CN114112624A - 一种改进的土壤浸提设备及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改进的土壤浸提设备及使用方法，包括浸提装置以及振荡装置，所述浸提装置包括注射圆筒、硅胶帽以及活塞杆芯，所述注射圆筒顶端设有一空心乳头，所述硅胶帽与所述空心乳头相连，所述活塞杆芯包括橡胶活塞头以及芯杆，所述芯杆顶端设有与所述凹陷卡槽相互适配的凸出卡点，所述振荡装置包括振动器和托盘组件，所述隔板两侧设有的对称的挂耳与所述金属框体相连，将所述注射圆筒固定在位于隔板表面的卡座上，且所述卡座安装方向与所述振动器的振幅相互平行，进行振动，转动芯杆，使活塞头向上推出注射圆筒内上层的液体进入离心管，利用本发明中的设备以及操作方法，使操作步骤更加快捷、减少了成本、提高了浸提效率。
Description
技术领域
本发明涉及土壤检测技术领域，具体为一种改进的土壤浸提设备及使用方法。
背景技术
与水样和气体样品不同，土壤样品中某些成分含量的分析测定首先需要使用浸提剂将其溶解分离后，再对浸提剂中的该成分进行测定。如土壤盐分和电导率、铵态氮、硝态氮、速效磷、有效钾等众多指标的测定都离不开浸提这一步骤。浸提操作的主要步骤包括称量样品、加入浸提剂、振荡、离心或过滤等步骤，十分繁琐。在批量处理样品时，浸提操作的工作量也相应的成倍增加，如浸提瓶、离心管等循环使用的实验容器的清洗和干燥，非常耗时耗力；同时自来水和蒸馏水的消耗量也很大；浸提瓶的形状以圆柱状居多，在往复式或水平旋转运动的振荡器作用下，存在浸提不彻底的问题；受振荡器容纳空间限制，一次性只能处理二十几个浸提瓶，不仅大大限制了工作效率，也增大了来源于不同处理批次下的误差，影响了准确度。此外，在进行离心时的重量配平工作也十分耗时。
发明内容
本发明提供一种改进的土壤浸提设备及使用方法，解决了传统浸提操作中步骤繁琐、费时费力费水、浸提效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改进的土壤浸提设备，包括浸提装置以及振荡装置，所述浸提装置包括注射圆筒、硅胶帽以及活塞杆芯，所述注射圆筒顶端设有一空心乳头，所述硅胶帽与所述空心乳头相连，所述活塞杆芯包括橡胶活塞头以及芯杆，所述橡胶活塞头一端设有一密封圈，另一端设有一凹陷卡槽，所述芯杆顶端设有与所述凹陷卡槽相互适配的凸出卡点，所述芯杆尾端设有一活塞柄，所述凸出卡点与所述凹陷卡槽相连，所述振荡装置包括振动器以及托盘组件，所述托盘组件包括金属框体以及隔板，所述金属框体位于所述振动器内部，所述隔板两侧设有对称的挂耳，所述挂耳与所述金属框体相连，所述隔板表面设有若干个卡座，所述卡座用于固定所述注射圆筒，且所述卡座安装方向与所述振动器的振幅相互平行。
优选的，所述卡座包括卡板、滚轮以及支撑轴，所述卡板底部设有贴片，所述贴片与所述隔板表面相互粘贴，所述卡板呈三棱柱体状，所述支撑轴对称位于所述卡板开口两侧，所述滚轮套在所述支撑轴上，所述注射圆筒固定在所述卡板之间。
优选的，所述空心乳头外壁设有第一螺纹结构，利用第一螺纹结构与输液导管螺旋相连。
优选的，所述注射圆筒开口端设有一盖板，所述盖板中心位置设有一螺纹孔，所述芯杆外壁设有第二螺纹结构，所述芯杆插在所述螺纹孔内，且所述芯杆前端与所述橡胶活塞头相连，所述第二螺纹结构与所述螺纹孔相互啮合。
优选的，所述芯杆前端位置设有一旋转轴，所述旋转轴位于所述凸出卡点与所述芯杆之间，所述芯杆与所述凸出卡点之间无转动约束。
优选的，所述凸出卡点侧壁设有圆槽，所述圆槽内插有一移动圆杆，所述移动圆杆在所述圆槽中自由移动，且所述移动圆杆与所述圆槽底端之间设有一弹簧，所述移动圆杆前端与所述凹陷卡槽内壁相互卡合。
一种改进的土壤浸提设备的使用方法，包括以下步骤，
S1：将芯杆与橡胶活塞头相连，插入至注射圆筒中，推至注射圆筒底部，再向外拉动芯杆，利用差减法抽取定量的浸提剂；
S2：在注射圆筒顶端的空心乳头处加盖硅胶帽，翻转注射圆筒，并将盖板、橡胶活塞头以及芯杆从注射圆筒下端拔出，再将注射圆筒放置在具有编号的试管架上；
S3：称量研磨过筛后的风干土样，加入到注射圆筒内，并将橡胶活塞头从注射圆筒开口端装入，形成对注射圆筒的密封；
S4：将隔板两侧的挂耳嵌入金属框体上，接着将密封后的注射圆筒分别固定在隔板表面的卡座中；
S5：设置振荡时间和转速，并开始振荡，振荡结束后，取下隔板，将隔板上的注射圆筒取下，并使注射圆筒上端的空心乳头朝上方向静置片刻；
S6：接着将空心乳头上的硅胶帽取下，换装上输液导管，并重新给橡胶活塞头背部安装上芯杆，并将盖板与注射圆筒相连，将芯杆通过盖板上的螺纹孔；
S7：在天平上放置好离心管，通过推压芯杆将注射圆筒内上层的浸提液缓缓导入离心管，直到达到所需使用量，若超过所需量，拉拽芯杆吸回注射圆筒内部，完成浸提操作。
优选的，所述S1中，所述注射圆筒的体积是所述浸提剂的两倍。
优选的，所述S3中，所述橡胶活塞头安装位置是浸提剂体积的1.5倍。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明中，提供的浸提装置简便高效，尤其适合批量化浸提操作。通过活塞头密封注射圆筒，省去了传统浸提瓶螺纹瓶盖反复拧紧拧开的操作。
2、本发明中，通过在橡胶活塞头背部设置了可拆卸的芯杆，不仅可以改变浸提装置的振荡空间，可以大大压缩浸提装置在振荡器的隔板上所占的空间，增加一次性振荡的样品数量；同时在静置后的浸提装置内密度大的土壤颗粒沉淀在底部，而较轻的浸提液在上方，还可通过芯杆转动，使活塞上下移动，对注射圆管内进行推压，可以减少离心管内的土壤颗粒含量，并且可以大大提高离心管配重效率，无需如传统方法反复拿起和倾倒浸提瓶，使浸提液浑浊，增加配重难度。
3、本发明中，在注射圆管开口端设置了盖板，盖板中心位置设有了螺纹孔，利用芯杆外壁设有的第二螺纹结构与螺纹孔啮合，通过转动芯杆，使芯杆沿着螺纹孔可稳定地前后移动，配合芯杆前端的旋转轴，使芯杆在转动过程中，前端的橡胶活塞头保持与注射圆筒贴合移动，不发生转动，保证注射圆筒的密封效果，同时螺纹孔与芯杆上的第二螺纹结构相互啮合转动，使芯杆前端的橡胶活塞头可在注射圆筒内壁平稳精确的推动，在进行吸抽液体时，对量的控制更为精确，避免了推拉方式，造成液体吸抽量过大，需频繁调整，节约了时间。
4、本发明中，通过在橡胶活塞头周围了橡胶密封圈，通过推压橡胶密封圈可实现注射圆筒内高效便捷地清洗工作，也有助于富集无法直接倒入下水管道的泥浆。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明浸提装置的结构示意图；
图2是本发明注射圆筒的侧视剖面图；
图3是本发明图2中A处放大的结构示意图；
图4是本发明活塞杆芯的结构示意图；
图5是本发明盖板一视角的结构示意图；
图6是本发明卡座一视角的结构示意图；
图7是本发明振荡装置的结构示意图；
图8是本发明浸提装置与离心管配合的操作示意图；
图中标号：1、注射圆筒；101、空心乳头；102、第一螺纹结构；2、硅胶帽；301、橡胶活塞头；302、芯杆；303、密封圈；304、凹陷卡槽；305、凸出卡点；306、活塞柄；307、第二螺纹结构；308、旋转轴；309、圆槽；310、移动圆杆；311、弹簧；401、金属框体；402、隔板；403、挂耳；501、卡板；502、滚轮；503、支撑轴；504、贴片；6、盖板；601、螺纹孔；7、输液导管；8、离心管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1-图7所示，一种改进的土壤浸提设备，包括浸提装置以及振荡装置，所述浸提装置包括注射圆筒1、硅胶帽2以及活塞杆芯，所述注射圆筒1顶端设有一空心乳头101，所述硅胶帽2与所述空心乳头101相连，所述空心乳头101外壁设有第一螺纹结构102，利用第一螺纹结构102与输液导管7螺旋相连，所述活塞杆芯包括橡胶活塞头301以及芯杆302，所述橡胶活塞头301一端设有一密封圈303，另一端设有一凹陷卡槽304，所述芯杆302顶端设有与所述凹陷卡槽304相互适配的凸出卡点305，所述芯杆302尾端设有一活塞柄306，所述凸出卡点305与所述凹陷卡槽304相连，所述凸出卡点305侧壁设有圆槽309，所述圆槽309内插有一移动圆杆310，所述移动圆杆310在所述圆槽309中自由移动，且所述移动圆杆310与所述圆槽309底端之间设有一弹簧311，所述移动圆杆310前端与所述凹陷卡槽304内壁相互卡合，所述注射圆筒1开口端设有一盖板6，所述盖板6中心位置设有一螺纹孔601，所述芯杆302外壁设有第二螺纹结构307，所述芯杆302插在所述螺纹孔601内，且所述芯杆302前端与所述橡胶活塞头301相连，所述第二螺纹结构307与所述螺纹孔601相互啮合，所述芯杆302前端位置设有一旋转轴308，所述旋转轴308位于所述凸出卡点305与所述芯杆302之间，所述芯杆302与所述凸出卡点305之间无转动约束，所述振荡装置包括振动器以及托盘组件，振荡器为常规的往复式振荡器或水平旋转振荡器，所述托盘组件包括金属框体401以及隔板402，所述金属框体401位于所述振动器内部，所述隔板402两侧设有对称的挂耳403，所述挂耳403与所述金属框体401相连，所述隔板402表面设有若干个卡座，所述卡座包括卡板501、滚轮502以及支撑轴503，所述卡板501底部设有贴片504，所述贴片504与所述隔板402表面相互粘贴，所述卡板501呈三棱柱体状，所述支撑轴503对称位于所述卡板501开口两侧，所述滚轮502套在所述支撑轴503上，所述注射圆筒1固定在所述卡板501之间，所述卡座用于固定所述注射圆筒1，且所述卡座安装方向与所述振动器的最大振幅相互平行，同时三棱柱体卡座相互错开，实现振荡器托盘空间的充分利用。
一种改进的土壤浸提设备的使用方法，包括以下步骤，
S1：将芯杆302与橡胶活塞头301相连，插入至注射圆筒1中，推至注射圆筒1底部，再向外拉动芯杆302，利用差减法抽取定量的浸提剂，注射圆筒1的体积是所述浸提剂的两倍，差减法使用的为百分位天平，量程在2kg～4kg；
S2：在注射圆筒1顶端的空心乳头101处加盖硅胶帽2，翻转注射圆筒1，并将橡胶活塞头301以及芯杆302从注射圆筒1下端拔出，再将注射圆筒1放置在具有编号的试管架上；
S3：称量研磨过筛后的风干土样，加入到注射圆筒1内，并将橡胶活塞头301从注射圆筒1开口端装入，形成对注射圆筒1的密封，且橡胶活塞头301安装位置是浸提剂体积的1.5倍；
S4：将隔板402两侧的挂耳403嵌入金属框体401上，接着将密封后的注射圆筒1分别固定在隔板402表面的卡座中；
S5：设置振荡时间和转速，并开始振荡，振荡结束后，取下隔板402，将隔板402上的注射圆筒1取下，并使注射圆筒1上端的空心乳头101朝上方向静置片刻，隔板402上的被密封的注射圆筒1与隔板402一起置于天平附近，同时准备好已编号的对应样品的离心管8；
S6：接着将空心乳头101上的硅胶帽2取下，换装上输液导管7，并重新给橡胶活塞头301背部安装上芯杆302，并将盖板6与注射圆筒1相连，将芯杆302通过盖板6上的螺纹孔601；
S7：在天平上放置好离心管8，通过推压芯杆302将注射圆筒1内上层的浸提液缓缓导入离心管8，直到达到所需使用量，若超过所需量，拉拽芯杆302吸回注射圆筒1内部，完成浸提操作，其中天平根据离心机的配重误差要求选用，不同样品对应的离心管8及导入的浸提液的总重量保持统一。
具体实施案例：浸提土壤速效钾
土壤样品数量为48个，已研磨过2mm筛，使用1M NH4OAc，水土比为10:1浸提，称样量为10.00g。
步骤如下：
(1)配置1M NH4OAc 5L，用量筒称量100ml的重量，记录下质量为107.71g；
(2)将1M NH4OAc分两次装在2.5L塑料烧杯中，置于天平上，去皮。
(3)将芯杆302安装至橡胶活塞头301背部一侧，插入到250ml注射圆筒1中，同时盖上盖板6，使芯杆302插在盖板6中心位置的螺纹孔601中，旋转芯杆302使橡胶活塞头301推至注射圆筒1底部；
(4)沿着注射圆筒1向上提取芯杆302，差减法抽取定量浸提剂1MNH4OAc，天平显示-107.71g，超过时旋转芯杆302，使橡胶活塞头301向内移动，不足时使芯杆302向反方向转动，直到显示该读数；
(5)在注射圆筒1的空心乳头101处加盖硅胶塞，并取下盖板6、橡胶活塞头301和芯杆302，置于具编号的试管架上；
(6)称量一定量研磨过筛后的风干土样，沿着注射圆筒1壁加入到注射圆润内，并加盖橡胶活塞头301、盖板6以及活塞芯杆302，随后取下活塞芯杆302；
(7)将装有样品和浸提液的浸提装置嵌入振荡器隔板402上的卡座中，一个隔板402可放入8个，正向隔板402设置3个，反向隔板402设置3个；
(8)将隔板402通过挂耳403嵌入金属框体401中；
(9)设置振荡时间为1h，转速为180r/min，开始振荡；
(10)振荡结束后，取下隔板402，将隔板402上的注射圆筒1拿出，并使注射圆筒1的空心乳头101朝上方向静置片刻；
(11)在注射圆筒1上端的空心乳头101螺旋套上输液导管7一端，输液导管7另一端置入离心管8中，轻轻拿起浸注射圆筒1并安装上芯杆302；
(12)在天平上放置好离心管8，如图8所示，通过旋转芯杆302将上层浸提液缓缓导入离心管8，直到达到65.00g，若超过所需量，可反方向旋转拉回橡胶活塞头301，将液体吸回。
(13)离心管8进行离心操作；
清洗浸提器，由于注射圆筒1内的剩余液体较多，通过摇晃可将泥浆冲散，然后将盖板6从注射圆筒1上拆卸下，通过抽拉芯杆302，将注射圆筒1内的泥浆推入盛放泥浆的桶内，随后吸取少量自来水，将振荡装置放置于超声波清洗机中，随后从注射圆筒1内倒出，再吸入蒸馏水从空心乳头101端推压出，反复三次即可。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种改进的土壤浸提设备，其特征在于：包括浸提装置以及振荡装置，所述浸提装置包括注射圆筒、硅胶帽以及活塞杆芯，所述注射圆筒顶端设有一空心乳头，所述硅胶帽与所述空心乳头相连，所述活塞杆芯包括橡胶活塞头以及芯杆，所述橡胶活塞头一端设有一密封圈，另一端设有一凹陷卡槽，所述芯杆顶端设有与所述凹陷卡槽相互适配的凸出卡点，所述芯杆尾端设有一活塞柄，所述凸出卡点与所述凹陷卡槽相连，所述振荡装置包括振动器以及托盘组件，所述托盘组件包括金属框体以及隔板，所述金属框体位于所述振动器内部，所述隔板两侧设有对称的挂耳，所述挂耳与所述金属框体相连，所述隔板表面设有若干个卡座，所述卡座用于固定所述注射圆筒，且所述卡座安装方向与所述振动器的振幅相互平行。
2.根据权利要求1所述的一种改进的土壤浸提设备，其特征在于：所述卡座包括卡板、滚轮以及支撑轴，所述卡板底部设有贴片，所述贴片与所述隔板表面相互粘贴，所述卡板呈三棱柱体状，所述支撑轴对称位于所述卡板开口两侧，所述滚轮套在所述支撑轴上，所述注射圆筒固定在所述卡板之间。
3.根据权利要求1所述的一种改进的土壤浸提设备，其特征在于：所述空心乳头外壁设有第一螺纹结构。
4.根据权利要求1所述的一种改进的土壤浸提设备，其特征在于：所述注射圆筒开口端设有一盖板，所述盖板中心位置设有一螺纹孔，所述芯杆外壁设有第二螺纹结构，所述芯杆插在所述螺纹孔内，且所述芯杆前端与所述橡胶活塞头相连，所述第二螺纹结构与所述螺纹孔相互啮合。
5.根据权利要求1所述的一种改进的土壤浸提设备，其特征在于：所述芯杆前端位置设有一旋转轴，所述旋转轴位于所述凸出卡点与所述芯杆之间，所述芯杆与所述凸出卡点之间无转动约束。
6.根据权利要求1所述的一种改进的土壤浸提设备，其特征在于：所述凸出卡点侧壁设有圆槽，所述圆槽内插有一移动圆杆，所述移动圆杆在所述圆槽中自由移动，且所述移动圆杆与所述圆槽底端之间设有一弹簧，所述移动圆杆前端与所述凹陷卡槽内壁相互卡合。
7.一种基于上述权利要求1-6中任一项所述的改进的土壤浸提设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将芯杆与橡胶活塞头相连，插入至注射圆筒中，推至注射圆筒底部，再向外拉动芯杆，利用差减法抽取定量的浸提剂；
S2：在注射圆筒顶端的空心乳头处加盖硅胶帽，翻转注射圆筒，并将橡胶活塞头以及芯杆从注射圆筒下端拔出，再将注射圆筒放置在具有编号的试管架上；
S3：称量研磨过筛后的风干土样，加入到注射圆筒内，并将橡胶活塞头从注射圆筒开口端装入，形成对注射圆筒的密封；
S4：将隔板两侧的挂耳嵌入金属框体上，接着将密封后的注射圆筒分别固定在隔板表面的卡座中；
S5：设置振荡时间和转速，并开始振荡，振荡结束后，取下隔板，将隔板上的注射圆筒取下，并使注射圆筒上端的空心乳头朝上方向静置片刻；
S6：接着将空心乳头上的硅胶帽取下，换装上输液导管，并重新给橡胶活塞头背部安装上芯杆，并将盖板与注射圆筒相连，将芯杆通过盖板上的螺纹孔；
S7：在天平上放置好离心管，通过推压芯杆将注射圆筒内上层的浸提液缓缓导入离心管，直到达到所需使用量，若超过所需量，拉拽芯杆吸回注射圆筒内部，完成浸提操作。
8.根据权利要求7所述的一种改进的土壤浸提设备的使用方法，其特征在于：所述S1中，所述注射圆筒的体积是所述浸提剂的两倍。
9.根据权利要求7所述的一种改进的土壤浸提设备的使用方法，其特征在于：所述S3中，所述橡胶活塞头安装位置是浸提剂体积的1.5倍。
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