[發(fā)明專利]深海運(yùn)載器搭載的多序列流體保壓取樣裝置

有效

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• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112985909B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李德威;丁忠軍;楊磊;任玉剛;楊一帆;王向鑫;李正光
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué);國家深海基地管理中心
• 主分類號: G01N1/14
• 分類號: G01N1/14
• 代理公司: 青島匯智海納知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37335
• 代理人: 雷斐;萬桂斌

本發(fā)明提出一種深海運(yùn)載器搭載的多序列流體保壓取樣裝置，包括安裝架，以及設(shè)于所述安裝架上的多個取樣筒，設(shè)于多個所述取樣筒中間的驅(qū)動件，與所述驅(qū)動件連接的旋轉(zhuǎn)件，多個所述取樣筒沿所述安裝架的周向間隔設(shè)置，所述取樣筒上設(shè)有第一閥門，以及與所述第一閥門連接的撥片，所述旋轉(zhuǎn)件與所述撥片對應(yīng)設(shè)置，以通過旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)件控制所述第一閥門打開或關(guān)閉。本發(fā)明所述的深海運(yùn)載器搭載的多序列流體保壓取樣裝置，設(shè)置多個取樣筒，并在多個取樣筒中間設(shè)置驅(qū)動件和旋轉(zhuǎn)件的旋轉(zhuǎn)來控制取樣筒上的第一閥門依次的打開和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)了一次下潛可以進(jìn)行多次取樣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及深海保壓取樣技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種深海運(yùn)載器搭載的多序列流體保壓取樣裝置。

背景技術(shù)

隨著陸地資源的枯竭，人們對未知的深海領(lǐng)域的探索越加急切與渴望。開展深海水樣的物理、化學(xué)量的分析，是海洋資源探測的主要任務(wù)之一。然而，深海低溫、高壓的惡劣環(huán)境對水樣樣品的原位保真采集工作帶來極大的考驗(yàn)。如果樣品的壓力發(fā)生變化，將會造成溶解于水樣中的揮發(fā)性與半揮發(fā)性氣體發(fā)生過飽和而溢出，造成取出的樣品失真，不能反映海水原位的成分組成信息。

深海運(yùn)載器特別是載人潛水器和無人遙控潛水器，是開展深海資源勘探、科學(xué)研究、原位試驗(yàn)的重要載體，由于操縱人員可通過觀察窗或視頻系統(tǒng)操作機(jī)械手在各類復(fù)雜地形開展取樣作業(yè)，為人類認(rèn)知海洋、開發(fā)海洋提供了重要搭載平臺。

目前，我國現(xiàn)有的深海保壓采水設(shè)備與發(fā)達(dá)國家相比還有一定差距，主要變現(xiàn)在單次取水能力弱、取樣速率不可調(diào)節(jié)、體積重量不便于運(yùn)載器搭載等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存的問題，提出一種可以搭載載人潛水器/無人遙控潛水器有效在深海進(jìn)行作業(yè)的深海運(yùn)載器搭載的多序列流體保壓取樣裝置。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種深海運(yùn)載器搭載的多序列流體保壓取樣裝置，包括安裝架，以及設(shè)于所述安裝架上的多個取樣筒，設(shè)于多個所述取樣筒中間的驅(qū)動件，與所述驅(qū)動件連接的旋轉(zhuǎn)件，多個所述取樣筒沿所述安裝架的周向間隔設(shè)置，所述取樣筒上設(shè)有第一閥門，以及與所述第一閥門連接的撥片，所述旋轉(zhuǎn)件與所述撥片對應(yīng)設(shè)置，以通過旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)件控制所述第一閥門打開或關(guān)閉，本發(fā)明所述的深海運(yùn)載器搭載的多序列流體保壓取樣裝置，設(shè)置多個取樣筒，并在多個取樣筒中間設(shè)置驅(qū)動件和旋轉(zhuǎn)件的旋轉(zhuǎn)來控制取樣筒上的第一閥門依次的打開和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)了一次下潛可以進(jìn)行多次取樣，所述撥片包括撥片本體，以及凸設(shè)于所述撥片本體上的凸起部，所述旋轉(zhuǎn)件包括間隔設(shè)置的兩個延長桿，兩個所述延長桿設(shè)于所述凸起部的兩側(cè)，所述第一閥門為球閥，所述凸起部為扇形，所述撥片本體為半圓形，所述凸起部為扇形，兩個所述延長桿位于所述凸起部的兩側(cè)，有效的保證了所述延長桿在相應(yīng)的平面上轉(zhuǎn)動時所述撥片的轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)了所述旋轉(zhuǎn)件旋轉(zhuǎn)時對所述第一閥門的有效控制，所述驅(qū)動件包括殼體，設(shè)于所述殼體內(nèi)的電機(jī)，設(shè)于所述電機(jī)的輸出軸的一側(cè)的光柵電路板和光柵版，以及與所述光柵電路版電性連接的控制電路板，所述光柵電路板和所述光柵板相對設(shè)置，隨著所述電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，所述光柵電路板會識別所述光柵板，所述控制電路會根據(jù)所述光柵電路板的反饋的脈沖數(shù)掌控所述旋轉(zhuǎn)件的位置，并通過控制脈沖實(shí)現(xiàn)對所述第一閥門的控制，完成單個取樣筒的取樣，以及移動至下一個所述取樣筒的相應(yīng)位置，還包括設(shè)于所述殼體內(nèi)的光柵固定板和光柵電路固定板，所述光柵板設(shè)于所述光柵固定板上，所述光柵電路板設(shè)于所述光柵電路固定板上，將電機(jī)，以及相應(yīng)的光柵電路板和光柵板放在所述殼體內(nèi)，無需外接控制電路，有效的保證了驅(qū)動件在深海中的有效運(yùn)行，所述驅(qū)動件遠(yuǎn)離所述電機(jī)的輸出軸的一端設(shè)有水密接插件，以及與所述殼體內(nèi)部連通的連接管，所述水密接插件的設(shè)置，使得該取樣裝置可以直接與載人潛水器或無人遙控潛水器連接，實(shí)現(xiàn)保壓取樣裝置的實(shí)時控制，所述連接管的設(shè)置，使用時可以預(yù)充一定壓力的油，使得所述驅(qū)動件的內(nèi)部壓力在下潛過程中始終大于環(huán)境壓力，保護(hù)所述驅(qū)動件內(nèi)的電子元件，所述取樣筒包括筒體，間隔設(shè)于所述筒體內(nèi)的第一活塞和第二活塞，所述第一活塞與所述筒體圍設(shè)形成出第一腔室，所述第一活塞、第二活塞和所述筒體圍設(shè)形成第二腔室，所述第二活塞與所述筒體圍設(shè)形成第三腔室，所述第三腔室與進(jìn)水管連通，所述第一活塞和所述第二活塞的設(shè)置，將所述筒體內(nèi)分為第一腔室、第二腔室和第三腔室，第三腔室與進(jìn)水管連通用于取樣，所述第一腔室用于預(yù)充氣體，所述第二腔室預(yù)充液體，在取樣時，深海液體進(jìn)入第三腔室后，通過第一活塞和第二活塞壓縮第一腔室內(nèi)的氣體，最終使得第一腔室和第三腔室壓力達(dá)到平衡，此時關(guān)閉進(jìn)水管即可實(shí)現(xiàn)深海的取樣，且第一腔室內(nèi)的氣壓使得第三腔室中保持海底的壓力，結(jié)構(gòu)簡單且保壓能力好，所述第一活塞與所述第二活塞之間設(shè)有連接塊以將所述第二腔室分為第一子腔室和第二子腔室，所述連接塊上設(shè)有限流件以連通所述第一子腔室和所述第二子腔室，所述第一子腔室、第二子腔室和所述限流件的設(shè)置，有效的限制了液體從所述第一子腔室流入到所述第二子腔室的流量，有效的控制了所述第一活塞和所述第二活塞的移動速度，從而可以控制所述取樣筒的采集速度，所述限流件包括設(shè)于所述連接塊上以連通所述第一子腔室和所述第二子腔室的第一通孔，以及設(shè)于所述第一通孔兩端的兩個阻尼孔，所述限流件由第一通孔和兩個阻尼孔構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且易于調(diào)節(jié)安裝，可以在下水之前進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保限流速度，從而有效的保證取樣速度，所述筒體靠近所述第一活塞的一端設(shè)有充氣堵頭，堵頭的設(shè)置有效的方便了充氣和泄壓。