液體振動取樣器的製作方法

2023-06-03 13:55:21 2

專利名稱：液體振動取樣器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於海洋測量、測試領域的取樣裝置，具體地說是一種採取海底沉積物的液體振動取樣器。
背景技術：
海底探測使用的重力活塞取樣器靠自重產生衝力，使取樣管鑽進海底沉積物中， 可以完成水深幾千米的深海海底取樣，但是設備受重量鑽進的限制，只適於常規沉積物採 樣；振動取樣器可以完成純砂、鐵板砂和硬粘土等緻密沉積物的取樣，但是電動振動取樣器 電纜承受拉力大，受電纜釋放長度的限制，通常控制在水深二百米以內取樣，氣動振動取樣 器的空氣儲存室承受內部壓力，隨著取樣深度增加，空氣儲存室內氣壓與海水壓力差逐漸 減少，受空氣儲存室強度的限制，氣動振動取樣器通常也只能在水深二百米以內水域取樣。
發明內容本實用新型要解決現有重力活塞取樣器受設備重量的限制，僅適於對常規沉積物 採樣，現有振動取樣器受本身電纜、空氣儲存室等部件的限制，採樣水域水深較淺的技術問 題，提供一種能夠對海底緻密沉積物取樣、採樣水域較深的液體振動取樣器。為了解決上述技術問題，本實用新型採取的技術方案是一種液體振動取樣器，包 括重塊，帶有取樣刀口的取樣管，重塊上方有液體振動器和氣倉，液體振動器出水埠連通 氣倉，液體振動器進水埠通過進水閥連通海水。當取樣器到達海底，氣倉內外存在壓差，採樣水域海水愈深壓差愈大，進水閥開 啟，使壓力海水通過液體振動器流入氣倉內，海底壓力水作為液體振動器的能量源，使液體 振動器振動取樣。取樣器能夠對海底緻密沉積物取樣，不用電，沒有電纜，氣倉承受外部壓 力，耐壓能力強，可以在深達五百米乃至兩千米水域採樣。重塊、氣倉具有維持取樣器直立 的作用。液體振動器由液壓馬達和振動器組成，液壓馬達進水埠通過進水閥連通海水， 液壓馬達出水埠連通氣倉。液壓馬達的動力輸出軸向兩側伸出，液壓馬達的兩側分別連接結構和工作狀態相 同的振動器。對稱布局的兩個振動器對稱振動，有利於取樣器垂直取樣工作。液壓馬達的動力輸出軸連接偏心振動器的第一振動錘軸，第一振動錘軸上固定安 裝第一振動錘齒輪和第一振動錘，偏心振動器的第二振動軸上固定安裝第二振動錘齒輪和 第二振動錘，第一振動錘軸與第二振動錘軸軸線重合；第一振動錘齒輪與第二振動錘齒輪 之間有偶數個惰輪，第一振動錘齒輪與第二振動錘齒輪相同；第一振動錘與第二振動錘相 同，第一振動錘與第二振動錘同時到達旋轉的最高點和最低點。在液壓馬達驅動下，第一振 動錘與第二振動錘等速反向旋轉，同時到達旋轉的最高點和最低點，抵消了振動錘引起的 左右搖擺振動，只產生上下垂直的偏心振動。氣倉上部連接導向尾翼，液體振動器在氣倉上方。液體振動器與氣倉上下設置，利於海水流動。進水閥在液體振動器上方。便於壓力海水進入液體振動器。進水閥的進水閥閥心上端連接取樣鋼纜，取樣鋼纜懸掛取樣器時，進水閥關閉，切斷海水與液體振動器進水埠的連通；取樣鋼纜與取樣器之間沒有作用力時，進水閥開啟， 接通海水與液體振動器進水埠。投放或吊起取樣器時，取樣鋼纜懸掛取樣器，取樣器到達 水底，取樣鋼纜鬆弛，與取樣器之間沒有作用力。氣倉上有釋放氣倉內部壓力的單向減壓閥。取樣後吊起取樣器時，氣倉外海水壓 力逐漸降低，單向減壓閥將氣倉內海水和被壓縮的空氣排出卸壓。氣倉底部有放水排空閥。放水排空閥對取樣後的氣倉放水排空。本實用新型的優點是海水作為液體振動器的能量源，取樣器使用便捷，取樣器能 夠對水底緻密沉積物取樣，沒有電纜，氣倉耐壓能力強，可以在較深水域採樣。不用能源，採 樣成本低。

圖1是本實用新型一個實施例的示意圖；圖2是圖1實施例中液體振動器去掉殼體後的示意圖；圖3是圖2的左視圖；圖4是圖1實施例中進水閥的示意圖。
具體實施方式
結合附圖說明。圖1中所示帶有取樣刀口 9的取樣管8上端通過法蘭盤與重塊7連接，重塊7與氣 倉1固定連接，氣倉1的上端連接導向尾翼2。導向尾翼2安裝在氣倉頂蓋上，液體振動器 3位於導向尾翼2上方，其底座與氣倉頂蓋固定在一起。參見圖1、圖2和圖3，液體振動器 3由安裝在液體振動器殼體內的一個齒輪液壓馬達31和兩個相同的偏心振動器32組成， 兩個振動器32位於液壓馬達31兩側。向兩側伸出的液壓馬達31的動力輸出軸311連接 振動器32的第一振動錘軸321，第一振動錘軸321上固定安裝第一振動錘齒輪322和第一 振動錘323，振動器32的第二振動錘軸324上固定安裝第二振動錘齒輪325和第二振動錘 326，第一振動錘軸321和第二振動錘軸324在一條直線上。第一振動錘齒輪322與第一惰 輪327嚙合，第一惰輪327還與第二惰輪329嚙合，兩個惰輪相同，第二惰輪329還與第二 振動錘齒輪325嚙合。第一惰輪軸與第二惰輪軸前後平行排布，它們與第一振動錘軸321、 第二振動錘軸324平行。第一振動錘齒輪322與第二振動錘齒輪325相同，第一振動錘323 與第二振動錘326相同，第一振動錘323與第二振動錘326同時到達旋轉的最高點和最低 點。進水閥10位於液壓馬達31的上方，閥體固定連接在液體振動器殼體上面，參見圖1。 液壓馬達進水埠 13，即液體振動器進水埠，通過進水閥10連通壓力海水，液壓馬達出 水埠 14，即液體振動器出水埠，連通氣倉1。圖4中進水閥閥心12上端頭連接取樣鋼 纜，進水閥閥心下端的進水閥閥瓣與閥體上的進水閥閥座密封配合，閥瓣上有0型密封圈， 圖4所示是取樣器到達海底時狀態，取樣鋼纜鬆弛，與取樣器之間沒有作用力，進水閥閥心 12在海水壓力和自身重力作用下落到閥體內腔下部，進水閥閥瓣與進水閥閥座脫離，進水閥進水口 11與液壓馬達進水埠 13連通，海水從閥體進水孔11、液壓馬達進水埠 13進 入液壓馬達31，海水通過液壓馬達31後由液壓馬達出水埠 14流入氣倉1內，壓力海水作 為液壓馬達31的能量源，使液壓馬達31的動力輸出軸311轉動，液壓馬達31的動力輸出軸 311帶動振動器32振動，實現振動取樣。而投放或吊起取樣器時，取樣鋼纜懸掛取樣器，進 水閥閥心12被拉到閥體內腔上部，進水閥閥瓣與進水閥閥座接觸密封，進水閥進水口 11與 液壓馬達進水埠 13被隔斷，切斷海水與液壓馬達進水埠 13的連通。本實用新型 的取 樣器能夠對海底緻密沉積物取樣，不用電，沒有電纜，氣倉1承受外部壓力，耐壓能力強，可 以在500米以上水深海域乃至在一千米以上的深海採樣。取樣器在從海底提起的過程中， 氣倉1內的水壓大於外部海水的壓力，氣倉1內海水和壓縮空氣經單向減壓閥4不斷排出 卸壓，當取樣器提至水面時，氣倉1內殘存壓力，氣倉1內的海水和壓縮空氣會繼續排出，單 向減壓閥4位於氣倉1的下部。位於氣倉1底部的放水排空閥5用於排空氣倉1內存水。
權利要求一種液體振動取樣器，包括重塊(7)，帶有取樣刀口(9)的取樣管(8)，其特徵在於重塊(7)上方有液體振動器(3)和氣倉(1)，液體振動器出水埠連通氣倉(1)，液體振動器進水埠通過進水閥(10)連通海水。
2.根據權利要求1所述的液體振動取樣器，其特徵在於液體振動器(3)由液壓馬達 (31)和振動器(32)組成，液壓馬達進水埠(13)通過進水閥(10)連通海水，液壓馬達出 水埠 (14)連通氣倉(I)0
3.根據權利要求2所述的液體振動取樣器，其特徵在於液壓馬達(31)的動力輸出軸 (311)向兩側伸出，液壓馬達(31)的兩側分別連接結構和工作狀態相同的振動器(32)。
4.根據權利要求2或3所述的液體振動取樣器，其特徵在於液壓馬達(31)的動力輸出 軸(311)連接偏心振動器(32)的第一振動錘軸(321)，第一振動錘軸(321)上固定安裝第 一振動錘齒輪(322)和第一振動錘(323)，偏心振動器(32)的第二振動軸(324)上固定安 裝第二振動錘齒輪(325)和第二振動錘(326)，第一振動錘軸(321)與第二振動錘軸(324) 軸線重合；第一振動錘齒輪(322)與第二振動錘齒輪(325)之間有偶數個惰輪，第一振動錘 齒輪(322)與第二振動錘齒輪(325)相同；第一振動錘(323)與第二振動錘(326)相同，第 一振動錘(323)與第二振動錘(326)同時到達旋轉的最高點和最低點。
5.根據權利要求1所述的液體振動取樣器，其特徵在於氣倉(1)上部連接導向尾翼 (2)，液體振動器(3)在氣倉(1)上方。
6.根據權利要求1所述的液體振動取樣器，其特徵在於進水閥(10)在液體振動器(3) 上方。
7.根據權利要求1或6所述的液體振動取樣器，其特徵在於進水閥(10)的進水閥閥 心(12)上端連接取樣鋼纜，取樣鋼纜懸掛取樣器時，進水閥(10)關閉，切斷海水與液體振 動器進水埠的連通；取樣鋼纜與取樣器之間沒有作用力時，進水閥(10)開啟，接通海水 與液體振動器進水埠。
8.根據權利要求1所述的液體振動取樣器，其特徵在於氣倉(1)上有釋放氣倉(1)內 部壓力的單向減壓閥(4)。
9.根據權利要求1或8所述的液體振動取樣器，其特徵在於氣倉(1)底部有放水排空 閥(5)。
專利摘要一種液體振動取樣器，包括重塊，帶有取樣刀口的取樣管，重塊上方有液體振動器和氣倉，液體振動器出水埠連通氣倉，液體振動器進水埠通過進水閥連通海水。海水作為液體振動器的能量源，取樣器使用便捷，取樣器能夠對水底緻密沉積物取樣，可以在較深水域採樣。不用能源，採樣成本低。
文檔編號G01N1/10GK201569582SQ20092028099
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月18日 優先權日2009年12月18日
發明者豐愛平, 任軍, 吳桑雲, 杜軍 申請人:國家海洋局第一海洋研究所