CN106365065B - 通量塔沙尘采集自动升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及沙尘采集装置领域，尤其涉及通量塔沙尘采集自动升降装置。该装置包括通量塔、动力系统、动力传动系统和沙尘采集系统，在所述通量塔底部设置动力系统；在所述通量塔塔身上设置动力传动系统；在所述动力传动系统上设置沙尘采集系统。利用动力传动系统把动力系统和沙尘采集系统连接在一起，组成一套自动升降装置，通过控制动力系统，使沙尘采集系统能够达到自动升降的目的。本通量塔沙尘采集自动升降装置可以有效提高沙尘采集的工作效率，节省时间，避免人员高空作业，防止高空事故的发生。

Description

通量塔沙尘采集自动升降装置

技术领域

本发明专利涉及沙尘采集设备领域，尤其涉及通量塔沙尘采集自动升降装置。

背景技术

我国地域广阔，土壤类型众多，风沙土或易风蚀土壤也有较大面积。沙尘对生态环境有着极大的危害，沙尘天气过程中产生的悬浮于对流层的沙尘微粒是大气气溶胶的重要来源之一，这些沙尘气溶胶在大气物理和大气化学过程以及全球气候和生态系统中扮演着重要的角色，对大气环境和人类健康带来极大的危害。越来越频繁的沙尘天气的发生及其带来的严重土壤风蚀、土地沙漠化以及环境问题促使更多科学家对沙尘起扬、输运及沉降开展系统的研究工作。

目前，虽然有多种沙尘采集装置用于收集沙尘和评估风沙的危害程度，但其实用性、科研性、集沙效果都很差，主要存在的缺点是：集沙高度不符合科学研究的要求，不能分层次多点集沙，集沙高度不可调，集沙后取沙不方便，工作可靠性差等缺点。

随着我国生态站的大力建设和完善，通量塔的建设与应用越来越受到重视，在对沙漠及沙尘问题进行研究时，通量塔作为风沙流动测定工作中的一个非常重要设备，发挥着无可替代的作用。在实际应用过程中，通量塔结构稳定，承载量大，高度适宜，特别适合做沙尘采集器的承载工具，但是国内目前使用的通量塔，高度通常在30-50米左右，在野外环境中，由于风力较大及特殊天气的影响，攀登通量塔，直接采集沙尘成为一项较为繁重和不安全的工作，而且在采集沙尘过程中，需要同时采集不同高度和不同方向的沙尘，这对现有的通量塔采集沙尘技术提出了很大的工作要求。

为此，本发明人通过不断的研究实验和反复的实地考察，发明了一种通量塔沙尘采集自动升降装置，以解决目前在沙尘采集的实际工作中产生的通量塔过高，不好攀登和采集沙尘样品不符合科学研究要求的问题，提高工作效率和工作的安全性。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的在于提供一种能够在野外适用，能够同时采集不同高度和不同方向的沙尘，并且能够自动升降的通量塔沙尘采集装置。该装置能够将不同高度的沙尘采集器降至地面进行沙尘收集。为了实现上述发明目的，本发明提供通量塔沙尘采集自动升降装置，所述装置包括：

通量塔，所述通量塔垂直树立在平地上，其高度符合科研要求，通量塔的地基用混凝土等建筑材料固化；在通量塔内部可以设置多套动力系统、动力传动系统和沙尘采集系统，同时收集不同方向或者不同高度的沙尘；

动力系统，所述动力系统由电动机、供电设备和倒顺开关组成，电动机固定在通量塔底部中央位置，供电设备和倒顺开关通过串联的方式与电动机相连，供电设备和倒顺开关与电动机为活动可拆卸式连接，可以拆卸移动，供不同设备共同使用；供电设备可以采用蓄电池和太阳能电池板等装置，在距离电源较近的区域也可以直接与电源连接；倒顺开关可以控制电动机的正转和反转，进而控制沙尘采集器的上升和下降以及升降高度，这样就可以达到使沙尘采集器收集不同高度沙尘的目的；

动力传动系统，所述的动力传动系统用于调整沙尘采集系统的升降高度，由绞盘、钢缆、固定滑轮、滑动轨道、固定支架、滑动托盘、防脱轨装置组成；绞盘安装在动力系统的电动机的转轴上，用平键固定，固定滑轮安装在通量塔顶部中央位置和顶部四个边框上，防脱轨装置安装在固定滑轮上，滑动轨道由小节拼接而成，每个小节上有固定支架，滑动轨道通过固定支架安装在通量塔外部竖直方向上；滑动托盘安装在滑动轨道上，钢缆的一端与绞盘连接，另一端绕过固定滑轮与滑动托盘连接；滑动托盘上面预留有设备安装孔，在实际应用过程中可以依据实际情况安装不同仪器；

沙尘采集系统，所述的沙尘采集系统用于采集沙尘，包括沙尘采集器、仪器支架、配重，其中，仪器支架安装在动力传动系统的滑动托盘的一面，配重安装在滑动托盘另一面，沙尘采集器固定在仪器支架上；

在所述通量塔底部设置动力系统；在所述通量塔塔身上设置动力传动系统；在所述动力传动系统上设置沙尘采集系统；利用动力传动系统把动力系统和沙尘采集系统连接在一起，组成一套自动升降装置。

本发明实施例具有以下有益效果：

本发明依据多年的野外观测经验为基础，研制出通量塔沙尘采集自动升降装置，利用动力传动系统把动力系统和沙尘采集系统连接在一起，组成一套自动升降装置，能更安全更快捷的采集实验样品，避免了人工攀爬通量塔采集沙尘样品，提高了工作的安全性，大大降低了工作强度和工作时间；本发明所述的通量塔，可以在通量塔内部设置多部动力系统、动力传动系统和沙尘采集系统，可以同时收集不同方向、不同高度的沙尘，分开控制且相互独立，易于沙尘样品的回收；本发明所述的动力系统中，倒顺开关可以控制电动机的正转和反转，从而控制沙尘采集器的上升和下降以及升降高度，可以使沙尘采集器收集不同高度的沙尘，同时在回收沙尘时可以让沙尘采集器下降到地面，便于沙尘样品的回收；本发明所述的供电设备和倒顺开关与电动机为活动可拆卸式连接，可以拆卸移动，可以供几个设备共同使用，减少设备投资，提高设备的使用效率；本发明所述的防脱轨装置可以有效防止通量塔顶端的钢缆与固定滑轮脱轨，降低设备的故障率，减少设备维护成本；本发明所述的滑动轨道由小节通过插管拼接而成，每个小节上有固定支架，滑动轨道通过固定支架固定在通量塔上，方便设备的安装和拆卸；本发明所述的滑动托盘上面预留有设备安装孔，在实际应用过程中可以依据实际情况安装不同的仪器，同时采集不同的沙尘，以达到科研目的；本发明所述的配重起到平衡仪器的作用，在升降过程中可以平衡沙尘采集器，在收集沙尘过程中稳定沙尘采集器，防止滑动托盘脱轨及采集的沙尘样品洒落；本发明结构简单合理，便于维护，非常适合野外长期监测实验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为通量塔沙尘采集自动升降装置的结构示意图

图2所示为通量塔沙尘采集自动升降装置的通量塔俯视图

图3所示为通量塔沙尘采集自动升降装置的防脱轨装置结构示意图

图4所示为通量塔沙尘采集自动升降装置的滑动轨道及固定支架的结构示意图

图5所示为通量塔沙尘采集自动升降装置的滑动托盘及沙尘采集系统的结构示意图

图6所示为通量塔沙尘采集自动升降装置的滑动托盘的俯视剖面图

其中，1：通量塔，2：电动机，3：倒顺开关，4：供电设备，5：绞盘，6：钢缆，7：防脱轨装置，8：固定滑轮，9：滑动轨道，10：固定支架，11：滑动托盘，12：仪器支架，13：沙尘采集器，14：配重。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1为通量塔沙尘采集自动升降装置结构示意图，图2为通量塔沙尘采集自动升降装置的通量塔俯视图，如图1和图2所示，通量塔沙尘采集自动升降装置，包括通量塔1、动力系统、动力传动系统、沙尘采集系统。其中，动力系统包括电动机2、倒顺开关3、供电设备4；动力传动系统包括绞盘5、钢缆6、防脱轨装置7、固定滑轮8、滑动轨道9、固定支架10、滑动托盘11；沙尘采集系统包括仪器支架12、沙尘采集器13、配重14。

通量塔1垂直树立在平地上，其高度符合科研要求，通量塔1的地基用混凝土等建筑材料固化，防止通量塔1在野外恶劣的天气状况下发生倒塌事故。动力系统的电动机2安装在通量塔1底部中央位置，并用地脚螺栓固定在通量塔1的地基上；动力系统的倒顺开关3和供电设备4用串联的方式与电动机2连接；倒顺开关3和供电设备4与电动机2的连接处采用活动可拆卸式连接，这样可以实现多套设备共用一套倒顺开关3和供电设备4，减少设备投资，提高设备的使用效率；供电设备可以采用蓄电池和太阳能电池板等装置，在距离电源较近的区域也可以直接与电源连接；倒顺开关3可以控制电动机2的正转和反转，进而控制沙尘采集器13的上升和下降以及升降高度，可以达到使沙尘采集器13收集不同高度的沙尘和使沙尘采集器13下降至地面的目的。动力传动系统的绞盘5安装在的动力系统电动机2的旋转轴上，用平键固定；动力传动系统的固定滑轮8分别安装在通量塔1的顶部中央位置和顶部的四个边框上，安装方向和位置根据采集沙尘的方向确定，安装在通量塔1顶部中央位置的固定滑轮8与安装在通量塔1底部中央位置的电动机2的位置相互对应；动力传动系统的滑动轨道9安装在通量塔1外部塔身上，竖直安装，安装方向与安装在通量塔顶部四个边框上的固定滑轮对应；滑动轨道9由小节拼接而成，可以根据实际需要确定安装长度，一般情况下，安装长度与通量塔1高度相等；动力传动系统的滑动托盘11安装在滑动轨道9上；动力传动系统钢缆6的一端连接在绞盘5上，另一端绕过固定滑轮8，与滑动托盘11连接，钢缆6的长度应该能使滑动托盘11下降至地面。沙尘采集系统安装在动力传动系统的滑动托盘11上，滑动托盘11上有预设的安装孔，沙尘采集系统的仪器支架12通过安装孔安装在滑动托盘11的外面一侧，与滑动托盘11垂直安装；沙尘采集器13安装在仪器支架12上；配重14安装在滑动托盘11的另一面，配重14的重量根据所设置的不同的沙尘采集器确定。

图3所示为通量塔沙尘采集自动升降装置的防脱轨装置结构示意图，如图3所示，防脱轨装置7为一个安装在固定滑轮8上的刚性结构，与滑轮的转轴平行，用于防止钢缆从固定滑轮8上脱落。安装时，防脱轨装置7的两个固定支架安装在固定滑轮的旋转轴上，用螺母固定，装置与滑轮最外缘的间隙不能超过钢缆直径的20％。该装置能够有效防止通量塔顶端的钢缆与固定滑轮8脱轨，降低设备的故障率，减少设备维护成本。

图4为通量塔沙尘采集自动升降装置的滑动轨道及固定支架的结构示意图。如图4所示，滑动轨道9由若干个小节拼接而成，每个小节由两根光滑钢管和若干固定支架10构成。光滑钢管的上端设置有供其他小节插入的鞘孔，下端设置有能插入其他小节的插管，在光滑钢管的垂直面设置固定支架10；固定支架10的两个竖直部分与两个光滑钢管连接，水平部分与通量塔连接，竖直部分与光滑钢管的连接点在光滑钢管的外侧，用焊接固定，与通量塔连接的水平部分上设置螺栓孔，用螺栓固定在通量塔上；这样设计方便滑动轨道9在野外的安装和拆卸，而且小节的长度可根据运输的车辆长度自行决定。

图5为通量塔沙尘采集自动升降装置的滑动托盘及沙尘采集系统的结构示意图。如图5所示，滑动托盘11由两个托盘面和四个滑轮组成，在两个托盘面上设置供安装仪器支架12和配重14使用的安装孔，安装孔的数量和位置由仪器支架12和配重14的安装要求确定，另外还有预留的设备安装孔，在实际应用过程中可以依据实际情况安装不同的仪器，同时采集不同的沙尘，以达到科研目的；托盘面的宽度由滑动轨道9的宽度确定，四个滑轮固定在两个托盘面的夹层中，分别用螺栓固定在四个边角处，滑动托盘11通过滑轮安装在滑动轨道上，使滑动托盘11能够在滑动轨道9上顺利无阻碍的滑动。沙尘采集系统由仪器支架12、沙尘采集器13、配重14构成，仪器支架12安装在滑动托盘11外侧的托盘面上，并与托盘面垂直安装，仪器支架11的长度由沙尘采集器13的工作半径确定，以不干扰沙尘采集器13自由转动为准，配重14安装在滑动托盘11内侧的托盘面上，配重14的重量根据所设置的不同的沙尘采集器确定.，配重14起到平衡仪器的作用，可以在升降过程中平衡沙尘采集器13，在收集沙尘过程中稳定沙尘采集器13，防止滑动托盘11脱轨及采集的沙尘样品洒落。

图6所示为通量塔沙尘采集自动升降装置的滑动托盘的俯视剖面图。如图6所示：固定支架10和滑动轨道9、滑动托盘11共同构成一个闭合式方形结构，固定支架10的竖直部分焊接在滑动轨道9的光滑钢管的外侧，固定支架10的水平部分安装在通量塔上，滑动托盘11安装在光滑钢管的内侧，并且滑动托盘的四个滑轮与两条光滑钢管无缝接触，配重14安装在滑动托盘11的内侧托盘面上，且配重14的长度和宽度不超过方形结构的范围，并与固定支架10之间有一定的空隙，防止配重14与固定支架10发生碰撞、卡夹等事故；仪器支架12安装在滑动托盘的另一个托盘面上，垂直安装，并且安装位置与配重14的安装位置对称，这样安装有利于滑动托盘11的稳定滑动。

操作者在使用时，将设备按实施例安装，通过控制倒顺开关，使沙尘采集器升高到指定位置采集沙尘，经过一个实验集沙周期后，控制倒顺开关，将沙尘采集器下降至地面，收集采集到的沙尘，完成沙尘采集工作。另外，在需要设置多个沙尘采集器在不同高度同时采集沙尘时，只需要在通量塔内安装多套动力系统、动力传动系统和沙尘采集系统，通过控制倒顺开关，使沙尘采集系统上升至不同高度，实现不同高度同时集沙，分开控制，相互独立易于沙尘样品的回收。或者在同一套装置内安装多套沙尘采集系统和滑动托盘，由同一套动力系统和动力传动系统驱动，安装间距由所需的收集沙尘的高度确定，这样大大提高了装置的利用效率，节省了设备的工程造价和后期维护费用。

本发明依据多年的野外观测经验为基础，研制出通量塔沙尘采集自动升降装置，利用动力传动系统把动力系统和沙尘采集系统连接在一起，组成一套自动升降装置，能更安全更快捷的采集实验样品，避免了人工攀爬通量塔采集沙尘样品，提高了工作的安全性，大大降低了工作强度和工作时间。同时又能够按照科研要求收集不同高度的沙尘，提高科研实验的准确性及科研仪器的使用效果。另外本发明结构简单，设计合理，便于后期维护，特别适合在野外环境下工作使用。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (7)

1.通量塔沙尘采集自动升降装置，包括：通量塔(1)、动力系统、动力传动系统、沙尘采集系统；其特征在于：在所述通量塔底部设置动力系统；在所述通量塔塔身上设置动力传动系统；在所述动力传动系统上设置沙尘采集系统；利用动力传动系统把动力系统和沙尘采集系统连接在一起，组成一套沙尘采集自动升降装置；

其中，所述的动力系统包括电动机(2)、倒顺开关(3)和供电设备(4)，电动机(2)固定在通量塔(1)底部中央位置，倒顺开关(3)和供电设备(4)用串联的方式与电动机(2)连接；

所述的动力传动系统由绞盘(5)、钢缆(6)、防脱轨装置(7)、固定滑轮(8)、滑动轨道(9)、固定支架(10)、滑动托盘(11)组成；绞盘(5)安装在动力系统的电动机(2)的旋转轴上，固定滑轮(8)固定在通量塔(1)顶部，防脱轨装置(7)安装在固定滑轮(8)上，滑动轨道(9)通过固定支架(10)固定在通量塔(1)外部竖直方向上，滑动托盘(11)安装在滑动轨道(9)上，钢缆(6)的一端与绞盘(5)连接，另一端绕过固定滑轮(8)与滑动托盘(11)连接；

所述的沙尘采集系统包括沙尘采集器(13)、仪器支架(12)、配重(14)，仪器支架(12)固定在动力传动系统的滑动托盘(11)的一面，配重(14)固定在滑动托盘(11)另一面，沙尘采集器(13)固定在仪器支架(12)上。

2.根据权利要求1所述的通量塔沙尘采集自动升降装置，其特征是：所述通量塔(1)垂直树立在平地上，通量塔(1)高度符合科研实验的高度要求。

3.根据权利要求2所述的通量塔沙尘采集自动升降装置，其特征是：所述的通量塔(1)在塔内设置多套动力系统、动力传动系统和沙尘采集系统，同时收集不同方向或者不同高度的沙尘。

4.根据权利要求1所述的通量塔沙尘采集自动升降装置，其特征是：所述的倒顺开关(3)能够控制电动机(2)的正转和反转，进而控制沙尘采集器(13)的上升和下降以及升降高度，供电设备(4)采用蓄电池和太阳能电池板，在距离电源较近的区域也能够直接与电源连接。

5.根据权利要求1所述的通量塔沙尘采集自动升降装置，其特征是：所述的供电设备(4)和倒顺开关(3)与电动机(2)为活动可拆卸式连接，能够拆卸移动，供不同设备共同使用。

6.根据权利要求1所述的通量塔沙尘采集自动升降装置，其特征是：滑动轨道(9)由小节通过插管拼接而成，每个小节上有固定支架(10)，滑动轨道(9)通过固定支架(10)固定在通量塔(1)上。

7.根据权利要求1所述的通量塔沙尘采集自动升降装置，其特征是：所述的滑动托盘(11)上面预留有设备安装孔，在实际应用过程中能够依据实际情况安装不同仪器。