CN207163785U - 一种土壤矿物水分连续抽提装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土壤矿物水分连续抽提装置，包括真空系统、加热系统、至少2个样品收集和冷凝系统、压力阀门以及管路系统，所述真空系统用于将所述样品收集和冷凝系统抽真空，每个所述样品收集和冷凝系统包括至少1组样品收集器和冷凝装置，所有所述样品收集和冷凝系统均独立的与所述加热系统通过管路连接，每个所述样品收集和冷凝系统与所述加热系统连接管路上均设有阀门。本实用新型具有可以充分提取以及连续提取不同类别水分的功能，具有真空密封性好，温度上限高、温控精确的特点。

Description

一种土壤矿物水分连续抽提装置

技术领域

本实用新型涉及一种土壤矿物水分连续抽提装置，属于土壤矿物水分提取技术领域。

背景技术

在对矿物土壤研究中，能够高效稳定提取矿物土壤水分十分重要。然而，对于土壤矿物水分的研究难点主要在于对土壤矿物水分的提取上，现在许多真空提取装置只能提取土壤吸附水，功能单一，且温度上限较低，不能进行连续地矿物水抽提。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种可以充分提取以及连续提取不同类别水分的土壤矿物水分连续抽提装置；进一步的提供一种真空密封性好，温度上限高、温控精确的土壤矿物水分连续抽提装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种土壤矿物水分连续抽提装置，包括真空系统、加热系统、至少2个样品收集和冷凝系统、压力阀门以及管路系统，所述真空系统用于将所述样品收集和冷凝系统抽真空，每个所述样品收集和冷凝系统包括至少1组样品收集器和冷凝装置，所有所述样品收集和冷凝系统均独立的与所述加热系统通过管路连接，每个所述样品收集和冷凝系统与所述加热系统连接管路上均设有阀门。

所述加热系统采用真空管式炉进行加热。

所述真空管式炉温度上限为1600℃。

所述管路系统均采用不锈钢管道。

所述冷凝装置为液氮冷凝阱。

所述加热系统输出管路上采用多通道接头与所述样品收集和冷凝系统连接，可用于连接外接管路。

本实用新型所达到的有益效果：

1、采用全不锈钢设计，不易损坏，易于拆接管道，且具有强密封性，极大降低了样品提取过程中与大气接触的可能；

2、最高温度可达1600摄氏度，温度调节简便，控制精确，抽提温度上限远高于一般土壤水提取装置；

3、包括多个独立的提取单元，可以连续分步提取矿物水分，并且互不干扰，极大地提高了对矿物水分的提取能力，适用各类土壤、矿物以及植物水分的提取；

4、采用多通道接头，可以接续管道，接续加热炉以及提取单元，提高提取分析能力与提取效率。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本抽提装置为主要由真空系统、加热系统、样品收集和冷凝系统、压力阀门和管路系统组成。

真空系统（24、25、26、27）主要由真空泵及压力指示器组成，真空泵与不锈钢管路相连，可将三个提取单元管路以及样品收集器抽为真空，压力指示器可显示各个部分的真空度的大小；

加热系统（1-8）主要由真空管式炉和真空泵组成。真空管式炉可由真空泵抽成真空状态，并可调节温度，对温度进行较为精确的控制，上限可达1600℃。单独对于土壤水提取温度设为105℃，对于一般矿物吸附水提取上限为120℃，结晶水提取上限为600℃，结构水提取上限为1000℃；

每个提取单元均由样品收集器和冷凝系统（13-20）组成。样品收集器为不锈钢制的试管，接口为螺旋形，可以拧入管路装置密封，每个提取单元有两个以上的样品收集器，冷凝系统是在样品收集器下面放置液氮来对其冷却；

管路系统整个装置均由不锈钢管路连接，每个提取单元相对独立，之间用阀门（9-12，21-23）隔开，防止样品之间相互干扰。

13,14,15,28,29,30为提取单元I的冷凝阱放大图。

操作方法如下：

1、对矿物样品的连续提取。

该装置设置了三个提取单元，提取单元I与提取单元II相同，由三个冷凝阱组成，提取单元III由两个冷凝阱组成，与提取单元I的前两个冷凝阱相同；

提取单元I由10、13 - 15、21组成。

提取单元II由11、16 - 18、22组成。

提取单元III由12、19 - 20、23组成。

真空管式炉是加热部分，为单元IV，由1 - 8组成。

实验开始前整个装置所有阀门均关闭。

操作步骤：首先，打开真空管式炉4，进行装样，然后关闭管式炉，对真空管式炉抽真空：打开真空泵1，打开阀门3，观察真空指示计2，待指示计显示真空度在20Pa以下时关闭阀门3,关闭真空泵1。之后，对管道抽真空：打开真空泵26，打开阀门10-12,21-23，观察真空指示计25，待指示计显示真空度在20Pa以下时进行实验。

开始实验：（连续提取同一矿物,实验过程中时刻观察压力指示器27，保持其低于20Pa。）

提取该样品矿物吸附水：打开阀门6，关闭阀门10,11,21,22，向冷凝阱34和35（若样品较少，一般只使用冷凝阱34）中均匀加入液氮，调节温度控制器8，调节温度为120 ℃。然后，打开阀门12和23，在提取单元III中对样品进行提取，实验期间向阱34间歇性地加入液氮。待温度稳定至120 ℃后开始计时，一段时间后（根据研究者的需求而定），样品提取结束。

提取该样品矿物结晶水：关闭阀门12和23，打开阀门11和22，向冷凝阱31,32和33（若样品较少，一般只使用冷凝阱31,32）中均匀加入液氮（为了防止水蒸气温度过高而导致冷凝不充分），调节温度控制器8，调节温度为600 ℃，在提取单元II中对样品进行提取，实验期间向阱31间歇性地加入液氮。待温度稳定至600 ℃后开始计时，一段时间后（根据研究者的需求而定），样品提取结束。

提取该样品矿物结构水：关闭阀门11和22，打开阀门10和21，向冷凝阱28,29和30（若样品较少，一般只使用冷凝阱28,29）中均匀加入液氮（为了防止水蒸气温度过高而导致冷凝不充分），调节温度控制器8，调节温度为1000 ℃，对提取单元I中样品进行提取，实验期间向阱30间歇性地加入液氮。待温度稳定至1000 ℃后开始计时，一段时间后（根据研究者的需求而定），样品提取结束。

调节温度控制器至25摄氏度，待温度降至25摄氏度时，关闭阀门6，打开阀门11,12, 22,23,关闭真空泵26，打开阀门24，通入空气，将样品瓶13-20取下，13-15为矿物结构水，16-18为矿物结晶水，19,20为矿物吸附水。将样品瓶中收集到的水样分别装入收集瓶中，待真空管式炉温度降至室温时关闭加热炉。

2、对土壤水的提取（植物水提取与土壤水提取类似）

选取提取单元III进行操作即可。

实验开始前整个装置的阀门均关闭。

操作步骤：首先，打开真空管式炉4，进行装样，然后关闭管式炉，对真空管式炉抽真空：打开真空泵1，打开阀门3，观察真空指示计2，待指示计显示真空度在20Pa以下时关闭阀门3，关闭真空泵1。之后，对管道抽真空：打开真空泵26，打开阀门10-12,21-23，观察真空指示计25，待指示计显示真空度在20Pa以下时进行实验。

开始实验：

提取土壤水：关闭阀门10,11,21,22，调节温度控制器8，调节温度为105 ℃。然后，向冷凝阱34和35（若样品较少，一般只使用冷凝阱34）中均匀加入液氮，打开阀门12和23，对提取单元III中样品进行提取，实验期间向阱34间歇性地加入液氮。待温度稳定至105 ℃后开始计时，一段时间后（根据研究者的需求而定），样品提取结束。调节温度控制器至25摄氏度，待温度降至25摄氏度时，闭阀门6，关闭真空泵26，打开阀门24，通入空气，将样品瓶19,20取下，将样品瓶中收集到的水样分别装入收集瓶中，待真空管式炉温度降至室温时关闭加热炉。

3、对该装置的扩展

根据研究者自身需要（例如样品要提取的土壤矿物水分分类大于三种或需要同时对不同样品进行提取），可以在9号接口处进行接续管路，可以接续加热炉以及提取单元，与提取矿物水原理一致，操作类似，可以提高提取分析能力与提取效率。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种土壤矿物水分连续抽提装置，其特征是，包括真空系统、加热系统、至少2个样品收集和冷凝系统、压力阀门以及管路系统，所述真空系统用于将所述样品收集和冷凝系统抽真空，每个所述样品收集和冷凝系统包括至少1组样品收集器和冷凝装置，所有所述样品收集和冷凝系统均独立的与所述加热系统通过管路连接，每个所述样品收集和冷凝系统与所述加热系统连接管路上均设有阀门。

2.根据权利要求1所述的一种土壤矿物水分连续抽提装置，其特征是，所述加热系统采用真空管式炉进行加热。

3.根据权利要求2所述的一种土壤矿物水分连续抽提装置，其特征是，所述真空管式炉温度上限为1600℃。

4.根据权利要求1所述的一种土壤矿物水分连续抽提装置，其特征是，所述管路系统均采用不锈钢管道。

5.根据权利要求1所述的一种土壤矿物水分连续抽提装置，其特征是，所述冷凝装置为液氮冷凝阱。

6.根据权利要求1所述的一种土壤矿物水分连续抽提装置，其特征是，所述加热系统输出管路上采用多通道接头与所述样品收集和冷凝系统连接，可用于连接外接管路。