开关13、加压开关14，打开加压泵19，使溶液徐徐注入盛放皿2；

④当溶液淹没饱和器3后关闭真空阀门10、溶液开关13、加压开关14，并关真空泵8、加压泵19，静置30min~24h，使试样饱和；

⑤打开真空阀门10，使空气进入盛放皿2，打开盛放皿盖7，取出饱和器3。

Claims (7)

1.一种用于污染土的化学溶液饱和装置，其特征在于：由盛放装置、真空装置及加液装置组成；

所述盛放装置包括盛放架、试样盛放皿、盛放皿盖及饱和器，在盛放架上设有若干个盛放皿；所述盛放皿与盛放皿盖磨口连接，所述盛放皿底部有圆形凹槽，用于放置并固定饱和器，所述饱和器为圆柱结构，饱和器的底部和顶部设有透水板，透水板内侧设有滤纸；所述饱和器内盛放需要饱和的土样，土样上下端均垫有滤纸及透水板；

所述真空装置包括真空泵、第一去污盒、空气导管、真空阀门，所述空气导管一端与所述真空泵连接，空气导管另外一端通过若干支管与盛放皿连接，在支管上设有真空阀门；所述第一去污盒安装在连接盛放皿及真空泵的空气导管上；

所述加液装置包括加压泵、加压导管、加压开关、第二去污盒、溶液导管、溶液盒、溶液开关；

溶液导管一端连接饱和器的顶部，一端连接饱和器的底部，溶液导管下方通过管道连接溶液盒，溶液经溶液导管流入饱和器，各管道上均设有溶液开关；加压导管布置在装置的底部，加压导管一端连接加压泵，另一端通过若干支管连接溶液盒,在若干溶液盒中分别放置了不同浓度的化学溶液，在各支管上分别设有加压开关，在加压导管与加压泵之间设有第二去污盒。

2.根据权利要求1所述的用于污染土的化学溶液饱和装置，其特征在于：所述盛放架由有机玻璃钢材料制成，盛放架平板为镂空的格栅板，所述盛放皿、盛放皿盖及溶液盒为玻璃材质，所述饱和器由耐腐蚀的有机玻璃钢制成，所述空气导管、加压导管及溶液导管为特氟隆软管。

3.根据权利要求1所述的用于污染土的化学溶液饱和装置，其特征在于：所述盛放皿为圆柱体结构，直径比饱和器外径大1-2cm,高度比饱和器高2-4cm,所述盛放皿底部有开口与所述溶液导管密封连接。

4.根据权利要求1所述的用于污染土的化学溶液饱和装置，其特征在于：所述盛放皿盖上有两个开口，分别与空气导管及溶液导管密封连接；所述空气导管与盛放皿盖的连接长度小于盛放皿盖厚度，所述溶液导管伸入盛放皿且与饱和器接触。

5.根据权利要求1所述的用于污染土的化学溶液饱和装置，其特征在于：所述真空泵为智能真空泵，能显示实时真空度值。

6.根据权利要求1所述的用于污染土的化学溶液饱和装置，其特征在于：所述第一去污盒及第二去污盒为耐腐蚀的特氟隆材质，分别与空气导管、加压导管连接相通，为2cm*2cm*5cm的立方体盒，盒壁厚为2mm，内含多孔性固体吸附剂及活性炭，用于吸收空气导管和加压导管中的有害物质。

7.一种权利要求1~6任一项所述的用于污染土的化学溶液饱和装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

①将制备好的土样放入饱和器中，透水板与土样之间设有滤纸，将装有土样的饱和器放置在盛放皿的圆形凹槽内，在盛放皿盖和盛放皿接触面涂抹凡士林，盖好盛放皿盖，向溶液盒中加入预先按不同浓度配制好的化学溶液；

②关闭加压开关、溶液开关，打开真空阀门，启动真空泵；

③当真空泵显示真空度为一个大气压力时，微微打开溶液开关、加压开关，打开加压泵，使溶液徐徐注入盛放皿；

④当溶液淹没饱和器后关闭真空阀门、溶液开关、加压开关，并关闭真空泵、加压泵，静置30min~24h，使试样饱和；

⑤打开真空阀门，使空气进入盛放皿，打开盛放皿盖，取出饱和器。

Images