一种无机液体离子型土壤固化剂固化机理分析装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种无机液体离子型土壤固化剂固化机理分析装置，包括五个部分，自上而下依次为第一交换室、第二交换室、第三交换室、第四交换室和第五交换室，各级交换室都采用中空圆柱形结构，且每个交换室被上、下两个分隔板分成三个腔室，各个交换室之间通过连接段的连接螺纹相连，并能够拆卸；在各个交换室内加入土壤样品后，安装好设备，在第一交换室加入无机液体离子型土壤固化剂溶液，液体上而下流过各个交换室，并在每个交换室的取样孔取样分析，得到一系列具有浓度梯度的液体样品，分析离子交换过程。本发明能够使土壤固化剂溶液半连续性的通过土壤样品，通过取不同交换室内的样品分析测试，定性分析土壤固化剂固化过程中离子交换过程。
【专利说明】
一种无机液体离子型土壤固化剂固化机理分析装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于直观分析和检测无机液体离子型土壤固化剂固化土壤的离子交换过程的装置，主要用于分析无机液体离子型土壤固化剂处理时与土壤的离子交换过程，探究和分析无机液体离子型土壤固化剂与土壤发生离子交换时交换的离子种类。
【背景技术】
[0002]土壤是一种由多种物质组成的复杂的混合物，其成分包含无机矿物质、有机物、微生物和空气等，无机物主要来源于上亿年的岩石风化作用，是土壤的主体成分，也是土壤中其他物质存在和依附的载体，有机物成分来源于地球上有机体的生命活动的代谢残留，在土壤中所占的比重依据不同的土质而大不相同，土壤中的微生物包括各种藻类、真菌和细菌等，在土壤中扮演着有机物质含量和无机物质含量平衡者的角色，其将衰败的有机体转化为无机物，使土壤中的有机物含量和无机物含量保持在一定范围内，土壤颗粒缝隙之间还充斥着很多土壤中微生物生命代谢不可缺少的空气成分，由于土壤成分复杂性，土壤在工程应用中表现出承载力低、水稳性差、耐寒性能差。
[0003]为了改善土壤的这些性能，通常使用土壤固化剂处理土壤，使用最普遍的固化剂是无机液体离子型土壤固化剂，无机液体离子型土壤固化剂主要通过离子交换的方式固化土壤，离子交换过程是离子型土壤固化剂中的强阳离子(Ca2+，Al3+，Mg2+等)置换出土壤胶体双电层中的低价阴离子(K+，Na+等)的过程，由于不同土质的土壤的成分和结合方式的差别，无机液体离子型土壤固化剂处理不同土质的土壤时离子交换过程差别较大，对于离子交换过程的分析研究比较困难。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于快速直观分析离子型土壤固化剂固化土壤离子交换过程的装置。
[0005]本发明的技术方案为:
[0006]—种无机液体离子型土壤固化剂固化机理分析装置，该装置采用多级交换原理，包括五个部分，自上而下依次为第一交换室、第二交换室、第三交换室、第四交换室和第五交换室，各级交换室都采用中空圆柱形结构，且每个交换室被上、下两个分隔板分成三个腔室，各个交换室之间通过连接段的连接螺纹相连，并能够拆卸。
[0007]所述的第一交换室被上层分隔板和下层分隔板分隔成三个腔室，由上而下依次是贮液室、固液相交换室和集液室；上层分隔板卡在上卡槽上，上层分隔板结构包含两层，由上而下为透水石板和多层滤纸，下层分隔板卡在下卡槽上，下层分隔板结构包含三层，由上而下依次为多层滤纸、透水石板和多孔称重板;贮液室容积较大，上方与能够拆卸的密封盖通过密封螺纹连接，密封盖上设有加压孔和紧固手柄；中层腔室为液固相交换区域，使用时，该腔室装满土壤样品;集液室下端与第二交换室通过连接段外表面的连接螺纹连接，并与第二交换室的上层腔室相互贯通，连接段的结构半径小于第一交换室或第二交换室的外半径。
[0008]所述的第二交换室也被上层分隔板和下层分隔板分隔成三个腔室，由上而下依次是贮液室、固液交换室和集液室;所述的第二交换室的贮液室上方设有连接段，连接段外表面设有连接螺纹，与第一交换室的集液室下端连接段的连接螺纹相互咬合，实现第一交换室和第二交换室的连接;第一交换室的的集液室与第二交换室的贮液室相互贯通，第一交换室的的集液室就是第二交换室的贮液室;在第二交换室接近上层分隔板的位置设有取液孔，在第二交换室的集液室下方设有与第一交换室一样的连接段，实现与第三交换室的连接。
[0009]所述的第三交换室、第四交换室与第二交换室具有相同的结构。
[0010]所述的五次交换室上层腔室贮液室、中层腔室固液相交换室具有与第二交换室相同的结构，下层腔室集液室下端密封，安装在支撑底座上，在五次交换室的贮液室下方靠近支撑底座处设有取样管，在贮液室上方靠近下层分隔板处设有放气孔。
[0011]本发明是一种用于分析和测试无机液体离子型土壤固化剂的固化机理的新装置，此装置采取由上向下多次逐级交换方式，使固化剂溶液(液相)与被处理土壤(固相)逐次连续接触，并逐级取样分析，分别总结出液相溶液成分变化趋势和土壤固相成分变化趋势，以此分析无机液体离子型土壤固化剂的固化机理。
[0012]本发明的有益效果为:本发明能够使土壤固化剂溶液半连续性的通过土壤样品，并能够通过取不同交换室内的样品分析测试，定性分析土壤固化剂固化过程中的离子交换过程。
【附图说明】
[0013]图1是无机液体离子型土壤固化剂固化土壤机理分析装置结构示意图；
[0014]图中:I加固手柄;2加压孔;3密封螺纹;4密封盖;5第一交换室;6贮液室；7固液相交换室;8上卡槽;9上层分隔板；10下层分隔板；11下卡槽；12连接段；13连接螺纹；14集液室；15第二交换室；16第三交换室；17第四交换室；18取样管；19支撑底座;20第五交换室。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图1和实施过程对本装置进行相信的描述。如图1所示，一种离子型土壤固化剂固化机理分析装置，从图中可见本装置的组成部分。
[0016]所述装置在使用时，将第一交换室下隔板10处自下而上依次铺设透水支撑板，透水石和5层滤纸，然后在其上方固液交换室7内填满土样至上卡槽8位置，在上层分隔板9位置自下而上一次铺设5层滤纸、透水石、透水支撑板，依此方法依次完成第二交换室15，第三交换室16，第四交换室17，第五交换室20的安装，然后利用各个交换室上下的连接段12的连接螺纹13将五个交换室连接在一起，自上而下的顺序为第一交换室5、第二交换室15、第三交换室16、第四交换室17、第五交换室20，安装完成后，将装置放置在水平面上，将第一交换室5的集液室14内倒入蒸馏水，然后用密封盖4将第一交换室5密封，加压孔2连接加压装置，打开第五交换室20上的放气孔21，使第一交换室5贮液室6内的液体依次流过各个交换室，定时从取液管18处取液测试，当第五交换室20的集液室14内的液体接近蒸馏水时，关掉放气孔21，去除掉加压孔的2的加压装置，拆掉密封盖4，然后在第一交换室5的贮液室6内倒入离子型土壤固化剂溶液，用密封盖4将第一交换室5密封，加压孔2连接加压装置，打开第五交换室20上的放气孔21，使第一交换室5贮液室6内的液体依次流过各个交换室，定时从取液管18处取液测试，当液体都流入第五交换室20的集液室14时，关掉放气孔21，去除掉加压孔的2的加压装置，拆掉密封盖4，将各个交换室拆卸分解，提取各个交换室固液交换室7内的土壤样品测试，通过对上述两组具有浓度阶梯型质的试样的测试分析，获得固化前后固液离子交换数据，分析离子型土壤固化剂固化机理。
【主权项】
1.一种无机液体离子型土壤固化剂固化机理分析装置，其特征在于，该装置包括五个部分，自上而下依次为第一交换室(5)、第二交换室(15)、第三交换室(16)、第四交换室(17)和第五交换室(20)，各级交换室采用中空圆柱形结构； 所述的第一交换室(5)被上层分隔板(9)和下层分隔板(10)分隔成三个腔室，由上而下依次是贮液室(6)、固液相交换室(7)和集液室(14);上层分隔板(9)卡在上卡槽(8)上，上层分隔板(9)由上而下为透水石板和多层滤纸;下层分隔板(10)卡在下卡槽(11)上，下层分隔板(10)由上而下依次为多层滤纸、透水石板和多孔称重板;所述的贮液室(6)上方与能够拆卸的密封盖(4)通过密封螺纹(3)连接，密封盖(4)上设有加压孔(2)和紧固手柄(I);集液室(14)下端与第二交换室通过连接段连接； 所述的第二交换室(15)也被上层分隔板(9)和下层分隔板(10)分隔成三个腔室，由上而下依次是贮液室(6)、固液交换室(7)和集液室(14);所述的第二交换室(15)的贮液室(6)上方设有连接段(12)，连接段(12)外表面设有连接螺纹(13)，与第一交换室(5)的集液室(14)下端连接段(12)的连接螺纹(13)相互咬合，实现第一交换室(5)和第二交换室(15)的连接，第一交换室的(5)的集液室(14)与第二交换室(15)的贮液室(6)相互贯通，所述的连接段(12)的结构半径小于第一交换室(5)或第二交换室(15)的外半径;第二交换室(15)接近上层分隔板(9)的位置设有取液孔(18)，第二交换室(15)的集液室(14)下方设有与第一交换室(5)相同的连接段，实现与第三交换室(16)的连接； 所述的第三交换室(16)、第四交换室(17)与第二交换室(15)结构相同； 所述的五次交换室(20)的贮液室(6)、固液相交换室(7)具有与第二交换室相同的结构，集液室(14)下端密封，安装在支撑底座(19)上，五次交换室(20)的贮液室(6)下方靠近支撑底座(19)处设有取样管(18)，贮液室(6)上方靠近下层分隔板(10)处设有放气孔(21)。
【文档编号】G01N1/28GK105865981SQ201610327395
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】贺高红, 卢晓伟, 岳前进, 孙伟, 卢青针
【申请人】大连理工大学