CN116733383A - 一种二氧化碳地质封存泄漏的监测装置 - Google Patents
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Abstract
一种二氧化碳地质封存泄漏的监测装置，在底座上设有滑轨和支撑立板，在滑轨上滑动设有钻孔机构，在底座上还设有采集收集机构；钻孔机构包括箱体，在箱体上固定有垂直滑柱以及垂直齿条，在箱体顶部固定有水平齿条；在垂直滑柱上滑动设有移动板，在移动板上转动设有三个互相啮合的直齿轮和锥齿轮；在三号直齿轮转轴上固定有螺旋钻具；一号直齿轮连接有一号电机，在箱体上转动设有丝杠，丝杠顶部固定有五号直齿轮；在丝杠上螺纹连接有条形板，条形板上固定有吸气管，吸气管与采集收集机构相连。本发明可以在多地采样，定期监测，而且监测精度高。
Description
技术领域
本发明属于二氧化碳封存领域，具体涉及一种二氧化碳地质封存泄漏的监测装置。
背景技术
随着工业发展，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，其引发了一系列问题，已引起了世界各国的关注，所以关于减排和固定大气中二氧化碳问题也迫在眉睫。公告号为CN218865394U的专利申请公开了一种二氧化碳地质封存泄漏的监测装置，包括监测装置，所述监测装置底部设置有滑动杆，所述滑动杆底部安装有加压块，所述监测装置与加压块之间安装有密封气囊，所述监测装置顶部安装有控制盒，通过监测装置顶部设置的二氧化碳传感器监测二氧化碳泄露的浓度，当浓度超过预设值时，通过控制器控制电动伸缩杆带动加压块向上移动对密封气囊加压，从而对封存腔体进行密封，防止进一步泄露，同时通过控制器控制警示灯和蜂鸣器发出报警信号，提醒监测者进行处理。
上述装置对二氧化碳的泄露反应快，实时报警能力强，但是并未考虑到二氧化碳的泄露是一个大范围的事情，其只能测定一个小范围的泄露情况；再者对于二氧化碳的泄露问题也不能仅考虑报警功能，同时也应该对二氧化碳在地质区域的流向做出一定反应。
发明内容
本发明的目的是提供一种二氧化碳地质封存泄漏的监测装置，可以在多地采样，定期监测，而且监测精度高。
本发明采取的技术方案是：
一种二氧化碳地质封存泄漏的监测装置，包括底座，在底座上设有滑轨和支撑立板，在滑轨上滑动设有钻孔机构，在底座上还设有采集收集机构；
所述钻孔机构包括滑动设置在滑轨上的箱体，在箱体上固定有数根垂直滑柱以及垂直齿条，在箱体顶部固定有水平齿条；在垂直滑柱上滑动设有移动板，在移动板上转动设有一号直齿轮、二号直齿轮、三号直齿轮，一号直齿轮与二号直齿轮啮合连接，二号直齿轮与三号直齿轮啮合连接，二号直齿轮同轴连接有一号锥齿轮，在移动板上还转动设有同轴的二号锥齿轮和四号直齿轮，二号锥齿轮与一号锥齿轮啮合连接，四号直齿轮与垂直齿条啮合连接，一号直齿轮与水平齿条啮合连接；在三号直齿轮转轴上固定有螺旋钻具；
一号直齿轮连接有一号电机，一号电机同时与支撑立板滑动连接；在箱体上转动设有丝杠，丝杠顶部固定有五号直齿轮，当五号直齿轮与一号直齿轮接触时，二者啮合连接；在丝杠上螺纹连接有条形板，条形板上固定有吸气管，吸气管运行到最下端时与采集收集机构相连。
开始工作时，一号直齿轮与水平齿条处于分离状态；一号电机带动一号直齿轮转动，再通过一系列传动，带动移动板以及与移动板相连的部件下移，并带动螺旋钻具钻孔，钻孔完成后，一号电机反转，螺旋钻具上升归位；之后，一号直齿轮与水平齿条啮合，进而通过水平齿条带动箱体在滑轨上移动，当吸气管的入口端到达所钻孔位置时，一号直齿轮恰好也与五号直齿轮啮合，之后，带动吸气管下入所钻孔内，当到达最底部时，吸气管的出口与采集收集机构相连，将封存的二氧化碳采集到采集收集机构内进行检测。
进一步的，在垂直齿条以及水平齿条两端分别设有辅助转向机构，辅助转向机构包括固定在垂直齿条或水平齿条端部的滑杆，在滑杆上滑动设有套筒并套设有一号弹簧，在套筒上设有与齿条齿外形尺寸相同的凸起。
以四号直齿轮与垂直齿条上部的辅助转向机构之间的作用过程为例说明。当四号直齿轮运行到垂直齿条上部后，四号直齿轮与垂直齿条上部的最后一个齿条齿相接触，此后，当四号直齿轮反转而向下运动时，垂直齿条无法给予四号直齿轮支撑作用力，难以向下运动，此时，辅助转向机构利用其自身的凸起，使得四号直齿轮顺利转向。
进一步的，在箱体侧壁以及垂直齿条侧面固定有支撑板，在支撑板上设有二号弹簧，在二号弹簧上固定有活动板，活动板的长度大于支撑板。
由于移动板是滑动设置在垂直滑柱上的，有可能不稳定，利用活动板启动复杂支撑作用。当作业时，移动板下移，进而将活动板下压使之倾斜，活动板并不会阻碍移动板下移，当移动板上移遇到活动板时，将其向上倾斜翻转一定角度，移动板经过活动板后，在二号弹簧作用下，活动板恢复原状。
进一步的，支撑立板以及水平齿条上设有限位柱。
几个限位柱互相配合，限制了箱体的活动范围，同时，使得五号直齿轮与一号直齿轮能够刚好配合。
进一步的，所述采集收集机构包括固定在底座上的缓冲罐，在缓冲罐上方设有粗滤网，在缓冲罐上方设有抽吸泵，抽吸泵入口连接吸气管的出口；缓冲罐连接有收集瓶。
抽吸泵将带有岩屑杂质的气体抽到缓冲罐内，同时通过粗滤网对杂质进行过滤，之后，干净气体进入收集瓶。
进一步的，在缓冲罐出口连接有去灰罐。
去灰罐内设有水等液体，用于清除灰尘等次一级杂质。
进一步的，在去灰罐出口连接有气体纯化罐。
气体纯化罐内设有化学试剂，去除一氧化碳等其它气体杂质组分。
进一步的，所述收集瓶为活塞套筒，数量为3～6个，设置在转轮上，转轮连接有二号电机；在底座上设置触发按钮。
随着收集瓶内气体增加，压力升高，活塞套筒伸长，当触碰到触发按钮后，抽吸泵停止抽气，取下该收集瓶，转轮转动一个角度，使得另一个收集瓶连接到管路上接着收集气体。
本发明的有益效果：
本发明通过多个齿轮与齿条的相互配合，实现钻孔与下入抽气管抽气的交替作业，可快速完成多个采样作业；设置多个采样储集瓶并自动完成充气，采集效率高；本装置体积小，操作简单，方便运输，可实现，定期监测，精度高。
附图说明
图1是本发明整体结构背面示意图；
图2是本发明整体结构正面示意图；
图3是本发明整体结构仰视图；
图4是本发明部分结构示意图；
图5是图2中A处放大图；
图6是图3中B处放大图；
图7是采集收集机构示意图；
图8是辅助转向机构示意图；
图中，1、底座，101、滑轨，102、支撑立板，2、钻孔机构，201、箱体，202、垂直滑柱，203、垂直齿条，204、水平齿条，205、移动板，206、一号直齿轮，207、二号直齿轮，208、三号直齿轮，209、一号锥齿轮，210、二号锥齿轮，211、四号直齿轮，212、螺旋钻具，213、一号电机，214、丝杠，215、五号直齿轮，216、条形板，217、吸气管，218、支撑板，219、二号弹簧，220、活动板，221、限位柱，3、采集收集机构，301、缓冲罐，302、粗滤网，303、抽吸泵，304、收集瓶，305、去灰罐，306、气体纯化罐，307、转轮，308、二号电机，309、触发按钮，4、辅助转向机构，401、滑杆，402、套筒，403、一号弹簧，404、凸起。
具体实施方式
如图1～8所示，一种二氧化碳地质封存泄漏的监测装置，包括底座1，在底座1上设有滑轨101和支撑立板102，在滑轨101上滑动设有钻孔机构2，在底座1上还设有采集收集机构3；所述钻孔机构2包括滑动设置在滑轨101上的箱体201，在箱体201上固定有数根垂直滑柱202以及垂直齿条203，在箱体201顶部固定有水平齿条204；在垂直滑柱202上滑动设有移动板205，在移动板205上转动设有一号直齿轮206、二号直齿轮207、三号直齿轮208，一号直齿轮206与二号直齿轮207啮合连接，二号直齿轮207与三号直齿轮208啮合连接，二号直齿轮207同轴连接有一号锥齿轮209，在移动板205上还转动设有同轴的二号锥齿轮210和四号直齿轮211，二号锥齿轮210与一号锥齿轮209啮合连接，四号直齿轮211与垂直齿条203啮合连接，一号直齿轮206与水平齿条204啮合连接；在三号直齿轮208转轴上固定有螺旋钻具212；一号直齿轮206连接有一号电机213，一号电机213同时与支撑立板102滑动连接；在箱体201上转动设有丝杠214，丝杠214顶部固定有五号直齿轮215，当五号直齿轮215与一号直齿轮206接触时，二者啮合连接；在丝杠214上螺纹连接有条形板216，条形板216上固定有吸气管217，吸气管217运行到最下端时与采集收集机构3相连。
开始工作时，一号直齿轮206与水平齿条204处于分离状态；一号电机213带动一号直齿轮206转动，再通过一系列传动，带动移动板205以及与移动板205相连的部件下移，并带动螺旋钻具212钻孔，钻孔完成后，一号电机213反转，螺旋钻具212上升归位；之后，一号直齿轮206与水平齿条204啮合，进而通过水平齿条204带动箱体201在滑轨101上移动，当吸气管217的入口端到达所钻孔位置时，一号直齿轮206恰好也与五号直齿轮215啮合，之后，带动吸气管217下入所钻孔内，当到达最底部时，吸气管217的出口与采集收集机构3相连，将封存的二氧化碳采集到采集收集机构3内进行检测。
在垂直齿条203以及水平齿条204两端分别设有辅助转向机构4，辅助转向机构4包括固定在垂直齿条203或水平齿条204端部的滑杆401，在滑杆401上滑动设有套筒402并套设有一号弹簧403，在套筒402上设有与齿条齿外形尺寸相同的凸起404。
以四号直齿轮211与垂直齿条203上部的辅助转向机构4之间的作用过程为例说明。当四号直齿轮211运行到垂直齿条203上部后，四号直齿轮211与垂直齿条203上部的最后一个齿条齿相接触，此后，当四号直齿轮211反转而向下运动时，垂直齿条203无法给予四号直齿轮211支撑作用力，难以向下运动，此时，辅助转向机构4利用其自身的凸起404相当于延长了垂直齿条203，使得四号直齿轮211顺利转向。
在箱体201侧壁以及垂直齿条203侧面固定有支撑板218，在支撑板218上设有二号弹簧219，在二号弹簧219上固定有活动板220，活动板220的长度大于支撑板218。
由于移动板205是滑动设置在垂直滑柱202上的，有可能不稳定，利用活动板220启动复杂支撑作用。当作业时，移动板205下移，进而将活动板220下压使之倾斜，活动板220并不会阻碍移动板205下移，当移动板205上移遇到活动板220时，将其向上倾斜翻转一定角度，移动板205经过活动板220后，在二号弹簧219作用下，活动板220恢复原状。
支撑立板102以及水平齿条204上设有限位柱221。几个限位柱221互相配合，限制了箱体201的活动范围，同时，使得五号直齿轮215与一号直齿轮206能够刚好配合。
所述采集收集机构3包括固定在底座1上的缓冲罐301，在缓冲罐301上方设有粗滤网302，在缓冲罐301上方设有抽吸泵303，抽吸泵303入口连接吸气管217的出口；缓冲罐301连接有收集瓶304。
抽吸泵303将带有岩屑杂质的气体抽到缓冲罐301内，同时通过粗滤网302对杂质进行过滤，之后，干净气体进入收集瓶304。
在缓冲罐301出口连接有去灰罐305，在去灰罐305出口连接有气体纯化罐306。去灰罐305内设有水等液体，用于清除灰尘等次一级杂质。气体纯化罐306内设有化学试剂，去除一氧化碳等其它气体杂质组分。
所述收集瓶304为活塞套筒，数量为6个，设置在转轮307上，转轮307连接有二号电机308；在底座1上设置触发按钮309。
随着收集瓶304内气体增加，压力升高，活塞套筒伸长，当触碰到触发按钮309后，抽吸泵303停止抽气，取下该收集瓶304，转轮307转动一个角度，使得另一个收集瓶304连接到管路上接着收集气体。
Claims (8)
1.一种二氧化碳地质封存泄漏的监测装置，其特征在于，包括底座(1)，在底座(1)上设有滑轨(101)和支撑立板(102)，在滑轨(101)上滑动设有钻孔机构(2)，在底座(1)上还设有采集收集机构(3)；
所述钻孔机构(2)包括滑动设置在滑轨(101)上的箱体(201)，在箱体(201)上固定有数根垂直滑柱(202)以及垂直齿条(203)，在箱体(201)顶部固定有水平齿条(204)；在垂直滑柱(202)上滑动设有移动板(205)，在移动板(205)上转动设有一号直齿轮(206)、二号直齿轮(207)、三号直齿轮(208)，一号直齿轮(206)与二号直齿轮(207)啮合连接，二号直齿轮(207)与三号直齿轮(208)啮合连接，二号直齿轮(207)同轴连接有一号锥齿轮(209)，在移动板(205)上还转动设有同轴的二号锥齿轮(210)和四号直齿轮(211)，二号锥齿轮(210)与一号锥齿轮(209)啮合连接，四号直齿轮(211)与垂直齿条(203)啮合连接，一号直齿轮(206)与水平齿条(204)啮合连接；在三号直齿轮(208)转轴上固定有螺旋钻具(212)；
一号直齿轮(206)连接有一号电机(213)，一号电机(213)同时与支撑立板(102)滑动连接；在箱体(201)上转动设有丝杠(214)，丝杠(214)顶部固定有五号直齿轮(215)，当五号直齿轮(215)与一号直齿轮(206)接触时，二者啮合连接；在丝杠(214)上螺纹连接有条形板(216)，条形板(216)上固定有吸气管(217)，吸气管(217)运行到最下端时与采集收集机构(3)相连。
2.如权利要求1所述的一种二氧化碳地质封存泄漏的监测装置，其特征在于，在垂直齿条(203)以及水平齿条(204)两端分别设有辅助转向机构(4)，辅助转向机构(4)包括固定在垂直齿条(203)或水平齿条(204)端部的滑杆(401)，在滑杆(401)上滑动设有套筒(402)并套设有一号弹簧(403)，在套筒(402)上设有与齿条齿外形尺寸相同的凸起(404)。
3.如权利要求1所述的一种二氧化碳地质封存泄漏的监测装置，其特征在于，在箱体(201)侧壁以及垂直齿条(203)侧面固定有支撑板(218)，在支撑板(218)上设有二号弹簧(219)，在二号弹簧(219)上固定有活动板(220)，活动板(220)的长度大于支撑板(218)。
4.如权利要求1所述的一种二氧化碳地质封存泄漏的监测装置，其特征在于，支撑立板(102)以及水平齿条(204)上设有限位柱(221)。
5.如权利要求1所述的一种二氧化碳地质封存泄漏的监测装置，其特征在于，所述采集收集机构(3)包括固定在底座(1)上的缓冲罐(301)，在缓冲罐(301)上方设有粗滤网(302)，在缓冲罐(301)上方设有抽吸泵(303)，抽吸泵(303)入口连接吸气管(217)的出口；缓冲罐(301)连接有收集瓶(304)。
6.如权利要求5所述的一种二氧化碳地质封存泄漏的监测装置，其特征在于，在缓冲罐(301)出口连接有去灰罐(305)。
7.如权利要求6所述的一种二氧化碳地质封存泄漏的监测装置，其特征在于，在去灰罐(305)出口连接有气体纯化罐(306)。
8.如权利要求5所述的一种二氧化碳地质封存泄漏的监测装置，其特征在于，所述收集瓶(304)为活塞套筒，数量为3～6个，设置在转轮(307)上，转轮(307)连接有二号电机(308)；在底座(1)上设置触发按钮(309)。
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| CN202310709802.9A CN116733383A (zh) | 2023-06-15 | 2023-06-15 | 一种二氧化碳地质封存泄漏的监测装置 |
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| CN202310709802.9A CN116733383A (zh) | 2023-06-15 | 2023-06-15 | 一种二氧化碳地质封存泄漏的监测装置 |
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2023
- 2023-06-15 CN CN202310709802.9A patent/CN116733383A/zh active Pending
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| CN117347111A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-01-05 | 山西省煤炭地质一四八勘查院有限公司 | 一种二氧化碳地质封存监测装置 |
| CN117347111B (zh) * | 2023-12-04 | 2024-02-23 | 山西省煤炭地质一四八勘查院有限公司 | 一种二氧化碳地质封存监测装置 |
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