專(zhuān)利名稱(chēng)：液體振動(dòng)取樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海洋測(cè)量、測(cè)試領(lǐng)域的取樣裝置，具體地說(shuō)是一種采取海底沉積物的
液體振動(dòng)取樣器。
背景技術(shù)：
海底探測(cè)使用的重力活塞取樣器靠自重產(chǎn)生沖力，使取樣管鉆進(jìn)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(shè)備僅受重量鉆進(jìn)的限制，只適于常規(guī)沉積物 采樣；振動(dòng)活塞取樣器，例如DDC-Z-1型振動(dòng)活塞取樣器，采用交流垂直振動(dòng)器，利用高頻 錘擊振動(dòng)將取樣管貫入沉積物中，可以完成純砂、鐵板砂和硬粘土等致密沉積物的取樣，但 是電纜承受拉力大，受電纜釋放長(zhǎng)度的限制，通?？刂圃谒疃倜滓?xún)?nèi)取樣。中國(guó)實(shí)用新 型專(zhuān)利授權(quán)公告號(hào)201340347Y公開(kāi)了一種取樣器，利用取樣器上的空氣儲(chǔ)存室提供氣振 動(dòng)源，驅(qū)使氣振動(dòng)器振動(dòng)，可以完成純砂、鐵板砂和硬粘土的取樣，空氣儲(chǔ)存室承受內(nèi)部壓 力，隨著取樣深度增加，空氣儲(chǔ)存室內(nèi)氣壓與海水壓力差逐漸減少，受空氣儲(chǔ)存室強(qiáng)度的限 制，這種取樣器通常在水深二百米以?xún)?nèi)取樣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決現(xiàn)有重力活塞取樣器受設(shè)備重量的限制，僅適于對(duì)常規(guī)沉積物采
樣，現(xiàn)有振動(dòng)取樣器受本身電纜、空氣儲(chǔ)存室等部件的限制，采樣水域水深較淺的技術(shù)問(wèn)
題，提供一種能夠?qū)５字旅艹练e物取樣、采樣水域較深的液體振動(dòng)取樣器。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種液體振動(dòng)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(dòng)器，液體振動(dòng)器出水端口連通氣倉(cāng)，液體
振動(dòng)器進(jìn)水端口通過(guò)進(jìn)水閥連通海水。 當(dāng)取樣器到達(dá)海底，氣倉(cāng)內(nèi)外存在壓差，采樣水域海水愈深壓差愈大，進(jìn)水閥開(kāi) 啟，使壓力海水通過(guò)液體振動(dòng)器流入氣倉(cāng)內(nèi)，海底壓力水作為液體振動(dòng)器的能量源，使液體 振動(dòng)器振動(dòng)取樣。取樣器能夠?qū)５字旅艹练e物取樣，不用電，沒(méi)有電纜，氣倉(cāng)承受外部壓 力，耐壓能力強(qiáng)，可以在深達(dá)五百米乃至兩千米水域采樣。重塊、氣倉(cāng)具有維持取樣器直立 的作用。 液體振動(dòng)器由液壓馬達(dá)和振動(dòng)器組成，液壓馬達(dá)進(jìn)水端口通過(guò)進(jìn)水閥連通海水， 液壓馬達(dá)出水端口連通氣倉(cāng)。 液壓馬達(dá)的動(dòng)力輸出軸向兩側(cè)伸出，液壓馬達(dá)的兩側(cè)分別連接結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)相
同的振動(dòng)器。對(duì)稱(chēng)布局的兩個(gè)振動(dòng)器對(duì)稱(chēng)振動(dòng)，有利于取樣器垂直取樣工作。 液壓馬達(dá)的動(dòng)力輸出軸連接偏心振動(dòng)器的第一振動(dòng)錘軸，第一振動(dòng)錘軸上固定安
裝第一振動(dòng)錘齒輪和第一振動(dòng)錘，偏心振動(dòng)器的第二振動(dòng)軸上固定安裝第二振動(dòng)錘齒輪和
第二振動(dòng)錘，第一振動(dòng)錘軸與第二振動(dòng)錘軸軸線重合；第一振動(dòng)錘齒輪與第二振動(dòng)錘齒輪
之間有偶數(shù)個(gè)惰輪，第一振動(dòng)錘齒輪與第二振動(dòng)錘齒輪相同；第一振動(dòng)錘與第二振動(dòng)錘相
同，第一振動(dòng)錘與第二振動(dòng)錘同時(shí)到達(dá)旋轉(zhuǎn)的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。在液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)下，第一振動(dòng)錘與第二振動(dòng)錘等速反向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)到達(dá)旋轉(zhuǎn)的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，抵消了振動(dòng)錘引起的 左右搖擺振動(dòng)，只產(chǎn)生上下垂直的偏心振動(dòng)。 氣倉(cāng)上部連接導(dǎo)向尾翼，液體振動(dòng)器在氣倉(cāng)上方。液體振動(dòng)器與氣倉(cāng)上下設(shè)置，利 于海水流動(dòng)。 進(jìn)水閥在液體振動(dòng)器上方。便于壓力海水進(jìn)入液體振動(dòng)器。 進(jìn)水閥的進(jìn)水閥閥心上端連接取樣鋼纜，取樣鋼纜懸掛取樣器時(shí)，進(jìn)水閥關(guān)閉，切 斷海水與液體振動(dòng)器進(jìn)水端口的連通；取樣鋼纜與取樣器之間沒(méi)有作用力時(shí)，進(jìn)水閥開(kāi)啟， 接通海水與液體振動(dòng)器進(jìn)水端口 。投放或吊起取樣器時(shí)，取樣鋼纜懸掛取樣器，取樣器到達(dá) 水底，取樣鋼纜松弛，與取樣器之間沒(méi)有作用力。 氣倉(cāng)上有釋放氣倉(cāng)內(nèi)部壓力的單向減壓閥。取樣后吊起取樣器時(shí)，氣倉(cāng)外海水壓
力逐漸降低，單向減壓閥將氣倉(cāng)內(nèi)海水和被壓縮的空氣排出卸壓。 氣倉(cāng)l底部有放水排空閥。放水排空閥對(duì)取樣后的氣倉(cāng)放水排空。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是海水作為液體振動(dòng)器的能量源，取樣器使用便捷，取樣器能夠?qū)?br> 水底致密沉積物取樣，沒(méi)有電纜，氣倉(cāng)耐壓能力強(qiáng)，可以在較深水域采樣。不用能源，采樣成本低。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的示意圖； 圖2是圖1實(shí)施例中液體振動(dòng)器去掉殼體后的示意圖； 圖3是圖2的左視圖； 圖4是圖1實(shí)施例中進(jìn)水閥的示意圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合

。 圖1中所示帶有取樣刀口 9的取樣管8上端通過(guò)法蘭盤(pán)與重塊7連接，重塊7與氣 倉(cāng)l固定連接，氣倉(cāng)l的上端連接導(dǎo)向尾翼2。導(dǎo)向尾翼2安裝在氣倉(cāng)頂蓋上，液體振動(dòng)器 3位于導(dǎo)向尾翼2上方，其底座與氣倉(cāng)頂蓋固定在一起。參見(jiàn)圖1、圖2和圖3，液體振動(dòng)器 3由安裝在液體振動(dòng)器殼體內(nèi)的一個(gè)齒輪液壓馬達(dá)31和兩個(gè)相同的偏心振動(dòng)器32組成， 兩個(gè)振動(dòng)器32位于液壓馬達(dá)31兩側(cè)。向兩側(cè)伸出的液壓馬達(dá)31的動(dòng)力輸出軸311連接 振動(dòng)器32的第一振動(dòng)錘軸321，第一振動(dòng)錘軸321上固定安裝第一振動(dòng)錘齒輪322和第一 振動(dòng)錘323，振動(dòng)器32的第二振動(dòng)錘軸324上固定安裝第二振動(dòng)錘齒輪325和第二振動(dòng)錘 326，第一振動(dòng)錘軸321和第二振動(dòng)錘軸324在一條直線上。第一振動(dòng)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(gè)惰輪相同，第二惰輪329還與第二 振動(dòng)錘齒輪325嚙合。第一惰輪軸與第二惰輪軸前后平行排布，它們與第一振動(dòng)錘軸321、 第二振動(dòng)錘軸324平行。第一振動(dòng)錘齒輪322與第二振動(dòng)錘齒輪325相同，第一振動(dòng)錘323 與第二振動(dòng)錘326相同，第一振動(dòng)錘323與第二振動(dòng)錘326同時(shí)到達(dá)旋轉(zhuǎn)的最高點(diǎn)和最低 點(diǎn)。進(jìn)水閥10位于液壓馬達(dá)31的上方，閥體固定連接在液體振動(dòng)器殼體上面，參見(jiàn)圖1。 液壓馬達(dá)進(jìn)水端口 13，即液體振動(dòng)器進(jìn)水端口，通過(guò)進(jìn)水閥IO連通壓力海水，液壓馬達(dá)出 水端口 14，即液體振動(dòng)器出水端口，連通氣倉(cāng)1。圖4中進(jìn)水閥閥心12上端頭連接取樣鋼纜，進(jìn)水閥閥心下端的進(jìn)水閥閥瓣與閥體上的進(jìn)水閥閥座密封配合，閥瓣上有O型密封圈， 圖4所示是取樣器到達(dá)海底時(shí)狀態(tài)，取樣鋼纜松弛，與取樣器之間沒(méi)有作用力，進(jìn)水閥閥心 12在海水壓力和自身重力作用下落到閥體內(nèi)腔下部，進(jìn)水閥閥瓣與進(jìn)水閥閥座脫離，進(jìn)水 閥進(jìn)水口 11與液壓馬達(dá)進(jìn)水端口 13連通，海水從閥體進(jìn)水孔11、液壓馬達(dá)進(jìn)水端口 13進(jìn) 入液壓馬達(dá)31，海水通過(guò)液壓馬達(dá)31后由液壓馬達(dá)出水端口 14流入氣倉(cāng)1內(nèi)，壓力海水作 為液壓馬達(dá)31的能量源，使液壓馬達(dá)31的動(dòng)力輸出軸311轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓馬達(dá)31的動(dòng)力輸出 軸311帶動(dòng)振動(dòng)器32振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)取樣。而投放或吊起取樣器時(shí)，取樣鋼纜懸掛取樣器， 進(jìn)水閥閥心12被拉到閥體內(nèi)腔上部，進(jìn)水閥閥瓣與進(jìn)水閥閥座接觸密封，進(jìn)水閥進(jìn)水口 11 與液壓馬達(dá)進(jìn)水端口 13被隔斷，切斷海水與液壓馬達(dá)進(jìn)水端口 13的連通。本發(fā)明的取樣 器能夠?qū)５字旅艹练e物取樣，不用電，沒(méi)有電纜，氣倉(cāng)1承受外部壓力，耐壓能力強(qiáng)，可以 在500米以上水深海域乃至在一千米以上的深海采樣。取樣器在從海底提起的過(guò)程中，氣 倉(cāng)l內(nèi)的水壓大于外部海水的壓力，氣倉(cāng)l內(nèi)海水和壓縮空氣經(jīng)單向減壓閥4不斷排出卸 壓，當(dāng)取樣器提至水面時(shí)，氣倉(cāng)1內(nèi)殘存壓力，氣倉(cāng)1內(nèi)的海水和壓縮空氣會(huì)繼續(xù)排出，單向 減壓閥4位于氣倉(cāng)1的下部。位于氣倉(cāng)1底部的放水排空閥5用于排空氣倉(cāng)1內(nèi)存水。
權(quán)利要求
一種液體振動(dòng)取樣器，包括重塊(7)，帶有取樣刀口(9)的取樣管(8)，其特征在于重塊(7)上方有液體振動(dòng)器(3)，液體振動(dòng)器出水端口連通氣倉(cāng)(1)，液體振動(dòng)器進(jìn)水端口通過(guò)進(jìn)水閥(10)連通海水。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液體振動(dòng)取樣器，其特征在于液體振動(dòng)器(3)由液壓馬達(dá)(31)和振動(dòng)器(32)組成，液壓馬達(dá)進(jìn)水端口 (13)通過(guò)進(jìn)水閥(10)連通海水，液壓馬達(dá)出水端口 (14)連通氣倉(cāng)(1)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液體振動(dòng)取樣器，其特征在于液壓馬達(dá)(31)的動(dòng)力輸出軸(311)向兩側(cè)伸出，液壓馬達(dá)(31)的兩側(cè)分別連接結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)相同的振動(dòng)器(32)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的液體振動(dòng)取樣器，其特征在于液壓馬達(dá)(31)的動(dòng)力輸出軸(311)連接偏心振動(dòng)器(32)的第一振動(dòng)錘軸(321)，第一振動(dòng)錘軸(321)上固定安裝第一振動(dòng)錘齒輪(322)和第一振動(dòng)錘(323)，偏心振動(dòng)器(32)的第二振動(dòng)軸(324)上固定安裝第二振動(dòng)錘齒輪(325)和第二振動(dòng)錘(326)，第一振動(dòng)錘軸(321)與第二振動(dòng)錘軸(324)軸線重合；第一振動(dòng)錘齒輪(322)與第二振動(dòng)錘齒輪(325)之間有偶數(shù)個(gè)惰輪，第一振動(dòng)錘齒輪(322)與第二振動(dòng)錘齒輪(325)相同；第一振動(dòng)錘(323)與第二振動(dòng)錘(326)相同，第一振動(dòng)錘(323)與第二振動(dòng)錘(326)同時(shí)到達(dá)旋轉(zhuǎn)的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液體振動(dòng)取樣器，其特征在于氣倉(cāng)(1)上部連接導(dǎo)向尾翼(2)，液體振動(dòng)器(3)在氣倉(cāng)(1)上方。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液體振動(dòng)取樣器，其特征在于進(jìn)水閥(10)在液體振動(dòng)器(3)上方。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的液體振動(dòng)取樣器，其特征在于進(jìn)水閥(10)的進(jìn)水閥閥心(12)上端連接取樣鋼纜，取樣鋼纜懸掛取樣器時(shí)，進(jìn)水閥(10)關(guān)閉，切斷海水與液體振動(dòng)器進(jìn)水端口的連通；取樣鋼纜與取樣器之間沒(méi)有作用力時(shí)，進(jìn)水閥(10)開(kāi)啟，接通海水與液體振動(dòng)器進(jìn)水端口。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液體振動(dòng)取樣器，其特征在于氣倉(cāng)(1)上有釋放氣倉(cāng)(1)內(nèi)部壓力的單向減壓閥(4)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的液體振動(dòng)取樣器，其特征在于氣倉(cāng)(1)底部有放水排空閥(5)。
全文摘要
一種液體振動(dòng)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(dòng)器，液體振動(dòng)器出水端口連通氣倉(cāng)，液體振動(dòng)器進(jìn)水端口通過(guò)進(jìn)水閥連通海水。海水作為液體振動(dòng)器的能量源，取樣器使用便捷，取樣器能夠?qū)λ字旅艹练e物取樣，可以在較深水域采樣。不用能源，采樣成本低。
文檔編號(hào)G01N1/02GK101713709SQ20091023126
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者豐愛(ài)平, 任軍, 吳桑云, 杜軍 申請(qǐng)人:國(guó)家海洋局第一海洋研究所