[發(fā)明專利]機械手持式深海靜水壓力驅(qū)動保真取樣器

無效

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• 申請日: 2009-08-25
• 公開（公告）號: CN101650270A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發(fā)明（設計）人: 秦華偉;魏雙豐;王建軍;葉葳;陳鷹;劉敬彪
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08;B25J9/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 杜 軍

技術領域

本發(fā)明屬于機械設備技術領域，涉及一種利用深海原位靜水壓力能驅(qū)動采樣的機械手持式可保壓的深海取樣器，適合于海底各類軟巖層的鉆探取芯。

技術背景

對于在海下一定深度作業(yè)的設備而言，海洋靜水壓力能是一個可供選擇的能量來源。其中機械手持式采樣器因為在海底操作方便而使用廣泛。但是，對于機械手持式采樣器，一般都需要由載人深潛器或者ROV為其提供動力能源；對于深海作業(yè)的潛器來說，就需要為了上述目的而攜帶更多的能源裝備，這無疑是一種負擔，而且會影響到深潛器的工作效率。而且對于一般的機械手持式采樣器，它只能采集非常軟的沉積物樣品，對于硬度較大的深海沉積物就無能為力(如：CN02150917.4；CN02280131.6)，有些采樣器雖然可以用于對較硬沉積物進行取樣，但是不能實現(xiàn)樣品的保壓。因此，有必要提供一種新的機械手持式海底沉積物可保壓采樣器，對于軟、硬沉積物均可被采集，還可以實現(xiàn)對樣品的保真，能適應海底復雜工況和設備輕量化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種機械手持式深海靜水壓力驅(qū)動保真取樣器，該取樣器適合海底各類軟巖層的鉆探取芯，可通過深海載人深潛器利用水下的機械手操作，在海底小范圍的進行具有針對性的采樣分析。

本發(fā)明包括機械手持部件、沖擊驅(qū)動部件、取樣筒部件。

機械手持部件包括豎直固定設置在上端蓋頂部的手持桿，手持桿外套有彈簧，手柄與手持桿配合連接，可以沿手持桿上下滑動。

沖擊驅(qū)動部件包括上端蓋、沖擊筒、下端蓋、高壓筒、配流閥、導向筒、支撐筒、上活塞桿、下活塞桿、驅(qū)動活塞。上端蓋和下端蓋分別固定在沖擊筒的兩個端面上，導向筒設置在下端蓋的下部，配流閥和支撐筒設置在高壓筒內(nèi)，高壓筒的兩端分別與上端蓋和下端蓋固定連接，支撐筒的底部與下端蓋固定連接、頂部與配流閥的底部固定連接，沖擊筒、高壓筒、支撐筒和導向筒同軸設置，沖擊筒內(nèi)設置有皮囊。上端蓋開有進水孔，高壓筒的內(nèi)腔通過進水孔與外界連通，下端蓋開有補壓孔，補壓孔上設置有單向閥。支撐筒的下部和高壓筒的下部對應位置開有通孔。驅(qū)動活塞設置在支撐筒內(nèi)，上活塞桿的底部以及下活塞桿的頂部均與驅(qū)動活塞固定連接。所述的配流閥包括配流閥芯和套置于配流閥芯外的配流閥體，配流閥體的頂部與頂蓋固定連接，頂蓋與高壓筒的側(cè)壁固定連接。

上活塞桿依次穿過頂蓋、配流閥芯和配流閥體的底部設置。沿上活塞桿的圓周由上至下依次開有上環(huán)形槽、中上環(huán)形槽、中下環(huán)形槽和下環(huán)形槽，沿上活塞桿的中心軸開有上中心孔和下中心孔，上中心孔的一端開口于上活塞桿的頂部、另一端與上環(huán)形槽底部開口連通，下中心孔的一端開口于上活塞桿的底部、另一端與中上環(huán)形槽底部開口連通，下環(huán)形槽底部開口與下中心孔相連通。下活塞桿穿過下端蓋設置，下活塞桿的底部與取樣筒部件中的保壓筒的頂部固定連接。

所述的配流閥體為圓柱筒形，外徑與高壓筒的內(nèi)徑匹配，配流閥體的內(nèi)壁中部沿圓周開有兩條平行的環(huán)形溝槽，配流閥體的側(cè)壁沿同一軸線分別開有上通水管和下通水管。上通水管的一端與頂蓋開設的通水口連通、另一端開口于上部環(huán)形溝槽的底部；下通水管的一端直接開口于配流閥體的底部、另一端開口于下部環(huán)形溝槽的底部。配流閥體側(cè)壁的上部沿徑向開有上通水孔、下部沿徑向開有下通水孔、中部沿徑向開有排水孔，上通水孔、下通水孔和排水孔分別與高壓筒側(cè)壁的開孔位置對應，頂蓋側(cè)壁對應上通水孔位置開有通水孔。

所述的配流閥芯包括三段圓柱體，上、下兩段的直徑與配流閥體的內(nèi)徑匹配，中間段的直徑小于上、下兩段的直徑，配流閥芯整體的縱截面為工字形，其中中部內(nèi)凹成圓環(huán)形通水槽。

取樣筒部件包括保壓筒、取樣管、活動翻蓋、封口活塞、彈簧鎖舌。所述的保壓筒的截面為凸字形，保壓筒上開有壓力補償孔，保壓筒內(nèi)設置有活動翻蓋和保壓筒下端蓋，保壓筒下端蓋的中心開有中心孔，活動翻蓋通過鉸鏈與保壓筒下端蓋連接，位置與中心孔對應。取樣管穿過中心孔設置，取樣管的底部為圓錐形，取樣管的頂部與取樣管座固定連接，取樣管座上設置有封口活塞，保壓筒內(nèi)對應取樣管位置設置有彈簧鎖舌。鋼絲繩穿過保壓筒頂部，一端與封口活塞固定連接、另一端與機械手連接。補壓軟管的一端通過單向閥與補壓孔連通、另一端與壓力補償孔連通。