一种土壤样品破碎装置

技术领域

本发明涉及机械装置技术领域，尤其涉及一种土壤样品破碎装置。

背景技术

土壤检测包括多种重金属和有机物等目标物的分析测试，是对土壤污染以及养分含量分析的重要方式。

在对土壤分析检测过程中，需要采用土壤样品，在取样过程中，特别是在深层取样过程中，土壤在自然状态下呈现为大体积的块状，而获得合格的样品需要将块状土壤进行破碎工作，现有技术中，一般采用电动破碎机进行物理破碎，这样的缺点是：一方面由于部分土壤黏度较大，在破碎后，其部分切面产生容易再次粘连在一起，并导致破碎不完全的问题，其次，常规的破碎装置在使用一定时间后，其破碎部件的表面会粘连土壤，并且随着使用次数的增大，粘连量逐渐增大，一定时间后会发生堵塞，从而影响破碎效果，在强行破碎似乎容易造成内部元件的损伤，最后，采用高速物理切割的方式进行破碎，虽然可以实现完全破碎，但破碎后的土壤成粉末状态，无法获得不同破碎体积的样品，使得土壤检测结构不够准确，基于上述问题，本发明设计了一种土壤样品破碎装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种土壤样品破碎装置。

一种土壤样品破碎装置，包括检测筒、进料口和盖板，所述检测筒由两个直径不同且等高的圆筒一和圆筒二焊接组成，所述检测筒内密封滑动连接有环形套，所述环形套外套接有切割轮和传动轮，所述切割轮中贯穿开设有圆形的通口且通口的内径与环形套内径相同，从而实现土壤样品的进料，所述切割轮的直径大于传动轮，所述切割轮中设置有使土壤快速破碎的破碎组件，所述传动轮中设置有使得切割轮旋转工作的动力传动结构。

在上述实验用土壤样品破碎检测装置中，所述破碎组件包括四个弹性钢丝一、方形的弹性钢丝环、多个弹性钢丝二和多个弹性钢丝三，所述切割轮沿径向开设有四个贯穿口，四个所述贯穿口沿切割轮周向阵列设置，四个所述弹性钢丝一分别穿过四个贯穿口并且在切割轮通口内的一端分别固定在弹性钢丝环的拐角处，每个所述弹性钢丝环的两侧分别等距离设置有多个弹性钢丝二和多个弹性钢丝三，多个所述弹性钢丝二的另一端均与切割轮的内壁固定连接，多个弹性钢丝三的另一端固定在弹性钢丝环上。

在上述实验用土壤样品破碎检测装置中，四个所述弹性钢丝一分为两两对称设置的主动钢丝和从动钢丝，两个所述主动钢丝位于切割轮外的一端分别固定设置有一个绕线轮，两个所述绕线轮的回转中心连接有转轴，所述转轴转动设置有支架，所述转轴与支架的连接处设置有扭簧，每个所述支架均固定设置在检测筒的内顶部，两个所述从动钢丝贯穿环形套的顶壁并且位于环形套外的一端共同固定在传动轮上，所述传动轮与环形套的连接处设置有扭簧。

在上述实验用土壤样品破碎检测装置中，所述切割轮和传动轮之间采用齿轮啮合方式传动，所述切割轮和传动轮通过各自设置的齿牙啮合。

在上述实验用土壤样品破碎检测装置中，所述动力传动组件包括丝杠和手摇杆，所述丝杠设置在圆筒二中并且与圆筒二同轴转动连接，所述丝杠与环形套螺纹连接，所述丝杠的顶部轴端贯穿检测筒的顶壁并且手摇杆转动连接在丝杠的顶端。

在上述实验用土壤样品破碎检测装置中，所述切割轮和传动轮的外壁分别固定连接有限位块一和限位块二，所述环形套的内侧部分开设有与限位块一和限位块二相互配合的限位槽一和限位槽二，所述环形套的顶部开设有两个连接孔使得主动钢丝穿过。

在上述实验用土壤样品破碎检测装置中，所述丝杠设置为往复丝杠结构。

与现有的技术相比，本发明优点在于：

1、本发明通过在切割轮中设置多个弹性钢丝，通过弹性钢丝在绕线轮上的卷动，使得由弹性钢丝一、弹性钢丝环、弹性钢丝二和弹性钢丝三共同组成的网状破碎组件在进行对土壤的破碎时可以发生旋转，这样的好处在于，破碎组件中的多个弹性钢丝在竖直方向的移动时发生旋转偏移，即在每个高度下，改变破碎组件的破碎和切割方向，这样可以对块状土壤进行多角度和多方向的切割破碎，提高破碎效果。

2、通过设置的丝杠带动环形套进行上下移动时，多个弹性钢丝的将发生适度的拉伸和收缩，这样的好处是，在进行破碎工作时可以不停的改变多个弹性钢丝之间的间距以及自身直径，极大地减少破碎后的土壤粘连问题，检测筒内部产生堵塞，影响使用。

3、在进行土壤切割过程中，由于拉力的作用使得多个弹性钢丝之间的间距存在两个变化部分，在一个变化部分内弹性钢丝之间的间隙将会由大变小，这样可以适配不同破碎体积要求，并且实现精细破碎，另一个变化部分内弹性钢丝之间的间隙将会由小变大，这样会使得破碎组件有一个容纳硬度较高物体的缓冲空间，这样在土壤样品内存在不易破碎杂质时，不易导致装置的损坏。

4：本装置体积较小，便于在实验室等室内环境使用，并且操作过程简单，仅需手动操作手摇杆即可完成样品的破碎工作，在破碎效果较好的同时，减少装置的安装体积，方便移动。

附图说明

图1为本发明中的外视图；

图2为本发明中检测筒的内视图；

图3为本发明中破碎组件的结构示意图；

图4为本发明中环形套的剖视图；

图5为本发明中转轴和支架的结构示意图；

图6为本发明中切割轮和传动轮的俯剖图。

图中：1检测筒、2圆筒一、3圆筒二、4进料口、5盖板、6环形套、7切割轮、8传动轮、9弹性钢丝一、10弹性钢丝环、11弹性钢丝二、12弹性钢丝三、13主动钢丝、14从动钢丝、15绕线轮、16转轴、17支架、18手摇杆、19限位块一、20限位槽一、21丝杠、22限位块二、23限位槽二、24连接孔。

具体实施方式

参照图1-6，一种土壤样品破碎装置，包括检测筒1、检测筒1由两个直径不同且等高的圆筒一2和圆筒二3焊接组成，检测筒1的顶部开设有进料口4，进料口4中设置有盖板5，检测筒1内密封滑动连接有环形套6，环形套6密封滑动连接在检测筒1的内壁上，环形套6外套接有切割轮7和传动轮8，切割轮7中贯穿开设有圆形的通口且通口的内径与环形套6内径相同，从而实现土壤样品的进料，切割轮7的直径大于传动轮8，切割轮7中设置有使土壤快速破碎的破碎组件，传动轮8中设置有使得切割轮7旋转工作的动力传动结构。

破碎组件包括四个弹性钢丝一9、方形的弹性钢丝环10、多个弹性钢丝二11和多个弹性钢丝三12，切割轮7沿径向开设有四个贯穿口，四个贯穿口沿切割轮7周向阵列设置，四个弹性钢丝一9分别穿过四个贯穿口并且在切割轮7通口内的一端分别固定在弹性钢丝环10的拐角处，每个弹性钢丝环10的两侧分别等距离设置有多个弹性钢丝二11和多个弹性钢丝三12，多个弹性钢丝二11的另一端均与切割轮7的内壁固定连接，多个弹性钢丝三12的另一端固定在弹性钢丝环10，这样由弹性钢丝一9、弹性钢丝二11和弹性钢丝三12和弹性钢丝环10共同组成网状结构，这样可以在破碎组件进行竖直方向移动时，实现对土壤的良好破碎效果。

四个弹性钢丝一9分为两两对称设置的主动钢丝13和从动钢丝14，两个主动钢丝13位于切割轮7外的一端分别固定设置有一个绕线轮15，通过控制绕线轮15中卷绕主动钢丝13的圈数可以调整主动钢丝13的拉伸长度，两个绕线轮15的回转中心连接有转轴16，转轴16转动设置有支架17，转轴16与支架17的连接处设置有扭簧，在初始状态下，即破碎组件位于位置时，在绕线轮15旋转时，将对两个主动钢丝13起到拉力作用，这样两个主动钢丝13将通过弹性钢丝环10对弹性钢丝二11和弹性钢丝三12均实现拉力作用，这样每个弹性钢丝均会发生适度形变，而在解除对绕线轮15的旋转作用后，在扭簧的作用下，绕线轮15会反向转动回初始状态，使得每个弹性钢丝回到初始的长度，每个支架17均固定设置在检测筒1的内顶部，两个从动钢丝14贯穿环形套6的顶壁并且位于环形套6外的一端共同固定在传动轮8上，传动轮8与环形套6的连接处设置有扭簧，这样传动轮8在进行转动后，会压缩扭簧，使得传动轮8具有转动后恢复初始位置的反向转动趋势，切割轮7和传动轮8的外侧壁均设置有齿牙，切割轮7和传动轮8通过各自设置的齿牙啮合，切割轮7和传动轮8会实现传动工作。

动力传动组件包括丝杠21和手摇杆18，丝杠21设置在圆筒二3中并且与圆筒二3同轴转动连接，丝杠21与环形套6螺纹连接，丝杠21与检测筒1的内底部转动连接，丝杠21的轴段贯穿检测筒1的顶壁并且手摇杆18转动连接在丝杠21的顶端，通过手摇杆18可以手动转动丝杠21，从而控制与丝杠21螺纹连接的环形套6在竖直方向移动，这样一方面使得破碎组件移动，另一方面将带动拉动两个主动钢丝13，使得缠绕在绕线轮15上的弹性钢丝一9被释放并对扭簧产生挤压，这样当缠绕在绕线轮15上的弹性钢丝一9被完全释放后，将拉伸弹性钢丝一9，使得弹性钢丝环10、弹性钢丝二11和弹性钢丝三12同时发生形变，改变破碎组件弹性钢丝之间的间距和角度，并同时拉动传动轮8，使其带动切割轮7旋转。

切割轮7和传动轮8的外壁分别固定连接有限位块一19和限位块二22，环形套6的内侧部分开设有与限位块一19和限位块二22相互配合的限位槽一20和限位槽二23，这样可以使得环形套6和切割轮7、传动轮8之间稳定转动连接，环形套6的顶部开设有两个与主动钢丝13相配合的连接孔24，丝杠21设置为两条螺距相同、旋向相反的螺纹槽并且两端用过度曲线连接，使得环形套6与丝杠21之间的螺旋传动可以自动改变方向，即单方向转动丝杠21即可实现环形套6的往复移动。

本发明在工作时，首先通过手摇杆18将环形套6移动至检测筒1的筒底部分，通过进料口4向检测筒1输入块状的样品土壤，在该状态下，两个绕线轮15所连接的扭簧处于压缩状态，然后通过盖板5关闭进料口4，旋转手摇杆18，使得环形套6带动切割轮7和传动轮8在竖直方向做往复运动；

其中，以图6为例，在环形套6下移时，位于切割轮7内侧的多个弹性钢丝将被拉伸，将使得两个从动钢丝14带动传动轮8顺时针转动，此时切割轮7将逆时针转动，这样在下移切割破碎过程中，改变了破碎组件的转动切割方向，并且由于弹性钢丝具有的弹性效果，使得在不同位置下，主动钢丝13的拉绳将会使得多个弹性钢丝之间的间距发生改变，这样一方面可以提高破碎效果，另一方面可以避免多个弹性钢丝的间隙发生堵塞，提高使用效果

而在环形套6上移时，主动钢丝13的缩短会使得两个从动钢丝14在传动轮8所连扭簧的作用下拉伸转动，这样会使得传动轮8进行逆时针转动，这样传动轮8的逆时针转动将带动切割轮7顺时针转动，这样破碎组件整体将在上移过程中向顺时针方向偏转，对样品土壤继续产生切割破碎。