一种用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置

摘要

本发明涉及地球化学勘探领域，具体的说是一种用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置，包括第一支撑板和第二支撑板，第一支撑板和第二支撑板大小相同，第一支撑板和第二支撑板之间设有安装板，安装板两侧分别通过定位机构和驱动机构固定在第一支撑板和第二支撑板上，安装板的中部贯穿且螺纹连接有采集筒，采集筒位于安装板上方的部分下端安装有旋转机构。本发明安装采集筒的安装板通过定位机构和驱动机构分别安装在第一支撑板和第二支撑板上，使用时可通过驱动机构驱动安装板带动采集筒在第一支撑板和第二支撑板之间转动，将采集筒倾倒，无需借助支撑设备进行支撑，从而方便之后清理渗入采集筒内部的部分土壤。

说明书

技术领域

本发明涉及地球化学勘探领域，具体的说是一种用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置。

背景技术

土壤气属于表层沉积物中的气体，主要是C02、CH4、H2、N20、NI-13等的混合物。是生物化学作用的产物与大气的混合物，对于植物生长和土壤形成有重大意义，人们在进行高精度地球化学勘探时，会采集研究地区的土壤气，而采集装置是人们采集土壤气时所用的装置。

目前高精度地球化学勘探所用的土壤气采集装置在进行采集工作时，内部难免会渗入部分土壤，工作人员在清理时需要拆卸采集装置的采集结构，并将采集结构倾倒在地面上，然后再进行清理工作，而为了方便清理，有时还需要借助支撑工具支撑住采集结构，清理过程较为麻烦，在采集不同深度的土壤气时，重复将采集装置的采集结构从土壤中拔出来，将其他深度的土壤气排出来，然后再重新插入土壤中，继续采集工作，采集过程较为繁杂，工作效率低。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置，包括第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和第二支撑板大小相同，所述第一支撑板和第二支撑板之间设有安装板，所述安装板两侧分别通过定位机构和驱动机构固定在第一支撑板和第二支撑板上，所述安装板的中部贯穿且螺纹连接有采集筒，所述采集筒位于安装板上方的部分下端安装有旋转机构，所述采集筒的上端侧壁上固定连接有第二液压缸，所述第二液压缸和活塞杆端部固定连接有升降盘，所述升降盘滑动连接在采集筒的内部上端，所述升降盘的下端通过两个连接板固定连接有升降筒，所述升降筒的内部安装有抽气机构，所述升降筒的两侧侧壁上均垂直开设有通槽，所述升降筒的下端呈圆锥形结构，所述升降筒的下端两侧均开设有进气孔，所述进气孔的内部均固定连接有滤网，所述升降筒的下端两侧外壁上均固定连接有密封块，所述采集筒的下端安装有破土机构，所述采集筒的背面上端外壁上固定连接有安装座，所述安装座上通过活动轴转动连接有第三支撑板，所述采集筒的两侧上端外壁上均固定连接有横板，所述横板的下端通过伸缩杆固定连接在安装板上，所述安装板的下端一侧固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端上固定连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮和旋转机构相连接，所述安装板的下端另一侧通过安装框固定连接有蓄电池，所述蓄电池和第二液压缸以及第二电机电性连接，所述第一支撑板的上端固定连接有卡管板，所述第一支撑板远离安装板的一侧上下端均贯穿插接有插杆，两个所述插杆远离安装板的一端共同固定连接有连接杆，所述第一支撑板靠近安装板的一侧固定连接有第一承载板，所述第二支撑板靠近安装板的一侧固定连接有第二承载板，所述第二支撑板的上端安装有限位机构。

具体的，所述定位机构包括转轴，所述转轴固定连接在安装板的一侧中部，所述转轴远离安装板的一端贯穿且滑动连接在第一支撑板上，所述转轴远离安装板的一端固定连接有螺纹支杆，所述螺纹支杆的外侧套设且螺纹连接有锁紧套，所述锁紧套靠近第一支撑板的一侧上下端内部均滚动连接有第二滚珠，所述第二滚珠远离锁紧套的一侧均滚动连接在第一支撑板上，所述转轴位于第一支撑板和安装板之间的部分外侧套设且固定连接有第一支撑盘，所述插杆均插接在第一支撑盘的内部，所述第一支撑盘滑动连接在第一承载板的内部。

具体的，所述驱动机构包括第一电机，所述第一电机和蓄电池电性连接，所述第一电机固定连接在第二支撑板远离安装板的一侧上端，所述第一电机的输出端上固定连接有转杆，所述转杆远离第一电机的一端固定连接在安装板上，所述转杆的外侧套设且固定连接有第二支撑盘，所述第二支撑盘靠近安装板的一侧套设且固定连接有固定齿环，所述第二支撑盘远离安装板的一侧滑动连接在第二承载板内。

具体的，所述旋转机构包括螺纹齿环，所述螺纹齿环套设且螺纹连接在采集筒上且和驱动齿轮啮合连接，所述所述螺纹齿环的下端固定连接有支撑环，所述支撑环的外侧通过轴承套设且固定连接有固定环，所述固定环的内部下端固定连接有底环，所述底环和固定环的下端均固定连接在安装板的上端，所述支撑环的下端周边内部均滚动连接有第一滚珠，所述第一滚珠的下端均滚动连接在底环上。

具体的，所述抽气机构包括抽气筒，所述抽气筒的两侧上端外壁上均固定连接有固定板，所述固定板远离抽气筒的一侧均穿过同侧通槽且固定连接在采集筒的内壁上，所述抽气筒的下端侧壁上固定连接有固定管，所述固定管的内部下端固定连接有第二单向阀，所述固定管的一侧固定连接有连接管，所述连接管远离固定管的一端依次穿过升降筒的上端侧壁、升降盘和采集筒的上端侧壁且卡接在卡管板的上端，所述连接管连接固定管的一端内部固定连接有第一单向阀，所述抽气筒的上端侧壁上固定连接有第一液压缸，所述第一液压缸和蓄电池电性连接，所述第一液压缸的活塞杆端部固定连接有活塞，所述活塞的下端卡接在固定管的内部上端。

具体的，所述破土机构包括钻头，所述钻头和升降筒的下端形状相匹配，所述钻头的下端两侧侧壁上均开设有通孔，所述密封块均卡接在同侧通孔的内部，所述钻头的上端通过安装螺环螺纹连接在采集筒的下端，所述钻头的外侧上端等间距开设有若干固定孔。

具体的，所述限位机构包括立板，所述立板固定连接在第二支撑板的上端，所述立板的内部通过轴承贯穿且固定连接有横轴，所述横轴靠近安装板的一端固定连接有固定齿轮，所述固定齿轮和驱动机构的固定齿环啮合连接，所述横轴远离安装板的一端固定连接有螺杆，所述螺杆的外侧套设且螺纹连接有套筒，所述套筒的外侧呈方形结构，所述套筒靠近安装板的一侧外部套设且固定连接有限位框，所述套筒远离安装板的一端外侧套设且滑动连接有侧板，所述侧板的下端固定连接有底板，所述底板靠近安装板的一侧固定连接在第二支撑板上。

具体的，两个所述连接板对称设置在升降盘的下端两侧，两个所述连接板均呈弧形结构且相远离一侧和升降筒的外壁均与采集筒的内壁相接触。

本发明的有益效果：

（1）本发明安装采集筒的安装板通过定位机构和驱动机构分别安装在第一支撑板和第二支撑板上，使用时可通过驱动机构驱动安装板带动采集筒在第一支撑板和第二支撑板之间转动，将采集筒倾倒，无需借助支撑设备进行支撑，从而方便之后清理渗入采集筒内部的部分土壤。

（2）且本发明通过在采集筒上设置了安装有第三支撑板的安装座，第三支撑板转动连接在安装座上，在驱动机构驱动采集筒倾倒的同时，可通过第三支撑板辅助第一支撑板和第二支撑板支撑住采集筒，方便之后卸下破土机构，清理采集筒内部的土壤。

（3）本发明的采集筒内部设置了抽气机构，抽气机构的连接管的端部延伸至采集筒的外部，在采集不同深度的土壤气时，可通过连接管将采集的土壤气排出并收集起来，然后可继续向下运动采集筒，采集更深处的土壤气，采集过程中无需重复插拔采集筒，过程简单，工作效率高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明工作时的正面剖切结构示意图；

图2为本发明工作时的正面外部结构示意图；

图3为本发明工作时的背面外部结构示意图；

图4为本发明清理时的侧面外部结构示意图；

图5为本发明的旋转机构结构示意图；

图6为本发明破土机构结构示意图；

图7为本发明的第一支撑盘结构示意图。

图中：1、第一支撑板；2、安装板；3、采集筒；4、抽气机构；41、抽气筒；42、固定管；43、连接管；44、第一单向阀；45、第二单向阀；46、第一液压缸；47、活塞；48、固定板；5、旋转机构；51、螺纹齿环；52、支撑环；53、固定环；54、底环；55、第一滚珠；6、定位机构；61、转轴；62、螺纹支杆；63、锁紧套；64、第二滚珠；65、第一支撑盘；7、驱动机构；71、第一电机；72、固定齿环；73、转杆；74、第二支撑盘；8、限位机构；81、立板；82、横轴；83、固定齿轮；84、螺杆；85、套筒；86、限位框；87、侧板；88、底板；9、破土机构；91、钻头；92、通孔；93、安装螺环；94、固定孔；10、第二液压缸；11、升降盘；12、连接板；13、升降筒；14、通槽；15、第二电机；16、驱动齿轮；17、安装框；18、蓄电池；19、第一承载板；20、第二支撑板；21、第二承载板；22、插杆；23、连接杆；24、安装座；25、第三支撑板；26、卡管板；27、横板；28、伸缩杆；29、进气孔；30、密封块。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图7所示，本发明所述的一种用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置，包括第一支撑板1和第二支撑板20，所述第一支撑板1和第二支撑板20大小相同，所述第一支撑板1和第二支撑板20之间设有安装板2，所述安装板2两侧分别通过定位机构6和驱动机构7固定在第一支撑板1和第二支撑板20上，所述安装板2的中部贯穿且螺纹连接有采集筒3，所述采集筒3位于安装板2上方的部分下端安装有旋转机构5，所述采集筒3的上端侧壁上固定连接有第二液压缸10，所述第二液压缸10和活塞杆端部固定连接有升降盘11，所述升降盘11滑动连接在采集筒3的内部上端，所述升降盘11的下端通过两个连接板12固定连接有升降筒13，所述升降筒13的内部安装有抽气机构4，所述升降筒13的两侧侧壁上均垂直开设有通槽14，所述升降筒13的下端呈圆锥形结构，所述升降筒13的下端两侧均开设有进气孔29，所述进气孔29的内部均固定连接有滤网，所述升降筒13的下端两侧外壁上均固定连接有密封块30，所述采集筒3的下端安装有破土机构9，所述采集筒3的背面上端外壁上固定连接有安装座24，所述安装座24上通过活动轴转动连接有第三支撑板25，所述采集筒3的两侧上端外壁上均固定连接有横板27，所述横板27的下端通过伸缩杆28固定连接在安装板2上，所述安装板2的下端一侧固定连接有第二电机15，所述第二电机15的输出端上固定连接有驱动齿轮16，所述驱动齿轮16和旋转机构5相连接，所述安装板2的下端另一侧通过安装框17固定连接有蓄电池18，所述蓄电池18和第二液压缸10以及第二电机15电性连接，所述第一支撑板1的上端固定连接有卡管板26，所述第一支撑板1远离安装板2的一侧上下端均贯穿插接有插杆22，两个所述插杆22远离安装板2的一端共同固定连接有连接杆23，所述第一支撑板1靠近安装板2的一侧固定连接有第一承载板19，所述第二支撑板20靠近安装板2的一侧固定连接有第二承载板21，所述第二支撑板20的上端安装有限位机构8，使用时通过第一支撑板1、第二支撑板20、第三支撑板25和限位机构8支撑住倾倒时的采集筒3，方便拆装破土机构9，清理采集筒3中的土壤。

具体的，所述旋转机构5包括螺纹齿环51，所述螺纹齿环51套设且螺纹连接在采集筒3上且和驱动齿轮16啮合连接，所述所述螺纹齿环51的下端固定连接有支撑环52，所述支撑环52的外侧通过轴承套设且固定连接有固定环53，所述固定环53的内部下端固定连接有底环54，所述底环54和固定环53的下端均固定连接在安装板2的上端，所述支撑环52的下端周边内部均滚动连接有第一滚珠55，所述第一滚珠55的下端均滚动连接在底环54上，便于转动采集筒3，将采集筒3的下端插到土壤中，采集土壤气。

具体的，所述抽气机构4包括抽气筒41，所述抽气筒41的两侧上端外壁上均固定连接有固定板48，所述固定板48远离抽气筒41的一侧均穿过同侧通槽14且固定连接在采集筒3的内壁上，所述抽气筒41的下端侧壁上固定连接有固定管42，所述固定管42的内部下端固定连接有第二单向阀45，所述固定管42的一侧固定连接有连接管43，所述连接管43远离固定管42的一端依次穿过升降筒13的上端侧壁、升降盘11和采集筒3的上端侧壁且卡接在卡管板26的上端，所述连接管43连接固定管42的一端内部固定连接有第一单向阀44，所述抽气筒41的上端侧壁上固定连接有第一液压缸46，所述第一液压缸46和蓄电池18电性连接，所述第一液压缸46的活塞杆端部固定连接有活塞47，所述活塞47的下端卡接在固定管42的内部上端，便于抽取土壤气，完成采集工作。

具体的，两个所述连接板12对称设置在升降盘11的下端两侧，两个所述连接板12均呈弧形结构且相远离一侧和升降筒13的外壁均与采集筒3的内壁相接触，便于将升降筒13固定在升降盘11上，使得升降盘11可以带动升降筒13在采集筒3的内部升降滑动。

具体的，所述定位机构6包括转轴61，所述转轴61固定连接在安装板2的一侧中部，所述转轴61远离安装板2的一端贯穿且滑动连接在第一支撑板1上，所述转轴61远离安装板2的一端固定连接有螺纹支杆62，所述螺纹支杆62的外侧套设且螺纹连接有锁紧套63，所述锁紧套63靠近第一支撑板1的一侧上下端内部均滚动连接有第二滚珠64，所述第二滚珠64远离锁紧套63的一侧均滚动连接在第一支撑板1上，所述转轴61位于第一支撑板1和安装板2之间的部分外侧套设且固定连接有第一支撑盘65，所述插杆22均插接在第一支撑盘65的内部，所述第一支撑盘65滑动连接在第一承载板19的内部，所述驱动机构7包括第一电机71，所述第一电机71和蓄电池18电性连接，所述第一电机71固定连接在第二支撑板20远离安装板2的一侧上端，所述第一电机71的输出端上固定连接有转杆73，所述转杆73远离第一电机71的一端固定连接在安装板2上，所述转杆73的外侧套设且固定连接有第二支撑盘74，所述第二支撑盘74靠近安装板2的一侧套设且固定连接有固定齿环72，所述第二支撑盘74远离安装板2的一侧滑动连接在第二承载板21内，使用时可将安装板2固定在第一支撑板1和第二支撑板20之间，方便清理时倾倒采集筒3，辅助之后的清理工作。

具体的，所述破土机构9包括钻头91，所述钻头91和升降筒13的下端形状相匹配，所述钻头91的下端两侧侧壁上均开设有通孔92，所述密封块30均卡接在同侧通孔92的内部，所述钻头91的上端通过安装螺环93螺纹连接在采集筒3的下端，所述钻头91的外侧上端等间距开设有若干固定孔94，便于将采集筒3的下端插到土壤中，方便之后的土壤气采集工作。

具体的，所述限位机构8包括立板81，所述立板81固定连接在第二支撑板20的上端，所述立板81的内部通过轴承贯穿且固定连接有横轴82，所述横轴82靠近安装板2的一端固定连接有固定齿轮83，所述固定齿轮83和驱动机构7的固定齿环72啮合连接，所述横轴82远离安装板2的一端固定连接有螺杆84，所述螺杆84的外侧套设且螺纹连接有套筒85，所述套筒85的外侧呈方形结构，所述套筒85靠近安装板2的一侧外部套设且固定连接有限位框86，所述套筒85远离安装板2的一端外侧套设且滑动连接有侧板87，所述侧板87的下端固定连接有底板88，所述底板88靠近安装板2的一侧固定连接在第二支撑板20上，可固定住采集筒3倾倒的角度，并辅助第一支撑板1和第二支撑板20支撑倾倒后的采集筒3。

使用时，将本发明移动到工作的地方，通过固定销将第一支撑板1和第二支撑板20固定在地面上，使得采集筒3垂直于地面，启动第二电机15，第二电机15转动驱动齿轮16，驱动齿轮16驱动螺纹齿环51转动，螺纹齿环51驱动采集筒3向下运动，将采集筒3的下端逐渐插到土壤中，当采集筒3插入土壤中的深度达到一定值时，关闭第二电机15，启动第二液压缸10，第二液压缸10向上运动升降筒13，将密封块30从通孔92 的内部拔出来，土壤气通过通孔92进入采集筒3的内部，再启动第一液压缸46，第一液压缸46向上运动活塞47，使得抽气筒41的内部产生吸力，第二单向阀45打开，采集筒3内部的土壤气吸到抽气筒41的内部储存起来，将连接管43和存放土壤气的容器连接在一起，通过第一液压缸46向下运动活塞47，此时第一单向阀44打开，第二单向阀45关闭，抽气筒41内部的土壤气通过连接管43排入存放容器中，之后采集更深处的土壤气时，通过第二液压缸10向下运动升降筒13，将密封块30重新卡入通孔92中，并使第一液压缸46重复上述动作，将采集筒3中残留的土壤气排出，再重新启动第二电机15，继续向下运动采集筒3，并重复上述操作采集土壤气，当需要清理渗入采集筒3中的土壤时，使第二电机15反向运作，将采集筒3的下端从土壤中拔出来，启动第一电机71，第一电机71驱动安装板2带动采集筒3转动，使采集筒3逐渐倾倒，此过程中，第二支撑盘74通过固定齿环72驱动固定齿轮83转动，固定齿轮83通过横轴82转动螺杆84，螺杆84驱动套筒85向远离采集筒3的方向滑动，当限位框86抵在侧板87上时，此时采集筒3已经倾倒，同时可转动第三支撑板25，将第三支撑板25转动到和采集筒3垂直，此时第三支撑板25的下端抵在地面上，并与第一支撑板1和第二支撑板20共同撑住采集筒3，通过第二液压缸10拉动升降筒13，拔出密封块30，然后可转动钻头91，将钻头91从采集筒3上卸下来，然后可清理钻头91和采集筒3中的土壤即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。