[發明專利]深海海底取樣控制球閥

有效

• 申請號: 201410359057.0
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104154261A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 邱曉來;葉建偉;王漢洲;黃明金;林潔
• 申請（專利權）人: 超達閥門集團股份有限公司
• 主分類號: F16K5/06
• 分類號: F16K5/06;F16K5/20;F16K27/06;G01N1/10
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 陳加利

技術領域

本發明屬于閥門領域，具體是指一種深海海底取樣控制球閥。

背景技術

深海海底資源豐富，為了研究深海海底的物質，需要將深海海底的物質保壓取樣，以便人們進行科學研究。深海海底物質取樣一般是通過纜繩將深海海底取樣裝置下沉到深海海底后，抽取海底含生物的淤泥等物質。一般取樣裝置的控制閥為止回閥，當取樣裝置快速下沉時，止回閥的閥瓣在海水介質力的作用下開啟，取樣后向上提升取樣裝置時，在介質力的作用下止回閥閥瓣關閉。采用止回閥作為控制閥存在技術問題，當取樣裝置提升時，止回閥閥瓣關閉，此時如果閥座密封面有淤泥則不能保證止回閥的密封性能。另外，止回閥的密封性能較差，不能確保取樣裝置的保壓取樣。因此，希望采用密封更加可靠的閥門作為深海海底取樣裝置的控制閥。

深海海底取樣，由于海洋很深，甚至可達上萬米，通常只能采用纜繩來收放深海海底取樣裝置，沒有任何的電動、氣動或液動控制機構，因此，取樣控制閥的開關控制不能依靠外界的動力，在纜繩向海底收放取樣裝置過程中控制閥自動完成開關動作，而且要求密封可靠，因此，深海海底取樣控制閥的結構設計難度很高。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的缺點和不足，而提供一種在纜繩向海底放收過程中自動完成開關動作，且密封可靠性好的深海海底取樣控制球閥。

為實現上述目的，本發明的技術方案是包括有閥體總成、球體組合件和取樣筒體，閥體總成內設置有閥道，該閥道的一端開口構成取樣口，該閥道的內端設置有閥座，所述閥體總成包括有閥體，所述的球體組合件包括有中部開有通孔的球體、以及對稱固定于球體軸向兩側的支撐軸，所述的支撐軸轉動設置于閥體內，該球體在其轉動的過程中其內的通孔與閥道構成導通或關閉配合，且該球體的一端與閥座密封配合，所述閥體相對球體的另一端外側滑移設置有取樣筒體，且閥體組件上設置有對該取樣筒體的滑移行程進行上下限位的限位機構，該取樣筒體內設置有取樣腔，球體處于導通狀態下其內的通孔與取樣筒體的內端開口相連通，所述取樣筒體的取樣腔內滑移設置有取樣活塞，該取樣活塞上聯動固定有活塞桿，所述的取樣筒體的外端部設置有活塞桿導向孔，所述的活塞桿與活塞桿導向孔導向密封配合且活塞桿的外端伸出于活塞桿導向孔之外，?所述的取樣筒體上設置有與取樣筒體同步升降配合的主動傳動件，所述的球體組合件的支撐軸上同軸聯合轉動設置有被動傳動件，所述的主動傳動件驅動被動傳動件轉動，且所述的取樣筒體在其處于遠離球體方向的最大限位行程處時，主動傳動件驅動被動傳動件使球體處于完全關閉狀態，所述取樣筒體在其靠近球體方向的最大限位行程處時，主動傳動件驅動被動傳動件使球體處于完全導通狀態，進一步設置是所述的主動傳動件為固定設置于取樣筒體兩側下端部的主動齒條，所述的被動傳動件為同軸固定于球體組合件的支撐軸上上的被動齒輪，該主動齒條與被動齒輪傳動嚙合，所述的主動齒條與取樣筒體為一體固定結構。

本發明的工作原理和取樣過程介紹：

當本申請的深海海底取樣控制球閥（下文簡稱取樣控制閥）處于開啟狀態下(參見圖1)，在海面通過釋放纜繩，該纜繩與活塞桿的外端相連，將本發明的取樣控制閥裝置保持圖1中的垂直狀態快速下沉到海底，直至取樣控制閥的下端部插入到海底淤泥中，此時收取纜繩，隨著纜繩的上拉，活塞桿帶動取樣活塞向上運動，當取樣活塞運動到取樣筒體的上端時，受取樣活塞的限位，取樣筒體與取樣活塞不再做相對運動，取樣活塞在取樣筒體內向上運動時，海底的淤泥、微生物等需要取樣的介質被抽取到取樣筒體的取樣腔中。此時，繼續收取纜繩時，取樣筒體隨取樣活塞及活塞桿同時向上運動，此時，由于閥體插在海底淤泥中，因此，取樣筒體在閥體內向上滑動，與取樣筒體固定連接的主動傳動件隨取樣筒體一起向上運動，由于主動傳動件與被動傳動件傳動配合，因此，主動傳動件向上運動帶動被動傳動件進而使得球體，使得球體從開啟狀態做關閉運動，當取樣筒體運動到最上端限位處時，球體正好旋轉到完全關閉位置。繼續收取纜繩，在纜繩力的作用下，閥體從淤泥中拔出，直至整個取樣控制閥從海底提升到海面。由于取樣控制閥處在關閉位置，能夠確保取樣筒體中的樣品保持在海底的壓力下，確保海底物質的保壓取樣。

另外，本設置，取樣筒體和主動齒條為一體設置，使得二者加工效率高，成本低，簡化后續產品裝配，另外，主動齒條和被動齒輪之間的傳動配合使得取樣筒體的升降動作與球體的啟閉動作連接更加穩定可靠，而且二者的裝配定位比較方便。