一种兼顾吸取上清液与转移泥沙沉淀物的循环用水装置

1.本发明涉及一种兼顾吸取上清液与转移泥沙沉淀物的循环用水装置，适用于人工降雨条件下研究土壤水蚀的实验。


背景技术：

2.在人工降雨条件下研究土壤水蚀的实验中，除去静置后水样的上清液而保留泥沙沉淀物，并将泥沙沉淀物转入泥沙收集装置同时送入烘箱进行烘干是必不可少的步骤。在去除上清液的过程中，现有的主要方法为自然沉淀泥沙后经人工倒取上清液或抽水器抽取上清液。人工倒取上清液的过程中，容易对下层沉淀造成扰动，使下层沉淀与上清液重新掺混一起被倒出，导致实验误差较大；而在使用抽水器抽取上清液的过程中，抽水器抽取位置需要随时调整，且当抽取至接近沉淀的水层时，确定抽取位置变得非常困难，抽取过程繁琐费力。同时，在去除上清液后，需要对剩下的泥沙沉淀物进行转移，现有的转移方法为人为倾斜水样收集桶，使其桶壁能与泥沙收集装置贴合，同时挤压装满清液且瓶盖扎孔的塑料瓶对水样收集桶中的泥沙沉淀物进行冲刷，使其能够流入泥沙收集装置中，其过程十分繁琐，且在转移过程中由于人为因素的影响不可避免地会造成径流收集桶倾斜角度不合理的现象，从而导致泥沙沉淀物的收集不全，造成实验的误差。
3.中国专利公开号为cn 210571560 u的现有技术公开了一种能够准确、充分吸取上清液的装置，该技术通过设置浮力块实现自动调节抽取位置；同时设置管口朝向为水平方向的硬质吸水管，保证吸水所产生的扰动不波及下一水层。但是其不足之处在于：无法使用该装置实现多个实验人员同时操作，工作效率有待提高。并且，其无法完成转移泥沙沉淀物至泥沙收集装置的后续操作。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种兼顾吸取上清液与转移泥沙沉淀物的循环用水装置，以解决背景技术中提出的问题。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种兼顾吸取上清液与转移泥沙沉淀物的循环用水装置，包括上清液收集装置、集液池、泥沙沉淀冲洗装置、倾倒装置；其特征在于所述上清液收集装置包括固定杆、固定板、竖直移动式吸液组合，所述集液池的两侧连接有两个固定杆，所述固定杆之间连接有一固定板，所述固定板上连接有竖直移动式吸液组合。
6.优选的，所述集液池上设有一集液池盖板，所述集液池盖板在靠近泥沙沉淀冲洗装置处设有两条梯形凹槽，所述集液池靠近吸水软管一侧设有内视透明塑料和出水口，集液池在靠近泥沙沉淀冲洗装置边缘处设有多个喷头固定杆，所述集液池下方设有多个承重支座。
7.优选的，所述泥沙沉淀冲洗装置包括支撑杆、尖嘴喷头、泥沙收集盒、抽水管、抽水泵、滑动推拉装置；所述集液池盖板的两条梯形凹槽与滑动推拉装置轨道相吻合实现推拉
滑动功能，所述滑动推拉装置两端设有支撑杆，所述滑动推拉装置上设有圆形凹槽，所述圆形凹槽用于固定泥沙收集盒。
8.优选的，所述尖嘴喷头与喷头固定杆固定连接，所述尖嘴喷头与抽水管相连，所述抽水管与抽水泵相连，所述抽水泵置于集液池另一侧。
9.优选的，所述竖直移动式吸液组合包括悬浮式吸液圆盘、直角式固定支架、吸水软管、吸水细直管、气囊、手握橡胶；所述吸水软管嵌入直角式固定支架，所述直角式固定支架与固定板连接固定，所述吸水软管一端与集液池相接，另一端与吸水细直管滑动套接，所述吸水细直管半径小于吸水软管且下方与悬浮式吸液圆盘相连。
10.优选的，所述手握橡胶套接在吸水软管靠近悬浮式吸液圆盘外侧。
11.优选的，所述悬浮式吸液圆盘上层水平方向设有四个相互垂直并贯通的吸水通道，所述吸水通道分别设有一过滤网。
12.优选的，所述气囊置于吸水软管上方1/3处。
13.优选的，所述倾倒装置包括径流收集桶、固定框、转轴、转轴固定杆；所述转轴通过转轴固定杆固定在集液池左右两端；所述固定框通过转轴与集液池转动连接；固定框内部固定有多个径流收集桶，固定框在转轴作用下转动倾倒后，所述固定框与支撑杆相接，所述径流收集桶桶口边缘与泥沙收集盒相接。
14.与现有技术相比，本发明的技术效果和优点：该兼顾吸取上清液与转移泥沙沉淀物的循环用水装置，得益于固定框的设计，能够同时固定多个径流收集桶，配合竖直移动式吸液组合，实现多个收集桶中上清液的同时吸取；得益于竖直移动式吸液组合的设计，通过直角式固定支架作用，使得悬浮式吸液圆盘位置始终固定于径流收集桶正上方，在手握橡胶作用下可竖直移动，进而实现对径流收集桶上清液的吸取；得益于支撑杆的设计，固定框通过转轴的带动，能够实现对其转动角度的限制，从而实现泥沙沉淀的收集；得益于集液池双侧接通式设计，能够实现清液的重复利用，节约水资源；该兼顾吸取上清液与转移泥沙沉淀物的循环用水装置，不仅能够实现上清液的吸取，还能实现泥沙沉淀物的转移，同时实现清液的循环使用。
附图说明
15.图1为本发明的结构示意图。
16.图2为本发明的竖直移动式吸液组合的结构示意图。
17.图3为本发明的悬浮式吸液圆盘结构示意图。
18.图4为本发明的悬浮式吸液圆盘剖视图。
19.图5为本发明的泥沙沉淀冲洗装置拆解示意图。
20.图6为本发明的固定框转动后的结构示意图。
21.附图标记说明：1-上清液收集装置；2-集液池；21-集液池盖板；211-梯形凹槽；22-内视透明塑料；23-出水口；24-喷头固定杆；25-承重支座；3-泥沙沉淀冲洗装置；31-支撑杆；32-尖嘴喷头；33-泥沙收集盒；34-抽水管；35-抽水泵；36-滑动推拉装置；361-圆形凹槽；4-固定杆；5-固定板；6-倾倒装置；61-径流收集桶；62-固定框；63-转轴；64-转轴固定杆；7-竖直移动式吸液组合；71-悬浮式吸液圆盘；711-吸水通道；712-过滤网；72-直角式固定支架；73-吸水软管；74-吸水细直管；75-气囊；76-手握橡胶。
具体实施方式
22.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员可显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
23.连接方式可以采用粘接、焊接、螺栓连接等等现有方式，以实际需要为准。
24.本发明提供了如图1-6所示的一种兼顾吸取上清液与转移泥沙沉淀物的循环用水装置，包括上清液收集装置1、集液池2、泥沙沉淀冲洗装置3、倾倒装置6；其特征在于所述上清液收集装置1包括固定杆4、固定板5、竖直移动式吸液组合7，所述集液池2的两侧连接有两个固定杆4，所述固定杆4之间连接有一固定板5，所述固定板5上连接有竖直移动式吸液组合7。
25.优选的，所述集液池2上设有一集液池盖板21，所述集液池盖板21在靠近泥沙沉淀冲洗装置3处设有两条梯形凹槽211，所述集液池2靠近吸水软管73一侧设有内视透明塑料22和出水口23，集液池2在靠近泥沙沉淀冲洗装置3边缘处设有多个喷头固定杆24，所述集液池2下方设有多个承重支座25。
26.优选的，所述泥沙沉淀冲洗装置3包括支撑杆31、尖嘴喷头32、泥沙收集盒33、抽水管34、抽水泵35、滑动推拉装置36；所述集液池盖板21的两条梯形凹槽25与滑动推拉装置36轨道相吻合实现推拉滑动功能，所述滑动推拉装置36两端设有支撑杆31，所述滑动推拉装置36上设有圆形凹槽361，所述圆形凹槽361用于固定泥沙收集盒33。
27.优选的，所述尖嘴喷头32与喷头固定杆26固定连接，所述尖嘴喷头32与抽水管34相连，所述抽水管34与抽水泵35相连，所述抽水泵35置于集液池3另一侧。
28.优选的，所述竖直移动式吸液组合7包括悬浮式吸液圆盘71、直角式固定支架72、吸水软管73、吸水细直管74、气囊75、手握橡胶76；所述吸水软管73嵌入直角式固定支架72，所述直角式固定支架72与固定板5连接固定，所述吸水软管73一端与集液池3相接，另一端与吸水细直管74滑动套接，所述吸水细直管74半径小于吸水软管73且下方与悬浮式吸液圆盘71相连。
29.优选的，所述手握橡胶76套接在吸水软管73靠近悬浮式吸液圆盘71外侧。
30.优选的，所述悬浮式吸液圆盘71上层水平方向设有四个相互垂直并贯通的吸水通道711，所述吸水通道711分别设有一过滤网712。
31.优选的，所述气囊75置于吸水软管73上方1/3处。
32.优选的，所述倾倒装置6包括径流收集桶61、固定框62、转轴63、转轴固定杆64；所述转轴63通过转轴固定杆64固定在集液池2左右两端；所述固定框62通过转轴63与集液池2转动连接；固定框62内部固定有多个径流收集桶61，固定框62在转轴63作用下转动倾倒后，所述固定框62与支撑杆31相接，所述径流收集桶61桶口边缘与泥沙收集盒33相接。
33.该兼顾吸取上清液与转移泥沙沉淀物的循环用水装置，使用时，将需要处理的径流收集桶61置于固定框62之中，进而实现对径流收集桶61的限位固定，并等待径流收集桶61中的溶液静置分层，上清液在上层，土壤沉淀物在下层，同时将泥沙收集盒33放入滑动推拉装置36上的圆形凹槽361中，进而实现对泥沙收集盒33的限位固定。
34.准备完毕后，首先实验人员通过作用手握橡胶76将吸水软管73在直角式固定支架
72作用下垂直向下拉伸，使悬浮式吸液圆盘71进入径流收集桶61中的上清液中，由于悬浮式吸液圆盘71本身悬浮性质，可使得其完全悬浮在上清液中，此时由于溶液浮力作用，吸水细直管74部分进入吸水软管73管中。
35.随后，开始吸取上清液，由于吸水通道711设置为水平方向，在吸水过程中可避免对下一水层的扰动，实验人员一只手轻轻挤压气囊75，将空气排净，此时快速松开气囊75，使由吸水通道711吸收的上清液由吸水细直管74、进水软管73流入集液池2，随着吸水过程的推移，进入吸水软管73中的部分吸水细直管74随着上清液液面高度的下降而自动下降，当悬浮式吸液圆盘71下层接触到泥沙沉淀物表层时，上清液吸取过程结束。其余径流收集桶61中的上清液中吸取过程重复以上过程即可。
36.值得注意的是，由于吸水通道711始终浸于上清液层，且朝向为水平方向，吸水时所产生的扰动不会波及下一水层，所以整个吸取过程都不会对泥沙沉淀层产生扰动。同时由于溶液中不可避免的存在漂浮于上清液中的泥沙颗粒，因此在每个吸水通道711的通道口安装过滤网712，防止将泥沙颗粒吸入集液池2中。另外，随着上清液的吸入，集液池2中的水位将逐渐升高，当到达一定高度时，势必会对上清液的吸入造成影响，因此实验人员需通过集液池2一侧的内视透明塑料22观测其水位高度，若到达一定位置，需通过出水口23进行排水处理。
37.待所有径流收集桶61中的上清液吸取完毕后，实验人员作用进水软管73，使悬浮式吸液圆盘71恢复初始高度，再作用固定框62的拉杆处，使固定框62在转轴63的作用下进行转动后固定框62与支撑杆31相接，此时径流收集桶61桶口边缘与泥沙收集盒33相接。开启抽水泵35，水液经集液池2从尖嘴喷头32喷出，水液对径流收集桶61中的泥沙沉淀物进行冲洗，在重力沿桶内壁向下的分力作用下，水液将携带泥沙沉淀物流入泥沙收集盒33，待泥沙沉淀物完全转移进泥沙收集盒33后，关闭抽水泵35，其余径流收集桶61中的泥沙沉淀物的转移过程重复以上过程即可。
38.最后，在完成径流收集桶61中的泥沙沉淀物的转移过程后，恢复固定框62至吸取上清液状态，再作用滑动推拉装置36推拉杆处，在集液池盖板21的两条梯形凹槽25与滑动推拉装置36轨道相吻合作用下，滑动推拉装置36将被拉出，此时取走泥沙收集盒33进行后续操作即可。
39.需要说明的是，在本文中，在发明的描述中，术语例如“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
40.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。