一种伸缩磁棒式污染土壤重金属磁场原位回收机构

1.本实用新型涉及土壤重金属污染治理领域，具体地说是一种伸缩磁棒式污染土壤重金属磁场原位回收机构。


背景技术：

2.土壤重金属污染会影响农产品质量安全、人居环境安全和生态环境安全，随着科技发展，现有技术中出现了利用磁性材料富集土壤中的重金属并进行回收实现重金属去除的方式，这种修复手段具有吸附效率高，修复周期短等优点。如授权公告号为cn111589851b的中国实用新型专利公开了一种农田重金属污染的并齐式修复方法，其通过在土壤内埋设修复棒，并掺杂有重金属捕捉剂和修复微球，其中重金属捕捉剂借用水的渗透作用对土壤内的重金属离子进行捕捉并形成难溶物，修复微球不断剥落表层营养物质的同时通过磁性对重金属难溶物进行吸附捕捉，最后通过磁场对残留后的修复微球和重金属进行回收，该修复棒主要是通过电磁铁控制磁流变液的液态和固态性质变化，并控制修复棒表面孔径限制修复微球的通过以对微球进行回收，该修复棒包含磁流变液、电磁铁、弹性液囊、修整纤维束和双态变径挡针等结构。
3.但由于土壤介质的多样性，使得回收时土壤中磁性材料分离较为困难，现有技术中，配套用于磁性材料回收的农机设备较少。公开号为cn109622582a的中国实用新型专利中公开了一种车载式农田土壤重金属污染原位修复装备，其先利用推斗向前进取土壤溶液，土壤溶液经过变径搅拌器搅拌和滤网过滤后由管道泵提升至一级磁回收机进行多次磁选，使土壤溶液中的重金属螯合物吸附到磁滚筒上，再经过刮板装置挂落到精料槽回收，同时该装置还设有二级磁回收机以增大磁选面积，但该装置结构过于复杂且能耗较高，处理效率较低。而授权公告号为cn213350172u的中国实用新型专利中公开了一种土壤重金属离子吸附剂的原位回收装置，其将履带设置为磁性履带，磁性履带在行进过程中用于吸附土壤中的磁性重金属离子吸附剂，然后同样利用刮板将履带上的磁性重金属离子吸附剂刮落回收，但履带行进过程中需承受整个设备的重力，容易造成土壤压实和磁性颗粒埋覆，并且吸附的磁性材料直接在水平履带上刮除回收，容易混有土壤颗粒或其他杂质。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种伸缩磁棒式污染土壤重金属磁场原位回收机构，其利用伸缩磁棒组件回转实现磁粒连续提取，并利用弹簧和释放挡板配合实现磁棒伸缩，进而实现磁粒回收，简化结构的同时也降低了设备能耗，并且满足田间连续作业要求。
5.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.一种伸缩磁棒式污染土壤重金属磁场原位回收机构，包括磁粒提取组件，所述磁粒提取组件包括安装架和伸缩磁棒组件，所述安装架呈闭环状且倾斜设置，多个伸缩磁棒组件沿着所述安装架的闭环周向运动，所述伸缩磁棒组件包括透磁套管、磁棒和弹簧，其中两个磁棒分别由透磁套管两端插入并通过设于所述透磁套管内的弹簧连接，所述安装架两
侧均设有侧挡板和释放挡板，且磁棒通过对应侧的侧挡板限位压入所述透磁套管中，所述释放挡板设于安装架上端下侧且包括扩口状的释放段和缩口状的压缩段，并且磁棒在所述释放段内伸出、在所述压缩段内缩回。
7.所述安装架下端铰接于一个农机架体上，所述农机架体上铰接有升降调节装置，且所述安装架上端通过所述升降调节装置支撑，所述农机架体上设有磁粒回收料斗，且所述磁粒回收料斗设于安装架上端下方。
8.所述农机架体包括可拆分的前架体和后架体，所述磁粒提取组件和磁粒回收料斗设于所述后架体上，所述前架体上设有磁粒撒放装置和翻耕装置。
9.所述透磁套管两端设有非磁挡圈，所述安装架两侧均设有可转动的链条，且所述非磁挡圈安装于对应侧的链条上。
10.所述安装架下端设有驱动链轮轴和链条驱动装置，所述安装架上端设有从动链轮轴，所述驱动链轮轴上设有驱动链轮，所述从动链轮轴上设有从动链轮，且所述链条一端绕过对应的驱动链轮，另一端绕过对应的从动链轮，所述驱动链轮轴通过所述链条驱动装置驱动转动。
11.所述释放挡板两端与侧挡板光滑衔接，且所述侧挡板上设有供所述磁棒通过的开口。
12.所述磁棒的头端设有滚珠。
13.本实用新型的优点与积极效果为：
14.1、本实用新型利用链条带动伸缩磁棒组件循环转动不断进入土壤泥水中实现磁粒提取，能够满足田间连续作业要求，提高了回收效率，并且磁粒上升过程中，磁粒上的水分以及不被吸附的杂质在重力作用下可以自动下落除去，从而不必再额外设置变径搅拌器、滤网等结构用于过滤，使得结构大大简化，降低能耗。
15.2、本实用新型利用弹簧和释放挡板配合实现磁棒伸缩，进而实现磁粒回收，结构简单且性能可靠，同时可配合伸缩磁棒组件循环转动作业。
16.3、本实用新型配合农机使用，且可以使农机架体使用更加灵活。
附图说明
17.图1为本实用新型的伸缩磁棒组件工作状态示意图，
18.图2为本实用新型与农机设备配合时的状态示意图，
19.图3为图2中的e向视图。
20.其中，1为磁粒提取组件，101为驱动链轮，102为安装架，1021为侧挡板，1022为压缩段，1023为释放段，1024为开口，103为从动链轮，104为伸缩磁棒组件，1041为透磁套管，1042为弹簧，1043为磁棒，1044为滚珠，1045为非磁挡圈，105为链条，106为链条驱动装置，107为后车架，1071为后车轮，1072为连接螺栓，2为前架体，201为前车轮，3为磁粒回收料斗，4为磁粒，5为控制系统，6为磁粒撒放装置，601为磁粒撒放出口，7为旋耕装置，8为升降调节装置，801为铰接座。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
22.如图1～3所示，本实用新型包括磁粒提取组件1，所述磁粒提取组件1包括安装架102和伸缩磁棒组件104，所述安装架102呈闭环状且倾斜设置，多个伸缩磁棒组件104沿着所述安装架102的闭环周向运动，所述伸缩磁棒组件104包括透磁套管1041、磁棒1043和弹簧1042，其中两个磁棒1043分别由透磁套管1041两端插入并通过设于所述透磁套管1041内的弹簧1042连接，所述安装架102两侧均设有侧挡板1021和向外凸起的释放挡板，且所述释放挡板设于安装架102上端下侧，当伸缩磁棒组件104在侧挡板1021之间移动时，所述磁棒1043通过对应侧的侧挡板1021限位完全压入所述透磁套管1041中，此时磁棒1043的磁力可将水淹土壤泥水中的磁粒4吸附在透磁套管1041上。
23.如图1～3所示，所述安装架102下端铰接于农机架体上，所述农机架体上铰接有升降调节装置8，且所述安装架102上端通过所述升降调节装置8支撑，所述升降调节装置8驱动所述安装架102转动，进而可以调节其下端浸入淹水土壤泥水中的深度，所述农机架体上设有磁粒回收料斗3，且所述磁粒回收料斗3设于安装架102上端下方。如图3所示，所述安装架102设有铰接座801，所述升降调节装置8的驱动轴与所述铰接座801铰接，本实施例中，所述升降调节装置8可采用气缸、电动推杆等直线输出装置。
24.如图1～3所示，所述释放挡板包括扩口状的释放段1023和缩口状的压缩段1022，当伸缩磁棒组件104在释放段1023内移动时，由于释放段1023的内径增加，所述磁棒1043通过弹簧1042驱动伸出且头端始终保持与释放段1023内壁相抵的状态，同时所述透磁套管1041磁力消失，所述透磁套管1041上的磁粒4不再被吸附并受重力作用落在设于农机架体上的磁粒回收料斗3中，而当伸缩磁棒组件104在压缩段1022内移动时，所述磁棒1043头端始终保持与压缩段1022内壁相抵的状态并被重新压缩回透磁套管1041中，直至伸缩磁棒组件104重新进入侧挡板1021之间移动，然后伸缩磁棒组件104再向下进入土壤泥水中继续吸附磁粒4。
25.如图1～3所示，所述透磁套管1041两端设有非磁挡圈1045，当磁棒1043伸出时，吸附在透磁套管1041上跟随磁棒1043移动的磁粒4最终通过所述非磁挡圈1045挡住并落下进入磁粒回收料斗3中。
26.如图1～3所示，所述安装架102两侧均设有可转动的链条105，且所述非磁挡圈1045安装于对应侧的链条105上，所述链条105带动非磁挡圈1045移动，进而带动透磁套管1041沿着安装架102闭环周向移动，也即带动伸缩磁棒组件104沿着安装架102闭环周向移动。所述非磁挡圈1045需具有足够大的面积以保证磁粒4脱离且不会附着于链条105上。
27.如图1～3所示，本实施例中，所述安装架102下端设有驱动链轮轴和链条驱动装置106，所述安装架102上端设有从动链轮轴，所述驱动链轮轴两端设有驱动链轮101，所述从动链轮轴两端设有从动链轮103，且所述链条105一端绕过对应的驱动链轮101，另一端绕过对应的从动链轮103，所述驱动链轮轴通过所述链条驱动装置106驱动转动，进而驱动两侧的链条105同步转动，并带动各个伸缩磁棒组件104沿着所述安装架102的闭环周向移动。本实施例中，所述链条驱动装置106为电机。
28.如图1所示，所述释放挡板两端与所述侧挡板1021光滑衔接，且所述侧挡板1021上设有开口1024供所述磁棒1043通过，另外所述释放挡板的释放段1023和压缩段1022也光滑衔接，并且所述磁棒1043的头端设有滚珠1044可沿着对应侧的侧挡板1021和释放挡板移动，从而不会影响伸缩磁棒组件104沿着安装架102的闭环周向移动。
29.如图2～3所示，本实用新型结构可配合农机使用并使得农机使用更加灵活，其中本实施例中的农机架体包括前架体2和后架体107，所述前架体2前端设有前车轮201，所述后架体107后端设有后车轮1071，所述后架体107前端与前架体2后端通过连接螺栓1072或其他连接元件连接，所述磁粒提取组件1和磁粒回收料斗3设于所述后架体107上，所述前架体2上设有磁粒撒放装置6、旋耕装置7和控制系统5，其中磁粒撒放装置6用于向土壤中释放磁粒4，其一侧设有磁粒撒放出口601，所述旋耕装置7在释放磁粒4时可将磁粒4置于更深的土壤层中，在回收磁粒4时则可以将磁粒4翻出方便磁性吸附。当前架体2和后架体107拆分时，需要释放磁粒4时将前架体2与相应的农机(如拖拉机等)连接，需要回收磁粒4时将后架体107与相应的农机连接，当前架体2和后架体107连接时，释放磁粒4时，所述升降调节装置8驱动安装架102转动使下端抬高至距离土壤表面设定高度，此时主要是前架体2上的装置工作，而回收磁粒4时，所述升降调节装置8驱动安装架102转动使下端浸入淹水土壤的泥水中实现磁粒4吸附，并且土壤中的磁粒4先经过所述旋耕装置7翻出，方便后续吸附。所述磁粒撒放装置6和旋耕装置7均为本领域公知技术。
30.本实用新型的工作原理为：
31.本实用新型工作时，所述安装架102下端的伸缩磁棒组件104置于施有磁粒4(即吸附重金属的修复微球)的淹水土壤中，所述安装架102下端浸入土壤泥水中的幅度可通过所述升降调节装置8驱动调节，而伸缩磁棒组件104由于两侧的磁棒1043均完全压入透磁套管1041中，因此可通过磁力将淹水土壤泥水中的磁粒4吸附在透磁套管1041上，然后所述伸缩磁棒组件104通过链条105转动带动上升，并带动吸附的磁粒4在安装架102上侧上升移动，在磁粒4上升过程中，磁粒4上的水分以及不被吸附的杂质在重力作用下可以自动下落除去，从而不必再额外设置变径搅拌器、滤网等结构用于过滤，使得结构大大简化，降低能耗，当磁粒4随着伸缩磁棒组件104转动绕过安装架102上端后，磁粒4进入安装架102下侧的释放挡板区域，当伸缩磁棒组件104在释放挡板的释放段1023移动时，磁棒1043伸出，透磁套管1041的磁性消失，磁粒4在重力作用下落入磁粒回收料斗3中，同时非磁挡圈1045也将吸附在透磁套管1041上跟随磁棒1043移动的磁粒4挡下落入磁粒回收料斗3中，而当伸缩磁棒组件104在释放挡板的压缩段1022移动时，磁棒1043又被压缩回透磁套管1041内，直至伸缩磁棒组件104重新进入侧挡板1021中，并重新下移进入土壤泥水中继续吸附磁粒4，从而实现了连续作业，满足田间连续作业要求同时，也提高了回收效率，并且本实用新型利用弹簧和释放挡板配合实现磁棒伸缩，进而实现磁粒回收，结构简单且性能可靠，同时可配合伸缩磁棒组件104循环转动作业。