[實用新型]用于深海的高溫高壓采樣閥

無效

• 申請號: 200920112477.3
• 申請日: 2009-01-12
• 公開（公告）號: CN201331444Y
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 楊燦軍;吳世軍;丁抗;謝延青;楊磊;陳鷹
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N1/10
• 分類號: G01N1/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本實用新型涉及一種高溫高壓密封裝置，具體說是涉及一種耐高溫耐腐蝕的深海用高壓采樣閥。

背景技術

深海熱液口一般分布在2000米至3000米深的海底，熱液的最高溫度可達400℃，由于熱液的鹽度高，pH值低，因此具有很強的腐蝕性。熱液的高溫、高壓及強腐蝕性特性給制造合適的取樣設備提出了很大的挑戰。在熱液取樣設備上，采樣閥是獲取高質量樣品的最關鍵的部件，它不但必須具備高壓下良好的密封性能，而且還需要耐高溫和耐腐蝕。目前常用的高溫閥門大多為不銹鋼制造，在耐腐蝕性上不能滿足要求。而已有的鈦合金截至閥雖然能用于熱液取樣，但需要旋轉截至閥上的手柄來打開和關閉閥門，在取樣設備上需要復雜的驅動機構來實現這個動作，因此會增加取樣設備的復雜程度。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種用于深海的高溫高壓采樣閥，它適合用于深海熱液的取樣。

本實用新型的用于深海的高溫高壓采樣閥包括閥體和同軸線裝置的彈簧腔體，閥體和彈簧腔體之間有擋板，閥體上有進液口和出液口，閥腔內安裝有支撐環和閥套，支撐環上有與出液口相通的徑向孔，閥套上有與進液口相通的徑向孔，閥套沿周向設有兩個O形密封圈，閥套內裝有第一閥芯，第一閥芯的一端有與之同軸線裝置的第二閥芯，另一端穿越檔板伸入彈簧腔體中，在近檔板一側的第一閥芯和閥套分別開有沿軸線方向的孔徑相等的半圓槽，槽內置有定位球，第一閥芯沿周向設有O形密封圈，第二閥芯沿周向設有O形密封圈，彈簧腔體的壁上開有徑向通孔，彈簧腔體內有彈簧座，復位彈簧，復位彈簧的一端抵住彈簧腔體，另一端抵住彈簧座，彈簧座端面固定有陽極環，連接桿穿過彈簧座的軸向中心孔，其一端與第一閥芯相連，另一端通過螺母與彈簧座相連。

為提高采樣閥的耐高溫和耐腐蝕性能，上述的閥體、支撐環、第一閥芯和第二閥芯均由鈦合金制成，閥套由純鈦制成。陽極環采用鋁合金制成，可進一步保護采樣閥其它部件不受海水腐蝕。上述的O形密封圈均由全氟橡膠制成。

本實用新型的有益效果在于：

本實用新型采用兩個閥芯的結構方式，具有雙向自緊密封能力，使采樣閥在高壓下有良好的密封性能。該采樣閥耐高溫耐腐蝕性能優異，有利于提高熱液樣品的保真度。采樣閥依靠直線驅動來打開，外部驅動力撤消后自動關閉，增加了在深海使用的便利性。

附圖說明

圖1是用于深海的高溫高壓采樣閥結構示意圖(采樣前的關閉狀態)；

圖2是用于深海的高溫高壓采樣閥在采樣過程中的開啟狀態；

圖3是用于深海的高溫高壓采樣閥在采樣后的關閉狀態。

具體實施方式

以下結合附圖進一步說明本實用新型。

參照圖1，本實用新型的用于深海的高溫高壓采樣閥包括閥體3和同軸線裝置的彈簧腔體12，閥體3和彈簧腔體12之間有擋板8，閥體3上有進液口5和出液口21，閥腔內安裝有支撐環4和閥套18，支撐環4上有與出液口21相通的徑向孔22，閥套18上有與進液口5相通的徑向孔6，閥套18沿周向設有兩個O形密封圈7、20，閥套內裝有第一閥芯19，第一閥芯19的一端有與之同軸線裝置的第二閥芯2，另一端穿越檔板8伸入彈簧腔體12中，在近檔板一側的第一閥芯19和閥套18分別開有沿軸線方向的孔徑相等的半圓槽，槽內置有定位球16，起限制第一閥芯與閥套之間的相對轉動，彈簧腔體12的壁上開有徑向通孔11，第一閥芯19沿周向設有O形密封圈17，第二閥芯2沿周向設有O形密封圈1，彈簧腔體12內有彈簧座14和復位彈簧10，復位彈簧10的一端抵住彈簧腔體12，另一端抵住彈簧座14，彈簧座14端面用螺紋方式連接有陽極環9，連接桿15穿過彈簧座14的軸向中心孔，其一端與第一閥芯19相連，另一端通過螺母13與彈簧座14相連。

上述的閥體3、支撐環4、第一閥芯19和第二閥芯2均由鈦合金制成，閥套18由純鈦制成。陽極環9由鋁合金制成。O形密封圈1、7、17和20均由全氟橡膠制成。

用于深海的高溫高壓采樣閥在工作時分為三個過程：

1)采樣前，采樣閥處于關閉狀態，第一閥芯19在復位彈簧10的作用下與閥套18之間建立密封，第二閥芯2在海水壓力作用下壓住第一閥芯19，進一步增大了第一閥芯19與閥套18之間的密封力，而且隨著海水壓力的升高密封力越大。

2)在采樣過程中，一外部驅動力作用在螺母13上，并推動第一閥芯19向左運動，打開采樣閥，流體從進液口5進入，經過孔6和22，最后從出液口21進入后續的采樣筒。

3)當采樣完成后，撤消作用在螺母13上的外部驅動力，第一閥芯19在復位彈簧10的作用下重新與閥套18建立密封，采樣閥關閉。在采樣設備的回收過程中，采樣閥隨采樣設備從海底往海面上升，周圍海水的壓力逐漸減小，而采樣筒內部的壓力保持不變，在內外壓差的作用下，第二閥芯2被壓在閥體3上，第一閥芯19被進一步壓在閥套18上，內外壓差越大，密封力也越大。因此，無論在采樣前還是在采樣后，第一閥芯19與閥套18之間的密封力都隨著壓力的升高而增大，增加了密封的可靠性。