[發(fā)明專利]一種壓濾裝置及基于其的土壤水分提取裝置及提取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711367332.3
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108176103B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢會;王海科;李亞斌;賈慧;高燕燕
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: B01D29/15
• 分類號: B01D29/15;G01N1/28;G01N1/34;G01N1/40
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開了一種壓濾裝置及基于其的土壤水分提取裝置及提取方法，土壤水分提取裝置包括壓濾裝置、水樣收集裝置以及軸向加壓裝置；壓濾裝置包括墊座、底座、芯管、過濾部件、盛裝土樣的外模、柱塞以及脫模底座；水樣收集裝置為真空裝置；軸向加壓裝置使用液壓壓力機(jī)。本發(fā)明提供的土壤水分提取裝置操作簡單，通過液壓壓力機(jī)提供持續(xù)穩(wěn)定的壓力使得土體緩慢變形而釋水，不存在巖土體損壞現(xiàn)象，且該裝置可以承受液壓壓力機(jī)提供的超大壓力，可以極大程度提取土壤中的水分，包括自由水和弱結(jié)合水，可以用來研究土壤中水分含量及水分類型。提取出的水分盛放水樣收集裝置中，不受外界環(huán)境的影響，避免了環(huán)境對水分的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土工實驗研究和化學(xué)分析領(lǐng)域，涉及一種壓濾裝置及基于其的土壤水分提取裝置及提取方法，本發(fā)明能夠用于分析土壤中水分含量、類型及化學(xué)成分。

背景技術(shù)

土壤中的水分有多重存在形式，包括自由水、弱結(jié)合水和強(qiáng)結(jié)合水。不同類型的水分存在不同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。不同成因的沉積物中存在著不同類型的孔隙水。有效的提取和收集孔隙水在弱透水層水文地質(zhì)中有著重要作用。目前粘性土孔隙水分提取主要依靠壓榨機(jī)實現(xiàn)，傳統(tǒng)的壓榨方法存在以下缺點：1、施加壓強(qiáng)值無法隨意設(shè)定；2、所能施加的壓力上限值太小，不足2.5MPa，小含水量的粘性土中的水分難以提取；3、樣品中的水分是從上往下通過底座上的孔隙排出，不能保證樣品均勻釋水；4、隨著使用次數(shù)的增加壓榨機(jī)頂部會發(fā)生變形，使得所施加的壓力與土壤實際承受壓力不符。因此，提高壓榨機(jī)所能承受壓力的范圍與可調(diào)節(jié)性，使用的穩(wěn)定性以及提高孔隙水提取過程中的精度和提取效率是目前需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種壓濾裝置及基于其的土壤水分提取裝置及提取方法，本發(fā)明在土壤水分提取過程中可施加壓力范圍大，能夠保證樣品均勻釋水，提取精度高。

一種壓濾裝置，包括底座、芯管、外模和柱塞，外模與底座上端面密封連接；

底座中心設(shè)有中心孔，芯管設(shè)置在外模內(nèi)，芯管的下端與底座的中心孔連接，底座中心孔的下端連接有導(dǎo)水管；

芯管的管壁上均勻開設(shè)有透水微孔，芯管的表面包覆有過濾膜；

柱塞具有中心孔，柱塞從外模的上端插入外模內(nèi)，芯管的上端能夠伸入柱塞的中心孔內(nèi)；

柱塞的外壁與外模的內(nèi)壁之間，柱塞中心孔的內(nèi)壁與芯管的外壁之間均為間隙配合。

還包括球形墊座，球形墊座設(shè)置在柱塞的上端。

還包括墊座，底座的下端面同軸開設(shè)有凹槽，墊座為空心圓柱，上端嵌入底座下端面上的凹槽內(nèi)，墊座的側(cè)壁開設(shè)有供導(dǎo)水管穿過的貫穿孔。

底座的上端面同軸開設(shè)有供外模下端嵌入的凹槽，外模的下端嵌入該凹槽內(nèi)，外模下端與底座上表面平齊的位置開設(shè)有一圈卡槽，卡槽處設(shè)有壓環(huán)，外模與底座通過卡環(huán)固定連接，壓環(huán)與底座之間設(shè)有密封圈。

芯管的下端與底座的中心孔螺紋連接，底座中心孔的下端設(shè)有芯管螺栓，芯管螺栓沿其軸線開設(shè)有排水孔，芯管螺栓的螺紋段與芯管的內(nèi)表面螺紋連接，芯管螺栓的排水孔與芯管的內(nèi)腔聯(lián)通，導(dǎo)水管與芯管螺栓的排水孔的下端連接；芯管的上端頭從上至下開設(shè)有內(nèi)六方孔。

芯管沿其長度方向均勻開設(shè)多排透水微孔，每排設(shè)置多個透水微孔，每排的多個透水微孔沿芯管的周向均勻設(shè)置，相鄰2～4排的透水微孔沿芯管的周向均勻錯開。

一種土壤水分提取裝置，包括水樣收集裝置、上述壓濾裝置以及為上述壓濾裝置進(jìn)行軸向施壓的軸向加壓裝置，水樣收集裝置與壓濾裝置的導(dǎo)水管的出口連接。

還包括脫模底座，脫模底座為空心圓柱，脫模底座上端的內(nèi)圈向下開設(shè)有凹槽，該凹槽的孔徑不小于外模的外徑，脫模底座的內(nèi)徑大于外模的內(nèi)徑，小于外模的外徑。

軸向加壓裝置為液壓壓力機(jī)。