[发明专利]一种适用于地下挥发性气体采集的负压系统

权利要求书

1.一种适用于地下挥发性气体采集的负压系统，其特征在于：包括负压主体(4)，负压主体(4)的两端连接有盖板(1)，负压主体(4)侧面的一条以上挥发性气体进气道(4b)上安装有半透膜(9)；负压主体(4)的负压腔(4e)内安装有气动活塞缸(6)，气动活塞缸(6)与盖板(1)连接，气动活塞缸(6)的端头设有活塞缸头(8)，气动活塞缸(6)和活塞(5)一端连接，活塞(5)另一端伸出气动活塞缸(6)外；气动活塞缸(6)通过集成换向阀(3)和驱动电机(7)连接，负压主体(4)主气道(4a)的两竖直气道端头连接有保压阀(2)。

2.根据权利要求1所述的一种适用于地下挥发性气体采集的负压系统，其特征在于：所述的负压主体(4)为整体件，通过增材制造技术进行加工；负压主体(4)两端加工有内螺纹，用于连接钻头结构和进给系统；负压主体(4)内部设计有主气道(4a)、一条以上挥发性气体进气道(4b)、一条以上旁气道(4c)、栅格结构(4d)和负压腔(4e)；其中，主气道(4a)由270°的第一弧形气道和两竖直气道组成，两竖直气道分布在第一弧形气道的两个端点处，且上端伸出负压主体(4)；挥发性气体进气道(4b)和主气道(4a)相通，主气道(4a)通过通过旁气道(4c)和负压腔(4e)相通，负压腔(4e)位于负压主体(4)中部；旁气道(4c)之间设有栅格结构(4d)；通过改变负压腔(4e)的体积大小，改变主气道(4a)内的压强。

3.根据权利要求1所述的一种适用于地下挥发性气体采集的负压系统，其特征在于：所述的盖板(1)开有与负压主体(4)主气道(4a)的两竖直气道直径、位置相同的圆孔，使盖板(1)套在负压主体(4)上。

4.根据权利要求1所述的一种适用于地下挥发性气体采集的负压系统，其特征在于：所述的活塞(5)由活塞主体(5-2)和与之连接的小头橡胶密封环(5-1)、大头橡胶密封环(5-3)组成，装配时先将活塞主体(5-2)小头套入活塞缸头(8)内，然后使用粘胶将小头橡胶密封环(5-1)、大头橡胶密封环(5-3)分别安装在活塞主体(5-2)的两头。

5.根据权利要求1所述的一种适用于地下挥发性气体采集的负压系统，其特征在于：所述的气动活塞缸(6)内部集成有活塞缸的第一进出气道(6a)、第二进出气道(6b)，通过增材制造技术进行加工，气动活塞缸(6)顶端加工有两个螺纹孔，便于安装在盖板(1)上；气动活塞缸(6)与安装完活塞(5)的活塞缸头(8)之间通过粘胶进行连接。

6.根据权利要求1所述的一种适用于地下挥发性气体采集的负压系统，其特征在于：所述的保压阀(2)由保压阀阀体(2-1)、保压阀活塞(2-2)、弹簧(2-3)和电磁铁(2-4)组成，其中，保压阀阀体(2-1)为三通结构，下端套在主气道(4a)的伸出部分，水平端与外部气路连接，保压阀阀体(2-1)内部设有保压阀活塞(2-2)，保压阀活塞(2-2)上部通过弹簧(2-3)和电磁铁(2-4)连接。

7.根据权利要求5所述的一种适用于地下挥发性气体采集的负压系统，其特征在于：所述的集成换向阀(3)由换向阀底板(3-1)、换向阀阀体(3-2)和换向阀盖(3-3)组成；其中，换向阀底板(3-1)上有两个与第一进出气道(6a)、第二进出气道(6b)伸出部分大小、位置相同的两个孔，换向阀底板(3-1)套在第一进出气道(6a)、第二进出气道(6b)上；换向阀阀体(3-2)安装在换向阀底板(3-1)和换向阀盖(3-3)之间，换向阀阀体(3-2)上端面中心部分设有用于安装驱动电机(7)旋转轴的小孔，使得换向阀阀体(3-2)在驱动电机(7)的带动下进行±90°的旋转；在换向阀阀体(3-2)上端面对称布置两个限位销(3-2c)，并在换向阀盖(3-3)对应位置布置两个90°限位槽(3-3a)；换向阀盖(3-3)与换向阀底板(3-1)之间通过两侧耳结构(3-1a)相连接，使换向阀盖(3-3)固定。

8.根据权利要求7所述的一种适用于地下挥发性气体采集的负压系统，其特征在于：所述的集成换向阀(3)通过换向阀底板(3-1)使换向阀阀体(3-2)内部气道能够与第一进出气道(6a)、第二进出气道(6b)连通，换向阀阀体(3-2)内部气道又通过换向阀盖(3-3)的两条内部气道(3-3b)与外部气源相通；换向阀阀体(3-2)内部开有两条第二弧形气道(3-2a)和两条螺旋气道(3-2b)，通过增材制造技术对换向阀阀体(3-2)进行加工，每两条相同形状气道的进出气口分布在同一直径的两侧，且两第二弧形气道(3-2a)进出气口所在的直径与两螺旋气道(3-2b)进出气口所在的直径相垂直，每条第二弧形气道(3-2a)进出气口的轴线重合，每条螺旋气道(3-2b)进出气口的轴线分布在同一直径的两侧；通过旋转换向阀阀体(3-2)，使第一进出气道(6a)、第二进出气道(6b)交替与第二弧形气道(3-2a)/螺旋气道(3-2b)及外部气源相连通，使得活塞(5)上下往复运动，进而改变负压腔(4e)内的压强。