CN106583020A - 一种湿式颗粒物沉降分离*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿式颗粒物沉降分离***，包括沉降柱体、闸门以及泥斗，所述闸门连接在所述沉降柱体的下端和所述泥斗的进口端之间，用于断开和连通所述沉降柱体和所述泥斗。本发明可用于颗粒物分级分离和沉降性能实验，不同粒径颗粒物通过与水混合在沉降柱体内沉降，而不同粒径的颗粒物的沉降时间不同，因此可以根据沉降时间的长短控制要收集的目标粒径颗粒物，而通过闸门的开关，就能控制不同沉降时间沉降出的颗粒物进入泥斗，从而控制收集的颗粒物粒径；而且，本发明结构简单，操作方便，容易控制，同时具备测定颗粒物沉降特性的功能，具有非常好的应用前景。

Description

一种湿式颗粒物沉降分离***

技术领域

本发明涉及一种湿式颗粒物沉降分离***，本发明涉及一种湿式颗粒物沉降分离***，可用于实验室颗粒物粒径分离、收集和沉降试验及研究，具体可用于河流、湖库水体沉积物颗粒物湿法分级分离、沉降特性研究，并可为后续理化性质、界面动力学研究提供不同粒径的颗粒物材料。

背景技术

天然水体中，颗粒物－水界面是物理、化学和生物反应的重要场所，界面过程对污染物质的迁移、转化和输送起着至关重要的作用。在江河、浅水湖泊、平原河网运河中，水动力扰动频繁，颗粒物再悬浮与粒径分选作用强烈，对物质再分布和输送起着重要作用。

沉积物主要由不同粒径的颗粒物组成，理化性质相差较大，携带和输送物质能力差异显著。因此对颗粒物分粒径研究具有十分重要的基础意义。现今对不同粒径沉积物的分离研究方法一般是风干或冷冻干燥后过筛分离，不符合颗粒物在实际水体中分离沉降的规律，在一定条件下破坏了颗粒物的理化特性，同时只能实现大颗粒组份(细沙以上粒径)的粗分，而对界面过程更加强烈的细小颗粒物质(粉粒和粘粒)的进一步分离无能为力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，操作方便，容易控制，能够进行颗粒物分级分离的湿式颗粒物沉降分离***。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种湿式颗粒物沉降分离***，包括沉降柱体、闸门以及泥斗，所述闸门连接在所述沉降柱体的下端和所述泥斗的进口端之间，用于断开和连通所述沉降柱体和所述泥斗。

进一步地，所述闸门包括闸体、闸门挡板以及推合棒，所述闸体以其上表面与所述沉降柱体连接、以其下表面与所述泥斗连接，所述闸体内设有滑槽，所述闸门挡板滑动设置在所述滑槽内，所述推合棒与所述闸门挡板连接。

进一步地，所述泥斗与所述闸门之间为可拆卸连接。

进一步地，所述泥斗与所述闸门之间通过以下结构实现可拆卸连接：所述泥斗的进口端外周设有一圈凸棱，所述泥斗与所述闸门接触面凹凸配合，所述凸棱和所述闸门之间设有固定夹。

进一步地，所述泥斗与所述闸门的接触面凹凸配合处设有密封圈。

进一步地，还包括组合筛，所述组合筛由容器以及从上至下依次设置在容器内的粗筛、中筛和细筛构成。

进一步地，所述沉降柱体上设有刻度。

进一步地，所述沉降柱体上设有一个以上的出水阀门。

本发明还提供一种湿式颗粒物沉降分离性能实验方法，利用了上述的湿式颗粒物沉降分离***，包括以下步骤：

a.打开闸门，向沉降柱体内预装水，将颗粒物预先配置成溶液；

b.将颗粒物溶液倒入沉降柱体内，混合均匀后计时；

c.到目标粒径颗粒物的沉降时间后，关闭闸门，取下泥斗；

d.若需要获取下一目标粒径颗粒物，则换上预先充满水的泥斗，打开闸门，返回步骤c。

进一步地，在步骤c、d过程中，根据沉降时间和粒径分布，从沉降柱体不同位置取水样，然后进行沉降特性的研究。

本发明的有益效果体现在：

本发明设计出湿式分离并收集沉积物任意不同粒径细颗粒物的沉降柱体，可用于颗粒物分级分离和沉降性能实验，不同粒径颗粒物通过与水混合在沉降柱体内沉降，而不同粒径的颗粒物的沉降时间不同，因此可以根据沉降时间的长短控制要收集的目标粒径颗粒物，而通过闸门的开关，就能控制不同沉降时间沉降出的颗粒物进入泥斗，从而控制收集的颗粒物粒径；而且，本发明结构简单，操作方便，容易控制，同时具备测定颗粒物沉降特性的功能，具有非常好的应用前景。

附图说明

图1是本发明一实施例的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明一实施例中的泥斗的结构示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是本发明一实施例中的组合筛的结构示意图。

附图中各部件的标记为：1出水阀门、2沉降柱体、3闸门、4泥斗、凸棱41、5推合棒、6闸门挡板、7固定夹、8刻度尺、9密封圈、10泥斗卡槽、11粗铜筛、12中铜筛、13细铜筛、14闸体、15容器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

参见图1和图2。

本发明一实施例的湿式颗粒物沉降分离***，包括沉降柱体2、闸门3以及泥斗4，所述闸门3连接在所述沉降柱体2的下端和所述泥斗4的进口端之间，用于断开和连通所述沉降柱体2和所述泥斗4。

本***可用于颗粒物分级分离和沉降性能实验，不同粒径颗粒物通过与水混合在沉降柱体内沉降，而不同粒径的颗粒物的沉降时间不同，因此可以根据沉降时间的长短控制要收集的目标粒径颗粒物，而通过闸门的开关，就能控制不同沉降时间沉降出的颗粒物进入泥斗，从而控制收集的颗粒物粒径。

具体实施中，沉降柱体2上端开口，作为进料口。

本实施例中，如图1和图2所示，所述闸门3包括闸体14、闸门挡板6以及推合棒5，所述闸体14以其上表面与所述沉降柱体2连接、以其下表面与所述泥斗4连接，所述闸体14内设有滑槽，所述闸门挡板6滑动设置在所述滑槽内，所述推合棒5与所述闸门挡板6连接。

具体实施中，闸体、闸门挡板以及推合棒均采用有机玻璃材料制成，滑槽为扁平的长方体形的腔体，沉降柱体和泥斗的位置相应于滑槽的一端，闸体上相应于沉降柱体和泥斗的位置处分别设有通孔，当闸门挡板移动至滑槽的一端时，封闭通孔，断开沉降柱体和泥斗，当闸门挡板移动至滑槽的另一端时，通孔完全打开，连通沉降柱体和泥斗，而只需要推拉推合棒就能控制闸门挡板的位置，从而开合闸门挡板，控制闸门的开关，方便快捷地断开和连通沉降柱体和泥斗。

本实施例中，所述泥斗4与所述闸门3之间为可拆卸连接。这样设计，不仅可方便快捷地将收集的不同粒径的颗粒物连同泥斗取下收存，而且简化了结构，不需要在泥斗上设置出口和开合出口的密封结构。

本实施例中，图1、3、4所示，所述泥斗4与所述闸门3之间通过以下结构实现可拆卸连接：所述泥斗4的进口端外周设有一圈凸棱41，所述泥斗4与所述闸门3接触面凹凸配合，所述凸棱41和所述闸体14之间设有固定夹7。这种结构，通过固定夹锁紧和松开泥斗，拆装方便；所述泥斗4与所述闸门3的接触面凹凸配合处设有密封圈9。用于进一步提高密封性。

具体实施中，所述泥斗的进口端端面设有一圈环形凸台10，闸体14下表面设有一圈环形凹槽用于镶插环形凸台10，实现接触面的凹凸配合，密封圈9为环形乳胶密封圈。

上述可拆卸连接结构实现了闸门和泥斗的无缝对接，泥斗即插即用，连续无扰动收集。

泥斗设计为圆台形，底部为直径3cm的圆底，泥斗起到承重和顶压自密封的作用。

本实施例中，如图5所示，还包括组合筛，所述组合筛由容器15以及从上至下依次设置在容器15内的粗筛11、中筛12和细筛13构成。具体实施中，粗筛11孔径0.28mm、中筛12孔径0.15mm、细筛13孔径0.05mm，并采用铜材料制成。设置组合筛可以对一些含有砂粒等的沉积物等物质进行预先筛分，在湿式条件下筛分不同粒径的沙粒，得到的淋洗液再通过沉降柱体、闸门、泥斗等进行下一步的颗粒物沉降分离。

本实施例中，所述沉降柱体2上设有刻度8。设置刻度的作用是标识颗粒物沉降距离，对应系列出水阀门1，在设定的沉降时间内取得目标粒径颗粒物样品用于沉降性能测定。

本实施例中，所述沉降柱体2上设有一个以上的出水阀门1。具体实施中，高度120cm的沉降柱体2，最上端刻度位于100cm处，设置五个出水阀门1，并沿沉降柱体2的轴向等距排布，出水阀门1用于不同粒径颗粒物沉降性能实验取样。

利用上述湿式颗粒物沉降分离***进行湿式颗粒物沉降分离性能实验方法，包括以下步骤：

1)颗粒物的分离

a.沙粒筛分，取组合筛，量取300g沉积物置于粗筛11，乳胶头反复磨洗沉积物直至沙粒完全分离，分别收集不同粒径沙粒于分样容器中，淋洗液收集于塑料桶；

b.组合泥斗和沉降柱体，夹紧固定夹，置于稳定的台面，拉开推合棒打开闸门，向沉降柱体内注入蒸馏水至刻度8的最上端，根据研究需要也可以用沉积物采样现场的原位上覆水来代替蒸馏水，以保持颗粒物混合液和现场水体基本理化性质的一致。

c.待沉降柱体内水流稳定后，启动秒表计时，到达第1目标粒径颗粒物分离时间后，立即推进推合棒关闭闸门，松开固定夹，迅速更换预装满蒸馏水的泥斗，然后立即拉开推合棒打开闸门，使保持沉降柱体和泥斗重新联通，进行下一目标粒径颗粒物分离与收集；

重复以上闸门开关与泥斗更换工作，直至所有预定目标颗粒物分级分离收集完成；

d.将收集到的不同粒径的颗粒物静置一段时间后，弃去上清液，倒入分样容器中保存，根据后续研究目的进行风干、冷冻干燥或直接保存湿系列粒径沉积物样品。

高度100cm的沉降水柱，25℃标准水温时建议分离时间10min、1h、20h、100h，分别对应粒径30～50μm、20～30μm、5～20μm、2～5μm左右的颗粒物(具体分离时间和粒径以实际需要为准)。

2)沉降特性的研究

在步骤1)的过程中，可以同步进行颗粒物沉降性能实验；

保证闸门处于完全打开状态，按普通沉降速度测定方法进行静态沉降速度的测定，在不同时间拧开五个出水阀门中的一个或几个，收集颗粒物悬浮液体于小玻璃烧杯中；

颗粒物悬浮液体经过滤后，105℃烘干至恒重，再利用重量法测定悬浮物浓度，根据实验结果绘制沉降曲线；

颗粒物浓度100mg/L时绘制自由沉降曲线，浓度1000mg/L时绘制絮凝沉降曲线。

应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本发明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种湿式颗粒物沉降分离***，其特征在于：包括沉降柱体(2)、闸门(3)以及泥斗(4)，所述闸门(3)连接在所述沉降柱体(2)的下端和所述泥斗(4)的进口端之间，用于断开和连通所述沉降柱体(2)和所述泥斗(4)。

2.如权利要求1所述的湿式颗粒物沉降分离***，其特征在于：所述泥斗(4)与所述闸门(3)之间为可拆卸连接。

3.如权利要求2所述的湿式颗粒物沉降分离***，其特征在于：所述泥斗(4)与所述闸门(3)之间通过以下结构实现可拆卸连接：所述泥斗(4)的进口端外周设有一圈凸棱(41)，所述泥斗(4)与所述闸门(3)接触面凹凸配合，所述凸棱(41)和所述闸门(3)之间设有固定夹(7)。

4.如权利要求3所述的湿式颗粒物沉降分离***，其特征在于：所述泥斗(4)与所述闸门(3)的接触面凹凸配合处设有密封圈(9)。

5.如权利要求1或2所述的湿式颗粒物沉降分离***，其特征在于：还包括组合筛，所述组合筛由容器(15)以及从上至下依次设置在容器(15)内的粗筛(11)、中筛(12)和细筛(13)构成。

6.如权利要求1或2所述的湿式颗粒物沉降分离***，其特征在于：所述沉降柱体(2)上设有刻度(8)。

7.如权利要求1或2所述的湿式颗粒物沉降分离***，其特征在于：所述沉降柱体(2)上设有一个以上的出水阀门(1)。