[發(fā)明專利]一種深海海底取樣控制球閥

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410360037.5
• 申請(qǐng)日: 2014-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104154263A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱曉來(lái);王漢洲;黃明金;林潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 超達(dá)閥門集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): F16K5/06
• 分類號(hào): F16K5/06;F16K5/08
• 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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于閥門領(lǐng)域，具體是指一種深海海底取樣控制球閥。

背景技術(shù)

深海海底資源豐富，為了研究深海海底的物質(zhì)，需要將深海海底的物質(zhì)保壓取樣，以便人們進(jìn)行科學(xué)研究。深海海底物質(zhì)取樣一般是通過(guò)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(zhì)。一般取樣裝置的控制閥為止回閥，當(dāng)取樣裝置快速下沉?xí)r，止回閥的閥瓣在海水介質(zhì)力的作用下開(kāi)啟，取樣后向上提升取樣裝置時(shí)，在介質(zhì)力的作用下止回閥閥瓣關(guān)閉。采用止回閥作為控制閥存在技術(shù)問(wèn)題，當(dāng)取樣裝置提升時(shí)，止回閥閥瓣關(guān)閉，此時(shí)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(dá)上萬(wàn)米，通常只能采用纜繩來(lái)收放深海海底取樣裝置，沒(méi)有任何的電動(dòng)、氣動(dòng)或液動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，因此，取樣控制閥的開(kāi)關(guān)控制不能依靠外界的動(dòng)力，在纜繩向海底收放取樣裝置過(guò)程中控制閥自動(dòng)完成開(kāi)關(guān)動(dòng)作，而且要求密封可靠，因此，深海海底取樣控制閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度很高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，而提供一種在纜繩向海底放收過(guò)程中自動(dòng)完成開(kāi)關(guān)動(dòng)作，且密封可靠性好的深海海底取樣控制球閥。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)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(nèi)設(shè)置有閥道，該閥道的一端開(kāi)口構(gòu)成取樣口，該閥道的內(nèi)端設(shè)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(kāi)有通孔的球體、以及對(duì)稱固定于球體軸向兩側(cè)的支撐軸，所述的支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于閥體內(nèi)，該球體在其轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中其內(nèi)的通孔與閥道構(gòu)成導(dǎo)通或關(guān)閉配合，且該球體的一端與閥座密封配合，所述閥體相對(duì)球體的另一端外側(cè)滑移設(shè)置有取樣筒體，且閥體組件上設(shè)置有對(duì)該取樣筒體的滑移行程進(jìn)行上下限位的限位機(jī)構(gòu)，該取樣筒體內(nèi)設(shè)置有取樣腔，球體處于導(dǎo)通狀態(tài)下其內(nèi)的通孔與取樣筒體的內(nèi)端開(kāi)口相連通，所述取樣筒體的取樣腔內(nèi)滑移設(shè)置有取樣活塞，該取樣活塞上聯(lián)動(dòng)固定有活塞桿，所述的取樣筒體的外端部設(shè)置有活塞桿導(dǎo)向孔，所述的活塞桿與活塞桿導(dǎo)向孔導(dǎo)向密封配合且活塞桿的外端伸出于活塞桿導(dǎo)向孔之外，?所述的取樣筒體上設(shè)置有與取樣筒體同步升降配合的主動(dòng)傳動(dòng)件，所述的球體組合件的支撐軸上同軸聯(lián)合轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有被動(dòng)傳動(dòng)件，所述的主動(dòng)傳動(dòng)件驅(qū)動(dòng)被動(dòng)傳動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)，且所述的取樣筒體在其處于遠(yuǎn)離球體方向的最大限位行程處時(shí)，主動(dòng)傳動(dòng)件驅(qū)動(dòng)被動(dòng)傳動(dòng)件使球體處于完全關(guān)閉狀態(tài)，所述取樣筒體在其靠近球體方向的最大限位行程處時(shí)，主動(dòng)傳動(dòng)件驅(qū)動(dòng)被動(dòng)傳動(dòng)件使球體處于完全導(dǎo)通狀態(tài)。

本發(fā)明的工作原理和取樣過(guò)程介紹：

當(dāng)本申請(qǐng)的深海海底取樣控制球閥（下文簡(jiǎn)稱取樣控制閥）處于開(kāi)啟狀態(tài)下(參見(jiàn)圖1)，在海面通過(guò)釋放纜繩，該纜繩與活塞桿的外端相連，將本發(fā)明的取樣控制閥裝置保持圖1中的垂直狀態(tài)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(shí)收取纜繩，隨著纜繩的上拉，活塞桿帶動(dòng)取樣活塞向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)取樣活塞運(yùn)動(dòng)到取樣筒體的上端時(shí)，受取樣活塞的限位，取樣筒體與取樣活塞不再做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，取樣活塞在取樣筒體內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，海底的淤泥、微生物等需要取樣的介質(zhì)被抽取到取樣筒體的取樣腔中。此時(shí)，繼續(xù)收取纜繩時(shí)，取樣筒體隨取樣活塞及活塞桿同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，由于閥體插在海底淤泥中，因此，取樣筒體在閥體內(nèi)向上滑動(dòng)，與取樣筒體固定連接的主動(dòng)傳動(dòng)件隨取樣筒體一起向上運(yùn)動(dòng)，由于主動(dòng)傳動(dòng)件與被動(dòng)傳動(dòng)件傳動(dòng)配合，因此，主動(dòng)傳動(dòng)件向上運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)被動(dòng)傳動(dòng)件進(jìn)而使得球體，使得球體從開(kāi)啟狀態(tài)做關(guān)閉運(yùn)動(dòng)，當(dāng)取樣筒體運(yùn)動(dòng)到最上端限位處時(shí)，球體正好旋轉(zhuǎn)到完全關(guān)閉位置。繼續(xù)收取纜繩，在纜繩力的作用下，閥體從淤泥中拔出，直至整個(gè)取樣控制閥從海底提升到海面。由于取樣控制閥處在關(guān)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(zhì)的保壓取樣。

進(jìn)一步設(shè)置是所述的主動(dòng)傳動(dòng)件為固定設(shè)置于取樣筒體兩側(cè)下端部的主動(dòng)齒條，所述的被動(dòng)傳動(dòng)件為同軸固定于球體組合件的支撐軸上上的被動(dòng)齒輪，該主動(dòng)齒條與被動(dòng)齒輪傳動(dòng)嚙合，所述的主動(dòng)齒條的上端部通過(guò)定位銷釘和定位連接件固定設(shè)置于取樣筒體兩側(cè)下端部。通過(guò)本設(shè)置，使得取樣筒體的升降動(dòng)作與球體的啟閉動(dòng)作連接更加穩(wěn)定可靠，而且二者的裝配定位比較方便。

進(jìn)一步設(shè)置是所述的閥體總成包括固定于閥體下端的閥座支撐座和固定于閥體上端的閥體端蓋，所述的閥道設(shè)置于閥座支撐座的內(nèi)部。通過(guò)本設(shè)置，便于設(shè)置于閥體總成內(nèi)的球體、取樣筒體等各部件的裝配。