浆料搅拌装置的制作方法

本公开总体上涉及农业采样和分析，并且更具体地涉及用于执行土壤和其它类型的农业相关采样和化学特性分析的全自动系统。

背景技术：

1、周期性的土壤测试是农业技术的重要方面。测试结果提供了有关土壤化学组成的有价值信息，例如植物可利用的营养物和其它重要的特性(例如，氮、镁、磷、钾、ph等的水平)，使得可以向土壤中添加各种改良剂，以最大限度地提高作物生产的质量和产量。

2、在一些现有的土壤采样过程中，将收集的样本干燥、研磨，添加水，并且然后过滤以获得适合分析的土壤浆料。将萃取剂添加到浆料中以提取植物可利用的营养物。然后过滤浆料，以产生澄清溶液或上清液，将所述澄清溶液或上清液与化学试剂混合以用于进一步分析。

3、期望的是改进对土壤、植被和肥料的测试。

技术实现思路

1、本发明提供了一种自动化计算机控制的采样系统和相关方法，以用于针对诸如植物可利用的营养物之类的各种化学特性收集、处理和分析农业样本，例如但不限于在一个实施例中为土壤样本。采样系统允许以同时并发或半并发的方式相对连续且快速地相继针对不同的分析物(例如，植物可利用的营养物)和/或化学特性(例如，ph值)处理和分析多个样本。有利地，该系统可以在“如收集的”条件下处理土壤样本或其它类型的农业样本，而无需之前描述的先前处理中繁琐的干燥和研磨步骤。

2、本系统总体包括样本制备子系统和化学分析子系统，所述样本制备子系统接收土壤或其它类型的农业样本并且产生农业浆料(即，土壤、植被和/或肥料与水的混合物)，所述化学分析子系统从样本制备子系统接收所制备的浆料样本和对其进行处理，用于对样本的分析物和/或化学特性进行量化。可以通过探头收集子系统自动或提供包括手动采样的其它方法收集农业样本。所描述的化学分析子系统可以用于分析可以由土壤、植被、肥料、乳液或其它类型的样本构成的农业浆料。

3、在一个实施例中，样本制备系统总体包括混合装置，所述混合装置将处于“如采样的”(例如，未干燥和未研磨)条件下的原始土壤样本与诸如水之类的稀释剂混合以形成样本浆料。然后，将未过滤的浆料通过粗过滤器单元进行粗过滤，以去除比期望尺寸大的尺寸过大的固体颗粒，所述尺寸过大的固体颗粒可能包括样本中的异物碎屑和/或未被混合装置完全分解的农业样本固体的硬化团聚体。过滤后的浆料(滤液)然后进入闭合浆料再循环流动回路，所述闭合浆料再循环流动回路被配置成循环浆料以用于确定浆料的水与固体的比率。如本文进一步描述的那样，形成流动回路的成一体部分的各种部件被配置成使浆料在闭合流动回路中循环、抑制压力突增、测量浆料密度、以及测量浆料的固体微粒组分的密度。系统和流动回路部件中的一些或全部的操作可以由可编程系统控制器控制。该系统测量实际的水与固体的比率，并将该测量值与随后对浆料进行化学分析以量化感兴趣的分析物(例如，土壤营养物或其它参数)的水平或浓度所需的期望目标水土比进行比较。该系统被配置成向闭合流动回路添加水，以达到目标水土比。

4、一旦达到目标水土比，浆料就会被从浆料再循环流动回路中提取出来，并通过细过滤器单元进行过滤，所述细过滤器单元形成浆料再循环流动路径的组成部件。然后通过化学分析子系统处理提取和过滤的浆料，所述化学分析子系统量化感兴趣的一种或多种分析物的浓度或水平。化学分析子系统执行以下一般功能：向浆料中添加/混合萃取剂、从浆料中分离澄清上清液、向上清液中添加/混合变色试剂、以及最后感测或分析，用于检测分析物和/或化学特性，例如经由比色分析或其它分析技术。

5、尽管本文可以关于处理土壤样本来描述采样系统(例如，样本收集、制备和处理)，其代表所公开的实施例的一类用途，但是应当理解的是包括设备和相关过程的相同系统还可以用于处理其它类型的农业相关样本，所述农业相关样本包括但不限于植被/植物、草料、肥料、饲料、乳液或其它类型的样本。因此，本文公开的本发明的实施例应当被广泛地视为农业采样系统。因此，本发明显然不单限于针对感兴趣的化学特性处理和分析土壤样本。

技术特征：

1.一种浆料搅拌装置，包括：

2.根据权利要求1所述的浆料搅拌装置，还包括马达，所述马达可操作地联接至所述叶片机构且配置成使所述叶片机构旋转。

3.根据权利要求1或2所述的浆料搅拌装置，其中所述叶片机构包括至少第一叶片组件，所述第一叶片组件包括可操作地联接至所述马达的第一驱动轴和固定地联接至所述第一驱动轴的第一组叶片。

4.根据权利要求3所述的浆料搅拌装置，其中所述第一驱动轴竖直取向，并且所述第一组叶片布置在浆料室的底部部分中。

5.根据权利要求4所述的浆料搅拌装置，还包括第二叶片组件，所述第二叶片组件包括：竖直取向的第二驱动轴，其可操作地联接至所述马达；和第二组叶片，其固定地联接至所述第二驱动轴并且布置在所述浆料室的底部部分中。

6.根据权利要求5所述的浆料搅拌装置，其中所述第一驱动轴和第二驱动轴通过齿轮系可操作地联接至所述马达。

7.根据权利要求5或6所述的浆料搅拌装置，其中所述第一叶片组件以第一旋转方向旋转，并且所述第二叶片组件以第二旋转方向旋转。

8.根据权利要求7所述的浆料搅拌装置，其中所述浆料再循环入口配置成从所述浆料再循环流动回路切向于所述搅拌室的内部侧壁引入浆料。

9.根据权利要求8所述的浆料搅拌装置，其中所述浆料再循环入口还配置成沿着与所述第二叶片组件的所述第二旋转方向相同的方向将所述浆料引入到所述搅拌室中。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的浆料搅拌装置，其中所述搅拌室的横向截面呈数字八的形状，从而形成由所述搅拌室的狭窄的喉部区域分离开的第一区段和第二区段。

11.根据权利要求10所述的浆料搅拌装置，其中所述第一叶片组件布置在所述搅拌室的所述第一区段中，并且所述第二叶片组件布置在所述搅拌室的所述第二区段中。

12.根据权利要求10或11所述的浆料搅拌装置，其中所述浆料再循环出口布置在所述搅拌室的位于所述第一区段和所述第二区段之间的所述狭窄的喉部区域中。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的浆料搅拌装置，其中所述搅拌装置还包括流体联接到所述搅拌室的顶端的溢流端口和流体联接到所述搅拌室的底部的废物出口端口。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的浆料搅拌装置，还包括水入口，所述水入口配置成向浆料添加水以稀释浆料。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的浆料搅拌装置，还包括液位传感器，所述液位传感器配置成测量所述搅拌室中的浆料的液位，其中基于所述液位传感器测量的所述搅拌室中的浆料的液位控制和调节所述搅拌叶片机构的转速。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的浆料搅拌装置，其中所述浆料搅拌装置的所述壳体具有分段构造，所述分段构造包括可移除的顶盖、顶部区段、中间区段和底部区段。

17.根据权利要求1所述的浆料搅拌装置，其中所述浆料入口被定位成将浆料引入所述搅拌室的上部部分中，并且所述浆料再循环入口和浆料再循环出口被定位成将浆料引入所述搅拌室的下部部分和从所述搅拌室的下部部分提取浆料。

18.根据权利要求17所述的浆料搅拌装置，其中所述浆料入口贯穿所述壳体的顶部区段形成并且与所述壳体的竖直中心线倾斜地成角度，以将浆料以相似的角度向内输送至所述搅拌室中。

19.根据权利要求17或18所述的浆料搅拌装置，其中所述浆料再循环入口和浆料再循环出口配置成沿横向于所述壳体的竖直中心线的方向分别将浆料引入所述搅拌室和从所述搅拌室提取浆料。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的浆料搅拌装置，其中所述浆料再循环入口8033a配置成从所述浆料再循环流动回路沿所述搅拌室的侧壁切向地引入浆料，以减少浆料中的空气夹带。

技术总结
一种自动计算机控制的采样系统和相关方法，用于收集、处理和分析农业样本的各种化学特性，例如植物可利用的营养物。采样系统允许以同时并发或半并发的方式针对不同分析物或化学特性处理和分析多个样本。有利的是，所述系统可以在“如收集的”条件下处理土壤样本，无需干燥或研磨。所述系统总体包括样本制备子系统和化学分析子系统，样本制备子系统接收由探头收集子系统收集的土壤样本并产生浆料(例如土壤、植被和/或肥料与水的混合物)，化学分析子系统处理所制备的浆料样本，用于量化样本的多种分析物和/或化学特性。制备子系统可以包括浆料再循环流动回路，其配置有用于搅拌、测量、并调节浆料的水与固体的比率的装置。所要保护的本发明的目的是一种浆料搅拌装置(8030)，包括：限定竖直中心线和搅拌室的细长壳体(8094)；配置成接收浆料的浆料入口(8032)、配置成用于流体联接至闭合的浆料再循环流动回路的浆料再循环入口(8033a)、以及配置成用于流体联接至浆料再循环流动回路的浆料再循环出口(8033b)；和可旋转的叶片机构，其配置成在搅拌室中将浆料维持在搅动混合状态。

技术研发人员：K·利维,R·哈曼,D·科赫,T·斯旺森
受保护的技术使用者：精密种植有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15