專利名稱：一種沉積物保壓采樣器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于機械設備技術領域，涉及一種適合于海底各類軟巖層的 鉆探取芯，如沉積物、土壤、凍土、冰，尤其適合于沉積物鉆探取芯的沉積 物保壓采樣器。 技術背景
海底的沉積物不僅蘊藏著豐富的礦產(chǎn)資源而且還記錄著海洋的歷史，因 此對于深海沉積物取樣器，其理想狀況是軟、硬沉積物均可被采集；在采 樣設備相同重量下，采樣深度盡可能的深；能進行保真采樣?，F(xiàn)有的沉積物 采樣器有的不能保持樣品的原始狀態(tài)，如抓斗采樣器，箱式采樣器，重力取 樣管；有的雖然能對沉積物進行保真采樣，但只能用于較松軟的沉積物取樣， 在用于較硬沉積物取樣時，插入深度有限(如CN02156223.7 ; CN200410089165. 7; CN200510045536. 6);對于振動取樣器，雖然能對硬的沉 積物進行保真取樣，但其劣勢在于支撐框架大且笨重，需要從母船供能來驅 動電機或者液壓馬達動作，當工作深度較大時，能量供應比較麻煩。因此， 研究一種較理想的沉積物取樣器能克服上述取樣器的缺點，對海底沉積物的 研究有重要意義。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種沉積物保壓采樣器，它能無邊界擾動、無 壓力突變地對海底各類軟巖層，如沉積物，土壤，凍土和冰，進行鉆探取芯， 并能適應海底的復雜工況和實現(xiàn)樣品的保壓與取樣設備的輕量化。 本實用新型包括沖擊部件、配流部件、驅動部件、取樣筒部件。 所述的沖擊部件包括上端蓋、沖擊筒、下端蓋、導向套、沖擊活塞缸、 滑動活塞、活塞擋圈。上端蓋和下端蓋分別固定在沖擊筒的兩個端面上，上 端蓋中心開有沖擊筒進水孔，上端蓋的頂面對應沖擊筒進水孔固定設置有卡 爪座。卡爪座開有與沖擊筒進水孔連通的進水孔，對應卡爪座位置設置有起 吊塊；卡爪的一端與卡爪座活動連接，另一端與起吊塊位置配合，卡爪可以 將起吊塊抓住或松開，起吊纜繩的一端與起吊塊固定連接。下端蓋沿軸向開 有下活塞桿孔和沖擊筒排水孔。導向套的縱截面為T形，包括水平的安裝板 部分和豎直的下活塞桿導向管部分，安裝板部分固定連接在下端蓋的底部， 下活塞桿導向管部分與下端蓋的下活塞桿孔緊密配合。沖擊活塞缸為圓筒形，其頂部與導向套固定連接，底部同軸固定設置有活塞擋圈，沖擊活塞缸的上 部側壁沿軸向開有通槽。所述的活塞擋圈為圓環(huán)形，其內(nèi)徑小于沖擊活塞缸 的內(nèi)徑。滑動活塞活動設置在沖擊活塞缸內(nèi)，可以沿沖擊活塞缸的內(nèi)腔滑動， 并通過活塞擋圈限位；沖擊筒內(nèi)設置有皮囊。
所述的配流部件包括支撐筒、配流閥、上擋板、下?lián)醢?、上配流塊、下 配流塊、上支撐板、下支撐板、上活塞桿。支撐筒的頂部與上端蓋固定連接、 底部與下端蓋固定連接。配流閥的頂部與上擋板固定連接、底部與下?lián)醢骞?定連接，上擋板和下?lián)醢寰刂瓮矁?nèi)壁圓周與支撐筒固定連接。上擋板沿 軸向開有上擋板通水口 ，下?lián)醢逖剌S向對應上擋板通水口位置開有下?lián)醢逋?水口 。配流閥包括配流閥芯和套置于配流閥芯外的配流閥體。
所述的配流閥體為圓柱筒形，外徑與支撐筒內(nèi)徑匹配，配流閥體的內(nèi)壁 中部沿圓周開有兩條平行的環(huán)形溝槽。配流閥體的側壁沿同一軸線分別開有 上通水管和下通水管，上通水管的一端與上擋板通水口連通、另一端開口于 上部環(huán)形溝槽的底部；下通水管的一端與下?lián)醢逋ㄋ谶B通、另一端開口于 下部環(huán)形溝槽的底部。配流閥體側壁的上部沿徑向開有上通水孔、下部沿徑 向開有下通水孔、中部沿徑向開有排水孔，上通水孔、下通水孔和排水孔分 別與支撐筒側壁的開孔位置對應。上支撐板和上配流塊設置在配流閥體內(nèi)的 上端，上配流塊設置在上支撐板和上擋板之間，所述的上配流塊為圓柱筒形， 上配流塊的側壁與上通水孔對應位置開有上通孔。下支撐板和下配流塊設置 在配流閥體內(nèi)的下端，下配流塊設置在下支撐板和下?lián)醢逯g，所述的下配 流塊為圓柱筒形，下配流塊的側壁與下通水孔對應位置開有下通孔。
所述的配流閥芯包括三段圓柱體，上、下兩段的直徑與配流閥體的內(nèi)徑 匹配，中間段的直徑小于上、下兩段的直徑，配流閥芯整體的縱截面為工字 形，其中中部內(nèi)凹成圓環(huán)形通水槽。
上活塞桿依次穿過上擋板、上配流塊、上支撐板、配流閥芯、下支撐板、 下配流塊、下?lián)醢逶O置。沿上活塞桿的圓周由上至下依次開有上環(huán)形槽、中 上環(huán)形槽、中下環(huán)形槽和下環(huán)形槽，沿上活塞桿的中心軸開有上中心孔和下 中心孔，上中心孔的一端開口于上活塞桿的頂部，另一端與上環(huán)形槽底部開 口連通，下中心孔的一端開口于上活塞桿的底部，另一端與中上環(huán)形槽底部 開口連通，下環(huán)形槽底部開口與下中心孔相連通。
所述的驅動部件包括驅動活塞缸、驅動活塞、中隔圈、下活塞桿。驅動 活塞缸的外徑與支撐筒內(nèi)徑匹配，并固定設置在支撐筒內(nèi)。中隔圈固定在驅 動活塞缸的下端面，驅動活塞缸的上端面與配流部件的下?lián)醢宓撞抗潭ㄟB接。 驅動活塞活動設置在驅動活塞缸內(nèi)，驅動活塞缸下部開有活塞缸排水口，活
6塞缸排水口與支撐筒側壁的開孔位置對應。上活塞桿的底部伸入驅動活塞內(nèi)， 并與下活塞桿的頂部螺紋連接，下活塞桿的底部與沖擊部件中的滑動活塞固 定連接。
所述的取樣筒部件包括導向筒、保壓筒、取樣管、補壓軟管。所述的導 向筒為圓筒形，導向筒的外徑與沖擊部件中的活塞擋圈的內(nèi)徑相匹配，導向 筒端蓋固定設置在導向筒的上端面，導向筒端蓋與沖擊部件中的滑動活塞固 定連接，導向筒端蓋中心開有端蓋中心孔。保壓筒為圓筒形，保壓筒上端蓋 固定設置在保壓筒的上端面，導向筒的底部與保壓筒上端蓋固定連接，保壓 筒上端蓋開有取樣管滑動孔和補壓孔，取樣管可以穿過取樣管滑動孔在導向 筒內(nèi)滑動；保壓筒上端蓋的底部設置有彈簧卡銷。取樣管設置在保壓筒內(nèi)， 取樣管頂部固定有套筒，所述的套筒為圓筒形，套筒內(nèi)中部設置有隔板，隔 板將套筒分割成上部和下部，套筒下部的側壁開有漏水孔，套筒上部內(nèi)壁固 定設置有取樣管活塞擋圈。取樣管活塞活動設置在隔板上，取樣管活塞的底 部沿圓周外凸，取樣管活塞的頂部與導向筒端蓋的端蓋中心孔匹配。保壓筒 底部設置有支撐環(huán)，支撐環(huán)內(nèi)壁設置有彈簧頂針，取樣管上部外壁對應彈簧 頂針位置開有卡槽。支撐環(huán)上設置有保壓筒下端蓋，活動翻蓋通過鉸鏈與保 壓筒下端蓋連接。取樣管依次穿過保壓筒上端蓋、保壓筒下端蓋和支撐環(huán)設 置。補壓軟管的一端與補壓孔連通、另一端與沖擊筒排水孔連通，補壓軟管 上設置有單向閥。取樣管的底部為圓錐形，卡簧設置在取樣管的底部。
鋼纜的一端固定連接在起吊塊上，另一端穿過沖擊活塞缸側壁的通槽、 端蓋中心孔與取樣管活塞的頂部固定連接。沖擊筒、支撐筒、沖擊活塞缸、 導向筒、保壓筒、取樣管同軸設置。
本實用新型能充分利用巨大的海水靜水壓力能，以類似"振動打樁"的 形式貫入沉積物取樣并能將這種能量用于后續(xù)的樣品保壓。因此，它相對目 前的重力式沉積物保真采樣器，在相同重量下，采樣深度更深，采樣時"樁 效應"明顯減輕，樣品采集率得到明顯提升，并能對重力式沉積物保真采樣 器不能取樣的較硬沉積物進行保真采樣。

圖1是本實用新型的總體結構示意圖2是圖1中配流部件和驅動部件結構示意圖3是圖1中取樣筒部件結構示意圖。
具體實施方式
如圖1，該沉積物保壓采樣器包括沖擊部件、配流部件、驅動部件、取樣 筒部件。沖擊部件包括上端蓋5、沖擊筒7、下端蓋29、導向套ll、沖擊活塞缸 13、滑動活塞27、活塞擋圈25。上端蓋5和下端蓋29分別固定在沖擊筒7 的兩個端面上，上端蓋5中心開有沖擊筒進水孔34，上端蓋5的頂面對應沖 擊筒進水孔34固定設置有卡爪座35。卡爪座35開有與沖擊筒進水孔34連通 的進水孔4，對應卡爪座35位置設置有起吊塊2;卡爪3的一端與卡爪座35 活動連接，另一端與起吊塊2位置配合，卡爪3可以將起吊塊2抓住或松開， 起吊纜繩1的一端與起吊塊2固定連接。下端蓋29沿軸向開有下活塞桿孔和 沖擊筒排水孔10。導向套11的縱截面為T形，包括水平的安裝板部分和豎直 的下活塞桿導向管部分，安裝板部分固定連接在下端蓋29的底部，下活塞桿 導向管部分與下端蓋29的下活塞桿孔緊密配合。沖擊活塞缸13為圓筒形， 其頂部與導向套11固定連接，底部同軸固定設置有活塞擋圈25，沖擊活塞缸 13的上部側壁沿軸向開有通槽?；钊麚跞?5為內(nèi)徑小于沖擊活塞缸13內(nèi)徑 的圓環(huán)形?；瑒踊钊?7活動設置在沖擊活塞缸13內(nèi)，可以沿沖擊活塞缸13 的內(nèi)腔滑動，并通過活塞擋圈25限位；沖擊筒7內(nèi)設置有皮囊6。
如圖2，配流部件包括支撐筒33、配流閥、上擋板65、下?lián)醢?2、上配 流塊63、下配流塊54、上支撐板62、下支撐板55、上活塞桿8。支撐筒33 的頂部與上端蓋5固定連接、底部與下端蓋29固定連接。配流閥的頂部與上 擋板65固定連接、底部與下?lián)醢?2固定連接，上擋板65和下?lián)醢?2均沿 支撐筒33內(nèi)壁圓周與支撐筒33固定連接。上擋板65沿軸向開有上擋板通水 口64，下?lián)醢?2沿軸向對應上擋板通水口 64位置開有下?lián)醢逋ㄋ?53。配 流閥包括配流閥芯39和套置于配流閥芯39外的配流閥體32。
配流閥體32為圓柱筒形，外徑與支撐筒33內(nèi)徑匹配，配流閥體32的內(nèi) 壁中部沿圓周開有兩條平行的環(huán)形溝槽。配流閥體32的側壁沿同一軸線分別 開有上通水管59和下通水管56，上通水管59的一端與上擋板通水口 64連通、 另一端開口于上部環(huán)形溝槽40的底部；下通水管56的一端與下?lián)醢逋ㄋ?53連通、另一端開口于下部環(huán)形溝槽41的底部。配流閥體32側壁的上部沿 徑向開有上通水孔38、下部沿徑向開有下通水孔46、中部沿徑向開有排水孔 43，上通水孔38、下通水孔46和排水孔43分別與支撐筒33側壁的開孔位置 對應。上支撐板62和上配流塊63設置在配流閥體32內(nèi)的上端，上配流塊63 設置在上支撐板62和上擋板65之間。上配流塊63為圓柱筒形，上配流塊63 的側壁與上通水孔38對應位置開有上通孔37。下支撐板55和下配流塊54設 置在配流閥體32內(nèi)的下端，下配流塊54設置在下支撐板55和下?lián)醢?2之 間。下配流塊54為圓柱筒形，下配流塊54的側壁與下通水孔46對應位置開 有下通孔45。配流閥芯39包括三段圓柱體，上、下兩段的直徑與配流閥體32的內(nèi)徑 匹配，中間段的直徑小于上、下兩段的直徑，配流閥芯39整體的縱截面為工 字形，其中中部內(nèi)凹成圓環(huán)形通水槽42。
上活塞桿8依次穿過上擋板65、上配流塊63、上支撐板62、配流閥芯 39、下支撐板55、下配流塊54、下?lián)醢?2設置。沿上活塞桿8的圓周由上 至下依次開有上環(huán)形槽60、中上環(huán)形槽57、中下環(huán)形槽44和下環(huán)形槽50， 沿上活塞桿8的中心軸開有上中心孔36和下中心孔51，上中心孔36的一端 開口于上活塞桿8的頂部，另一端與上環(huán)形槽底部開口61連通，下中心孔51 的一端開口于上活塞桿8的底部，另一端與中上環(huán)形槽底部開口 58連通，下 環(huán)形槽底部開口 47與下中心孔51相連通。
驅動部件包括驅動活塞缸49、驅動活塞31、中隔圈30、下活塞桿27。 驅動活塞缸49的外徑與支撐筒33內(nèi)徑匹配，并固定設置在支撐筒33內(nèi)。中 隔圈30固定在驅動活塞缸49的下端面，驅動活塞缸49的上端面與配流部件 的下?lián)醢?2底部固定連接。驅動活塞31活動設置在驅動活塞缸49內(nèi)，驅動 活塞缸49下部開有活塞缸排水口 48，活塞缸排水口 48與支撐筒33側壁的開 孔位置對應。上活塞桿8的底部伸入驅動活塞31內(nèi)，并與下活塞桿28的頂 部螺紋連接，下活塞桿28的底部與沖擊部件中的滑動活塞27固定連接。
如圖3，取樣筒部件包括導向筒15、保壓筒23、取樣管20、補壓軟管14。
導向筒15為圓筒形，導向筒15的外徑與沖擊部件中的活塞擋圈25的內(nèi) 徑相匹配，導向筒端蓋26固定設置在導向筒15的上端面，導向筒端蓋26與 沖擊部件中的滑動活塞27固定連接，導向筒端蓋26中心開有端蓋中心孔66。 保壓筒23為圓筒形，保壓筒上端蓋24固定設置在保壓筒23的上端面，導向 筒15的底部與保壓筒上端蓋24固定連接，保壓筒上端蓋24開有取樣管滑動 孔和補壓孔16，取樣管20可以穿過取樣管滑動孔在導向筒15內(nèi)滑動；保壓 筒上端蓋24的底部設置有彈簧卡銷72。取樣管20設置在保壓筒23內(nèi)，取樣 管20頂部固定有套筒69。套筒69為圓筒形，套筒69內(nèi)中部設置有隔板71， 隔板71將套筒69分割成上部和下部，套筒下部的側壁開有漏水孔70，套筒 上部內(nèi)壁固定設置有取樣管活塞擋圈67。取樣管活塞17活動設置在隔板71 上，取樣管活塞17的底部沿圓周外凸，取樣管活塞17的頂部與導向筒端蓋 26的端蓋中心孔66匹配。保壓筒23底部設置有支撐環(huán)19，支撐環(huán)19內(nèi)壁 設置有彈簧頂針68，取樣管20上部外壁對應彈簧頂針68位置開有卡槽。支 撐環(huán)19上設置有保壓筒下端蓋22，活動翻蓋18通過鉸鏈與保壓筒下端蓋22 連接。取樣管20依次穿過保壓筒上端蓋24、保壓筒下端蓋22和支撐環(huán)19設 置。補壓軟管14的一端與補壓孔16連通、另一端與沖擊筒排水孔10連通，補壓軟管14上設置有單向閥12。取樣管20的底部為圓錐形，卡簧21設置在 取樣管的底部。
鋼纜9的一端固定連接在起吊塊2上，另一端穿過沖擊活塞缸13側壁的 通槽、端蓋中心孔66與取樣管活塞17的頂部固定連接。沖擊筒7、支撐筒 33、沖擊活塞缸13、導向筒15、保壓筒23、取樣管20同軸設置。
該靜水壓力驅動的沉積物保壓采樣器的工作過程如下
1. 采樣器由船上纜車吊放下水，采樣器在離海底一定距離時自由落體， 采樣器狀態(tài)(如圖1所示)。配流閥芯39的下端面通過上活塞桿8的中下環(huán) 形槽44，下通孔45和下通水孔46與低壓腔連通；配流閥芯39的上端面則通 過上中心孔36，上環(huán)形槽60和上環(huán)形槽底部開口 61與上擋板65上方的高壓 海水相連，因此配流閥芯40在上端面高壓海水作用下處于下極限位置，封閉 上部環(huán)形溝槽40，同時打開排水口 43。驅動活塞缸49的上腔經(jīng)過下?lián)醢逋?水口53，下通水管56，下部環(huán)形槽41，圓環(huán)形通水槽42和排水口 43與低壓 腔連通，驅動活塞缸49下腔均經(jīng)過活塞缸排水口 48和低壓腔連通并且上活 塞桿8和下活塞桿28截面積相等，上，下承受壓力相互抵消。因此，驅動活 塞31在自身重力作用下處于驅動活塞缸49的底部；滑動活塞27在自身重力 作用下處于沖擊活塞缸13的底部由活塞擋圈25支撐。卡爪3合攏并緊將起 吊塊2卡住， 一起承受采樣器的重量，鋼纜9處于松弛狀態(tài)。突出的彈簧頂 針68卡入取樣管20上的半月形槽內(nèi)，承受取樣管20的重量，防止取樣管20 脫出。活動翻蓋18豎立在保壓筒23內(nèi)壁的一側，被取樣管20外壁擋住。單 向閥12關閉，外界海水不能進入沖擊筒7內(nèi)的低壓腔。
2. 采樣器在自身重力作用下插入沉積物一定深度，停止后，配流閥芯39 的上端面通過中下環(huán)形槽44，上通水孔37，上通孔38與低壓腔連通；配流 閥芯39下端面通過中上環(huán)形槽底部開口 58，中上環(huán)形槽57，下中心孔51， 下環(huán)形槽底部開口47，下環(huán)形槽50與上擋板65上方的高壓海水連通。配流 閥芯39在下端面高壓下處于上極限位置，開啟上部環(huán)形槽40，關閉排水口 43。外界高壓海水經(jīng)過上擋板通水口 64，上通水管59，上部環(huán)形槽40，下部 環(huán)形槽41，下通水管56和下?lián)醢逋ㄋ?53進入驅動活塞缸49上腔，推動驅 動活塞31運動，將沖擊部件頂起。沖擊部件上升一定高度，活塞擋圈25被 滑動活塞27擋住；沖擊部件連同滑動活塞27繼續(xù)向上運動；彈簧卡銷72和 取樣管活塞擋圈67脫離接觸向上運動，直至停止。
當沖擊部件上升到上極限位置時，配流閥芯39的下端面通過上活塞桿8 的中下環(huán)形槽44，下通孔45和下通水孔46與低壓腔連通；配流閥芯39的上 端面則通過上中心孔36，上環(huán)形槽60和上環(huán)形槽底部開口 61與上擋板65上方的高壓海水相連，因此配流閥芯40在上端面高壓海水作用下處于下極限位
置，封閉上部環(huán)形溝槽40，同時打開排水口43。驅動活塞缸49的上腔的海 水經(jīng)過下?lián)醢逋ㄋ?53，下通水管56，下部環(huán)形槽41，圓環(huán)形通水槽42和 排水口 43流進低壓腔；驅動活塞缸49下腔均經(jīng)過活塞缸排水口 48和低壓腔 連通。沖擊部件下落打擊取樣管20，使取樣管20插入沉積物一定深度并停止。 由此一個振動取樣單程結束，采樣器重復此單程，直到低壓腔內(nèi)海水壓力與 外界海水壓力達到平衡。采樣器著底后，起吊塊2由于慣性相對卡爪3稍微 向下運動，卡爪3張開，起吊纜繩l松弛，起吊塊2由于自重落在卡爪座35 上。
3.采樣器采樣結束，設備回收。起吊纜繩l拉動起吊塊2和鋼纜9，提 升采樣器。鋼纜9提升時利用取樣管活塞17的臺階打開彈簧卡銷72，并帶動 取樣管活塞擋圈67，隔板71，套筒69，取樣管20上升。在鋼纜9的拉動下， 取樣管活塞17頭部的小圓柱體作為封口，利用采樣器的重量產(chǎn)生的預緊力， 塞入端蓋中心孔66，通過O型密封圈的變形完成密封。取樣管20被拉入導向 筒15中和活動翻蓋18脫離接觸，卡簧的彈力使活動翻蓋18翻倒，以保壓筒 下端蓋22的錐度斜面作為導向，順利塞入保壓筒下端蓋22的中心孔，通過O 型密封圈的變形完成密封。
此時，低壓腔內(nèi)的海水壓力比外面海水的壓力高，配流闊芯39的下端面 通過上活塞桿8的中下環(huán)形槽44，下通孔45和下通水孔46與低壓腔連通； 配流閥芯39的上端面則通過上中心孔36，上環(huán)形槽60和上環(huán)形槽底部開口 61與上擋板65上方的海水相連，因此配流閥芯40在上端面高壓海水作用下 處于下極限位置，封閉上部環(huán)形溝槽40，同時打開排水口43。驅動活塞缸49 的上腔經(jīng)過下?lián)醢逋ㄋ?53，下通水管56，下部環(huán)形槽41，圓環(huán)形通水槽 42和排水口 43與低壓腔連通；驅動活塞缸49下腔均經(jīng)過活塞缸排水口 48和 低壓腔連通；整個低壓腔內(nèi)的高壓海水被密封起來。沖擊筒7內(nèi)低壓腔的高 壓海水與皮囊6構成"蓄能器"；補壓海水通過沖擊筒排水孔10，單向閥IO， 軟管12和補壓孔16流進保壓筒23，對樣品進行保壓。
權利要求1、一種沉積物保壓采樣器，包括沖擊部件、配流部件、驅動部件、取樣筒部件，其特征在于所述的沖擊部件包括上端蓋(5)、沖擊筒(7)、下端蓋(29)、導向套(11)、沖擊活塞缸(13)、滑動活塞(27)、活塞擋圈(25)；上端蓋(5)和下端蓋(29)分別固定在沖擊筒(7)的兩個端面上，上端蓋(5)中心開有沖擊筒進水孔(34)，上端蓋(5)的頂面對應沖擊筒進水孔(34)固定設置有卡爪座(35)；卡爪座(35)開有與沖擊筒進水孔(34)連通的進水孔(4)，對應卡爪座(35)位置設置有起吊塊(2)；卡爪(3)的一端與卡爪座(35)活動連接，另一端與起吊塊(2)位置配合，卡爪(3)可以將起吊塊(2)抓住或松開，起吊纜繩(1)的一端與起吊塊(2)固定連接；下端蓋(29)沿軸向開有下活塞桿孔和沖擊筒排水孔(10)；導向套(11)的縱截面為T形，包括水平的安裝板部分和豎直的下活塞桿導向管部分，安裝板部分固定連接在下端蓋(29)的底部，下活塞桿導向管部分與下端蓋(29)的下活塞桿孔緊密配合；沖擊活塞缸(13)為圓筒形，其頂部與導向套(11)固定連接，底部同軸固定設置有活塞擋圈(25)，沖擊活塞缸(13)的上部側壁沿軸向開有通槽；所述的活塞擋圈(25)為圓環(huán)形，其內(nèi)徑小于沖擊活塞缸(13)的內(nèi)徑；滑動活塞(27)活動設置在沖擊活塞缸(13)內(nèi)，可以沿沖擊活塞缸(13)的內(nèi)腔滑動，并通過活塞擋圈(25)限位；沖擊筒(7)內(nèi)設置有皮囊(6)；所述的配流部件包括支撐筒(33)、配流閥、上擋板(65)、下?lián)醢?52)、上配流塊(63)、下配流塊(54)、上支撐板(62)、下支撐板(55)、上活塞桿(8)；支撐筒(33)的頂部與上端蓋(5)固定連接、底部與下端蓋(29)固定連接；配流閥的頂部與上擋板(65)固定連接、底部與下?lián)醢?52)固定連接，上擋板(65)和下?lián)醢?52)均沿支撐筒(33)內(nèi)壁圓周與支撐筒(33)固定連接；上擋板(65)沿軸向開有上擋板通水口(64)，下?lián)醢?52)沿軸向對應上擋板通水口(64)位置開有下?lián)醢逋ㄋ?53)；配流閥包括配流閥芯(39)和套置于配流閥芯(39)外的配流閥體(32)；所述的配流閥體(32)為圓柱筒形，外徑與支撐筒(33)內(nèi)徑匹配，配流閥體(32)的內(nèi)壁中部沿圓周開有兩條平行的環(huán)形溝槽；配流閥體(32)的側壁沿同一軸線分別開有上通水管(59)和下通水管(56)，上通水管(59)的一端與上擋板通水口(64)連通、另一端開口于上部環(huán)形溝槽(40)的底部；下通水管(56)的一端與下?lián)醢逋ㄋ?53)連通、另一端開口于下部環(huán)形溝槽(41)的底部；配流閥體(32)側壁的上部沿徑向開有上通水孔(38)、下部沿徑向開有下通水孔(46)、中部沿徑向開有排水孔(43)，上通水孔(38)、下通水孔(46)和排水孔(43)分別與支撐筒(33)側壁的開孔位置對應；上支撐板(62)和上配流塊(63)設置在配流閥體(32)內(nèi)的上端，上配流塊(63)設置在上支撐板(62)和上擋板(65)之間，所述的上配流塊(63)為圓柱筒形，上配流塊(63)的側壁與上通水孔(38)對應位置開有上通孔(37)；下支撐板(55)和下配流塊(54)設置在配流閥體(32)內(nèi)的下端，下配流塊(54)設置在下支撐板(55)和下?lián)醢?52)之間，所述的下配流塊(54)為圓柱筒形，下配流塊(54)的側壁與下通水孔(46)對應位置開有下通孔(45)；所述的配流閥芯(39)包括三段圓柱體，上、下兩段的直徑與配流閥體(32)的內(nèi)徑匹配，中間段的直徑小于上、下兩段的直徑，配流閥芯(39)整體的縱截面為工字形，其中中部內(nèi)凹成圓環(huán)形通水槽(42)；上活塞桿(8)依次穿過上擋板(65)、上配流塊(63)、上支撐板(62)、配流閥芯(39)、下支撐板(55)、下配流塊(54)、下?lián)醢?52)設置；沿上活塞桿(8)的圓周由上至下依次開有上環(huán)形槽(60)、中上環(huán)形槽(57)、中下環(huán)形槽(44)和下環(huán)形槽(50)，沿上活塞桿(8)的中心軸開有上中心孔(36)和下中心孔(51)，上中心孔(36)的一端開口于上活塞桿(8)的頂部，另一端與上環(huán)形槽底部開口(61)連通，下中心孔(51)的一端開口于上活塞桿(8)的底部，另一端與中上環(huán)形槽底部開口(58)連通，下環(huán)形槽底部開口(47)與下中心孔(51)相連通；所述的驅動部件包括驅動活塞缸(49)、驅動活塞(31)、中隔圈(30)、下活塞桿(27)；驅動活塞缸(49)的外徑與支撐筒(33)內(nèi)徑匹配，并固定設置在支撐筒(33)內(nèi)；中隔圈(30)固定在驅動活塞缸(49)的下端面，驅動活塞缸(49)的上端面與配流部件的下?lián)醢?52)底部固定連接；驅動活塞(31)活動設置在驅動活塞缸(49)內(nèi)，驅動活塞缸(49)下部開有活塞缸排水口(48)，活塞缸排水口(48)與支撐筒(33)側壁的開孔位置對應；上活塞桿(8)的底部伸入驅動活塞(31)內(nèi)，并與下活塞桿(28)的頂部螺紋連接，下活塞桿(28)的底部與沖擊部件中的滑動活塞(27)固定連接；所述的取樣筒部件包括導向筒(15)、保壓筒(23)、取樣管(20)、補壓軟管(14)；所述的導向筒(15)為圓筒形，導向筒(15)的外徑與沖擊部件中的活塞擋圈(25)的內(nèi)徑相匹配，導向筒端蓋(26)固定設置在導向筒(15)的上端面，導向筒端蓋(26)與沖擊部件中的滑動活塞(27)固定連接，導向筒端蓋(26)中心開有端蓋中心孔(66)；保壓筒(23)為圓筒形，保壓筒上端蓋(24)固定設置在保壓筒(23)的上端面，導向筒(15)的底部與保壓筒上端蓋(24)固定連接，保壓筒上端蓋(24)開有取樣管滑動孔和補壓孔(16)，取樣管(20)可以穿過取樣管滑動孔在導向筒(15)內(nèi)滑動；保壓筒上端蓋(24)的底部設置有彈簧卡銷(72)；取樣管(20)設置在保壓筒(23)內(nèi)，取樣管(20)頂部固定有套筒(69)，所述的套筒(69)為圓筒形，套筒(69)內(nèi)中部設置有隔板(71)，隔板(71)將套筒(69)分割成上部和下部，套筒下部的側壁開有漏水孔(70)，套筒上部內(nèi)壁固定設置有取樣管活塞擋圈(67)；取樣管活塞(17)活動設置在隔板(71)上，取樣管活塞(17)的底部沿圓周外凸，取樣管活塞(17)的頂部與導向筒端蓋(26)的端蓋中心孔(66)匹配；保壓筒(23)底部設置有支撐環(huán)(19)，支撐環(huán)(19)內(nèi)壁設置有彈簧頂針(68)，取樣管(20)上部外壁對應彈簧頂針(68)位置開有卡槽；支撐環(huán)(19)上設置有保壓筒下端蓋(22)，活動翻蓋(18)通過鉸鏈與保壓筒下端蓋(22)連接；取樣管(20)依次穿過保壓筒上端蓋(24)、保壓筒下端蓋(22)和支撐環(huán)(19)設置；補壓軟管(14)的一端與補壓孔(16)連通、另一端與沖擊筒排水孔(10)連通，補壓軟管(14)上設置有單向閥(12)；取樣管(20)的底部為圓錐形，卡簧(21)設置在取樣管的底部；鋼纜(9)的一端固定連接在起吊塊(2)上，另一端穿過沖擊活塞缸(13)側壁的通槽、端蓋中心孔(66)與取樣管活塞(17)的頂部固定連接；沖擊筒(7)、支撐筒(33)、沖擊活塞缸(13)、導向筒(15)、保壓筒(23)、取樣管(20)同軸設置。
專利摘要本實用新型涉及一種沉積物保壓采樣器。現(xiàn)有裝置插入深度有限、支撐框架大且笨重。本實用新型包括沖擊部件、配流部件、驅動部件、取樣筒部件。沖擊部件包括沖擊筒、導向套和沖擊活塞缸；配流部件包括支撐筒和配流閥；驅動部件包括驅動活塞缸和驅動活塞；取樣筒部件包括導向筒、保壓筒、取樣管和補壓軟管。沖擊筒、支撐筒、沖擊活塞缸、導向筒、保壓筒、取樣管同軸設置。本實用新型充分利用巨大的海水靜水壓力能，以類似“振動打樁”的形式貫入沉積物取樣，并能將這種能量用于后續(xù)的樣品保壓。本實用新型相對目前的采樣器，在相同重量下，采樣深度更深，樣品采集率得到明顯提升，并能對重力式沉積物保真采樣器不能取樣的較硬沉積物進行保真采樣。
文檔編號G01N1/08GK201397257SQ20092012036
公開日2010年2月3日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權日2009年5月14日
發(fā)明者劉敬彪, 葳 葉, 杜加友, 王建軍, 王杭州, 秦華偉, 鷹 陳 申請人:杭州電子科技大學