CN212364141U - 粘土矿物恒温定时沉降提取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种粘土矿物恒温定时沉降提取装置，包括支撑台，在支撑台的顶部开有凹槽，在凹槽内放置有沉降烧杯，在凹槽的底部设置有磁力搅拌器，在沉降烧杯内放置有磁子，在凹槽侧壁内设置有电加热丝，在沉降烧杯顶部设置有橡胶塞，在支撑台上设置有升降架，通过升降架带动橡胶塞上下移动，在橡胶塞上穿接有玻璃管和探测棒，探测棒用于探测沉降烧杯内液体的水位以及温度，在玻璃管的顶部连接有软管，软管连接有蠕动泵，蠕动泵通过管路与三通电磁阀的一个端口相连通，电磁阀的另外两个端口分别通过管路伸入收集瓶与去离子水瓶内。本实用新型结构简单，使用方便，实现搅拌、沉降和提取过程中的自动化，提高了工作效率和提取的精准度。

Description

粘土矿物恒温定时沉降提取装置

技术领域

本实用新型涉及一种粘土矿物提取装置，具体地说是一种粘土矿物恒温定时沉降提取装置。

背景技术

粘土矿物广泛存在于第四纪松散沉积物中，主要分为高岭石、伊利石、蒙脱石、绿泥石等等，这些矿物主要在化学风化过程中形成。根据现代观测，不同气候条件下，长石类矿物风化形成的粘土矿物不同，在湿热的气候条件下，长石类矿物风化形成高岭石，在冷干-凉干的气候下，长石类矿物风化形成伊利石、蒙脱石等。在第四纪的沉积物普遍含有粘土矿物，不同时期仅在含量上有所变化。因此，在第四纪沉积物中粘土矿物百分比含量的变化可以在一定程度上反映古气候的变化，是对古气候进行研究的重要指标。

现在对第四纪沉积物进行粘土矿物含量百分比测试多采用X射线衍射仪，此方法精度比较高，效果好。进行测试时，需要先将沉积物中小于2微米的粘土矿物进行提取。根据流体力学中的斯托克斯（stokes）沉降定理，采用静水沉降法提取粒径小于2微米的粘土矿物样品，用于测定各种粘土矿物各类百分比含量。

现有具体提取步骤如下：

1、将去除有机质、碳酸盐的样品放入离心机进行离心后，转入样品缸中，加入去离子水至10cm高位置，进行搅拌，每个样品搅拌时间3分钟左右，使其充分混合悬浮。

2、搅拌完毕后，用温度计测量液体的温度，根据中华人民共和国标准GB/T12763.8-2007附录C,P70选择提取5cm深度的粘粒（<2微米）静置时间，静置时间以停止搅拌的时间开始计时。

3、静置相应时间后，用虹吸管将上部5cm的粘粒吸到2500ml的大烧杯中，如果所需样品量较大，重复1-2的步骤，直到提取足够的样品量为止，并进行下一步处理。

采用静水沉降法进行粘土矿物提纯工作，方法比较成熟，能够较好满足各项分析测试的要求。但该方法步骤全程手动，提取耗时较长，实验人员在手动搅拌时不能完全使其充分混合悬浮，形成干扰，且沉降过程中液体温度不容易控制，影响提取的精度和效率。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种粘土矿物恒温定时沉降提取装置，以解决现在静水沉降法提取粘土矿物需要全程手动操作，影响提取精度和效率的问题。

本实用新型是这样实现的：一种粘土矿物恒温定时沉降提取装置，包括支撑台，在所述支撑台的顶部开有凹槽，在所述凹槽内放置有沉降烧杯，在所述凹槽的底部设置有磁力搅拌器，在所述沉降烧杯内放置有磁子，在所述凹槽侧壁内设置有电加热丝，在所述沉降烧杯顶部设置有橡胶塞，在所述支撑台上设置有升降架，所述橡胶塞与所述升降架相互连接，通过所述升降架带动所述橡胶塞上下移动，在所述橡胶塞上穿接有玻璃管和探测棒，所述探测棒用于探测所述沉降烧杯内液体的水位以及温度，在所述玻璃管的顶部连接有软管，所述软管连接有蠕动泵，所述蠕动泵通过管路与三通电磁阀的一个端口相连通，所述电磁阀的另外两个端口分别通过管路伸入收集瓶与去离子水瓶内。

所述升降架包括两个竖直的滚珠丝杆，在所述滚珠丝杆的端部设置有电机，在所述滚珠丝杆上套接有丝杆螺母，两个所述滚珠丝杆上的丝杆螺母同时与所述橡胶塞连接。

在所述探测棒的下端设置有热敏电阻，在所述探测棒上设置有电极。

还包括支架，所述支架用于放置并支撑各个部件。

还包括控制面板，所述控制面板与所述磁力搅拌器、电加热丝、升降架、电磁阀、蠕动泵以及探测棒之间电连接。

在所述滚珠丝杆一侧设置有上下两个行程开关。

本实用新型将沉降烧杯、收集瓶以及去离子水瓶集成在一起，通过磁力搅拌器对沉降烧杯进行搅拌，省去了人工的手动搅拌，通过电加热丝对沉降烧杯内的液体进行加热，维持烧杯内液体温度的恒定，通过升降架带动橡胶塞将沉降烧杯的顶部端口打开或封住，并通过蠕动泵和三通电磁阀来向沉降烧杯内添加去离子水或抽取粘土矿物悬浊液。使用时只需将装有样品的沉降烧杯放置在支撑台的凹槽内，剩下的搅拌、沉降以及收集过程都由各装置自动完成，极大的提高了工作效率。在使用过程中，沉降烧杯的顶部由橡胶塞密封，沉降烧杯内的温度恒定，搅拌时间以及静置时间准确，提高了粘土矿物颗粒的提取精度。

本实用新型结构简单，使用方便，实现搅拌、沉降和提取过程中的自动化，提高了工作效率和提取的精准度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、支架；2、支撑台；3、控制面板；4、线路；5、磁子；6、磁力搅拌器；7、电加热丝；8、行程开关；9、丝杆螺母；10、滚珠丝杆；11、电机；12、升降平台；13、橡胶塞；14、玻璃管；15、电极；16、热敏电阻；17、沉降烧杯；18、软管；19、蠕动泵；20、三通电磁阀；21、收集瓶；22、去离子水瓶。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括支撑台2，在支撑台2的顶部开有凹槽，在凹槽内放置有沉降烧杯17，在凹槽的底部设置有磁力搅拌器6，在沉降烧杯17内放置有磁子5，在凹槽侧壁内设置有电加热丝7，在沉降烧杯17顶部设置有橡胶塞13，在支撑台2上设置有升降架，橡胶塞13与升降架相互连接，通过升降架带动橡胶塞13上下移动，在橡胶塞13上穿接有玻璃管14和探测棒，探测棒用于探测沉降烧杯17内液体的水位以及温度，在玻璃管14的顶部连接有软管18，软管18连接有蠕动泵19，蠕动泵19通过管路与三通电磁阀20的一个端口相连通，电磁阀的另外两个端口分别通过管路伸入收集瓶21与去离子水瓶22内。

其中，升降架包括两个竖直的滚珠丝杆10，在滚珠丝杆10的端部设置有电机11，在滚珠丝杆10上套接有丝杆螺母9，两个滚珠丝杆10上的丝杆螺母9同时与橡胶塞13连接，丝杆螺母9通过升降平台12与橡胶塞13连接固定。在滚珠丝杆10一侧设置有上下两个行程开关8。由电机11驱动滚珠丝杆10转动，带动丝杆螺母9上下移动，橡胶塞13随丝杆螺母9一同上下移动。通过形成开关控制丝杆螺母9上下移动的区间，当丝杆螺母9移动到下方的行程开关8位置时，橡胶塞13刚好将沉降烧杯17塞住，并将沉降烧杯17端口密封；当丝杆螺母9移动到上方的行程开关8位置时，橡胶塞13上的玻璃管14以及探测棒完全从沉降烧杯17内取出，沉降烧杯17能够方便的从凹槽内取出，不会发生干涉。

在探测棒的下端设置有热敏电阻16，在探测棒上设置有电极15。电极15包括正电极15和负电极15，正电极15和负电极15互不接触，当液体的液面超过电极15时，正电极15和负电极15相互连通，从而产生信号，控制面板3的控制器根据该信号控制蠕动泵19停止运转，电极15到玻璃管14底部之间的高度差为5cm。当液面位于电极15高度时，热敏电阻16伸入液体内，实时的测量液体的温度，并将温度信号传输至控制面板3的控制器，并根据温度变化调节电加热丝7的开关和功率大小，从而调节液体的温度使其保持稳定。

还包括支架1，支架1用于放置并支撑各个部件，沉降烧杯17、收集瓶21以及去离子水瓶22都放置在支架1内，整个装置结构牢固且紧凑，其中沉降烧杯17、收集瓶21以及去离子水瓶22都能够从支架1上取下进行更换。

还包括控制面板3，控制面板3与磁力搅拌器6、电加热丝7、升降架、电磁阀、蠕动泵19以及探测棒之间电连接，由图中的虚线表示电连接的线路4。控制面板3包括控制器、显示屏、控制开关以及控制按钮，控制按钮包括控制升降架上升或下降的“上升按钮”、“下降按钮”，控制温度的“温度上调按钮”、“温度下调按钮”，选择提取次数的“5次提取过程按钮”、“10次提取过程按钮”，选择好温度以及提取次数后启动装置的“启动按钮”，装置运行错误需要恢复初始状态的“复位按钮”。

本实用新型将沉降烧杯17、收集瓶21以及去离子水瓶22集成在一起，通过磁力搅拌器6对沉降烧杯17进行搅拌，省去了人工的手动搅拌，通过电加热丝7对沉降烧杯17内的液体进行加热，维持烧杯内液体温度的恒定，通过升降架带动橡胶塞13将沉降烧杯17的顶部端口打开或封住，并通过蠕动泵19和三通电磁阀20来向沉降烧杯17内添加去离子水或抽取粘土矿物悬浊液。使用时只需将装有样品的沉降烧杯17放置在支撑台2的凹槽内，剩下的搅拌、沉降以及收集过程都由各装置自动完成，极大的提高了工作效率。在使用过程中，沉降烧杯17的顶部由橡胶塞13密封，沉降烧杯17内的温度恒定，搅拌时间以及静置时间准确，提高了粘土矿物颗粒的提取精度。

在使用时，启动控制面板3上的电源开关，并通过控制按钮控制电机11工作，电机11带动滚珠丝杆10转动，使丝杆螺母9向上移动至上方的行程开关8位置，触发行程开关8使电机11停止工作，此时橡胶塞13抬升至最高点。将装有粘土矿物样品的沉降烧杯17放置在支撑台2的圆形凹槽内，并将磁子5置入沉降烧杯17的底部。通过控制面板3控制电机11运行，带动橡胶塞13下降，当丝杆螺母9下移至下方的行程开关8位置时，电机11停止运行，此时橡胶塞13下移至沉降烧杯17的端口位置并将沉降烧杯17端口塞住。通过控制面板3预设温度值，根据温度与沉降时间的对应关系设置好程序，根据实际样品量选择提取次数，启动程序。首先启动蠕动泵19抽取去离子水瓶22中的去离子水，将去离子水输送至沉降烧杯17内，当沉降烧杯17内的液面升高至电极15处时，蠕动泵19停止运转，启动电加热丝7开始对液体进行加热，在热敏电阻16的监测下使液体保持设定的温度。开启磁力搅拌器6，磁子5在沉降烧杯17底部做顺、逆时针方向的旋转，搅拌十分钟后停止旋转，粘土矿物悬浮液开始沉降，开始计时直至到达预设的沉降时间，蠕动泵19重新启动，三通电磁阀20将沉降烧杯17和收集瓶21连通，将沉降烧杯17内的悬浮液抽至收集瓶21中，液面降至玻璃管14的底部。三通电磁阀20将沉降烧杯17和去离子水瓶22再次连通，再次启动蠕动泵19，将去离子水补充至沉降烧杯17中，直至液面到达电极15的高度，并进行搅拌和沉降的过程。程序控制重复执行5次或10次上述的搅拌和沉降操作，直至收集到足够的粘土矿物样品量后结束。最后通过控制面板3控制橡胶塞13抬升，将沉降烧杯17取出。

Claims (6)

1.一种粘土矿物恒温定时沉降提取装置，其特征在于，包括支撑台，在所述支撑台的顶部开有凹槽，在所述凹槽内放置有沉降烧杯，在所述凹槽的底部设置有磁力搅拌器，在所述沉降烧杯内放置有磁子，在所述凹槽侧壁内设置有电加热丝，在所述沉降烧杯顶部设置有橡胶塞，在所述支撑台上设置有升降架，所述橡胶塞与所述升降架相互连接，通过所述升降架带动所述橡胶塞上下移动，在所述橡胶塞上穿接有玻璃管和探测棒，所述探测棒用于探测所述沉降烧杯内液体的水位以及温度，在所述玻璃管的顶部连接有软管，所述软管连接有蠕动泵，所述蠕动泵通过管路与三通电磁阀的一个端口相连通，所述电磁阀的另外两个端口分别通过管路伸入收集瓶与去离子水瓶内。

2.根据权利要求1所述的粘土矿物恒温定时沉降提取装置，其特征在于，所述升降架包括两个竖直的滚珠丝杆，在所述滚珠丝杆的端部设置有电机，在所述滚珠丝杆上套接有丝杆螺母，两个所述滚珠丝杆上的丝杆螺母同时与所述橡胶塞连接。

3.根据权利要求1所述的粘土矿物恒温定时沉降提取装置，其特征在于，在所述探测棒的下端设置有热敏电阻，在所述探测棒上设置有电极。

4.根据权利要求1所述的粘土矿物恒温定时沉降提取装置，其特征在于，还包括支架，所述支架用于放置并支撑各个部件。

5.根据权利要求1所述的粘土矿物恒温定时沉降提取装置，其特征在于，还包括控制面板，所述控制面板与所述磁力搅拌器、电加热丝、升降架、电磁阀、蠕动泵以及探测棒之间电连接。

6.根据权利要求2所述的粘土矿物恒温定时沉降提取装置，其特征在于，在所述滚珠丝杆一侧设置有上下两个行程开关。

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