CN212340950U - 一种土壤饱和导水率测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种土壤饱和导水率测定装置，包括马氏瓶和环刀组件，所述马氏瓶中插有不锈钢管并置于水头微调机构上，该水头微调机构通过螺纹进行升降，所述马氏瓶出水口与分水器相连，该分水器设有若干个支管，其中一个支管与液位计相连通，其余支管分别各与一环刀组件相连通，液位计内部与大气连通；各环刀组件置于调平台架上。本实用新型提供的一种土壤饱和导水率测定装置利用分水器和环刀组件实现马氏瓶和环刀的一对多供水，统一供水，方便记录；利用液位计和水头微调机构精确调整水头高度，操作方便；环刀组件为固定连接结构，结构稳定，拆装方便；提高土壤饱和导水率的测定的效率，操作简单，适合推广使用。

Description

一种土壤饱和导水率测定装置

技术领域

本实用新型涉及土壤性质测定领域，尤其是指一种土壤饱和导水率测定装置。

背景技术

土壤饱和导水率，是指土壤被水饱和时，单位时间内通过单位面积的水量。不同地区土壤性质不同，地形条件差异、不同土壤深度及植被类型影响等都对土壤饱和导水率造成了不同程度的影响，此外，也与土壤质地、结构、盐分含量、含水量等有关，测定土壤饱和导水率对土壤物理性质的进一步认识具有重要的科学意义。

目前测定土壤饱和导水率最常用的方法为室内环刀法，其原理为用环刀取原状土样，浸水后，在单位水压梯度下，根据达西定律，求得通过垂直于水流方向的单位土壤截面积的水流速度，称为土壤的饱和导水率或渗透系数。

常规室内环刀法测定步骤为：用环刀取原状土样，带回室内去掉上盖，下盖换成装有一层滤纸的孔眼底盖；浸水饱和后，取空环刀和环刀样用胶布熔胶粘合，放到漏斗上、下用烧杯承接；向上面的空环刀加水，漏斗滴水开始计时，隔一定时间用量筒计量烧杯中的水量，直到稳定停止，通过达西定律计算土壤饱和导水率。

常规方法中存在多种缺陷：1、一个系统只能做一个样，即一个马氏瓶对应一个环刀土柱，记录时无法统一开始时间；2、缺乏专门调水头装置； 3、利用胶布熔胶将两环刀粘合，不仅粘合时费时费力，且存在漏水风险； 4、环刀仅是放置在漏斗上，十分不稳定，极易被碰倒；这些缺陷使得整体操作难度大、工作强度大、效率低，而且实验装置零散。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型目的在于提供一种土壤饱和导水率测定装置，利用一个马氏瓶对多个样品统一供水，并设有专门调平和调水头装置，操作简单，工作效率高。为实现上述之目的，本实用新型采取如下技术方案：

(二)技术方案

一种土壤饱和导水率测定装置，包括马氏瓶和环刀组件，所述马氏瓶中插有不锈钢管并置于水头微调机构上，该水头微调机构通过螺纹进行升降，所述马氏瓶顶部开有第一排气口、底部两侧分别开有补水口和出水口，三者均设有开关；所述出水口与一分水器相连，该分水器设有若干个支管，其中一个所述支管与液位计相连通，其余所述支管分别各与一环刀组件相连通，所述液位计内部与大气连通；

所述各环刀组件置于调平台架上，其包括环刀，所述环刀顶部和底部分别通过螺纹连接有上环刀套和下环刀套；所述上环刀套顶部开有第二排气口、侧面与一进水管相连，所述第二排气口上设置有排气阀；所述上环刀套内壁设有上止位环，所述上止位环内径小于所述环刀外径，且该上止位环和所述环刀之间设置有密封圈；所述下环刀套底部连接有出水管，该下环刀套与所述环刀之间设置有滤网；所述下环刀套内壁设有下止位环，该下止位环内径小于所述环刀外径，且该下止位环和所述环刀之间设置有所述密封圈；

所述调平台架包括台面和固定在该台面四角下方的支脚，所述台面上设置有水平尺和若干个环刀槽，所述环刀槽中间开有贯穿所述台面的漏斗孔；所述支脚底部向水平方向延伸形成延伸部，该延伸部上贯穿设置有调平组件；所述调平组件包括螺柱、调平把手、紧固螺母和垫脚，所述螺柱贯穿所述延伸部并通过螺纹与其配合，所述调平把手设置在所述螺柱顶部，所述垫脚设置在所述螺柱底部，所述紧固螺母位于所述调平把手和所述延伸部之间并套设在所述螺柱上。

进一步，所述水头微调机构包括置物板、微调支架、微调螺杆和底座，所述微调螺杆放置在所述底座上，所述微调支架通过螺纹套设在所述微调螺杆上，所述置物板固定在所述微调支架上，所述马氏瓶放置在所述置物板上。

进一步，所述微调螺钉顶部设置有蝶形螺母或梅花螺母。

进一步，所述各支管上均设有开关。

进一步，所述液位计为带有刻度的玻璃管，其刻度最高点高于所述不锈钢管的底部。

进一步，所述液位计的数量为两个，并分别置于所述调平台架两侧。

进一步，所述紧固螺母为蝶形螺母或梅花螺母。

进一步，所述水平尺的数量为两个，二者相互垂直设置。

进一步，所述出水管与所述下环刀套为一体式连接。

进一步，所述垫脚由两块不锈钢板上下紧贴焊接而成，其中上面一块不锈钢板中心开有活动槽，所述螺柱置于该活动槽内。

(三)有益效果

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，利用分水器和环刀组件实现马氏瓶和环刀的一对多供水，统一供水，方便记录；利用液位计和水头微调机构精确调整水头高度，操作方便；环刀组件为固定连接结构，结构稳定，拆装方便；提高土壤饱和导水率的测定的效率，操作简单，适合推广使用。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1是本实用新型整体管路连接示意图；

图2是本实用新型水头差调整示意图；

图3是环刀组件5的剖面示意图；

图4是调平台架7的结构示意图；

图5是图4中Ⅰ处的局部放大示意图。

附图标号说明：

1、马氏瓶； 11、第一排气口；

12、补水口； 13、出水口；

2、不锈钢管； 3、分水器；

31、支管； 4、液位计；

5、环刀组件； 51、环刀；

52、上环刀套； 521、上止位环；

522、第二排气口； 523、进水管；

53、下环刀套； 531、出水管；

54、排气阀； 55、密封圈；

56、滤网； 57、锁紧螺丝；

6、水头微调机构； 61、置物板；

62、微调支架； 63、微调螺杆；

64、底座； 7、调平台架

71、台面； 711、环刀槽；

712、漏斗孔； 72、支脚；

721、延伸部； 73、调平组件；

731、螺柱； 732、调平把手；

733、紧固螺母； 734、垫脚；

735、活动槽； 74、水平尺；

8、三角尺； 9、土壤样本。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步描述。

一种土壤饱和导水率测定装置，包括马氏1瓶和环刀组件5，所述马氏瓶1中插有不锈钢管2，具体的：

如图1所示，所述马氏瓶1置于水头微调机构6上，该水头微调机构 6通过螺纹进行升降，所述马氏瓶1顶部开有第一排气口11、底部两侧分别开有补水口12和出水口13，三者均设有开关；所述出水口13与一分水器3相连，该分水器3设有若干个支管31，其中一个所述支管31与液位计 4相连通，其余所述支管31分别各与一环刀组件5相连通，所述液位计4 内部与大气连通；

参照图2和图3，所述环刀组件5置于调平台架7上，其包括环刀51，所述环刀51顶部和底部分别套设有上环刀套52和下环刀套53；所述上环刀套52顶部开有第二排气口522、侧面与一进水管523相连，该进水管523 通过软管与所述支管31相连，所述第二排气口522上设置有排气阀54；所述上环刀套52内壁设有上止位环521，所述上止位环521内径小于所述环刀51外径，且该上止位环521和所述环刀51之间设置有密封圈55；所述下环刀套53内底面为漏斗形，其底部连接有出水管532，该下环刀套53与所述环刀51之间设置有滤网56；

如图4，所述调平台架7包括台面71和固定在该台面71四角下方的支脚72，所述台面71上设置有水平尺74和若干个环刀槽711，所述环刀槽711中间开有贯穿所述台面71的漏斗孔712；所述支脚72底部向水平方向延伸形成延伸部721，该延伸部721上贯穿设置有调平组件73；所述调平组件73包括螺柱731、调平把手732、紧固螺母733和垫脚734，所述螺柱731贯穿所述延伸部721并通过螺纹与其配合，所述调平把手732设置在所述螺柱731顶部，所述垫脚734设置在所述螺柱731底部，所述紧固螺母733位于所述调平把手732和所述延伸部721之间并套设在所述螺柱 731上。

如图1所示，所述水头微调机构6包括置物板61、微调支架62、微调螺杆63和底座64，所述微调螺杆63放置在所述底座64上，所述微调支架 62固定在所述置物板61四角下方并通过螺纹套设在所述微调螺杆63上，所述马氏瓶1放置在所述置物板61上；通过旋转微调螺杆63即可实现马氏瓶1的升降，从而实现水头微调。为便于徒手调节，所述微调螺杆63顶部设置有为蝶形螺母或梅花螺母。

当环刀组件组数小于支管31的数量时，需要将剩余支管封闭，因此各支管31上均设有开关，以分别控制开关。

为使液位易于观察，液位计4为带有刻度的玻璃管，同时其刻度最高点高于所述不锈钢管2的底部，防止出现难以观察的情况。

为更准确的测量水头差，所述液位计4的数量为两个，并分别置于所述调平台架7两侧。

同样的，为方便调平，所述紧固螺母733为蝶形螺母或梅花螺母。

由于台面71需要保持水平，因此水平尺74的数量为两个，二者相互垂直设置，保证台面71在两个方向上都为水平状态。

为进一步提高稳定性以及增强密封性能，所述出水管532与所述下环刀套53为一体式连接。

如图5，为减小台面71调整时的摩擦力，所述垫脚734由两块不锈钢板上下紧贴焊接而成，其中上面一块不锈钢板中心开有活动槽735，所述螺柱731置于该活动槽735内；其在旋转时置于下面一块不锈钢板上，摩擦力较小，而活动槽735对其起到限位作用，防止移动。优选地，该垫脚734 底部可粘有橡胶垫片进一步增加台架和桌面的摩擦力，防止滑动。

本实用新型的操作方法为：

1、仪器准备

将马氏瓶1和分水器3、液位计4相连通，关闭马氏瓶1的出水口13 开关，打开第一排气口11开关，从补水口12通入自来水至水从第一排气口11溢出，然后关闭补水口12和第一排气口11的开关并打开出水口13 开关，排出管路及分水器3中的空气，最后通过不锈钢管2调整水头至预定高度附近。

2、水头调节

将装有土壤样品9的环刀51装入下环刀套53中并置于环刀槽711中，并通过调平把手732和水平尺74的配合使台面71处于水平状态；随后，如图2，用三角尺量取液位计4中的液位和土柱顶部(即环刀51顶部)的高度差，即为此时水头高度；通过微调支架61调整马氏瓶1高度，使水头高度为准确值，获得恒水压。

3、样品测定

将上环刀套52连接至环刀51上，打开排气阀54，利用软管将进水管 523和分水器3的支管31相连，打开支管31开关将上环刀套52内的空气排出后关闭排气阀54；最后观察并记录各样品出水量，带入公式计算出土壤饱和导水率。

本实用新型的设计要点在于利用分水器和环刀组件实现马氏瓶和环刀的一对多供水，统一供水，方便记录；利用液位计和水头微调机构精确调整水头高度，操作方便；环刀组件为固定连接结构，结构稳定，拆装方便；提高土壤饱和导水率的测定的效率，操作简单，适合推广使用。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种土壤饱和导水率测定装置，包括马氏瓶(1)和环刀组件(5)，所述马氏瓶(1)中插有不锈钢管(2)，其特征在于：

所述马氏瓶(1)置于水头微调机构(6)上，该水头微调机构(6)通过螺纹进行升降，所述马氏瓶(1)顶部开有第一排气口(11)、底部两侧分别开有补水口(12)和出水口(13)，三者均设有开关；所述出水口(13)与一分水器(3)相连，该分水器(3)设有若干个支管(31)，其中一个所述支管(31)与液位计(4)相连通，其余所述支管(31)分别各与一环刀组件(5)相连通，所述液位计(4)内部与大气连通，各环刀组件(5)置于调平台架(7)上；

所述环刀组件(5)包括环刀(51)，所述环刀(51)顶部和底部分别套设有上环刀套(52)和下环刀套(53)，所述上环刀套(52)和下环刀套(53)通过锁紧螺丝(57)相连；所述上环刀套(52)顶部开有第二排气口(522)、侧面与一进水管(523)相连，该进水管(523)通过软管与所述支管(31)相连，所述第二排气口(522)上设置有排气阀(54)；所述上环刀套(52)内壁设有上止位环(521)，所述上止位环(521)内径小于所述环刀(51)外径，且该上止位环(521)和所述环刀(51)之间设置有密封圈(55)；所述下环刀套(53)内底面为漏斗形，其底部连接有出水管(532)，该下环刀套(53)与所述环刀(51)之间设置有滤网(56)；

所述调平台架(7)包括台面(71)和固定在该台面(71)四角下方的支脚(72)，所述台面(71)上设置有水平尺(74)和若干个环刀槽(711)，所述环刀槽(711)中间开有贯穿所述台面(71)的漏斗孔(712)；所述支脚(72)底部向水平方向延伸形成延伸部(721)，该延伸部(721)上贯穿设置有调平组件(73)；所述调平组件(73)包括螺柱(731)、调平把手(732)、紧固螺母(733)和垫脚(734)，所述螺柱(731)贯穿所述延伸部(721)并通过螺纹与其配合，所述调平把手(732)设置在所述螺柱(731)顶部，所述垫脚(734)设置在所述螺柱(731)底部，所述紧固螺母(733)位于所述调平把手(732)和所述延伸部(721)之间并套设在所述螺柱(731)上。

2.根据权利要求1所述一种土壤饱和导水率测定装置，其特征在于：所述水头微调机构(6)包括置物板(61)、微调支架(62)、微调螺杆(63)和底座(64)，所述微调螺杆(63)放置在所述底座(64)上，所述微调支架(62)固定在所述置物板(61)四角下方并通过螺纹套设在所述微调螺杆(63)上，所述马氏瓶(1)放置在所述置物板(61)上。

3.根据权利要求2所述一种土壤饱和导水率测定装置，其特征在于：所述微调螺杆(63)顶部设置有蝶形螺母或梅花螺母。

4.根据权利要求1所述一种土壤饱和导水率测定装置，其特征在于：各所述支管(31)上均设有开关。

5.根据权利要求1所述一种土壤饱和导水率测定装置，其特征在于：所述液位计(4)为带有刻度的玻璃管，其刻度最高点高于所述不锈钢管(2)的底部。

6.根据权利要求1所述一种土壤饱和导水率测定装置，其特征在于：所述液位计(4)的数量为两个，并分别置于所述调平台架(7)两侧。

7.根据权利要求1所述一种土壤饱和导水率测定装置，其特征在于：所述紧固螺母(733)为蝶形螺母或梅花螺母。

8.根据权利要求1所述一种土壤饱和导水率测定装置，其特征在于：所述水平尺(74)的数量为两个，二者相互垂直设置。

9.根据权利要求1所述一种土壤饱和导水率测定装置，其特征在于：所述出水管(532)与所述下环刀套(53)为一体式连接。

10.根据权利要求1所述一种土壤饱和导水率测定装置，其特征在于：所述垫脚(734)由两块不锈钢板上下紧贴焊接而成，其中上面一块不锈钢板中心开有活动槽(735)，所述螺柱(731)置于该活动槽(735)内。

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