CN112322461A - 一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置 - Google Patents

一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置，包括支撑架、碳酸盐岩样品，所述支撑架底部侧壁固定连接有水箱，所述水箱底部固定连接有加热板，所述支撑架顶部外侧壁固定连接有公用齿圈，所述公用齿圈顶部通过支撑板连接有第一电机，所述第一电机输出端固定连接有输出轴。碳酸盐岩在内试管中不断的转动，从而各个表面与微生物进行充分的接触，将碳酸盐岩与微生物充分混合，使得碳酸盐岩各个表面局可以与微生物反应，并且也放置了不同试管晃动的不够均匀，晃动的力度不同从而导致实验的结果不一样，提高实验结果的准确率，同时外试管底部位于水箱内，水箱内装加入水，通过加热板加热或者降温通过改变温度从而改变反应条件。

Description

一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置
技术领域
本发明涉及碳酸盐岩技术领域，尤其涉及一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置。
背景技术
对主要由碳酸盐类矿物组成的岩石的泛称，如常见的由方解石(碳酸钙的矿物)组成的石灰岩及其变质产物——大理岩；主要由白云石(碳酸钙镁的矿物)组成的白云岩及白云大理岩；由方解石和少量黏土矿物组成的泥灰岩等，物性因矿物成分的变化而有一定差异，碳酸盐岩中有的可选作彩石、砚石、观赏石，碳酸盐岩与岩浆岩的接触带常形成有价值的珠宝玉石矿床，碳酸盐岩所属现代词，主要有石灰岩和白云岩等两类。碳酸盐岩和碳酸盐沉积物从前寒武纪到现在均有产出，分布极广，约占沉积岩总量的1/5～1/4。
经检索，中国专利号为CN109468221A的发明专利，公开了一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置，使用耐盐，耐碱，耐热的材料，可拆卸、可清洗、可重复利用，操作方便、简单，节省时间；密封性好，防止细菌污染以及高盐浓度的培养基洒落腐蚀仪器；成本低；实验组和对照组在相同的条件下培养，能够快速观察实验组和对照组发生的不同反应现象；三角支架附着橡胶皮塞，稳定性能高，适合任何环境下微生物碳酸盐岩培养的推广。
碳酸盐岩在模拟实验的时候需要进行对比，特别是关于微生物对于碳酸盐岩的侵蚀作用，由于微生物种类繁多，因此产生的碳酸盐岩种类也是多种多样的，需要对比的种类就会增加，现有的实验过程中由于需要微生物不能与碳酸盐岩充分混合导致实验效果不明显，产生的结果偏差较大，并且对于不同时间的碳酸盐岩的侵蚀状态展示的不够全面，不方便统计与观察，从而，提出一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在问题，而提出的一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置，包括支撑架、碳酸盐岩样品，所述支撑架底部侧壁固定连接有水箱，所述水箱底部固定连接有加热板，所述支撑架顶部外侧壁固定连接有公用齿圈，所述公用齿圈顶部通过支撑板连接有第一电机，所述第一电机输出端固定连接有输出轴，所述输出轴端部与加热板顶部转动连接，位于水箱内部的所述输出轴外侧壁固定连接有扇叶，所述输出轴外侧壁固定连接太阳轮，所述公用齿圈内侧壁啮合连接有多个行星轮，所述太阳轮与多个行星轮啮合连接，多个所述行星轮内部均固定连接有连接轴，多个所述连接轴与输出轴通过行星架连接，所述连接轴通过连接机构连接有外试管，所述外试管内底部固定连接有气囊，所述气囊顶部固定连接有内试管，所述内试管内侧壁固定连接有刮板，所述气囊左顶部固定连接有限位板，所述外试管内侧壁固定连接有第二伸缩弹簧，所述第二伸缩弹簧端部固定连接有挡板，所述内试管内底部通过缓冲机构连接有弹板，所述弹板顶部固定连接有连杆，所述连杆顶部固定连接有承接板，所述内试管内侧壁固定连接有第二电机，所述第二电机输出端固定连接有转动杆，所述转动杆外侧壁通过传动机构连接有转杆，所述转动杆与转杆外侧壁均固定连接有第三转轮，所述第三转轮通过第二传动带连接有第四转动轮，所述第二传动带内侧壁连接有鼓轮，所述第第四转动轮内固定套接有转轴，所述转动杆与转轴通过伸缩机构与内试管内侧壁连接。
优选地，所述连接机构包括连接轴端部外侧壁固定连接的第一法轮，所述外试管顶部外侧壁固定连接有第二法轮，所述第一法轮与第二法轮均开设有对应的插设孔，所述插设孔插设有对应的固定螺栓。
优选地，所述缓冲机构包括内试管内底部固定连接的第一伸缩杆，所述输第一伸缩杆顶部与弹板内底部固定连接，所述第一伸缩杆外侧壁套接有第一伸缩弹簧，所述第一伸缩弹簧端部分别与内试管内底部与弹板底部固定连接。
优选地，多个所述伸缩机构包括内试管内侧壁固定连接的多个气缸，多个所述气缸输出端固定连接有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆端部与转动杆端部外侧壁和转轴端部外侧壁转动连接。
优选地，所述传动机构包括转动杆外侧壁转动连接的第一转动轮，所述转杆外侧壁转动连接的第二转动轮，所述第一转动轮与第二转动轮通过第一传动带传动连接。
优选地，所述限位板开设有与挡板相匹配的槽口。
优选地，所述第二传动带外侧壁与碳酸盐岩样品相接触。
优选地，所述承接板位于第二传动带之间。
优选地，所述公用齿圈内侧壁设有多个内齿轮，多个所述行星轮外侧壁设有多个外齿轮，所述公用齿圈内侧壁与行星轮外侧壁啮合连接。
优选地，所述行星架与底部与连接轴和输出轴顶部固定连接，所述行星架呈现五角分散型。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过将碳酸盐岩样品放入到内试管内，碳酸盐岩样品随之会降落到承接板上，从而给承接板压力，承接板会下降通过连杆给弹板一个压力，从而弹板通过缓冲机构挤压气囊，缓冲机构的作用使得碳酸盐岩样降落不会对内试管造成一个快速的冲击从而损伤内试管，气囊在压力作用下，气囊内的气体会被挤压到顶部，从而鼓起使得与之连接的限位板上升，实现了当碳酸盐岩样品进入到内试管之后，从而使得挡板弹出，将内试管表面封住，从而对内试管进行密封，内试管自动封闭的效果，使得更加方便不需要人为的去操作密封，防止空气中的细菌及其他物质对实验结果产生影响，更加明确了放置的微生物对于碳酸盐岩样品的反映效果，且密封后，将第二法轮与第一法轮相互对应，安装固定螺栓，从而使得外试管与连接轴相互连接固定，开设实验时，启动第一电机，从而输出轴转动，输出轴转动带动太阳轮转动，由于啮合作用带动行星轮转动，从而使得外试管整体转动，出现外试管自转的同时并且公转，碳酸盐岩在内试管中不断的转动，从而各个表面与微生物进行充分的接触，将碳酸盐岩与微生物充分混合，使得碳酸盐岩各个表面局可以与微生物反应，并且也放置了不同试管晃动的不够均匀，晃动的力度不同从而导致实验的结果不一样，提高实验结果的准确率，同时外试管底部位于水箱内，水箱内装加入水，通过加热板加热或者降温通过改变温度从而改变反应条件，并且输出轴转动会带动扇叶转动搅拌，使得水箱内的水的温度均匀，放置外界温度对于实验结果产生影响导致实验结果产生误差。
2、本实验在不同的内试管内放入相同体积、形状相似的碳酸盐岩，并且放入不同的微生物，使得微生物与相同体积、形状相似的碳酸盐岩相互反应，反应相同时间之后，启动第二电机，使得转动杆转动，从而第二传动带转动，从而带动内试管内的碳酸盐岩转动，刮板将碳酸盐岩表面进行刮取，从而收集反应产物，进行分析。或者是在不同的内试管内放入相同体积、形状相似的碳酸盐岩，并且放入相同的微生物，使得微生物与相同体积、形状相似的碳酸盐岩相互反应，当反应一断时间之后，启动其中一个第二电机，使得转动杆转动，从而第二传动带转动，从而带动内试管内的碳酸盐岩转动，刮板将碳酸盐岩表面进行刮取，从而收集反应产物，其它试管内的碳酸盐岩反应一端时间之后再进行刮取，对不同反应时间的碳酸盐岩进行取样，从而实现了不同的微生物对于同种碳酸盐岩相同时间的反应实验效果观察，也可以实现相同的微生物对相同碳酸盐岩不同时间的反应效果观察。
附图说明
图1为本发明提出的一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置的结构示意图；
图2为图1中A处放大图；
图3为图1中B处放大图；
图4为本发明提出的一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置输出轴、连接轴、太阳轮、行星轮与行星架的连接结构示意图；
图5为本发明提出的一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置内试管俯视图；
图6为本发明提出的一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置传动机构的连接结构示意图；
图7为本发明提出的一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置限位板的结构示意图。
图中：1、支撑架；2、公用齿圈；3、水箱；4、加热板；5、第一电机；6、输出轴；7、连接轴；8、太阳轮；9、行星轮；10、行星架；11、第一法轮；12、第二法轮；13、外试管；14、内试管；15、固定螺栓；16、气囊；17、第一伸缩弹簧；18、第一伸缩杆；19、弹板；20、连杆；21、承接板；22、限位板；23、第二伸缩弹簧；24、挡板；25、气缸；26、第二伸缩杆；27、第三转轮；28、第四转动轮；29、第二传动带；30、鼓轮；31、碳酸盐岩样品；32、扇叶；33、第二电机；34、第一传动带；35、转动杆；36、转杆；37、刮板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-7，一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置，包括支撑架1、碳酸盐岩样品31，支撑架1底部侧壁固定连接有水箱3，水箱3底部固定连接有加热板4，加热板4具有加热效果也具有降温效果，依据不同的温度需要可以进行调整，支撑架1顶部外侧壁固定连接有公用齿圈2，公用齿圈2顶部通过支撑板连接有第一电机5，第一电机5输出端固定连接有输出轴6，输出轴6端部与加热板4顶部转动连接，位于水箱3内部的输出轴6外侧壁固定连接有扇叶32，扇叶32可以将水箱3内部的水搅拌，从而使得水箱3内的水均匀调匀，便于外试管13的加热与降温。
输出轴6外侧壁固定连接太阳轮8，公用齿圈2内侧壁啮合连接有多个行星轮9，公用齿圈2内侧壁设有多个内齿轮，多个行星轮9外侧壁设有多个外齿轮，公用齿圈2内侧壁与行星轮9外侧壁啮合连接，太阳轮8与多个行星轮9啮合连接，多个行星轮9内部均固定连接有连接轴7，多个连接轴7与输出轴6通过行星架10连接，行星架10与底部与连接轴7和输出轴6顶部固定连接，行星架10呈现五角分散型，连接轴7通过连接机构连接有外试管13，实现了外试管13可以在围绕输出轴6公转，并且多个外试管13同时可以自转，外试管13不是传统意义上的试管是具有较大容量的试管，内部可以放置较多的装置。
连接机构包括连接轴7端部外侧壁固定连接的第一法轮11，外试管13顶部外侧壁固定连接有第二法轮12，第一法轮11与第二法轮12均开设有对应的插设孔，插设孔插设有对应的固定螺栓15，第一法轮11与第二法轮12的配合使用，实现了对于外试管13的快速的固定与安装，外试管13内底部固定连接有气囊16，气囊16顶部固定连接有内试管14，内试管14内底部是软质材质具有弹性可以对气囊16底部进行挤压，内试管14内侧壁固定连接有刮板37，气囊16是密封的状态，在部分位置受到压力的作用下，内部的气体会移动。
气囊16左顶部固定连接有限位板22，限位板22开设有与挡板24相匹配的槽口，外试管13内侧壁固定连接有第二伸缩弹簧23，第二伸缩弹簧23端部固定连接有挡板24，内试管14内底部通过缓冲机构连接有弹板19，缓冲机构包括内试管14内底部固定连接的第一伸缩杆18，输第一伸缩杆18顶部与弹板19内底部固定连接，第一伸缩杆18外侧壁套接有第一伸缩弹簧17，第一伸缩弹簧17端部分别与内试管14内底部与弹板19底部固定连接，第一伸缩弹簧17与第一伸缩杆18的配合使用使得缓冲作用防止碳酸盐岩样品31进入内试管14进行冲击，对内试管14底部造成损伤。
弹板19顶部固定连接有连杆20，连杆20顶部固定连接有承接板21，内试管14内侧壁固定连接有第二电机33，第二电机33输出端固定连接有转动杆35，转动杆35外侧壁通过传动机构连接有转杆36，传动机构包括转动杆35外侧壁转动连接的第一转动轮，转杆36外侧壁转动连接的第二转动轮，第一转动轮与第二转动轮通过第一传动带34传动连接，转动杆35与转杆36外侧壁均固定连接有第三转轮27，第三转轮27通过第二传动带29连接有第四转动轮28，第二传动带29外侧壁与碳酸盐岩样品31相接触,从而带动碳酸盐岩样品31转动，将碳酸盐岩样品31的表面进行刮取，承接板21位于第二传动带29之间，第二传动带29内侧壁连接有鼓轮30，第第四转动轮28内固定套接有转轴，转动杆35与转轴通过伸缩机构与内试管14内侧壁连接，多个伸缩机构包括内试管14内侧壁固定连接的多个气缸25，多个气缸25输出端固定连接有第二伸缩杆26，第二伸缩杆26端部与转动杆35端部外侧壁和转轴端部外侧壁转动连接。
本发明具体工作原理如下：
初始状态下，将碳酸盐岩样品31放入到内试管14内，碳酸盐岩样品31随之会降落到承接板21上，从而给承接板21压力，承接板21会下降通过连杆20给弹板19一个压力，从而弹板19通过缓冲机构挤压气囊16，缓冲机构的作用使得碳酸盐岩样品31降落不会对内试管14造成一个快速的冲击从而损伤内试管14，气囊16在压力作用下，气囊16内的气体会被挤压到顶部，从而鼓起使得与之连接的限位板22上升，从而失去了对挡板24的阻挡，挡板24在23的作用下会弹出，将内试管14表面封住，从而对内试管14进行密封，防止空气中的细菌及其他物质对实验结果产生影响。
当承接板21放置在内试管14内，并且密封后，将第二法轮12与第一法轮11相互对应，安装固定螺栓15，从而使得外试管13与连接轴7相互连接固定，开设实验时，启动第一电机5，从而输出轴6转动，输出轴6转动带动太阳轮8转动，由于啮合作用带动行星轮9转动，从而使得外试管13整体转动，出现外试管13自转的同时并且公转，从而将碳酸盐岩与微生物充分混合，提高实验的效率，使得实验更加全面，同时外试管13底部位于水箱3内，水箱3内装满水，通过加热板4加热或者降温通过改变温度从而改变反应条件，并且输出轴6转动会带动扇叶32转动搅拌，使得水箱3内的水的温度均匀。
实施例一：
在不同的内试管14内放入相同体积、形状相似的碳酸盐岩，并且放入不同的微生物，使得微生物与相同体积、形状相似的碳酸盐岩相互反应，反应相同时间之后，启动第二电机33，使得转动杆35转动，从而第二传动带29转动，从而带动内试管14内的碳酸盐岩转动，刮板37将碳酸盐岩表面进行刮取，从而收集反应产物，进行分析。
实施例二：
在不同的内试管14内放入相同体积、形状相似的碳酸盐岩，并且放入相同的微生物，使得微生物与相同体积、形状相似的碳酸盐岩相互反应，当反应一断时间之后，启动其中一个第二电机33，使得转动杆35转动，从而第二传动带29转动，从而带动内试管14内的碳酸盐岩转动，刮板37将碳酸盐岩表面进行刮取，从而收集反应产物，其它试管内的碳酸盐岩反应一端时间之后再进行刮取，对不同反应时间的碳酸盐岩进行取样。
从而实现了不同的微生物对于同种碳酸盐岩相同时间的反应实验效果观察，也可以实现相同的微生物对相同碳酸盐岩不同时间的反应效果观察。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置，包括支撑架(1)、碳酸盐岩样品(31)，其特征在于，所述支撑架(1)底部侧壁固定连接有水箱(3)，所述水箱(3)底部固定连接有加热板(4)，所述支撑架(1)顶部外侧壁固定连接有公用齿圈(2)，所述公用齿圈(2)顶部通过支撑板连接有第一电机(5)，所述第一电机(5)输出端固定连接有输出轴(6)，所述输出轴(6)端部与加热板(4)顶部转动连接，位于水箱(3)内部的所述输出轴(6)外侧壁固定连接有扇叶(32)，所述输出轴(6)外侧壁固定连接太阳轮(8)，所述公用齿圈(2)内侧壁啮合连接有多个行星轮(9)，所述太阳轮(8)与多个行星轮(9)啮合连接，多个所述行星轮(9)内部均固定连接有连接轴(7)，多个所述连接轴(7)与输出轴(6)通过行星架(10)连接，所述连接轴(7)通过连接机构连接有外试管(13)，所述外试管(13)内底部固定连接有气囊(16)，所述气囊(16)顶部固定连接有内试管(14)，所述内试管(14)内侧壁固定连接有刮板(37)，所述气囊(16)左顶部固定连接有限位板(22)，所述外试管(13)内侧壁固定连接有第二伸缩弹簧(23)，所述第二伸缩弹簧(23)端部固定连接有挡板(24)，所述内试管(14)内底部通过缓冲机构连接有弹板(19)，所述弹板(19)顶部固定连接有连杆(20)，所述连杆(20)顶部固定连接有承接板(21)，所述内试管(14)内侧壁固定连接有第二电机(33)，所述第二电机(33)输出端固定连接有转动杆(35)，所述转动杆(35)外侧壁通过传动机构连接有转杆(36)，所述转动杆(35)与转杆(36)外侧壁均固定连接有第三转轮(27)，所述第三转轮(27)通过第二传动带(29)连接有第四转动轮(28)，所述第二传动带(29)内侧壁连接有鼓轮(30)，所述第第四转动轮(28)内固定套接有转轴，所述转动杆(35)与转轴通过伸缩机构与内试管(14)内侧壁连接。
2.根据权利要求1所述的一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置，其特征在于，所述连接机构包括连接轴(7)端部外侧壁固定连接的第一法轮(11)，所述外试管(13)顶部外侧壁固定连接有第二法轮(12)，所述第一法轮(11)与第二法轮(12)均开设有对应的插设孔，所述插设孔插设有对应的固定螺栓(15)。
3.根据权利要求1所述的一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置，其特征在于，所述缓冲机构包括内试管(14)内底部固定连接的第一伸缩杆(18)，所述输第一伸缩杆(18)顶部与弹板(19)内底部固定连接，所述第一伸缩杆(18)外侧壁套接有第一伸缩弹簧(17)，所述第一伸缩弹簧(17)端部分别与内试管(14)内底部与弹板(19)底部固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置，其特征在于，多个所述伸缩机构包括内试管(14)内侧壁固定连接的多个气缸(25)，多个所述气缸(25)输出端固定连接有第二伸缩杆(26)，所述第二伸缩杆(26)端部与转动杆(35)端部外侧壁和转轴端部外侧壁转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置，其特征在于，所述传动机构包括转动杆(35)外侧壁转动连接的第一转动轮，所述转杆(36)外侧壁转动连接的第二转动轮，所述第一转动轮与第二转动轮通过第一传动带(34)传动连接。
6.根据权利要求1所述的一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置，其特征在于，所述限位板(22)开设有与挡板(24)相匹配的槽口。
7.根据权利要求1所述的一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置，其特征在于，所述第二传动带(29)外侧壁与碳酸盐岩样品(31)相接触。
8.根据权利要求1所述的一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置，其特征在于，所述承接板(21)位于第二传动带(29)之间。
9.根据权利要求1所述的一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置，其特征在于，所述公用齿圈(2)内侧壁设有多个内齿轮，多个所述行星轮(9)外侧壁设有多个外齿轮，所述公用齿圈(2)内侧壁与行星轮(9)外侧壁啮合连接。
10.根据权利要求1所述的一种室内模拟微生物碳酸盐岩的实验装置，其特征在于，所述行星架(10)与底部与连接轴(7)和输出轴(6)顶部固定连接，所述行星架(10)呈现五角分散型。
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