CN206459920U - 一种模拟土壤抗冲性的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟土壤抗冲性的实验装置，包括能够提供稳定水流的供水装置，所述供水装置外部设置有支撑机构，支撑机构上安装有导流机构，且导流机构穿过支撑机构并能够在支撑机构上进行铅垂移动，导流机构和供水装置连通。该装置能够调整角度，劳动强度低，通过提供稳定的水流量并且实现自动调节流量大小，最接近野外模拟条件，获得的数据准确，减少了误差，使得实验结果精确。

Description

一种模拟土壤抗冲性的实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种土壤采样分析系统，具体涉及一种模拟土壤抗冲性的实验装置。

背景技术

在研究土壤抵抗径流冲涮能力实验中，经常会在室内模拟土壤抗冲性实验。在野外进行土壤抗冲性实验难度大，在没有降雨的时候难以满足水源的需求，因此常在实验室模拟土壤抗冲性实验。但是目前实验中没有对水流量保持一致的设计，也没有能自动调节流量大小的装置，基本靠人工眼力和看时间来决定，人工眼力始终存在误差，造成得到的数据与实际数据偏差很大，影响最终分析结果。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有实验室模拟土壤抗冲性实验的装置没有对水流量保持一致且自动调节流量大小，使得实验存在误差，无法得到准确的结果，其目的在于提供一种模拟土壤抗冲性的实验装置，该装置通过提供稳定的水流量并且实现自动调节流量及坡度的大小，最接近野外模拟条件，获得的数据准确，使得实验结果精确。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种模拟土壤抗冲性的实验装置，包括能够提供稳定水流的供水装置，所述供水装置外部设置有支撑机构，支撑机构上安装有导流机构，且导流机构穿过支撑机构并能够在支撑机构上进行铅垂移动，导流机构和供水装置连通。土壤抗冲性，是指雨水落下后进入到土壤中，对土壤内部的冲刷，目前实验室中进行对土壤的抗冲性实验时，其都是直接将水对土壤进行冲刷，但是这种方式冲刷，一是不能对水流量保持一致，导致冲洗时土壤受到的冲击力不同，其状态多变，与野外实际受到雨水冲刷的环境不同，模拟出来的数据误差大，二是没有能自动调节流量大小的装置，基本靠人工眼力和看时间来决定，人工眼力始终存在误差，不够精确，得到的数据与实际数据有偏差，影响最终分析结果。而本设计的装置，其具备调节角度和水流量，使得其在冲刷过程中保持流量一致，从而最接近野外降雨条件，使得模拟出的环境一致，得到的数据准确，使得的实验结果精确。

不同体积、成分土壤进行抗冲刷时，需要的流速以及冲刷要求不同，同时也为了防止堵塞或者卡死，所以需要将支撑机构对导流机构的调整设计为两种形式，支撑机构包括竖向支撑板和横向支撑板，竖向支撑板垂直固定在横向支撑板的顶面上，竖向支撑板的顶面内凹形成通槽，通槽的侧壁对称设置有角度线，不同角度线代表对应的倾斜角度，导流机构穿过通槽后根据其对齐的角度线来显示倾斜角度。自动升降为在竖向支撑板和供水装置之间设置有自动升降机构，且自动升降机构固定在横向支撑板顶面上，并且自动升降机构的顶端与导流机构位于竖向支撑板和供水装置之间的底端固定。自动升降机构采用液压或者电动方式控制，升降过程迅速。这是现有结构，能够直接购买。手动升降方式是在供水装置外部设置有丝杆升降机构，丝杆升降机构设置在竖向支撑板和供水装置之间并固定在横向支撑板顶面上，且丝杆升降机构的顶端与导流机构位于竖向支撑板和供水装置之间的底端固定，另一端穿过竖向支撑板后设置横向支撑板外部并连接有摇臂，丝杆升降机构中的丝杆套有支撑架，支撑架固定在横向支撑板上。通过转动摇臂带动丝杆升降机构升降，使得导流机构角度产生变化，通过不同选择不同倾斜角度来对应不同要求，大大提高冲刷效率。

为了实现循环水利用以及保持水流压力一致，其供水装置包括水桶和集水箱，且水桶安装在集水箱的顶面上，横向支撑板固定在集水箱的侧壁上，水桶中设置有导水管，导水管底端穿过水桶后与集水箱内部连通，且导水管的顶端位于水桶的顶端下方，水桶和导流机构内部连通。集水箱内部设置有潜水泵，集水箱上设置有控制开关，控制开关与潜水泵连接，潜水泵通过导管与水桶内部连通。水桶连接有软管，软管与导流机构连通，软管上设置有流量计。水桶中的水通过外界水源供水，当水量达到导水管的顶端口时多余的水就通过导水管进入集水箱，持续的外界供水使得水桶中水位一致，这样软管中的水能够持续对导流机构进行冲刷，保持流量和压力一致，通过潜水泵将集水箱中的水抽入水桶中进行使用，进行水源的循环利用。流量计能够对流量进行控制，使得冲刷过程可控。

导流机构包括导流箱，且导流箱内部中空且顶端开口，导流箱中依次内凹形成缓冲槽和冲刷槽，且缓冲槽靠近水桶，软管与缓冲槽连通。需要实验的土壤放置在冲刷槽中，通过将导流箱倾斜，由缓冲槽集水模拟雨水掉落地面时地面的缓冲，缓冲槽满后顺着箱体底面进入到冲刷槽中对土壤进行冲刷，冲刷后的泥沙和水混合物进入到集流区，为了使得收集和导流效果更好，将冲刷槽和导流箱远离缓冲槽的端头之间的导流箱底部外形为喇叭状，端面较大的一端朝向冲刷槽，端面较小的一端朝向导流箱远离缓冲槽的端头，形成坡口收紧。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

(1)本实用新型为一种模拟土壤抗冲性的实验装置，该装置能根据实验需要灵活调整角度，满足实验室模拟野外不同坡度条件下土壤抗冲性的实验；

(2)本实用新型为一种模拟土壤抗冲性的实验装置，该装置能够提供稳定的水流量并且能自动调节流量大小，最接近野外模拟条件，获得的数据准确，减少实验误差，使得实验结果精确；

(3)本实用新型为一种模拟土壤抗冲性的实验装置，该装置能够实现水的循环利用，从而节约资源，保护环境；

(4)本实用新型为一种模拟土壤抗冲性的实验装置，该装置结构简单，成本低，投入的劳动力低，且能最优的模拟土壤抗冲性实验。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例2的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-控制开关，2-导管，3-进水孔，4-水桶，5-软管，6-缓冲槽，7-竖向支撑板，8-导流坡，9-冲刷槽，10-集水箱，11-集流区，12-摇臂，13-横向支撑板，14-导流箱，15-通槽，16-导水管，17-自动升降机构，18-流量计，19-丝杆升降机构，20-支撑架。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

如图1所示，一种模拟土壤抗冲性的实验装置，包括能够提供稳定水流的供水装置，供水装置包括水桶4和集水箱10，且水桶4安装在集水箱10的顶面上，水桶4中设置有导水管16，导水管16底端穿过水桶4后与集水箱10内部连通，且导水管16的顶端位于水桶4的顶端下方，水桶4和导流机构内部连通。集水箱10内部设置有潜水泵，图中未画出潜水泵位置，集水箱10上设置有控制开关1，控制开关1与潜水泵连接，潜水泵通过导管2与水桶4内部连通。水桶4连接有软管5，软管5与导流机构连通，软管5上设置有流量计18。竖向支撑板7垂直固定在横向支撑板13的顶面上，竖向支撑板7的顶面内凹形成通槽15，通槽15的侧壁对称设置有角度线，导流机构穿过通槽15。竖向支撑板7和供水装置之间设置有自动升降机构17，且自动升降机构17固定在横向支撑板13顶面上，并且自动升降机构17的顶端与导流机构位于竖向支撑板7和供水装置之间的底端固定。自动升降机构17优选液压或电动升降机构，提高升降速度，快速达到需要的角度。导流箱14内部中空且顶端开口，导流箱14中依次内凹形成缓冲槽6和冲刷槽9，且缓冲槽6靠近水桶4，软管5与缓冲槽6连通。冲刷槽9和导流箱14远离缓冲槽6的端头之间的导流箱14底部外形为喇叭状，端面较大的一端朝向冲刷槽9，端面较小的一端朝向导流箱14远离缓冲槽的端头。还在水桶4顶部开设有进水孔3，用于向水桶4中持续添加水，保持水桶4内液面高度一致，使通入导流箱14中水的流量保持一致，软管5上设置有流量计18，流量计18是为了根据需要设定水的流量，软管5的设置能够适应与不同倾斜角度的导流箱14之间的距离。

将土壤采集回来后，根据采样地的坡度来设定导流箱14倾斜角度，通过启动自动升降机构17达到需要的角度，其角度值通过在通槽15的侧壁设置的角度线来体现，从进水孔3持续注入水，当水桶4中当液面达到导水管16的顶端口时多余的水就通过导水管16进入集水箱10，持续的外界供水使得水桶4中水位一致，这样软管5中的水能够保持稳定的流量和压力持续对导流机构进行冲刷，保持土壤受到的冲刷力度一致，按下控制开关1，潜水泵开始启动，通过潜水泵将集水箱10中的水抽入水桶4中进行使用，进行水源的循环利用。集水箱10和潜水泵的设计是为了不造成水资源的浪费，缓冲槽6是对水流形成缓冲作用，模拟野外坡面径流。导流箱14中缓冲槽6和冲刷槽9的连接部分命名为导流坡8，其将缓冲槽6中溢出的水引入到冲刷槽9，模拟地面与雨水的缓冲和渗透作用，而导流箱14中冲刷槽9连接部分命名为集流区11，其采用坡口收紧结构，使得冲刷后的泥水能够快速进入，便于收集和后续处理。

实施例2：

如图2所示，本实施与实施例1的结构基本相同，不同之处在于：供水装置外部设置有丝杆升降机构19，丝杆升降机构19设置在竖向支撑板7和供水装置之间并固定在横向支撑板13顶面上，且丝杆升降机构19的顶端与导流机构位于竖向支撑板7和供水装置之间的底端固定，另一端穿过竖向支撑板7后设置横向支撑板13外部并连接有摇臂12，丝杆升降机构19中的丝杆套有支撑架20，支撑架20固定在横向支撑板13上，丝杆能够在支撑架20绕着其自身轴线转动。本实施例采用手动方式摇动摇臂12，使得丝杆升降机构19进行升降，达到需要的倾角角度，通过在通槽15的侧壁设置的角度线来体现，其原理类似于医院病床的升降机构，结构简单易于维修。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种模拟土壤抗冲性的实验装置，其特征在于，包括能够提供稳定水流的供水装置，所述供水装置外部设置有支撑机构，支撑机构上安装有导流机构，且导流机构穿过支撑机构并能够在支撑机构上进行铅垂移动，导流机构和供水装置连通。

2.根据权利要求1所述的一种模拟土壤抗冲性的实验装置，其特征在于，所述支撑机构包括竖向支撑板(7)和横向支撑板(13)，竖向支撑板(7)垂直固定在横向支撑板(13)的顶面上，竖向支撑板(7)的顶面内凹形成通槽(15)，通槽(15)的侧壁对称设置有角度线，导流机构穿过通槽(15)。

3.根据权利要求2所述的一种模拟土壤抗冲性的实验装置，其特征在于，所述竖向支撑板(7)和供水装置之间设置有自动升降机构(17)，且自动升降机构(17)固定在横向支撑板(13)顶面上，并且自动升降机构(17)的顶端与导流机构位于竖向支撑板(7)和供水装置之间的底端固定。

4.根据权利要求2所述的一种模拟土壤抗冲性的实验装置，其特征在于，所述供水装置外部设置有丝杆升降机构(19)，丝杆升降机构(19)设置在竖向支撑板(7)和供水装置之间并固定在横向支撑板(13)顶面上，且丝杆升降机构(19)的顶端与导流机构位于竖向支撑板(7)和供水装置之间的底端固定，另一端穿过竖向支撑板(7)后设置横向支撑板(13)外部并连接有摇臂(12)，丝杆升降机构(19)中的丝杆套有支撑架(20)，支撑架(20)固定在横向支撑板(13)上。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种模拟土壤抗冲性的实验装置，其特征在于，所述供水装置包括水桶(4)和集水箱(10)，且水桶(4)安装在集水箱(10)的顶面上，水桶(4)中设置有导水管(16)，导水管(16)底端穿过水桶(4)后与集水箱(10)内部连通，且导水管(16)的顶端位于水桶(4)的顶端下方，水桶(4)和导流机构内部连通。

6.根据权利要求5所述的一种模拟土壤抗冲性的实验装置，其特征在于，所述集水箱(10)内部设置有潜水泵，集水箱(10)上设置有控制开关(1)，控制开关(1)与潜水泵连接，潜水泵通过导管(2)与水桶(4)内部连通。

7.根据权利要求5所述的一种模拟土壤抗冲性的实验装置，其特征在于，所述水桶(4)连接有软管(5)，软管(5)与导流机构连通，软管(5)上设置有流量计(18)。

8.根据权利要求7所述的一种模拟土壤抗冲性的实验装置，其特征在于，所述导流机构包括导流箱(14)，且导流箱(14)内部中空且顶端开口，导流箱(14)中依次内凹形成缓冲槽(6)和冲刷槽(9)，且缓冲槽(6)靠近水桶(4)，软管(5)与缓冲槽(6)连通。

9.根据权利要求8所述的一种模拟土壤抗冲性的实验装置，其特征在于，所述冲刷槽(9)和导流箱(14)远离缓冲槽(6)的端头之间的导流箱(14)底部外形为喇叭状，端面较大的一端朝向冲刷槽(9)，端面较小的一端朝向导流箱(14)远离缓冲槽(6)的端头。