一种重力柱式海底取样器的制作方法

文档序号:15609983发布日期:2018-10-09 20:18阅读:290来源:国知局

本实用新型涉及海洋检测设备,特别涉及一种重力柱式海底取样器。



背景技术:

在进行深海海洋沉积环境、海底沉积物声学、海洋工程地质、海底地质灾害识别与评价等的研究时,只有获取一定数量的海底沉积物原状样品,才能进行直接的沉积物粒度、结构、成份等的分析以及年代的测定,从而获取相应的地质信息。

现可参考申请公布号CN 107478459A的中国专利,其公开了一种可抛荷载式深海重力柱状沉积物取样器,包括取样管,取样管顶部安装提头固定装置,提头固定装置下凸台外缘设有释放器转轴,释放器转轴上安装有释放器;提头固定装置外侧安装有提头,提头包括水平承重板和焊接在水平承重板上的提环,水平承重板边缘设有一个开口与浅弧形凹槽,释放器的立柱可进入所述开口中;取样管的中上部固定有承重座,承重座两侧安装有荷载固定轴转轴及其荷载固定轴;铅块荷载穿过荷载固定轴叠放在承重座上,荷载固定轴上端伸入提头的固定孔中。本发明结构合理,操作方便,对船载地质绞车的要求相对较低,扩大重力柱状沉积物取样器在深海的适用范围,是海底底质调查取样设备的重要补充。

现有技术中,大部分取样器的配重都是铅块作为配重,需要根据取样器的直径在铅块上打孔,且对孔的直径要求较为严格,过小不能安装在取样器上,过大铅块会晃动,造成取样器不能竖直到达海底,故直接用铅块作为配重块,还需要进行高精度的打孔,操作繁琐。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种重力柱式海底取样器,用已经制造的配装装置,且配重装置结构简单,方便操作。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:

一种重力柱式海底取样器,包括样品管、固设在样品管上端的密封装置、固设在样品管中部的配重装置以及固设在样品管下端的取样装置,其特征在于:配重装置包括圆环以及安装在圆环上的多个配重圈。

通过采用上述方案,一般的配重装置都是一个整体的铅块,然后在铅块中部进行打孔,问题是孔的直径不能过下也不能过大,这就导致了再对铅块的加工过程中会产生不能使用的铅块,造成浪费;用模具可以大批量制造出来的配重圈,在制造过程中,只需要对模具进行精细的制造即可,故配重圈的制造简单方便。

较佳的,圆环是多个且固设在样品管上。

通过采用上述方案,因为配重圈能够在样品管上滑动,故在样品管上固设有圆环,可以对配重圈进行限位,防止配重圈从样品管上滑落;多个圆环可以分散承担配重圈对和配重圈接触的圆环施加的重力。

较佳的,每两个圆环中间固设有多个加强板,加强板两端分别固定在不同的圆环上。

通过采用上述方案,圆环之间设有加强板,将配重圈的压力传递到不同的圆环上,这样既保证样品管能够收到配重圈的整体压力,圆环也不会因为受到过大的压力而从样品管上脱落。

较佳的,配重圈的内圈能够套在样品管上,且和样品管的外表面贴合。

通过采用上述方案,若配重圈和样品管之间存在较大的间隙,配重圈会发生偏移,导致重心发生偏移,使取样器不能够竖直的向海底下沉,不能够完美的取样;故配重圈的内圈贴合在样品管的外表面,配重圈不会发生偏移,重心稳定,取样器能够竖直的下沉。

较佳的,配重圈内部中空且装有铅土。

通过采用上述方案,铅是很好的配重材料,但是铅不方便铸造成配重圈的形状,故配重圈内部中空,装有铅土;加工工艺简单,且配重效果和铅块配重效果基本相同。

较佳的,圆环和配重圈上都设有多个圆孔,圆孔内插接有螺杆,螺杆两端均螺纹连接有螺丝母,两个螺丝母分别和圆环以及配重圈的表面贴合。

通过采用上述方案,因为取样器是下沉到深海海底的,故需要在样品管上套接多个配重圈,为了防止配重圈转动,导致取样器的竖直度发生偏移,故圆环和配重圈上均开有多个圆孔,圆孔内插接有螺杆,将多个配重圈和圆环固定在一起,使其成为一个整体。

较佳的,取样器还包括取样装置,所述取样装置包括连接筒,所述连接筒和样品管螺纹连接,所述连接筒内壁有一体成型的环形凸台,圆筒内也固设有对应的环形凸台,两环形凸台之间卡接有PVC管。

通过采用上述方案,样品管是一体成型的,且长度为四米以上的,故造成内部的清理困难,所以在内部套设有PVC管,样品会在PVC管内,不会和样品管内表面直接接触,不会造成样品管内部表面的污染;因为PVC管本身材质的特性,所以PVC管方便清理。

综上所述,本实用新型具有以下有益效果:

1.配重圈可以用事先制造的模具进行大批量的铸造,配重圈内装有铅土,故配重圈在使用时操作方便,制造方便,且配重效果与铅块配种效果一样;

2.配重圈上开有多个圆孔,圆孔内插接螺杆,将多个配重圈固定成一个整体,使多个配重圈的施力点一样,不会发生施力点分散的问题。

附图说明

图1是实施例中重力柱式取样器的整体示意图;

图2是实施例中密封装置的爆炸图;

图3是实施例中取样装置的整体示意图;

图4是实施例中取样装置的爆炸图;

图5是实施例中突显三角铁的示意图;

图6是实施例中密封装置的剖视图;

图7是实施例中取样装置的剖视图;

图8是实施例中配重装置的整体示意图;

图9是实施例中配重圈的整体示意图。

图中,1、样品管;2、密封装置;21、圆筒;211、环形凸台;212、PVC管;22、开口;221、挡圈;23、架体;231、U型架;232、横梁;24、固定板;241、凹槽;242、通孔;243、螺栓;244、螺母;245、横板;246、连杆;247、盖体;2471、粘性胶垫;3、取样装置;31、连接筒;32、取样筒;321、长条孔;322、长条块;323、三角铁;3231、弹簧;324、取样头;3241、圆柱;3242、锥形头;3243、取样口;3244、受力孔;33、通槽;34、凸起;4、配重装置;41、配重圈;42、圆环;43、加强板;44、圆孔;45、螺杆;451、螺丝母。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例:一种便于密封的重力柱式取样器,如图1所示,包括样品管1、固设在样品管1一端的密封装置2、固设在样品管1另外一端的取样装置3以及固设在样品管1上的配重装置4。

如图2所示,样品管1的上端设有内螺纹(参见图8);密封装置2包括圆筒21,圆筒21上端设有开口22,圆筒21下端设有外螺纹,通过外螺纹和内螺纹的配合使圆筒21和样品管1螺纹连接;在开口22处的圆筒21上表面固设有一圈挡圈221;在圆筒21侧壁上焊接有U型架23,U型架23方便在用取样器上固定钢丝绳;U型架23包括两根立柱231以及在立柱231上端和两根立柱231一体成型的弯折部232,两根立柱231之间固设有横梁233,在和横梁233长度方向垂直的圆筒21侧壁上焊接有竖直的固定板24,远离圆筒21的固定板24一端部开有凹槽241,在凹槽241处的固定板24侧壁上开有通孔242,通孔242内插接螺栓243,螺栓243末端螺纹连接有螺母244;在处于凹槽241内的螺栓243上转动连接有横板245,在对应开口22处的横板245一侧表面上固设有连杆246,连杆246下端固设有盖体247,横梁233能够对横板245的转动角度进行限制,防止盖体247打开的角度过大,导致盖体247在闭合时不能够遮住开口22;在靠近圆筒21的盖体247一端固设有粘性胶垫2471,且粘性胶垫2471能够和开口22处贴合,挡圈221在盖体247闭合时凹陷于粘性胶垫2471内,使盖体247的密封性更好。

如图3和图4所示,取样装置3包括连接筒31以及和连接筒31滑移连接的取样筒32,连接筒31的内壁和取样筒32的外壁贴合,连接筒31上端和样品管1下端螺纹连接;连接筒31侧壁上均匀的开有多个通槽33,在对应通槽33的取样筒32侧壁上螺纹连接有多个凸起34;凸起34嵌设于通槽33内,以便能够将连接筒31拆卸下来;取样筒32上均匀的开设有多个长条孔321,每个长条孔321内均铰接有长条块322,且长条块322一端能够凸出在长条孔321外侧,长条块322重心在取样筒32内部;在取样筒32内部的长条块322上均固定有三角铁323,多个三角铁323可以互相拼接形成一个平面(参见图5),三角铁323构成的平面能够对样品的坠落起一个阻挡的作用;每个三角铁323在远离取样筒32内壁的一端固定有弹簧3231(参见图5),弹簧3231能够在三角铁323向下翻转时提供三角铁323一个初始的动力。

取样筒32下端设有取样头324,取样头324包括圆柱3241以及和圆柱3241一体成型的锥形头3242,锥形头3242的形状方便取样时插进海底的平面,圆柱3241取样筒32螺纹连接;在远离取样筒32的锥形头3242一端开取样口3243;在圆柱3241侧壁均匀的开有多个受力孔3244,方便拆卸取样头324时通过受力孔3244对取样头324施力。

如图6和图7所示,在圆筒21和连接筒31内部都设有环形凸台211,两凸台211之间卡接有PVC管212。

如图8和图9所示,配重装置4包括配重圈41以及固设在样品管1外壁上的多个圆环42,相邻两个圆环42之间还固定连接有加强板43,加强板43两端分别固定在不同圆环42的表面上,加强板43能够将配重圈41施加给和配重圈41贴合的第一个圆环42的重力分散到每个圆环42上,防止第一个圆环42受力过大而脱落;配重圈41的内圈和样品管1的外表面贴合,配重圈41内部中空且装有铅土;在圆环42和配重圈41上开有相同的圆孔44,在圆孔44内插接有螺杆45,螺杆45两端均螺纹连接有螺丝母451,两个螺丝母451分别和圆环42的下表面以及配重圈41的上表面贴合;螺杆45和螺丝母451的配合,能够使所有配重圈41和圆环42形成一个整体,使重心比较集中,防止重心偏移导致取样器不能竖直达到海底。

具体使用方式:在样品管1合适的位置上焊接好圆环42,然后将PVC管212插接进样品管1内部,然后将取样装置3和配重装置4,分别和样品管1的上下两端连接好,然后根据需要选择在圆环42上添加一定数量的配重圈41;在圆环42上的圆孔44内插接进螺杆45,然后在位于圆环42下表面处的螺杆45上拧好螺丝母451,然后在螺杆45上套设多个配重圈41,添加好配重圈41后再用螺丝母451固定好,然后将外置起重机的钢丝绳固定在U型架23上。

准备工作完成,将取样器竖直放进海洋中,在取样器进入海水的过程中,取样筒32内三角铁323受到海水浮力的作用,会向上翻转一些角度,海水进入样品管1内,密封装置2上的盖体247受到海水浮力的作用会打开,海水从圆筒21的开口22处流出,使取样器能够顺利的进入海洋中;当盖体247受到海水浮力打开时,向上打开的角度受到横梁233的限制,防止盖体247翻转的角度过大,在闭合时不能够遮住开口22。

当取样器接触海底时,取样头324首先接触海底,导致取样筒32在连接筒31内滑移,连接筒31压迫长条块322凸出在取样筒32的外侧的部分,通过杠杆原理使三角铁323打开,三角铁323贴合在取样筒32的内部侧壁上。

取样头324有锥形头3242,方便取样口3243插进海底内进行取样,在取样完成时,取样器上升,在重力作用下,取样筒32在连接筒31内向下滑移,连接筒31不再压迫长条块322,因为三角铁323重力的原因,三角铁323会有向下翻转的运动,因为取样后,取样筒32内会有样品残留,会阻碍三角铁323的运动,所以三角铁323上固设弹簧3231能够使弹簧3231更方便的向下翻转。

取样器上升的过程中,海水的压力能够将盖体247紧紧的压紧在圆筒21开口22处,且盖体247底部固设有粘性胶垫2471,粘性胶垫2471受到压力能够紧紧的贴合在圆筒21的开口22处;在取样器离开海水后在大气压的作用下能够将样品管1的样品提升出海洋中。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释,其并不是对本实用新型的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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