一种可控制磁力大小的磁性阀座及保压控制器的制作方法

本发明涉及取芯器密封装置技术领域，尤其涉及一种可控制磁力大小的磁性阀座及保压控制器。

背景技术：

岩石取芯钻机在深地取芯中的一种重要工艺是保压取芯，保压岩心是岩石力学研究中的珍贵样品，如何实现钻机高效保压是取芯钻机的一个发展方向，我国近些年来对于保压取芯及其钻机设计做了不少研究，谢和平院士首次提出“五保”取芯概念中便有“一保”为保压取芯。对于保压取芯中的各部分结构设计，目前还有很多技术需要研究。

目前，在保压取芯领域，保压取芯筒下端通常采用翻板阀密封。如图1所示，现有的翻板阀包括阀座（序号1）、阀瓣（序号2）以及弹性元件（序号21）。在垂直向下钻进时，岩心筒向上提升至高于阀瓣后，阀瓣失去岩心筒的限制作用，在弹性元件的作用下发生翻转，然后在自身重力的作用下落在阀座上实现阀门关闭。

专利文献cn110847856a公开了一种保压取芯器翻板阀结构，其阀座具有磁性，可吸引阀瓣关闭。因其阀瓣关闭不依托于自身重力，因而不受钻进方向的限制。但该专利并没有表明如何对磁性底座进行设计。

保压取芯钻机在竖直向下钻进时，当岩芯被钻取进入保压舱后，阀瓣在侧边弹片的弹力及重力的作用下迅速闭合达到保压效果。在竖直下钻情况下，现有翻板阀能够满足基本需求。然而，实际工作中不仅仅只存在竖直下钻的情况，而是希望能满足向各个方向钻取岩芯的需求。当钻机水平钻进或竖直向上钻进时，现有的翻板阀的阀瓣动力不足，需有动力使其闭合。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题提供一种可控制磁力大小的磁性阀座及保压控制器。

本发明通过下述技术方案实现：

一种可控制磁力大小的磁性阀座，包括阀座本体，所述阀座本体的一端有阀座密封面，所述阀座本体上设有n匝线圈。

进一步的，n匝线圈与阀座本体同轴。

进一步的，所述阀座本体的侧壁有用于安装所述n匝线圈的环形槽，所述n匝线圈装在所述环形槽中。

进一步的，阀座本体的一端设有走线孔。

一种可控制磁力大小的保压控制器，除了包括上述磁性阀座外，它还包括阀瓣，所述阀瓣有与所述阀座密封面适配的阀瓣密封面。

进一步的可控制磁力大小的保压控制器，还包括输电设备，所述n匝线圈的两端可操作地与所述输电设备电性连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1，本发明可以作为实验用装置，也可以用于取芯器中；应用于取芯器中时，保压阀瓣在磁力的作用下旋转下落，达到保压效果，即使在钻机水平状态或垂直向上钻进状态下也能自动闭合，可实现从只能垂直向下钻进到水平钻进或垂直向上钻进等任意方向钻进的改变；而且通过调节电流大小，可以控制磁力大小，使用方便；

2，应用于实验时，第一，本发明可模拟真实工况下磁性阀座使阀瓣闭合的全过程，可验证磁性阀座是否可做到使阀瓣旋转的功能；可通过高斯计等磁性检测设备，检测出该工况下磁性阀座的磁性参数，为后期制作磁力底座提供数据支持；

第二，通过本发明可确定使阀瓣闭合时磁性阀座的各种磁特性，可优化磁性材料的选择，利于选择出用于制作磁性阀座的最佳磁性材料。众所周知，磁性材料存在一定的脆性，其耐压和耐温性能都与磁性参数有关系，如果能确定磁性参数，便于选择磁性材料使得材料各项性能达到最佳。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成

本技术：
的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

图1是现有技术的结构示意图；

图2是本发明中磁性阀座的三维图；

图3是本发明中阀座本体的结构示意图；

图4是本发明中保压控制器的原理图；

图5是本发明中保压控制器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

如图2所示，本发明公开的一种可控制磁力大小的磁性阀座，包括阀座本体1，阀座本体1的一端有阀座密封面，阀座本体1上设有n匝线圈3。本实施方式中n匝线圈3与阀座本体同轴。

如图3所示，本实施方式在阀座本体1的侧壁加工有用于安装n匝线圈3的环形槽11，n匝线圈3装在环形槽11中。

其中，一种可控制磁力大小的磁性阀座还包括输电设备，n匝线圈3的两端可操作地与输电设备电性连接。

如图4、5所示，本发明公开的可控制磁力大小的保压控制器，包括阀座本体1和阀瓣2，阀瓣2一侧与阀座本体1一端活动连接，阀瓣2有与阀座密封面适配的阀瓣密封面。

如图5所示，可在阀座本体1上相对于阀瓣2的另一端加工一个走线孔12，电线经该走线孔12给线圈供电。

使用时，如图4所示，将n匝线圈3的两端与输电设备4连接，利用通电螺线管原理，通过给线圈通电流，使得阀座本体1产生磁场，随着电流的增加，阀座本体1磁场强度增加，相应的磁力增加，最终通过磁力使阀瓣2产生扭矩，使得阀瓣2旋转闭合。

本发明可以作为实验用装置，也可以用于取芯器中。

应用于取芯器中时，保压阀瓣在磁力的作用下旋转下落，达到保压效果，即使在钻机水平状态或垂直向上钻进状态下也能自动闭合，可实现从只能垂直向下钻进到水平钻进或垂直向上钻进等任意方向钻进的改变。

应用于实验时，第一，本发明可模拟真实工况下磁性阀座使阀瓣闭合的全过程，可验证磁性阀座是否可做到使阀瓣旋转的功能；可通过高斯计等磁性检测设备，检测出该工况下磁性阀座的磁性参数，为后期制作磁力底座提供数据支持；

第二，通过本发明可确定使阀瓣闭合时磁性阀座的各种磁特性，可优化磁性材料的选择，众所周知，磁性材料存在一定的脆性，其耐压和耐温性能都与磁性参数有关系，如果能确定磁性参数，便于选择磁性材料使得材料各项性能达到最佳。

当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

技术特征：

1.一种可控制磁力大小的磁性阀座，包括阀座本体，所述阀座本体的一端有阀座密封面，其特征在于：所述阀座本体上设有n匝线圈。

2.根据权利要求1所述的一种可控制磁力大小的磁性阀座，其特征在于：n匝线圈与阀座本体同轴。

3.根据权利要求1或2所述的一种可控制磁力大小的磁性阀座，其特征在于：所述阀座本体的侧壁有用于安装所述n匝线圈的环形槽，所述n匝线圈装在所述环形槽中。

4.根据权利要求1或2所述的一种可控制磁力大小的磁性阀座，其特征在于：阀座本体的一端设有走线孔。

5.包括权利要求1-4中任一项所述的一种可控制磁力大小的磁性阀座的保压控制器，其特征在于：它还包括阀瓣，所述阀瓣有与所述阀座密封面适配的阀瓣密封面。

6.根据权利要求5所述的保压控制器，其特征在于：它还包括输电设备，所述n匝线圈的两端可操作地与所述输电设备电性连接。

技术总结
本发明涉及一种可控制磁力大小的磁性阀座及保压控制器，包括阀座本体，所述阀座本体的一端有阀座密封面，所述阀座本体上设有n匝线圈；n匝线圈与阀座本体同轴。利用通电螺线管原理，通过给线圈通电流，使得阀座本体产生磁场，随着电流的增加，阀座本体磁场强度增加，相应的磁力增加，最终通过磁力使阀瓣产生扭矩，使得阀瓣旋转闭合。本发明可以作为实验用装置，也可以用于取芯器中。应用于取芯器中时，保压阀瓣在磁力的作用下旋转下落，达到保压效果，即使在钻机水平状态或垂直向上钻进状态下也能自动闭合，可实现从只能垂直向下钻进到水平钻进或垂直向上钻进等任意方向钻进的改变；而且通过调节电流大小，可以控制磁力大小，使用方便。

技术研发人员：高明忠;谢和平;刘贵康;陈领;胡建军;吴年汉;李聪;赵乐;何志强;杨明庆;李佳楠
受保护的技术使用者：深圳大学;四川大学
技术研发日：2020.07.01
技术公布日：2020.11.10