CN113740143B - 一种用于含挥发性物质的筛分装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及土壤及沉积物筛分技术领域,提供了一种用于含挥发性物质的筛分装置,在底座上的左右两边分别设有一套可独立使用的筛分单元,左侧作为制气单元,右侧作为工作单元;每套筛分单元分别包括筛分部和用以对筛分部进行振动的振动部。本发明通过增设前置预处理装置,利用一部分土壤或沉积物制造能与样品保持挥发平衡的气体组分,将筛分装置内部空气置换为该气体组分后再进行振动筛分。根据物理化学中的拉乌尔定律,菲克定律等定律,气相空间的物质组分能够抑制土壤和沉积物中物质的挥发,能够保证土壤或沉积物在运动的状态下夹带或吸附的物质能够保持相对稳定,筛分后的部分与拆分前的样品在性质和成分上保持一致。

Description

一种用于含挥发性物质的筛分装置
技术领域
本发明涉及土壤及沉积物筛分技术领域,具体涉及一种用于含挥发性物质的筛分装置。
背景技术
振动筛是机械装置带动筛网产生水平或垂直方向往复运动,筛网上的物料在惯性和重力的作用下进行不规则运动,与筛网网面发生碰撞与摩擦。粒径小于筛网孔径的物料穿过筛网,粒径大于筛网孔径的物料留在原来的一侧。
振动筛主要应用于颗粒型产品的生产阶段,是建筑行业常用的仪器设备,主要应用于砂土分离等过程,农产品、乳制品、冶金等行业也有应用。
我国对环保重视程度越来越高,对危险废物管控力度逐年增强。危险废物鉴定产品多种多样,土壤和沉积物样品是危废鉴定常见的样品,根据《土壤和沉积物有机物的提取加压流体萃取法》等国标要求,土壤和沉积物样品需均化筛分,将样品进行研磨、过筛,处理成约1mm的细小颗粒。土壤和沉积物附着的有机物或无机化合物常具有挥发性,在剧烈运动的状态下会挥发为气体消散,影响目标物质最终的分析结果。分析过程各环节中,前置环节出现了较大误差,后置环节便失去了分析的意义。目前实验室使用的筛分装置是简单的筛网和振动装置的组合,结构简单,未设置挥发抑制装置,无法满足含挥发性物质样品的定量检测预处理的要求。
发明内容
基于上述背景,本发明提供了一种用于含挥发性物质的筛分装置,通过增设前置预处理装置,利用一部分土壤或沉积物制造能与样品保持挥发平衡的气体组分,将筛分装置内部空气置换为该气体组分后再进行振动筛分,因气相空间的物质组分能够抑制土壤和沉积物中物质的挥发,因此能够保证土壤或沉积物在运动的状态下夹带或吸附的物质能够保持相对稳定,筛分后的部分与拆分前的样品在性质和成分上保持一致。
本发明采用以下的技术方案:
一种用于含挥发性物质的筛分装置,包括底座,在底座上的左右两边分别设有一套可独立使用的筛分单元,左侧作为制气单元,右侧作为工作单元;每套筛分单元分别包括筛分部和用以对筛分部进行振动的振动部,所述筛分部包括筛圈和筛盖,筛圈共有三层,中上两层筛圈内设有筛网,筛盖可移动设于最上层的筛圈上,用以对筛圈进行密封;
底座外表面设有四个气孔,分别为第一气孔、第二气孔、第三气孔和第四气孔;底座内置有两段导气管,分别为进气管和回气管;进气管的两端分别与第一气孔和第三气孔相连,回气管的两端分别与第二气孔和第四气孔相连;
筛盖上侧和最下层的筛圈侧面分别设有气孔,制气单元一侧的该两气孔分别通过导管与第一气孔和第二气孔相连,工作单元一侧的该两气孔分别通过导管与第三气孔和第四气孔相连。
上述技术方案中,筛网型号可根据需要选择不同孔径,一般上层筛网的孔径要大于下层筛网的孔径。最下层筛圈底部为平整的金属底面。
进一步地,所述振动部包括振动电机、下偏心板和上偏心板,上、下偏心板分别连接在振动电机的上、下两端。
进一步地,最底层的筛圈下方设有若干根弹簧,每根弹簧的两端分别与底层筛圈的底端和底座的上端相连。
进一步地,所述弹簧为金属弹簧。
上述技术方案中,筛圈下设有若干根金属弹簧,弹簧两端连接了底座和底层筛圈,在振动过程中给筛圈一缓冲阻尼作用。
进一步地,所述筛盖与筛圈、筛圈与筛圈之间的连接处均设有一圈密封环和一个密封锁。
上述技术方案中,密封圈用于密封气体,避免筛框内的气体逸出;密封锁用于固定筛圈或筛盖,避免筛圈或筛盖在振动时因惯性发生相对位移,在连接处产生缝隙使气体逃逸。
进一步地,所述密封锁为卡扣。
进一步地,所有的气孔的外侧均设有一密封圈。
进一步地,所述导管为内径为1cm的导气软管。
上述技术方案中,筛盖上侧和最下层的筛圈侧面分别设有一气孔,气孔外侧有一密封圈,气孔通过密封圈,外部连接一根内径为1cm的导气软管,导气软管另一端通过底座上的密封圈分别与底座上的气孔相连。
进一步地,所述第三气孔和第四气孔处分别设有气阀。
进一步地,所述进气管上设有气泵。
进一步地,还包括控制器,所述控制器与振动电机、气阀、气泵分别控制相连。
进一步地,所述底座的正面设有显示器,显示器的两侧设有控制面板,每侧的控制面板上设有若干个控制按钮。
进一步地,所述显示器为液晶显示屏。
本发明具有的有益效果是:
针对含挥发性物质的土壤或沉积物定量分析前处理的筛分过程,提出了创新性分离技术,依据物理化学原理,改变筛分装置中的气相组分,使土壤或沉积物中挥发性物质提前达到平衡,抑制挥发性物质从土壤或沉积物向气相转移的过程,保证挥发性物质在筛分前后的性质与含量保持稳定。
通过增设前置预处理装置,利用一部分土壤或沉积物制造能与样品保持挥发平衡的气体组分,将筛分装置内部空气置换为该气体组分后再进行振动筛分。根据物理化学中的拉乌尔定律,菲克定律等定律,气相空间的物质组分能够抑制土壤和沉积物中物质的挥发,能够保证土壤或沉积物在运动的状态下夹带或吸附的物质能够保持相对稳定,筛分后的部分与拆分前的样品在性质和成分上保持一致。
附图说明
图1为用于含挥发性物质的筛分装置的结构示意图;
图2为筛分部的筛网附近的局部结构示意图;
图3为筛分部的筛圈与筛圈之间附近的局部结构示意图。
其中,1为筛盖,2为密封锁,201为第一卡扣槽,202为第二卡扣槽,3为密封环,4为筛网,5为筛圈,6为上偏心板,7为弹簧,8为振动电机,9为下偏心板,10为底座,11为密封圈,12为导气软管,13为导气管,14为气阀,15为气泵,16为液晶显示屏,17为控制面板,18为筛网。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体的说明:
参阅图1至图3,一种用于含挥发性物质的筛分装置,包括底座,在底座上的左右两边分别设有一套可独立使用的筛分单元,左侧作为制气单元,右侧作为工作单元;每套筛分单元分别包括筛分部和用以对筛分部进行振动的振动部,所述筛分部包括筛圈和筛盖,筛圈共有三层,中上两层筛圈内设有筛网,筛盖可移动设于最上层的筛圈上,用以对筛圈进行密封;
底座外表面设有四个气孔,分别为第一气孔、第二气孔、第三气孔和第四气孔;底座内置有两段导气管,分别为进气管和回气管;进气管的两端分别与第一气孔和第三气孔相连,回气管的两端分别与第二气孔和第四气孔相连;
筛盖上侧和最下层的筛圈侧面分别设有气孔,制气单元一侧的该两气孔分别通过导管与第一气孔和第二气孔相连,工作单元一侧的该两气孔分别通过导管与第三气孔和第四气孔相连。
其中,筛网型号可根据需要选择不同孔径,一般上层筛网的孔径要大于下层筛网的孔径。最下层筛圈底部为平整的金属底面。
作为其中的一个实施例,所述振动部包括振动电机、下偏心板和上偏心板,上、下偏心板分别连接在振动电机的上、下两端。
作为其中的一个实施例,最底层的筛圈下方设有若干根弹簧,每根弹簧的两端分别与底层筛圈的底端和底座的上端相连。
作为其中的一个实施例,所述弹簧为金属弹簧。筛圈下设有若干根金属弹簧,弹簧两端连接了底座和底层筛圈,在振动过程中给筛圈一缓冲阻尼作用。
作为其中的一个实施例,所述筛盖与筛圈、筛圈与筛圈之间的连接处均设有一圈密封环和一个密封锁。密封圈用于密封气体,避免筛框内的气体逸出;密封锁用于固定筛圈或筛盖,避免筛圈或筛盖在振动时因惯性发生相对位移,在连接处产生缝隙使气体逃逸。
作为其中的一个实施例,所有的气孔的外侧均设有一密封圈。
作为其中的一个实施例,所述导管为内径为1cm的导气软管。筛盖上侧和最下层的筛圈侧面分别设有一气孔,气孔外侧有一密封圈,气孔通过密封圈,外部连接一根内径为1cm的导气软管,导气软管另一端通过底座上的密封圈分别与底座上的气孔相连。
作为其中的一个实施例,参阅图3,所述密封锁为卡扣结构,该卡扣结构通过两个相互适配的第一卡扣槽和第二卡扣槽相互卡接。
作为其中的一个实施例,参阅图3,筛盖与筛圈、筛圈与筛圈之间的连接处均设有密封环,每个卡扣结构中的第一卡扣槽和第二卡扣槽均分别将密封环紧密压紧于筛盖与筛圈、筛圈与筛圈之间。
作为其中的一个实施例,所述第三气孔和第四气孔处分别设有气阀。
作为其中的一个实施例,所述进气管上设有气泵。
作为其中的一个实施例,还包括控制器,所述控制器与振动电机、气阀、气泵分别控制相连。
作为其中的一个实施例,所述底座的正面设有显示器,显示器的两侧设有控制面板,每侧的控制面板上设有若干个控制按钮。
作为其中的一个实施例,所述显示器为液晶显示屏。
使用时,首先依据实验需求或国家标准选择合适的筛网。两层筛网可选择不同孔径的型号,上层筛圈内对样品进行预筛选,可选择孔径较大的筛网,进行粗筛;下层选择标准孔径的筛网,按照标准或实验要求对样品进行筛分。多层筛分能够使样品与筛网充分接触,提高筛分效率,缩短筛分时间,避免挥发性的物质长时间的振动过程中逃逸。
实施例1
打开筛盖,将0.5kg土壤样品分别放入左右两个筛分单元中,盖上筛盖,检查筛盖和筛圈以及筛盖密封环间有无异物阻挡,密封是否完好;检查完毕后将密封锁扣紧。打开左边制气单元振动电机的开关,设置合适的振动频率与时间,同时打开气泵开关,使左边筛分单元对样品进行筛分作业。该部分筛分样品在筛分过程中,夹杂在样品空隙间或吸附在样品表面的挥发性物质会在样品振动或发生摩擦的过程中挥发进入气相。气泵会加速左右两个筛分单元气相流动,使两个单元气相成分始终保持一致。
经过一段时间的振动,样品夹带的吸附性物质得到充分挥发,两相间浓度达到相对平衡,样品中的挥发性物质无法进一步进入气相空间。此时关闭右侧底座气孔上的两个气阀,使右侧单元(工作单元)成为独立密闭的空间。打开右侧振动电机开关,设置与制气单元相同的振动频率,进行筛分作业。
右侧筛分单元内样品经过较短时间的振动,待筛分后的样品足量即可停止筛分作业,若需要样品较多,可更换样品多次筛分,避免同一批样品振动时间超过10分钟。
完成筛分作业后,取出筛分单元内的样品,快速放入密封容器或密封袋内保存。左侧制气单元(制气单元)内的样品作为废料处理。
实施例2
打开筛盖,将0.5kg沉积物样品分别放入左右两个筛分单元中,盖上筛盖。其它步骤同实施例1。
具体为:
打开筛盖,将0.5kg沉积物样品分别放入左右两个筛分单元中,盖上筛盖,检查筛盖和筛圈以及筛盖密封环间有无异物阻挡,密封是否完好;检查完毕后将密封锁扣紧。打开左边制气单元振动电机的开关,设置合适的振动频率与时间,同时打开气泵开关,使左边筛分单元对样品进行筛分作业。该部分筛分样品在筛分过程中,夹杂在样品空隙间或吸附在样品表面的挥发性物质会在样品振动或发生摩擦的过程中挥发进入气相。气泵会加速左右两个筛分单元气相流动,使两个单元气相成分始终保持一致。
经过一段时间的振动,样品夹带的吸附性物质得到充分挥发,两相间浓度达到相对平衡,样品中的挥发性物质无法进一步进入气相空间。此时关闭右侧底座气孔上的两个气阀,使右侧单元(工作单元)成为独立密闭的空间。打开右侧振动电机开关,设置与制气单元相同的振动频率,进行筛分作业。
右侧筛分单元内样品经过较短时间的振动,待筛分后的样品足量即可停止筛分作业,若需要样品较多,可更换样品多次筛分,避免同一批样品振动时间超过10分钟。
完成筛分作业后,取出筛分单元内的样品,快速放入密封容器或密封袋内保存。左侧制气单元(制气单元)内的样品作为废料处理。
实施例3
制气单元和工作单元的振动电机频率均通过控制按钮提前设置好,气阀、气泵的开启、关闭也均通过控制按钮提前设置好,最后,通过控制器对实验过程进行自动化控制。其它步骤同实施例1。
具体为:
打开筛盖,将0.5kg土壤样品分别放入左右两个筛分单元中,盖上筛盖,检查筛盖和筛圈以及筛盖密封环间有无异物阻挡,密封是否完好;检查完毕后将密封锁扣紧。打开左边制气单元振动电机的开关,设置合适的振动频率与时间,同时打开气泵开关,使左边筛分单元对样品进行筛分作业。该部分筛分样品在筛分过程中,夹杂在样品空隙间或吸附在样品表面的挥发性物质会在样品振动或发生摩擦的过程中挥发进入气相。气泵会加速左右两个筛分单元气相流动,使两个单元气相成分始终保持一致。
经过一段时间的振动,样品夹带的吸附性物质得到充分挥发,两相间浓度达到相对平衡,样品中的挥发性物质无法进一步进入气相空间。此时关闭右侧底座气孔上的两个气阀,使右侧单元(工作单元)成为独立密闭的空间。打开右侧振动电机开关,设置与制气单元相同的振动频率,进行筛分作业。
右侧筛分单元内样品经过较短时间的振动,待筛分后的样品足量即可停止筛分作业,若需要样品较多,可更换样品多次筛分,避免同一批样品振动时间超过10分钟。
完成筛分作业后,取出筛分单元内的样品,快速放入密封容器或密封袋内保存。左侧制气单元(制气单元)内的样品作为废料处理。
实施例4
将制气单元和工作单元的振动电机频率均通过控制按钮提前设置好,气阀、气泵的开启、关闭也均通过控制按钮提前设置好,控制器与振动电机、气阀、气泵分别控制相连。底座的正面设有显示器,显示器的两侧设有控制面板,每侧的控制面板上设有若干个控制按钮。最后,通过控制器对实验过程进行自动化控制,
其它步骤同实施例2。
具体为:
打开筛盖,将0.5kg沉积物样品分别放入左右两个筛分单元中,盖上筛盖,检查筛盖和筛圈以及筛盖密封环间有无异物阻挡,密封是否完好;检查完毕后将密封锁扣紧。打开左边制气单元振动电机的开关,设置合适的振动频率与时间,同时打开气泵开关,使左边筛分单元对样品进行筛分作业。该部分筛分样品在筛分过程中,夹杂在样品空隙间或吸附在样品表面的挥发性物质会在样品振动或发生摩擦的过程中挥发进入气相。气泵会加速左右两个筛分单元气相流动,使两个单元气相成分始终保持一致。
经过一段时间的振动,样品夹带的吸附性物质得到充分挥发,两相间浓度达到相对平衡,样品中的挥发性物质无法进一步进入气相空间。此时关闭右侧底座气孔上的两个气阀,使右侧单元(工作单元)成为独立密闭的空间。打开右侧振动电机开关,设置与制气单元相同的振动频率,进行筛分作业。
右侧筛分单元内样品经过较短时间的振动,待筛分后的样品足量即可停止筛分作业,若需要样品较多,可更换样品多次筛分,避免同一批样品振动时间超过10分钟。
完成筛分作业后,取出筛分单元内的样品,快速放入密封容器或密封袋内保存。左侧制气单元(制气单元)内的样品作为废料处理。
本发明针对含挥发性物质的土壤或沉积物定量分析前处理的筛分过程,提出了创新性分离技术,依据物理化学原理,改变筛分装置中的气相组分,使土壤或沉积物中挥发性物质提前达到平衡,抑制挥发性物质从土壤或沉积物向气相转移的过程,保证挥发性物质在筛分前后的性质与含量保持稳定。
通过增设前置预处理装置,利用一部分土壤或沉积物制造能与样品保持挥发平衡的气体组分,将筛分装置内部空气置换为该气体组分后再进行振动筛分。根据物理化学中的拉乌尔定律,菲克定律等定律,气相空间的物质组分能够抑制土壤和沉积物中物质的挥发,能够保证土壤或沉积物在运动的状态下夹带或吸附的物质能够保持相对稳定,筛分后的部分与拆分前的样品在性质和成分上保持一致。
当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种用于含挥发性物质的筛分装置,其特征在于,包括底座,在底座上的左右两边分别设有一套可独立使用的筛分单元,左侧作为制气单元,右侧作为工作单元;
每套筛分单元分别包括筛分部和用以对筛分部进行振动的振动部;
所述筛分部包括筛圈和筛盖,筛圈共有三层,中上两层筛圈内设有筛网,筛盖可移动设于最上层的筛圈上,用以对筛圈进行密封;
所述底座的外表面设有四个气孔,分别为第一气孔、第二气孔、第三气孔和第四气孔;底座内置有两段导气管,分别为进气管和回气管;进气管的两端分别与第一气孔和第三气孔相连,回气管的两端分别与第二气孔和第四气孔相连;
筛盖上侧和最下层的筛圈侧面分别设有气孔,制气单元一侧的该两气孔分别通过导管与第一气孔和第二气孔相连,工作单元一侧的该两气孔分别通过导管与第三气孔和第四气孔相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于含挥发性物质的筛分装置,其特征在于,所述振动部包括振动电机、下偏心板和上偏心板,上、下偏心板分别连接在振动电机的上、下两端。
3.根据权利要求1所述的一种用于含挥发性物质的筛分装置,其特征在于,最底层的筛圈下方设有若干根弹簧,每根弹簧的两端分别与底层筛圈的底端和底座的上端相连。
4.根据权利要求3所述的一种用于含挥发性物质的筛分装置,其特征在于,所述弹簧为金属弹簧。
5.根据权利要求1所述的一种用于含挥发性物质的筛分装置,其特征在于,所述筛盖与筛圈、筛圈与筛圈之间的连接处均设有一圈密封环和一个密封锁。
6.根据权利要求5所述的一种用于含挥发性物质的筛分装置,其特征在于,所述密封锁为卡扣。
7.根据权利要求1所述的一种用于含挥发性物质的筛分装置,其特征在于,所有的气孔的外侧均设有一密封圈。
8.根据权利要求1或7所述的一种用于含挥发性物质的筛分装置,其特征在于,所述导管为内径为1cm的导气软管。
9.根据权利要求2所述的一种用于含挥发性物质的筛分装置,其特征在于,所述第三气孔和第四气孔处分别设有气阀。
10.根据权利要求9所述的一种用于含挥发性物质的筛分装置,其特征在于,所述进气管上设有气泵。
11.根据权利要求9所述的一种用于含挥发性物质的筛分装置,其特征在于,还包括控制器,所述控制器与振动电机、气阀、气泵分别控制相连。
12.根据权利要求11所述的一种用于含挥发性物质的筛分装置,其特征在于,所述底座的正面设有显示器,显示器的两侧设有控制面板,每侧的控制面板上设有若干个控制按钮。
13.根据权利要求12所述的一种用于含挥发性物质的筛分装置,其特征在于,所述显示器为液晶显示屏。
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