一种用于冰芯前处理的刮冰刀头组的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械领域，具体是指一种冰芯研究前处理中使用高效、无污染的刮冰刀头组。
【背景技术】
[0002]冰芯记录以其保真性好(低温环境)、分辨率高(可达到年)、记录序列长(可达几十万年)和信息量大等特征，成为重建高分辨率古气候、古环境的重要研究手段。冰芯气候记录可弥补山区气象台站稀少、分布不均及数据积累年限短的不足。同时，冰芯中还可以提取物理、化学、生物信息，这些记录保存了高分辨率的古环境信号，可以用来检验气候强迫因子的影响(如温室气体和太阳活动)，并提供大气环流对气候变化的响应信息。因而，冰芯研究已成为检测过去全球变化、监测现代和预测未来全球气候和环境变化的重要依据。
[0003]随着冰芯研究内容\指标的不断丰富，对于冰样的需求量也随之增大，如何尽可能合理、高效的利用冰芯就成为研究人员重点关注的问题。在冰芯研究中，如重金属分析对冰芯样品的保洁性有严格要求。相关研究表明:Pb和Al的浓度均在冰芯最外一层最高，而在冰芯内部各层则基本处于同一水平上变化，外来污染主要集中在冰芯外层。为了尽可能真实的反映各历史时期的环境信息变化，需要剥离冰芯表层(3~4_)因钻取、贮存以及切割过程中对冰芯造成的外来污染，而这些剥离样品可收集后进行不受污染影响的(如氧同位素活β活化度)其他样品测试。
[0004]然而，目前冰芯的前处理多为人工处理，即选择在低温(_7°C)环境下，人工使用碳钢手术刀及陶瓷刀剥离外壁可能的污染层。冰样长期暴露在空气中，所处环境与冰川区有所不同，可能会增加冰芯二次污染的概率，同时对其保存不利。与此同时，人工刨冰，样品剥离均匀度上较难把握，刮冰刀(手术刀或陶瓷刀)反复的触碰试验台会造成刀片损伤，材料消耗较大，人工刮冰耗时耗力，制约了冰芯处理及分析的进度，也增加了冰芯研究的费用。此外，长期集中处于冰库中进行人工刮冰作业对于工作人员的人体伤害较大。因此研制一种冰芯前处理的刮冰刀头组，提高刮冰效率很有必要。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本实用新型的目的在旨在提供一种用于冰芯前处理的刮冰刀头组，其利用动力机体和碳钢刀头组、氧化铝\陶瓷刀头组配合，提高了冰芯样品的刮冰速度，保证冰肩的均匀度，同时通过冰肩采集箱聚拢分离的冰肩，减小了样品的损失度。节省了人力、时间和材料消耗。
[0006]本实用新型的目的是这样实现的:
[0007]—种用于冰芯前处理的刮冰刀头组，其特征是刮冰刀头组为碳钢刀头组，它是由8叶碳钢刀片插入刀座中的夹缝内，呈花蕊状分布，碳钢刀片一侧为直线，另一侧为120°弧线连接，每叶碳钢刀片间隔角度为45°，碳钢刀头组的下部用箍子紧固，刀座与I #芯轴固结。
[0008]一种用于冰芯前处理的刮冰刀头组，其特征是刮冰刀头组为氧化铝\陶瓷刀头组，它是由6组氧化铝\陶瓷刀刃分60°组成，每片刀刃二侧为90°直线和120°弧线连接，刀刃厚度为5mm，刀刃和中心柱体为一整体，呈风车柱体状，风车柱体中心有穿孔，穿孔内设置轴承，下部带有盘座的2 #芯轴穿过风车柱体的中心孔，用螺丝固定。
[0009]上述是碳钢刀头组或氧化铝\陶瓷刀头组转速为100-150转/分钟、力度为0.98-1.5 千牛。
[0010]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0011]1、本实用新型采用的碳钢刀头组，硬度适宜，分45°，8页刀片固定在刀座上，用箍子紧固，刮冰时受力均匀，利于刀片间与冰样的平稳过渡，避免冰肩存留于碳钢刀片夹缝之间，提高了刮冰速率。
[0012]2、本实用新型采用的氧化铝\陶瓷刀头组考虑了人工使用的安全性及刀片的易损性，每片刀刃呈风车柱体状，强度高。间隔适宜，连续触冰效果最佳，刀刃钝时可拆卸打磨。经检测，该刀头阴阳离子各项均到达冰样处理要求，杜绝冰样污染。
[0013]3、本实用新型采用刮冰刀头组为氧化铝材质及碳钢材质，以保证刮冰的全程清洁，同时适于低温环境。
[0014]4、相对于人工刮冰，电动刮冰器刀头仅于冰体接触，杜绝了现有技术刀片与台面的碰撞，降低了刀片、手套等材料消耗。
[0015]5.制作成本低。相比于人工刮冰剥离的冰肩均匀稳定，在材料、后勤保障及人工费方面的消耗，其制作成本较低。
[0016]6、本实用新型采用的冰肩收集箱为圆柱体设计，且结合处都为曲面连接，最大程度降低了冰肩在收集箱里的残存，两侧圆面部分分别在上部和侧面设置合页，方便冰肩收集。
[0017]动力机体配以聚丙烯材质的隔离防护罩，将动力机体与实验环境隔离并保温。适于低温作业，同时减小机体自身释放的气体对实验环境的影响。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的碳钢刀头组示意图。
[0019]图2是本实用新型的氧化铝\陶瓷刀头组-电动刮冰器示意图。
[0020]图3是本实用新型的电动刮冰装置-碳钢刀头组示意图。
[0021]图中:1_隔离防护罩；2-动力机体；3-软轴；4-碳钢刀头组；5-冰肩收集箱；6-侦U门；7_ I号合页；8_伸入孔；9-冰样；10_手柄；11-1I号合页；12-调速器；13_电源开关；14_碳钢刀片；15_圆嵌部；16_刀座；17_箍子；18-1 #芯轴；19_氧化铝\陶瓷刀头组；20_螺丝；21_盘座；22-2 #芯轴。
【具体实施方式】
[0022]下面，结合附图，对本实用新型的技术方案再作进一步的说明:
[0023]如图1-3所示，一种用于冰芯前处理的刮冰刀头组，刮冰刀头组为碳钢刀头组4，它是由8叶前宽后窄碳钢刀片14插入刀座16中的0.4mm夹缝的圆嵌部15内，呈花蕊状分布。碳钢刀片4 一侧为直线，另一侧为120°弧线连接，每叶碳钢刀片14间隔角度为45°，碳钢刀头组4的下部用箍子17紧固。I #芯轴18与刀座16固结。氧化铝\陶瓷刀头组19是由6组刀刃分60°组成。每片刀刃两侧为90°直线和120°弧线连接，刀刃厚度为5mm，刀刃和中心柱体为一整体，呈风车柱体状，风车柱体中心有穿孔，穿孔内设有轴承，下部带有座盘21的芯轴22穿过风车柱体的中心孔，风车柱体座落在盘座21上，2 #芯轴22伸出风车柱体端用螺丝20固定。
[0024]为杜绝冰样污染，分别对碳钢刀头组4和氧化铝\陶瓷刀头组19进行阴阳离子检测，碳钢刀头组和氧化铝\陶瓷刀头净洁度高，满足刮冰要求。
[0025]冰肩收集箱5两侧由I号合页11和II号合页7连接两侧门6，侧门6中心设有伸入孔8。碳钢刀头组4通过冰肩收集箱5的伸入孔8置放在圆柱体的冰肩收集箱5内，与冰样9垂直接触，
[0026]动力机体2设有电源开关13和调速器12，置于隔离防护罩I内，动力机体2通过软轴3连接手柄10，手柄10连接碳钢刀头组4。动力机体2与220V父流电源连接。双手握住手柄10，将碳钢刀头组4和冰样9从冰肩收集箱5两侧的伸入孔8进入，碳钢刀头组4垂直接触冰样9并调整接触面，启动电源开关13，碳钢刀头组4开始旋转，剥离冰肩开始。冰样9 一般上层为粒雪冰，下层为冰川冰。调节调速器12，当碳钢刀头组4转速为100转/分钟、力度为0.98千牛时适于处理粒雪冰，当转速为150转/分钟、力度为1.2-1.5千牛时适于处理冰川冰。剥离冰肩过程中，先进行碳钢刀头组4对冰样9外层的剥离，然后再进行氧化铝\陶瓷刀头组19对冰样9里层的剥离，待剥离冰样9完成后，关闭电源开关13。打开冰肩收集箱5两侧通过I号合页11和II号合页7连接两侧门6，收集冰肩。
【主权项】
1.一种用于冰芯前处理的刮冰刀头组，其特征是刮冰刀头组为碳钢刀头组(4)，它是由8叶碳钢刀片(14)插入刀座(16)中的夹缝(15)内，呈花蕊状分布，碳钢刀片(14) 一侧为直线，另一侧为120°弧线连接，每个碳钢刀片(14)间隔角度为45°，碳钢刀头组(4)的下部用箍子(17)紧固，刀座(16)与I #芯轴(18)固结。2.一种用于冰芯前处理的刮冰刀头组，其特征是刮冰刀头组为氧化铝\陶瓷刀头组(19)，它是由6组氧化铝\陶瓷刀刃分60°组成，每片刀刃二侧为90°直线和120°弧线连接，刀刃厚度为5mm，刀刃和中心柱体为一整体，呈风车柱体状，风车柱体中心有穿孔，穿孔内设置轴承，下部带有盘座(21)的2 #芯轴(22)穿过风车柱体的中心孔，用螺丝(20)固定。3.根据权利要求1或2所述一种用于冰芯前处理的刮冰刀头组，其特征是碳钢刀头组(4)或氧化铝\陶瓷刀头组(19)转速为100-150转/分钟、力度为0.98-1.5千牛。
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于冰芯前处理的刮冰刀头组，其特征是：刮冰刀头组为碳钢刀头组或氧化铝\陶瓷刀头组。碳钢刀头组或氧化铝\陶瓷刀头组通过冰屑收集箱的伸入孔置放在圆柱体的冰屑收集箱内，与冰样接触，进行刮冰作业。本实用新型研制的刮冰刀头组适用于冰芯前处理的外壁剥离。较人工刮冰在均匀度和效率方面均有提升，节省了人力物力及时间且制作成本较低，并且有效的避免了冰样在空气中的长期暴露，大大降低了在空气中可能带来的二次污染。
【IPC分类】F25C5/12, G01N1/34
【公开号】CN204787483
【申请号】CN201520468045
【发明人】杜文涛, 康世昌, 秦翔, 朱国才, 高新生, 严芳萍
【申请人】中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月2日