CN114367274B - 一种用于对膨润土吸附水进行采集的装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于对膨润土吸附水进行采集的装置，采集装置用于将含水的膨润土内的水分脱附采集，采集装置包括：泡沫箱、温控装置、水分采集装置和监测装置，泡沫箱内用于容纳含水的膨润土；温控装置与泡沫箱连接，用于调节泡沫箱内某一区域内的温度；水分采集装置设置在泡沫箱内，用于收集膨润土内脱附的水分；监测装置与泡沫箱连接，用于监测泡沫箱内的实时温度和湿度。可广泛应用于环境岩土工程技术领域。

Description

一种用于对膨润土吸附水进行采集的装置及系统

技术领域

本发明属于环境岩土工程技术领域，特别涉及一种用于对膨润土吸附水进行采集的装置及系统。

背景技术

水资源短缺是一个威胁人类生命的全球挑战，特别是对干旱地区而言。伴随着人口增加，水资源愈益无法满足用水需求。然而，地球大气层含有大约12.9亿吨淡水，分布在世界各地，并且可以快速补充。因此大气集水正在成为干旱地区、内陆地区、偏远地区、海岛生产淡水的一项很有前途的战略。膨润土遍布世界各地，基于土水相互作用，以膨润土作为基本吸附剂，采集其内部水分，自然的水文循环使可持续的供水成为可能。因此，现有技术中缺乏一种试验装置能高效的采集膨润土从空气中吸附的水分，这将是我们当前的重要研究课题。

也即，对于将膨润土从空气中吸附的水分高效分离出来的技术而言，现有技术还比较空白；

可见，对于如何高效地将膨润土从大气内吸附的水分进行分离、采集，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供的一种用于对膨润土吸附水进行采集的装置，以至少解决上述技术问题；

为了解决上述问题，本发明的第一方面提供一种用于对膨润土吸附水进行采集的装置，所述采集装置用于将含水的膨润土内的水分脱附采集，所述采集装置包括：泡沫箱，所述泡沫箱内用于容纳含水的所述膨润土；温控装置，所述温控装置与所述泡沫箱连接；水分采集装置，所述水分采集装置设置在所述泡沫箱内，用于收集所述膨润土内脱附的水分；监测装置，所述监测装置与所述泡沫箱连接，用于监测所述泡沫箱内的实时温度。

在第一方面中，所述温控装置包括加热片，所述加热片通过一导热装置与所述膨润土连接，用于对所述膨润土施加加热动作；所述水分采集装置包括第一采集组件，所述第一采集组件设置在泡沫箱内远离所述膨润土的一侧，通过所述加热片的所述加热动作，使得所述膨润土所在区域升温，且与所述水分采集装置所在区域形成温度和湿度差。

在第一方面中，所述温控装置包括制冷片，所述制冷片与所述水分采集装置连接，用于对所述水分采集装置施加制冷动作；所述水分采集装置包括第二采集组件，所述第二采集组件设置在所述泡沫箱内远离所述膨润土内的一侧，通过所述制冷片的制冷动作，使得所述水分采集装置所在区域温度降低，且与所述膨润土所在区域形成温度和湿度差。

在第一方面中，所述第一采集组件包括L形铜板、散热片和铝箔纸，L形的所述铜板包括水平部分和竖直部分，所述竖直部分设置所述散热片，所述竖直部的外围侧壁上围设所述铝箔纸，所述铝箔纸与所述水平部形成槽状，用于盛水。

在第一方面中，所述第二采集组件包括塑料盖和散热铜片，所述塑料盖的中部开设有孔，所述孔设置所述散热铜片，所述散热铜片的底部设置所述制冷片；所述膨润土设置在远离所述塑料盖的正上方。

在第一方面中，所述导热装置包括导热硅脂。

在第一方面中，所述制冷装置还包括风扇，所述风扇设置在所述制冷片的底部。

在第一方面中，所述采集装置还包括：锡纸盘，所述锡纸盘用于盛放所述膨润土。

在第一方面中，所述温控装置还包括：温控器供电电源、固态继电器和温控器，所述温控器供电电源与所述固态继电器和所述温控器和所述制冷片或制热片通过导线连接。

第二方面，本发明提供了一种用于对膨润土内水分进行采集的系统，所述系统用于对上任意一项所述的用于对膨润土吸附水进行采集的装置。

有益效果：本发明提出了一种用于对膨润土吸附水进行采集的装置，通过将含水的膨润土放置在泡沫箱内，然后通过温控装置调节泡沫箱内的温度，使得泡沫箱内膨润土与水分采集装置之间形成温度和湿度差，以快速脱附膨润土内的水分，并利用监测装置监测泡沫箱内的各个区域内的温度和湿度；基于此，通过利用温控装置改变泡沫箱内的局部区域温度的方式，将膨润土内的水分脱附出来，可有效解决对于某些干旱地区无法直接获取水资源的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一中用于对膨润土吸附水进行采集的装置的结构图一；

图2为本发明实施例一中用于对膨润土吸附水进行采集的装置的结构图二；

图3为本发明实施例一中用于对膨润土吸附水进行采集的装置的电路连接图；

图4为本发明实施例一中用于对膨润土吸附水进行采集的装置随时间与相对湿度的变化后，膨润土与集水槽内的水量变化曲线图；

图5为本发明实施例一中用于对膨润土吸附水进行采集的装置中随时间变化相对温度增加后，膨润土与集水槽内的水量变化曲线图；

图6为本发明实施例一中用于对膨润土吸附水进行采集的装置中随时间变化且膨润土质量不变的情况下，集水质量与图样膨润土质量损失的曲线图；

附图标记说明：

1、泡沫箱；

2、膨润土；

3、导热装置；

4、加热片；

5、隔热棉；

6、平板；

7、第一支撑台；

8、第二支撑台；

9、L形铜板；

10、散热铜片；

11、铝箔纸；

12、锡纸盘；

13、塑料盖；

14、制冷片；

15、风扇；

16、供电电源；

17、固态继电器；

18、温控器；

19、热电偶；

20、温控器供电电源。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

同时，本说明书实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本说明书实施例中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明目的，并不是旨在限制本发明。

实施例一：

如图1-6所示，本实施例一提供了一种用于对膨润土吸附水进行采集的装置，采集装置用于将含水的膨润土2内的水分脱附采集，采集装置包括：泡沫箱1、温控装置、水分采集装置和监测装置；

泡沫箱1内用于容纳含水的膨润土2；

温控装置与泡沫箱1连接，用于调节泡沫箱1内某一区域内的温度，以使泡沫箱1内形成温度差；

水分采集装置设置在泡沫箱1内，用于收集膨润土2内脱附的水分；

监测装置与泡沫箱1连接，用于监测泡沫箱1内的实时温度和湿度。

在上述实施例一的技术方案中，通过将含水的膨润土2放置在泡沫箱1内，然后通过温控装置调节泡沫箱1内的温度，使得泡沫箱1内膨润土2与水分采集装置之间形成温度和湿度差，以快速脱附膨润土2内的水分，并利用监测装置监测泡沫箱1内的各个区域内的温度和湿度；基于此，通过利用温控装置改变泡沫箱1内的局部区域温度的方式，将膨润土2内的水分脱附，可有效解决对于某些干旱地区无法直接获取水资源的技术问题。

具体而言，对于通过温控装置对泡沫箱1内进行加热，通过加热的方式对膨润土2内的水进行脱附，本实施例一提出一种实施方式，该实施方式包括：温控装置设置为加热片4，加热片4通过一导热装置3与膨润土2连接，用于对膨润土2施加加热动作，水分采集装置包括第一采集组件，第一采集组件设置在泡沫箱1内远离膨润土2的一侧，通过加热片4的加热动作，使得膨润土2所在区域升温，且与水分采集装置所在区域形成温度和湿度差。

具体而言，对于通过温控装置对泡沫箱1内进行降温，通过加热的方式对膨润土2内的水进行脱附，本实施例一提出一种实施方式，该实施方式包括：温控装置包括制冷片14，制冷片14与水分采集装置连接，用于对水分采集装置施加制冷动作；水分采集装置包括第二采集组件，第二采集组件设置在泡沫箱1内远离膨润土2内的一侧，通过制冷片14的制冷动作，使得水分采集装置所在区域温度降低，与膨润土2所在区域形成温度和湿度差。

进一步地，对于第一采集组件而言，本实施例一提出一种实施方式，该实施方式包括：第一采集组件包括L形铜板9、散热铜片10和铝箔纸11；L形铜板9包括水平部分和竖直部分，竖直部分设置散热铜片10，竖直部的外围侧壁上围设铝箔纸11，铝箔纸11与水平部形成槽状，用于当竖直部上附着有水珠时，沿着竖直向下划入铝箔纸11上，以进行收集，同时，在L形的铜板底部还设置有第二支撑台8。

进一步地，对于第二采集组件而言，本实施例一提出一种实施方式，该实施方式包括：第二采集组件包括塑料盖13和散热铜片10，塑料盖13的中部开设有孔，孔内设置有散热铜片10，散热铜片10的底部设置有制冷片14，通过该制冷片14制冷，以形成该区域内的低温环境，且膨润土2设置在塑料盖13的上方，利用膨润土2所在位置与制冷片14所在位置形成温度差，将膨润土2内的水分脱附，进而凝结在散热铜片10上后落入至塑料盖13内。

对于上述实施例一中的导热装置3而言，本实施例一提出一种实施方式，该实施方式包括：导热装置3采用硅脂。硅脂具有良好的导热性能，以及能够均匀地吸收外部热量，进而将热量均匀地传递出去。

对于上述实施例一而言，本实施例还提出一种实施方式，该实施方式还包括：风扇15，且风扇15设置在制冷片14的底部，以将增加制冷效果，同时，在风扇15与塑料盖13之间还设置有隔热棉。

对于实施例一中的膨润土2的放置方式而言，本实施例一提出一种实施方式，该实施方式包括：提供一种锡纸盘12，以将膨润土2放置在锡纸盘12内。

对于温控装置而言，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括：温控器18还包括温控器供电电源20、加热片4或制冷片14供电电源、固态继电器17以及温控器18，温控器供电电源20通过导线与加热片4或者制冷片14以及固态继电器17连接。

进一步地，对于监测装置而言，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括，热电偶19，所述热电偶19与所述固态继电器17以及电源电连接，用以监测泡沫箱内的温度。

对于上述实施例一中的采集装置而言，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括底座，底座包括平板6和设置在平板6底部的竖直的连接杆，竖直连接杆的底部设置一支撑体，该平板6用于伸入塑料箱内部支撑膨润土2，且加热片4设置在装有膨润土2的锡纸盘12与加热片4之间，所述连接杆伸出泡沫箱1连接在以支撑坐上，该支撑座可以根据实际的支撑需求进行设置；

进一步地，对于上述实施例一中的采集装置而言，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括：隔热棉5，且该隔热棉5设置在平板6与加热片4之间；

具体地，对于上述实施例一种的采集装置而言，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括：第一支撑台7，该第一支撑台7设置在泡沫箱1的底部，用于承载泡沫箱1，具体地，第一支撑台7上设置有穿孔，该穿孔用于穿过连接杆。

请继续参阅图3，加热片4或制冷片14通过供电电源16进行供电；

请继续参阅图4，为本发明实施例一中用于对膨润土吸附水进行采集的装置随时间与相对湿度的变化后，膨润土与集水槽内的水量变化曲线图，可以看出，随着时间和相对的湿度的变化，膨润土内的水在减少，水分采集装置内的水在增加；

请继续参阅图5，为本发明实施例一中用于对膨润土吸附水进行采集的装置中随时间变化相对温度增加后，膨润土与集水槽内的水量变化曲线图，可以看出，随着时间和相对温度的变化，膨润土内的水在减少，水分采集装置内的水在增加；

请继续参阅图6，为本发明实施例一中用于对膨润土吸附水进行采集的装置中随时间变化且膨润土质量不变的情况下，集水质量与图样膨润土质量损失的曲线图，可以看出，随着时间增加，膨润土的损失质量与水样采集装置采集的水的质量十分接近。

实施例二：

本发明的实施例二提出了一种用于对膨润土内水分进行采集的系统，系统用于对任意一项所述的用于对膨润土吸附水进行采集的装置，通过该装置实现从膨润土内分离水分的技术目的，可有效解决对于某些干旱地区无法直接获取水资源的技术问题。

由于该实施例二与实施例一为同一发明构思下的一个实施例，其部分结构完全相同，因此对实施例二中与实施例一实质相同的结构不在详细阐述，未详述部分请参阅实施例一即可。

最后应说明的是：以上上述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.一种用于对膨润土吸附水进行采集的装置，所述采集装置用于将含水的膨润土内的水分脱附采集，其特征在于，所述采集装置包括：

泡沫箱，所述泡沫箱内用于容纳含水的所述膨润土；

温控装置，所述温控装置与所述泡沫箱连接，用于调节所述泡沫箱内某一区域内的温度；

所述温控装置包括加热片，所述加热片通过一导热装置与所述膨润土连接，用于对所述膨润土施加加热动作；

水分采集装置，所述水分采集装置设置在所述泡沫箱内，用于收集所述膨润土内脱附的水分；

所述水分采集装置包括第一采集组件，所述第一采集组件设置在泡沫箱内远离所述膨润土的一侧，通过所述加热片的所述加热动作，使得所述膨润土所在区域升温，与所述水分采集装置所在区域形成温度和湿度差；

所述第一采集组件包括L形铜板、散热片和铝箔纸；

L形的所述铜板包括水平部分和竖直部分，所述竖直部分设置所述散热片，所述竖直部的外围侧壁上围设所述铝箔纸，所述铝箔纸与所述水平部形成槽状，用于盛水；

监测装置，所述监测装置与所述泡沫箱连接，用于监测所述泡沫箱内的实时温度和湿度。

2.根据权利要求1所述的用于对膨润土吸附水进行采集的装置，其特征在于：

所述导热装置包括导热硅脂。

3.根据权利要求1所述的用于对膨润土吸附水进行采集的装置，其特征在于，所述采集装置还包括：

锡纸盘，所述锡纸盘用于盛放所述膨润土。

4.根据权利要求1所述的用于对膨润土吸附水进行采集的装置，其特征在于，所述温控装置还包括：

温控器供电电源、固态继电器和温控器；

所述温控器供电电源与所述固态继电器和所述温控器和所述加热片通过导线连接。