一种模拟自压滴灌装置

1.本实用新型涉及一种试验装置，具体是一种模拟自压滴灌装置。

背景技术：

2.垂直一维水盐耦合实验系统对于研究滴灌条件下入渗和蒸发过程中土壤含水率、电导率和盐离子含量的动态变化特征具有重要意义。
3.实验过程中，主要采取模拟自压滴灌的形式观测湿润锋值运移距离并对土壤进行取样，测量其含水率、含盐量等参数。目前的实验装置大多采用水温盐传感器(用于测量土壤体积含水率、电导率及温度)，虽然能够实现连续测量，但是存在测量精度不足，无法测量质量含水率、盐离子含量、养分及微量元素等，如需测量上述指标，只能通过对入渗的土壤进行取样展开测量。而目前在土壤取样过程中主要以人工为主，存在取样不精确、效率低的问题。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种模拟自压滴灌装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种模拟自压滴灌装置，包括架体结构和放置在所述架体结构上方的供水马氏瓶；
7.所述供水马氏瓶下方设置有土柱，所述土柱外周上等距开设有多圈取样孔，每一取样孔处均固定有橡胶堵头；
8.所述土柱的上口与所述供水马氏瓶之间通过输液结构连通，在所述土柱底层设置有石英砂反滤层，在所述石英砂反滤层的上部设置有与所述土柱的内径相同的海绵层；
9.其中，所述土柱的底部开设有多个漏孔。
10.如上所述的模拟自压滴灌装置：所述架体结构包括底座和竖直固定在所述底座上的导杆，所述导杆上滑动设置有滑套，所述滑套一侧水平固定有托板，所述供水马氏瓶放置于所述托板上；
11.所述滑套侧边贯穿固定有螺套，所述螺套上螺纹配合有旋钮。
12.如上所述的模拟自压滴灌装置：所述输液结构包括一端与所述供水马氏瓶的底部连通的输液软管、设置在所述输液软管中间位置的流速调节器、以及安装在所述输液软管另一端的压力补偿式倒刺滴头。
13.如上所述的模拟自压滴灌装置：所述橡胶堵头中央设置有锥形的穿口，所述穿口朝向土柱内壁的一端细小，在所述土柱的一侧竖直设置有一排取样头，所述取样头朝向所述土柱的一端也呈锥形状；所述取样头连接抽送机构。
14.如上所述的模拟自压滴灌装置：所述抽送机构包括固定在所述底座上的固定架、沿高度方向等距固定在所述固定架上的多个固定块、与所述固定块滑动配合的插杆；
15.所述插杆的两侧设置有翅板，多层所述翅板之间通过连接件固定，所述取样头可拆卸地设置在所述插杆朝向所述土柱的一端。
16.如上所述的模拟自压滴灌装置：所述导杆的一侧安装有马达，所述马达的输出端连接有驱动轴，所述驱动轴的下部同所述底座转动连接；
17.所述底座上还转动安装有从动轴，所述从动轴顶部固定有用于承托所述土柱的托盘，所述从动轴和所述驱动轴之间通过马耳他十字机芯结构连接。
18.如上所述的模拟自压滴灌装置：所述底座上还转动设置有中转轴，所述中转轴通过同步带连接驱动轴，在所述中转轴上固定有残齿轮，所述残齿轮外周上局部连续有齿；
19.在所述底座上还转动设置有取样轴，所述取样轴上固定有用于同所述残齿轮配合的全齿轮；
20.所述取样轴的顶部固定有转轮，所述转轮顶面的边缘固定有拨柱，最下层的插杆下部设置有与所述拨柱滑动卡合的卡槽。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：利用供水马氏瓶装载待检测的水液，借助输液结构不断向土柱中注入水液，水液进入到土柱中的土壤中，通过记录土壤不同时刻的湿润锋位置和供水马氏瓶的水位，分析试验处理累积入渗量和湿润锋运移的变化特征，率定土壤入渗公式参数；不同时间通过不同高度的取样孔对多层土壤进行取样，分析试验处理入渗过程中土壤含水率、含盐量、八大离子的分布特征，计算盐分平衡，有利于提高试验效率。
附图说明
22.图1为模拟自压滴灌装置的结构示意图。
23.图2为模拟自压滴灌装置中马耳他十字机芯机构及旋钮的示意图。
24.图3为模拟自压滴灌装置中抽送机构的结构示意图。
25.图4为图3另一方位的结构示意图。
26.图5为模拟自压滴灌装置中插杆和连接件以及取样头的结构示意图。
27.图6为图5中n处的放大图。
28.图7为模拟自压滴灌装置中土柱的俯视图。
29.图8为图7中a-a向的剖视图。
30.图9为图8中m处的放大图。
31.图中：1-底座；2-导杆；3-滑套；4-托板；5-供水马氏瓶；6-输液软管；7-流速调节器；8-压力补偿式倒刺滴头；9-土柱；10-橡胶堵头；11-托盘； 12-海绵层；13-石英砂反滤层；14-旋钮；15-马达；16-驱动轴；17-主动轮； 18-凸柱；19-从动轴；20-从动轮；21-同步带；22-中转轴；23-残齿轮；24
‑ꢀ
全齿轮；25-取样轴；26-转轮；27-取样头；28-插杆；29-固定块；30-固定架；31-翅板；32-连接件；33-卡槽；34-拨柱；35-漏孔。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
33.请参阅图1～图9，作为本实用新型的一种实施例，所述模拟自压滴灌装置，包括架体结构和放置在所述架体结构上方的供水马氏瓶5；
34.所述供水马氏瓶5下方设置有土柱9，所述土柱9外周上等距开设有多圈取样孔，每一取样孔处均固定有橡胶堵头10，相邻两圈取样孔之间的高度差为10cm；
35.所述土柱9的上口与所述供水马氏瓶5之间通过输液结构连通，在所述土柱9底层设置有石英砂反滤层13，在所述石英砂反滤层13的上部设置有与所述土柱9的内径相同的海绵层12；
36.其中，所述土柱9的底部开设有多个漏孔35。
37.本实用新型中利用供水马氏瓶5装载待检测的水液，借助输液结构不断向土柱9中注入水液，水液进入到土柱9中的土壤中，通过记录土壤不同时刻的湿润锋位置和供水马氏瓶5的水位，分析试验处理累积入渗量和湿润锋运移的变化特征，率定土壤入渗公式参数；不同时间通过不同高度的取样孔对多层土壤进行取样，分析试验处理入渗过程中土壤含水率、含盐量、八大离子的分布特征，计算盐分平衡。
38.注意的是，土柱9和供水马氏瓶均采用玻璃材质所制，借助漏孔35保证土柱9底部的排气和排水通畅；供水马氏瓶5的表面还设置有刻度。
39.土柱9中的土样按照试验所需容重进行逐层填装，填土高度60cm，每次填装土层厚度控制为5cm，压实后层间打毛以保证良好接触，特别注意将柱壁边缘的填土压实，以确保无贴壁水流入渗，尽量减少边缘效应的产生；装填完成后，将土柱在室温条件下静置12h，入渗试验前在土柱填土表层中间位置放一张防溅滤纸。
40.在从土柱9中取样时，取样位置为距土表5、15、25、35、45、55cm处，取样深度为3cm，同一高度位置轮流取样、不重复。
41.石英砂反滤层13的厚度为5cm，可为入渗-蒸发过程提供一个气流通畅的环境；海绵层12可防止填土进入石英砂反滤层13中的大孔隙。
42.作为本实用新型进一步的方案，所述架体结构包括底座1和竖直固定在所述底座1上的导杆2，所述导杆2上滑动设置有滑套3，所述滑套3一侧水平固定有托板4，所述供水马氏瓶5放置于所述托板4上；
43.所述滑套3侧边贯穿固定有螺套，所述螺套上螺纹配合有旋钮14。
44.当松下旋钮14后可顺着导杆2滑动滑套3，从而带动托板4上下滑动，调节供水马氏瓶5的高度，在调节到合适位置后，旋紧旋钮14，使旋钮14的一端抵在导杆2侧壁上，从而将滑套3和托板4以及供水马氏瓶5的高度固定。
45.作为本实用新型更进一步的方案，所述输液结构包括一端与所述供水马氏瓶5的底部连通的输液软管6、设置在所述输液软管6中间位置的流速调节器7、以及安装在所述输液软管6另一端的压力补偿式倒刺滴头8；
46.所述流速调节器7的结构为医用输液中所使用的流速调节器，在此不再赘述。
47.当打开流速调节器7时，供水马氏瓶5中的水液在其自重作用下通过输液软管6流入到压力补偿式倒刺滴头8处，最终滴入到土柱9中；
48.供水马氏瓶5连接改装的医用输液器向土柱9中滴加待检测的水液，流速调节器7可控制流量。
49.作为本实用新型再进一步的方案，所述橡胶堵头10中央设置有锥形的穿口，所述
穿口朝向土柱9内壁的一端细小，在所述土柱9的一侧竖直设置有一排取样头27，所述取样头27朝向所述土柱9的一端也呈锥形状；所述取样头27连接抽送机构。
50.由于锥形穿口朝向土柱9内壁的一端细小，因此土柱9中的土壤不会经穿口流出，而取样头27在插入到穿口中时可使橡胶堵头10撑开，插入到土柱9中进行取样，利用抽送机构可对不同高度的土壤进行取样。
51.作为本实用新型再进一步的方案，所述抽送机构包括固定在所述底座1 上的固定架30、沿高度方向等距固定在所述固定架30上的多个固定块29、与所述固定块29滑动配合的插杆28；
52.所述插杆28的两侧设置有翅板31，多层所述翅板31之间通过连接件32 固定，所述取样头27可拆卸地设置在所述插杆28朝向所述土柱6的一端。
53.通过在土柱9一侧设置一排竖直的取样头27，配合插杆28可同时从不同高度对土柱9中的土壤进行取样；
54.由于翅板31的设置因此可防止插杆28相对固定块29转动，使得插杆28 只可顺着固定块29中央开设的穿槽滑动，当然了，穿槽的形状与插杆28及翅板31相适配。
55.作为本实用新型再进一步的方案，所述导杆2的一侧安装有马达15，所述马达15的输出端连接有驱动轴16，所述驱动轴16的下部同所述底座1转动连接；
56.所述底座1上还转动安装有从动轴19，所述从动轴19顶部固定有用于承托所述土柱9的托盘11，所述从动轴19和所述驱动轴16之间通过马耳他十字机芯结构连接；
57.其中，所述马耳他十字机芯结构为现有技术的应用，详细来说，本实用新型中的马耳他十字机芯结构包括固定在所述驱动轴16上的主动轮17和固定在所述从动轴19上用于同所述主动轮17配合的从动轮20，所述主动轮17 上固定有凸柱18，从动轮20上沿圆周五等分有同所述凸柱18配合的开口。
58.马达15工作时带动驱动轴16转动，转动的驱动轴16带动主动轮17转动，进而带动凸柱18作圆周运动，圆周运动的凸柱18与从动轮20上的开口配合，实现驱动轴16转动360
°
，从动轮20转动72
°
，即驱动轴16转动一圈，托盘11和土柱9转动五分之一圈。
59.作为本实用新型再进一步的方案，所述底座1上还转动设置有中转轴22，所述中转轴22通过同步带21连接驱动轴16，在所述中转轴22上固定有残齿轮23，所述残齿轮23外周上局部连续有齿；
60.在所述底座1上还转动设置有取样轴25，所述取样轴25上固定有用于同所述残齿轮23配合的全齿轮24；
61.所述取样轴25的顶部固定有转轮26，所述转轮26顶面的边缘固定有拨柱34，最下层的插杆28下部设置有与所述拨柱34滑动卡合的卡槽33。
62.通过驱动轴16与同步带21配合可带动中转轴22和残齿轮23转动，转动的残齿轮23可带动全齿轮24和取样轴25间断性转动；
63.需要说明的是，所述残齿轮23和全齿轮24的模数、分度圆半径相等；
64.当凸柱18开始与开口结合带动从动轮20转动时，残齿轮23上有齿部分刚好与全齿轮24脱离；当凸柱18从开口中脱离时，残齿轮23上的有齿部分开始与全齿轮24结合；
65.如此设置的目的在于实现，当土柱9转动时不取样，土柱9不转动时才取样，取样后利用人工手动拆下取样头27，并装上新的取样头27，方便在凸柱18带动土柱9换位后，从另
一方位的取样孔处取样，可实现一次性多组取样。
66.上述实施例是示范性的，而非限制性的，故在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型的技术方案均囊括在本实用新型内。

技术特征：

1.一种模拟自压滴灌装置，其特征在于，包括架体结构和放置在所述架体结构上方的供水马氏瓶(5)；所述供水马氏瓶(5)下方设置有土柱(9)，所述土柱(9)外周上等距开设有多圈取样孔，每一取样孔处均固定有橡胶堵头(10)；所述土柱(9)的上口与所述供水马氏瓶(5)之间通过输液结构连通，在所述土柱(9)底层设置有石英砂反滤层(13)，在所述石英砂反滤层(13)的上部设置有与所述土柱(9)的内径相同的海绵层(12)；所述土柱(9)的底部开设有多个漏孔(35)。2.根据权利要求1所述的一种模拟自压滴灌装置，其特征在于，所述架体结构包括底座(1)和竖直固定在所述底座(1)上的导杆(2)，所述导杆(2)上滑动设置有滑套(3)，所述滑套(3)一侧水平固定有托板(4)，所述供水马氏瓶(5)放置于所述托板(4)上；所述滑套(3)侧边贯穿固定有螺套，所述螺套上螺纹配合有旋钮(14)。3.根据权利要求1所述的一种模拟自压滴灌装置，其特征在于，所述输液结构包括一端与所述供水马氏瓶(5)的底部连通的输液软管(6)、设置在所述输液软管(6)中间位置的流速调节器(7)、以及安装在所述输液软管(6)另一端的压力补偿式倒刺滴头(8)。4.根据权利要求2所述的一种模拟自压滴灌装置，其特征在于，所述橡胶堵头(10)中央设置有锥形的穿口，所述穿口朝向土柱(9)内壁的一端细小，在所述土柱(9)的一侧竖直设置有一排取样头(27)，所述取样头(27)朝向所述土柱(9)的一端也呈锥形状；所述取样头(27)连接抽送机构。5.根据权利要求4所述的一种模拟自压滴灌装置，其特征在于，所述抽送机构包括固定在所述底座(1)上的固定架(30)、沿高度方向等距固定在所述固定架(30)上的多个固定块(29)、与所述固定块(29)滑动配合的插杆(28)；所述插杆(28)的两侧设置有翅板(31)，多层所述翅板(31)之间通过连接件(32)固定，所述取样头(27)可拆卸地设置在所述插杆(28)朝向所述土柱(9)的一端。6.根据权利要求5所述的一种模拟自压滴灌装置，其特征在于，所述导杆(2)的一侧安装有马达(15)，所述马达(15)的输出端连接有驱动轴(16)，所述驱动轴(16)的下部同所述底座(1)转动连接；所述底座(1)上还转动安装有从动轴(19)，所述从动轴(19)顶部固定有用于承托所述土柱(9)的托盘(11)，所述从动轴(19)和所述驱动轴(16)之间通过马耳他十字机芯结构连接。7.根据权利要求6所述的一种模拟自压滴灌装置，其特征在于，所述底座(1)上还转动设置有中转轴(22)，所述中转轴(22)通过同步带(21)连接驱动轴(16)，在所述中转轴(22)上固定有残齿轮(23)，所述残齿轮(23)外周上局部连续有齿；在所述底座(1)上还转动设置有取样轴(25)，所述取样轴(25)上固定有用于同所述残齿轮(23)配合的全齿轮(24)；所述取样轴(25)的顶部固定有转轮(26)，所述转轮(26)顶面的边缘固定有拨柱(34)，最下层的插杆(28)下部设置有与所述拨柱(34)滑动卡合的卡槽(33)。

技术总结

本实用新型涉及一种试验装置，具体是一种模拟自压滴灌装置,包括架体结构和供水马氏瓶；供水马氏瓶下方设置土柱，土柱外周上等距开设有多圈取样孔，每一取样孔处均固定有橡胶堵头；土柱的上口与供水马氏瓶之间通过输液结构连通，在土柱底层设置有石英砂反滤层，在石英砂反滤层的上部设置有海绵层。利用供水马氏瓶装载待检测的水液，借助输液结构不断向土柱中注入水液，水液进入到土柱中的土壤中，通过记录土壤不同时刻的湿润锋位置和供水马氏瓶的水位，分析试验处理累积入渗量和湿润锋运移的变化特征，率定土壤入渗公式参数；分析试验处理入渗过程中土壤含水率、含盐量、八大离子的分布特征，计算盐分平衡，有利于提高试验效率。率。率。