[發(fā)明專利]一種全海深氣密采樣器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610054606.2
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105699129B
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳世軍;王碩;陳歡;楊燦軍;丁抗
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01N1/14
• 分類號: G01N1/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

本發(fā)明公開了一種全海深氣密采樣器，包括氣密采樣筒、壓力平衡式采樣閥、多通路閥體和側(cè)壁帶有通孔的電路腔，本發(fā)明的采樣器采用無刷直流電機方式來開啟和關(guān)閉采樣閥，電路腔充油，使電機及其控制部分和采樣閥完全浸入油中，利用橡膠皮囊實現(xiàn)電路腔的內(nèi)外壓保持平衡的功能，從而可將電路腔設(shè)計更薄，減少質(zhì)量。采樣筒為氣密不保壓采樣筒，使用透明材料作為采樣筒便于觀察采樣狀態(tài)，拉簧和壓簧同時作用可完成采樣以及壓力釋放的功能。多通路閥體可以將多個采樣筒排列到一起，從而實現(xiàn)增大采樣容積的功能。該全海深采樣器的整體結(jié)構(gòu)緊湊，總體質(zhì)量輕，適合于全海深的海水采樣作業(yè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電動式全海深氣密采樣器，具體說是涉及一種利用電機驅(qū)動方式來控制采樣閥進(jìn)行取樣的全海深氣密采樣器。

背景技術(shù)

深海是當(dāng)今世界各國科學(xué)家熱門研究重點之一，深海是地球上人類最不熟知的區(qū)域之一，而對于全海深的技術(shù)更是寥寥無幾。全海探測歷來是人類努力希望實現(xiàn)的一項工作。由于技術(shù)上的困難，使得這項工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足科學(xué)研究發(fā)展的需求。對于海底，除了對它地理形態(tài)的了解之外，更要了解深海的水體、巖石與沉積物等的物理化學(xué)組成等內(nèi)容。

國外在深海水體采樣裝置的研究方面研究較早，從其發(fā)展歷程來看，大致可以分為三個不同的類型，第一種是非氣密采樣器，第二種為氣密采樣器，第三種為保壓采樣器。非氣密采樣器不具備氣密性，不能用于研究分析溶解在熱液中的揮發(fā)性和半揮發(fā)性氣體成分。保壓采樣器需要耐壓，設(shè)備重，一般樣品容積都很小，不能滿足海水中的低濃度溶解性氣體的分析需求。

對于全海深環(huán)境及攜帶實驗設(shè)備要求來看，單次采樣容量越大、操作越簡單、結(jié)構(gòu)越緊湊、尺寸越小越好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、動作可靠、適合于全海深海水采集并具有氣密性能的電機觸發(fā)的全海深氣密采樣器。

本發(fā)明的全海深氣密采樣器，它包括：氣密采樣筒、壓力平衡式采樣閥、多通路閥體、兩端呈法蘭狀的橡膠皮囊、側(cè)壁帶通孔的電路腔、具有外接水密電纜接口的電路腔端蓋；皮囊裝入電路腔中，皮囊的上端法蘭作為電路腔與電路腔端蓋的密封墊，皮囊的下端法蘭作為電路腔與多通路閥體的密封墊，使得電路腔上下兩端分別與電路腔端蓋、多通路閥體密封固定形成腔體，腔體內(nèi)充油，電路腔側(cè)壁帶通孔可以維持電路腔的內(nèi)外壓平衡，在腔體外的多通路閥體外圈連接多個氣密采樣筒，位于腔體內(nèi)的多通路閥體內(nèi)圈連接多個壓力平衡式采樣閥，壓力平衡式采樣閥由無刷直流電機驅(qū)動模塊驅(qū)動；多通路閥體上開有進(jìn)樣口，進(jìn)樣口與每個氣密采樣筒之間各由一條通路連通，每條通路上由一個壓力平衡式采樣閥控制其通斷。

所述的氣密采樣筒包括有機玻璃采樣筒及分別固定于其上下端的上端蓋和下端蓋，有機玻璃采樣筒內(nèi)設(shè)有活塞，二者之間安裝有活塞O型圈，下端蓋與有機玻璃采樣筒間安裝下端蓋O型圈，下端蓋與多通路閥體連接，下端蓋上開有階梯孔，截止閥閥芯置于階梯孔內(nèi)，下端嵌有陶瓷球，支撐環(huán)、密封填料環(huán)、上壓環(huán)依次套置在截止閥閥芯上，螺紋壓帽與閥芯外端連接并與上端蓋固定，上端蓋上固定有兩根平行的拉簧支撐柱，拉簧拉桿兩端與兩個拉簧支撐柱上端固定，兩個拉簧一端勾在拉簧拉桿上，另一端穿過上端蓋通過拉簧固定螺栓與活塞固定，兩個壓簧導(dǎo)向柱一端與活塞固定，另一端穿過上端蓋并用螺母緊固用于限位，在壓簧導(dǎo)向柱上各裝有一只壓簧。

所述的壓力平衡式采樣閥包括與多通路閥體相連接的一體式閥座、安裝于閥座內(nèi)的壓力平衡一體式的閥芯、彈簧腔及第一壓簧；彈簧腔一端壓緊閥座，另一端通過螺紋與電機驅(qū)動模塊連接，第一壓簧用于拉緊閥芯，所述的彈簧腔側(cè)壁上開有通孔，側(cè)壁開孔用于電路腔充油后液體可以進(jìn)入彈簧腔內(nèi)以保持閥芯兩端所受壓力相同。

無刷電機驅(qū)動模塊的具體結(jié)構(gòu)可參見CN201510238714.0中圖3驅(qū)動器殼體及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖中所描述的結(jié)構(gòu)形式。