CN109738235A - 一种批量抽取土壤水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种批量抽取土壤水装置，包括具有若干加热槽的加热装置、具有若干冷凝槽的冷凝装置、多管路进气连接装置、除水过滤阱、气压指示表、真空泵以及若干组抽取装置，抽取装置包括加热管、密封塞一、除杂过滤阱、连接管、位于连接管上的阀门一、排气管、位于排气管上的阀门二、冷凝阱、密封塞二、进气管、出气管以及位于出气管上的阀门三，密封塞一底部还设有用于放置过滤棉的凹槽，除杂过滤阱进出口分别与连接管和进气管连接，密封塞二用于冷凝阱密封，出气管另一端与多管路进气连接装置其中一个进气槽连接，多管路进气连接装置再依次与除水过滤阱、气压指示表以及真空泵连接。本发明具有使用方便，可多管路同时抽取的特点。

Description

一种批量抽取土壤水装置

技术领域

本发明涉及一种批量抽取土壤水装置，属于土壤水提取装置技术领域。

背景技术

近些年来，随着气候变化和人类活动的影响，地下水的开采量逐年上升，许多地方都出现了地下水水质变差，地区的潜水位下降，包气带增厚等各种问题，严重制约了当地经济的发展。包气带作为连接地下水和地表水的纽带，其孔隙和裂隙构成的蓄水体对于水分的吸收，存储和输送具有重要的研究意义。因此，分析包气带水分的运移以及变化规律对于研究地下水的补给，实现水资源的合理利用具有重要的理论和实际意义。

包气带水分的运移是一种十分复杂的物理和化学作用的过程，受各种因素的制约，主要包括：大气压力，土壤温度，土壤特性等。随着科技的不断发展，越来越多的新方法理论用于研究包气带水分的运移。其中，同位素方法相对于其他方法来说具有较高的灵敏度和精确性，因为它是水分子的组成元素，能够很好的示踪水分的运移。

时至今日，将人工采集到的原状土带回实验室进行土水分离依旧是测量土壤水同位素的主要方法。分离的方法主要包括：1、共沸蒸馏法，常用苯、甲苯、二甲苯，利用其与水不相溶，且共沸温度不同进行土水分离。2、离心分离法，利用离心力将土壤水从土壤中分离出来。3、真空蒸馏法，利用水的相态变化，从土壤中分离出来。其中，真空蒸馏法对不同土壤含水量的土壤均能应用，是目前应用最广泛的土壤水提取方法。目前的土壤水抽提装置大多使用玻璃装置，为了保证实验能在真空下进行，需要在装置的接口处涂抹真空封脂，封脂可能会随着抽真空进入到真空泵中，导致装置的真空度下降。同时每进行一个土样的提取后均需要用石油醚擦掉真空封脂，清洗仪器后重新涂抹真空封脂进行下一个样的提取，这大大增加了实验难度。因此，为了提高抽取土壤水的效率以及简化实验的操作，需要设计一种新型的土壤水抽取设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种使用便捷以及可以多管路同时抽取土壤水的装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种批量抽取土壤水装置，包括具有若干加热槽的加热装置、具有若干冷凝槽的冷凝装置、多管路进气连接装置、除水过滤阱、气压指示表、真空泵以及若干组抽取装置，所述抽取装置包括加热管、密封塞一、除杂过滤阱、连接管、阀门一、排气管、位于所述排气管上的阀门二、冷凝阱、密封塞二、进气管、出气管以及阀门三，所述密封塞一上设有用于所述排气管以及所述连接管的插接孔，所述密封塞一底部还设有用于放置过滤棉的凹槽，所述阀门一位于所述连接管上，所述连接管另一端与所述除杂过滤阱入口端连接，所述除杂过滤阱出口端与所述进气管连接，所述密封塞二用于所述冷凝阱密封，所述密封塞二上设有用于所述进气管以及所述出气管的插接孔，所述阀门三位于所述出气管上，所述出气管另一端与所述多管路进气连接装置其中一个进气槽连接，所述多管路进气连接装置再依次与所述除水过滤阱、所述气压指示表以及真空泵连接。

进一步的，所述密封塞一上下端还套接有密封垫片。

进一步的，所述密封塞一、所述密封垫片、所述密封塞二以及所有管路和阀门均采用四氟乙烯制成。

进一步的，所述除水过滤阱内放置有高氯酸镁。

进一步的，所述除杂过滤阱中放置有活性炭。

进一步的，所述加热管以及所述冷凝阱采用高硼硅玻璃制成。

本发明所达到的有益效果：采用多组抽取装置并联连接方式，可以实现同时抽取多个土壤水样，显著加快了提取土壤水效率，同时采用四氟乙烯材料能够很好的保证装置连接处的密闭性，保证了收集的土壤水的完全，提高了同位素测量的精度。

附图说明

图1是实施例结构示意图(其中抽取装置仅标示出其中一组)；

图2是实施例中多管路进气连接装置结构示意图；

附图标记说明：恒温加热器1，加热槽2，土样3，加热管4，密封塞一，四氟垫片6，连接管7，四氟阀门一8，过滤阱9，进气管10，冷凝阱11，出气管12，四氟阀门三13，进气连接装置14，过滤阱15，真空泵16，冷凝槽17，冷凝装置18，管路进气槽19，气压指示表20，四氟阀门二21，排气管22。

具体实施方式

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

如图1，图2所示，一种批量抽取土壤水装置，包括具有2*4个加热槽2的恒温加热装置1、具有2*4个冷凝槽17的冷凝装置18、2*4个管路进气连接装置14、除水过滤阱15、气压指示表20、真空泵16以及与加热槽等数量对应的8组抽取装置，当然，数量不一致的情况下，可以采用堵头对多余的进气口进行密封，下面以其中一组抽取装置进行详细说明，具体如下。

抽取装置包括加热管4、密封塞一5、除杂过滤阱9、连接管7、阀门一8、排气管21、位于排气管上的阀门二22、冷凝阱11、密封塞二、进气管10、出气管12以及阀门三13，其中密封塞一5上设有用于排气管21以及连接管7的插接孔，密封塞一5上下端套接有密封垫片6，底部设有用于放置棉花的凹槽，可避免土样3中微粒进入连接管路7中，阀门一8位于连接管7上，连接管7另一端与除杂过滤阱9入口段连接，除杂过滤阱9出口端与进气管10连接，密封塞二用于冷凝阱11密封，密封塞二上设有用于进气管10以及出气管12的插接孔，阀门三13位于出气管12上，出气管12另一端与多管路进气连接装置14其中一个进气槽19连接，多管路进气连接装置14再依次与除水过滤阱15、气压指示表20以及真空泵16连接。其中密封塞一5、密封垫片6、密封塞二以及所有管路7/21/10/12和所有阀门22/8/13均采用四氟乙烯制成，四氟乙烯耐高温，在100℃条件下不会变形，且密封性良好，加热管4以及冷凝阱11采用高硼硅玻璃制成，同样具有耐高温，低膨胀的性能，结合密封塞的结构，可以进一步保证与加热管4以及冷凝阱11的密封效果，不需要使用真空封脂进行密封，可以显著提高试验效率，除水过滤阱15内放置有高氯酸镁，防止水汽进入真空泵中，除杂过滤阱9中放置有活性炭，可对管路中杂质进行吸附。上述棉花、高氯酸镁以及活性炭均需要定期进行更换，以保证过滤效果。

具体使用方法如下：

以其中一条管路为例进行说明。

(a)首先在加热管4中装好待测土样3，关闭四氟阀门一8和四氟阀门三13，然后打开真空泵16开始进行抽真空，当真空泵压力指示器20读数小于1时候，说明过滤阱15到真空泵16的设备处于真空条件下，随后打开四氟阀门三13，对冷领阱11和过滤阱9进行抽真空，将四氟阀门8到真空泵16装置中的水汽抽离；

(b)之后打开恒温电炉1，调节电炉稳定温度为105℃，打开四氟阀门8。当真空泵中的压力指示器读书显示小于1时，说明仪器正常工作；

(c)抽取一定时间后，加热管4中的土样水全部被抽离，这时关闭四氟阀门13打开排气管22上的四氟阀门二21，将冷凝阱11从冷凝槽17中取出，将活塞二拔出，对冷凝槽17进行密封，防止与大气中的水汽进行同位素交换,

(d)当冷凝阱11的冰晶完全融化后，使用0.22μm的有机滤膜过滤，移样到顶空瓶并保存在4℃冰箱中，可用于后续同位素分析。

各支路的四氟阀门三13控制着各个支路管道的真空运行条件，仪器开始运行时，应该关闭转换器上支路所有阀门，支路管路运行时，打开对应的支路阀门即可。

真空泵的压力指示表读数小于1表示各个支路管路均处于真空条件，当压力指示表读数大于1，表示其中有支路管路出现故障，需要逐个排查。

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

Claims (6)

1.一种批量抽取土壤水装置，其特征是，包括具有若干加热槽的加热装置、具有若干冷凝槽的冷凝装置、多管路进气连接装置、除水过滤阱、气压指示表、真空泵以及若干组抽取装置，所述抽取装置包括加热管、密封塞一、除杂过滤阱、连接管、位于所述连接管上的阀门一、排气管、位于所述排气管上的阀门二、冷凝阱、密封塞二、进气管、出气管以及阀门三，所述密封塞一上设有用于所述排气管以及所述连接管的插接孔，所述密封塞一底部还设有用于放置过滤棉的凹槽，所述连接管另一端与所述除杂过滤阱入口端连接，所述除杂过滤阱出口端与所述进气管连接，所述密封塞二用于所述冷凝阱密封，所述密封塞二上设有用于所述进气管以及所述出气管的插接孔，所述阀门三位于所述出气管上，所述出气管另一端与所述多管路进气连接装置其中一个进气槽连接，所述多管路进气连接装置再依次与所述除水过滤阱、所述气压指示表以及真空泵连接。

2.根据权利要求1所述的一种批量抽取土壤水装置，其特征是，所述密封塞一上下端还套接有密封垫片。

3.根据权利要求2所述的一种批量抽取土壤水装置，其特征是，所述密封塞一、所述密封垫片、所述密封塞二以及所有管路和阀门均采用四氟乙烯制成。

4.根据权利要求1所述的一种批量抽取土壤水装置，其特征是，所述除水过滤阱内放置有高氯酸镁。

5.根据权利要求1所述的一种批量抽取土壤水装置，其特征是，所述除杂过滤阱中放置有活性炭。

6.根据权利要求1所述的一种批量抽取土壤水装置，其特征是，所述加热管以及所述冷凝阱采用高硼硅玻璃制成。