一種電動式深海熱液保壓采樣器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電動式深海熱液保壓采樣器?，F(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不夠緊湊。本發(fā)明包括采樣管、采樣閥、電控驅(qū)動器和采樣筒。電控驅(qū)動器包括同軸設(shè)置的驅(qū)動器腔體、電路腔體和傳動絲桿；電機(jī)固定設(shè)置在套筒內(nèi)，套筒與驅(qū)動器腔體活動連接，可以進(jìn)行軸向移動，但不能發(fā)送轉(zhuǎn)動，兩個限位開關(guān)分設(shè)在電機(jī)的兩端；傳動絲桿一端與電機(jī)軸同軸固定連接，另一端與采樣閥的采樣活塞的端部相接；采樣筒包括同軸設(shè)置的采樣腔體、蓄能腔體、連接器和充氣閥閥體，采樣管的一端與采樣閥的進(jìn)液口連接，采樣閥的出液口與采樣腔體的進(jìn)液通孔連接。本發(fā)明觸發(fā)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠性高，具有控制簡便，且可重復(fù)使用等特點(diǎn)，適合于深潛器機(jī)械手的操作。
【專利說明】一種電動式深海熱液保壓采樣器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動式深海熱液保壓采樣器，具體說是涉及一種利用電機(jī)驅(qū)動方式來控制采樣閥的深海熱液保壓采樣器。
【背景技術(shù)】
[0002]深海是當(dāng)今世界各國科學(xué)家熱門研究重點(diǎn)之一，熱液口附近蘊(yùn)藏大量的礦物資源及極端環(huán)境下的生物群落特征，使其具有重要的科學(xué)研究價(jià)值。深海采樣技術(shù)是研究熱液的必備手段，目前最常用的采樣設(shè)備是由液壓觸發(fā)的方式，但液壓觸發(fā)方式不能獨(dú)立作業(yè)，需要機(jī)械手以及液壓缸配合工作，同時由于液壓觸發(fā)時力較大，會出現(xiàn)采樣管抖動狀況，造成周圍海水混入。目前也有電機(jī)控制式采樣設(shè)備，但其電控腔和電機(jī)腔獨(dú)立分開并列，并非集成在一個腔內(nèi)，而對于深海環(huán)境及攜帶實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求來看，結(jié)構(gòu)越緊湊、尺寸越小越好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、動作可靠、適合于深海熱液采集并具有保壓性能的電機(jī)觸發(fā)的深海熱液保壓采樣器。
[0004]本發(fā)明包括采樣管、采樣閥、電控驅(qū)動器和采樣筒。
[0005]所述的電控驅(qū)動器包括同軸設(shè)置的驅(qū)動器腔體、電路腔體、電路腔端蓋、驅(qū)動器端蓋、電機(jī)和傳動絲桿。
[0006]所述的電路腔體為一端開放的圓筒形，其底部中心開有導(dǎo)線通孔，電路腔端蓋固定設(shè)置在電路腔體的開放端；電路腔端蓋上開有兩個電纜接頭通孔，電纜接頭通孔內(nèi)壁攻有螺紋，第一水密電纜接頭和第二水密電纜接頭與電路腔端蓋螺紋連接。
[0007]所述的驅(qū)動器腔體為兩端開放的圓筒形，一端與所述的電路腔體對接，另一端固定設(shè)置有驅(qū)動器端蓋，驅(qū)動器腔體與電路腔體通過導(dǎo)線通孔相通；驅(qū)動器腔體內(nèi)壁沿軸向開有直線槽，直線槽貫穿驅(qū)動器腔體的兩端；與驅(qū)動器腔體同軸設(shè)置的套筒位于驅(qū)動器腔體內(nèi)，所述的套筒為一端開放的圓筒形，其底部中心開有電機(jī)軸通孔，套筒的外壁開有限位槽，限位槽與直線槽位置對應(yīng)，限位滾珠的同時設(shè)置在限位槽和直線槽內(nèi)，套筒與驅(qū)動器腔體通過限位滾珠、限位槽和直線槽進(jìn)行圓周方向的限位，同時進(jìn)行實(shí)現(xiàn)軸向移動。
[0008]所述的電機(jī)固定設(shè)置在套筒內(nèi)，兩個限位開關(guān)分設(shè)在電機(jī)的兩端，其中第一限位開關(guān)設(shè)置在套筒底部的外側(cè)，第二限位開關(guān)設(shè)置在電機(jī)的尾部端面；電機(jī)的電機(jī)軸穿過電機(jī)軸通孔設(shè)置，傳動絲桿的一端通過緊定螺釘與電機(jī)軸同軸固定連接；驅(qū)動器端蓋的外端面中心處開有采樣活塞盲孔，采樣閥的采樣活塞的端部設(shè)置在采樣活塞盲孔內(nèi)，傳動絲桿的另一端與采樣活塞的端部相接；采樣活塞盲孔的底面開有與傳動絲桿螺紋匹配的螺紋孔，傳動絲桿穿過螺紋孔設(shè)置，并與驅(qū)動器端蓋螺紋連接。
[0009]所述的采樣筒包括同軸設(shè)置的采樣腔體、蓄能腔體、連接器和充氣閥閥體；所述的采樣腔體為一端開放的圓筒形，其底部開有進(jìn)液通孔，采樣腔體內(nèi)設(shè)置有第一活塞；所述的蓄能腔體為兩端開放的圓筒形，采樣腔體的開放端與蓄能腔體的一端通過連接器連接；所述的連接器上開有腔體連通孔，采樣腔體與蓄能腔體通過腔體連通孔相通，蓄能腔體內(nèi)設(shè)置有第二活塞；蓄能腔體的一端固定設(shè)置有充氣閥閥體，充氣閥閥體上開有閥孔，閥孔內(nèi)設(shè)置有閥芯。
[0010]所述的采樣管的一端與采樣閥的進(jìn)液口連接，采樣閥的出液口與采樣腔體的進(jìn)液通孔連接。
[0011]本發(fā)明的采樣器采用電機(jī)驅(qū)動方式來開啟和關(guān)閉采樣閥，觸發(fā)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠性高。由于電機(jī)驅(qū)動方式不需要外部觸發(fā)力，因此具有控制簡便，且可重復(fù)使用等特點(diǎn)，同時具有設(shè)定采樣時間后可自動采樣的優(yōu)點(diǎn)。采樣器利用蓄能腔腔內(nèi)的壓縮氮?dú)庋a(bǔ)償壓力，具有良好的保壓性能。充氣閥集成在采樣筒中，減小了采樣器的整體尺寸，增強(qiáng)了采樣器的可靠性。此外，采樣器的整體結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，適合于深潛器機(jī)械手的操作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中電控驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖1中采樣筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0014]如圖1所示，一種電動式深海熱液保壓采樣器包括采樣管1、采樣閥2、固定板3、手柄4、電控驅(qū)動器5和米樣筒6。
[0015]如圖2所示，電控驅(qū)動器5包括同軸設(shè)置的驅(qū)動器腔體12、電路腔體20、電路腔端蓋19、驅(qū)動器端蓋24、電機(jī)21和傳動絲桿8。
[0016]電路腔體20為一端開放的圓筒形，其底部中心開有導(dǎo)線通孔，電路腔端蓋19固定設(shè)置在電路腔體20的開放端；電路腔端蓋19上開有兩個電纜接頭通孔，電纜接頭通孔內(nèi)壁攻有螺紋，第一水密電纜接頭17和第二水密電纜接頭18與電路腔端蓋19螺紋連接。
[0017]驅(qū)動器腔體12為兩端開放的圓筒形，一端與電路腔體20對接，另一端固定設(shè)置有驅(qū)動器端蓋24，驅(qū)動器腔體12與電路腔體20通過導(dǎo)線通孔相通；驅(qū)動器腔體12內(nèi)壁沿軸向開有直線槽15，直線槽15貫穿驅(qū)動器腔體12的兩端；與驅(qū)動器腔體12同軸設(shè)置的套筒22位于驅(qū)動器腔體12內(nèi)，套筒22為一端開放的圓筒形，其底部中心開有電機(jī)軸通孔，套筒22的外壁開有限位槽14，限位槽14與直線槽15位置對應(yīng)，限位滾珠13的同時設(shè)置在限位槽14和直線槽15內(nèi)，套筒22與驅(qū)動器腔體12通過限位滾珠13、限位槽14和直線槽15進(jìn)行圓周方向的限位，同時進(jìn)行實(shí)現(xiàn)軸向移動；電機(jī)21固定設(shè)置在套筒22內(nèi)，兩個限位開關(guān)分設(shè)在電機(jī)21的兩端，其中第一限位開關(guān)11設(shè)置在套筒22底部的外側(cè)，第二限位開關(guān)16設(shè)置在電機(jī)21的尾部端面；電機(jī)21的電機(jī)軸23穿過電機(jī)軸通孔設(shè)置，傳動絲桿8的一端通過緊定螺釘10與電機(jī)軸23同軸固定連接；驅(qū)動器端蓋24的外端面中心處開有采樣活塞盲孔7，采樣閥的采樣活塞26的端部設(shè)置在采樣活塞盲孔7內(nèi)，傳動絲桿8的另一端與采樣活塞26的端部相接；采樣活塞盲孔7的底面開有與傳動絲桿8螺紋匹配的螺紋孔，傳動絲桿8穿過螺紋孔設(shè)置，并與驅(qū)動器端蓋24螺紋連接；驅(qū)動器端蓋24的內(nèi)端面對應(yīng)第一限位開關(guān)11的位置設(shè)置有限位塊9 ;傳動絲桿8與采樣活塞26之間活動設(shè)置有減摩滾珠25。[0018]如圖3所示，采樣筒6包括同軸設(shè)置的采樣腔體40、蓄能腔體38、連接器39和充氣閥閥體30 ;采樣腔體40為一端開放的圓筒形，其底部開有進(jìn)液通孔27，采樣腔體40內(nèi)設(shè)置有第一活塞41 ;蓄能腔體38為兩端開放的圓筒形，采樣腔體40的開放端與蓄能腔體38的一端通過連接器39連接，連接器39上開有腔體連通孔28，采樣腔體40與蓄能腔體38通過腔體連通孔28相通，蓄能腔體38內(nèi)設(shè)置有第二活塞29 ;蓄能腔體38的一端固定設(shè)置有充氣閥閥體30，充氣閥閥體30上開有閥孔31 ;閥孔31為階梯形狀孔，其外端盲孔攻有螺紋；螺紋壓帽33、上壓環(huán)34、密封填料環(huán)35、支撐環(huán)36同軸設(shè)置在閥孔31內(nèi)；螺紋壓帽33攻有內(nèi)螺紋和外螺紋，通過外螺紋固定設(shè)置在閥孔31內(nèi)；閥芯32通過螺紋固定設(shè)在螺紋壓帽31內(nèi)，并依次穿過上壓環(huán)34、密封填料環(huán)35、支撐環(huán)36 ;閥芯32另一端接觸設(shè)置在進(jìn)氣口 37 上。
[0019]采樣管I的一端與采樣閥2的進(jìn)液口連接，采樣閥2的出液口與采樣腔體40的進(jìn)液通孔27連接，電控驅(qū)動器5與采樣筒6通過固定板3固定連接，固定板3上固定設(shè)置有手柄4。采樣閥2為現(xiàn)有技術(shù)，如專利號為CN200910095370.7的專利公開的采樣閥。
[0020]采樣器使用前，驅(qū)動器腔體12內(nèi)充滿液壓油，同時電機(jī)21第二限位開關(guān)16應(yīng)確認(rèn)與電路腔體20觸碰，使采樣閥2處于關(guān)閉狀態(tài)。采樣腔體40和蓄能腔體38的第一活塞41和第二活塞29分別處于各腔的左端，在第一活塞41和第二活塞29之間的腔體內(nèi)以及采樣管I內(nèi)都充滿過濾后的海水，通過打開閥芯32向蓄能腔38內(nèi)充入氮?dú)?，使氮?dú)獾膲毫_(dá)到預(yù)采樣熱液壓力的10%并關(guān)閉閥芯32。
[0021]本發(fā)明在使用中有兩種使用方式:
1、深潛器機(jī)械手夾持采樣器手柄3，將采樣管I和第一水密電纜接頭17連接的熱電偶探頭插入熱液噴口中，所測得的溫度數(shù)據(jù)通過第二水密電纜接頭18實(shí)時地傳給深潛器以供操作員和科學(xué)家參考，當(dāng)溫度值滿足采樣要求時，操作員通過控制采樣器上位機(jī)軟件使電機(jī)21正轉(zhuǎn)，傳動絲桿8向前推進(jìn)，當(dāng)?shù)诙尬婚_關(guān)16至限位塊9處，電機(jī)21停止轉(zhuǎn)動，采樣閥2完全打開。在壓力差的作用下，熱液由采樣管I經(jīng)過采樣閥2進(jìn)入采樣腔40，熱液推動第一活塞41向右運(yùn)動，采樣腔40內(nèi)的預(yù)充海水經(jīng)過連接器39的腔體連通孔28進(jìn)入蓄能腔38，并推動第二活塞29向右運(yùn)動，蓄能腔38內(nèi)的預(yù)充氮?dú)獗粔嚎s，從而壓力增高，當(dāng)壓力達(dá)到平衡時采樣停止。采樣停止后，操作員通過上位機(jī)軟件使電機(jī)21反轉(zhuǎn)，使第二限位開關(guān)16至電路腔體20處，回復(fù)原位，采樣閥2關(guān)閉，完成整個采樣過程。
[0022]2、第二種采樣方式中，通過設(shè)定具體采樣時間來進(jìn)行采樣，采樣過程同I所述。
【權(quán)利要求】
1.一種電動式深海熱液保壓采樣器，包括采樣管、采樣閥、電控驅(qū)動器和采樣筒，其特征在于: 所述的電控驅(qū)動器包括同軸設(shè)置的驅(qū)動器腔體、電路腔體、電路腔端蓋、驅(qū)動器端蓋、電機(jī)和傳動絲桿； 所述的電路腔體為一端開放的圓筒形，其底部中心開有導(dǎo)線通孔，電路腔端蓋固定設(shè)置在電路腔體的開放端；電路腔端蓋上開有兩個電纜接頭通孔，電纜接頭通孔內(nèi)壁攻有螺紋，第一水密電纜接頭和第二水密電纜接頭與電路腔端蓋螺紋連接； 所述的驅(qū)動器腔體為兩端開放的圓筒形，一端與所述的電路腔體對接，另一端固定設(shè)置有驅(qū)動器端蓋，驅(qū)動器腔體與電路腔體通過導(dǎo)線通孔相通；驅(qū)動器腔體內(nèi)壁沿軸向開有直線槽，直線槽貫穿驅(qū)動器腔體的兩端；與驅(qū)動器腔體同軸設(shè)置的套筒位于驅(qū)動器腔體內(nèi)，所述的套筒為一端開放的圓筒形，其底部中心開有電機(jī)軸通孔，套筒的外壁開有限位槽，限位槽與直線槽位置對應(yīng)，限位滾珠的同時設(shè)置在限位槽和直線槽內(nèi)，套筒與驅(qū)動器腔體通過限位滾珠、限位槽和直線槽進(jìn)行圓周方向的限位，同時進(jìn)行實(shí)現(xiàn)軸向移動； 所述的電機(jī)固定設(shè)置在套筒內(nèi)，兩個限位開關(guān)分設(shè)在電機(jī)的兩端，其中第一限位開關(guān)設(shè)置在套筒底部的外側(cè)，第二限位開關(guān)設(shè)置在電機(jī)的尾部端面；電機(jī)的電機(jī)軸穿過電機(jī)軸通孔設(shè)置，傳動絲桿的一端通過緊定螺釘與電機(jī)軸同軸固定連接；驅(qū)動器端蓋的外端面中心處開有采樣活塞盲孔，采樣閥的采樣活塞的端部設(shè)置在采樣活塞盲孔內(nèi)，傳動絲桿的另一端與采樣活塞的端部相接；采樣活塞盲孔的底面開有與傳動絲桿螺紋匹配的螺紋孔，傳動絲桿穿過螺紋孔設(shè)置，并與驅(qū)動器端蓋螺紋連接； 所述的采樣筒包括同軸設(shè)置的采樣腔體、蓄能腔體、連接器和充氣閥閥體；所述的采樣腔體為一端開放的圓筒形，其底部開有進(jìn)液通孔，采樣腔體內(nèi)設(shè)置有第一活塞；所述的蓄能腔體為兩端開放的圓筒形，采樣腔體的開放端與蓄能腔體的一端通過連接器連接；所述的連接器上開有腔體連通孔，采樣腔體與蓄能腔體通過腔體連通孔相通，蓄能腔體內(nèi)設(shè)置有第二活塞；蓄能腔體的一端固定設(shè)置有充氣閥閥體，充氣閥閥體上開有閥孔，閥孔內(nèi)設(shè)置有閥芯； 所述的采樣管的一端與采樣閥的進(jìn)液口連接，采樣閥的出液口與采樣腔體的進(jìn)液通孔連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電動式深海熱液保壓采樣器，其特征在于:所述的電控驅(qū)動器與采樣筒通過固定板固定連接，固定板上固定設(shè)置有手柄。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電動式深海熱液保壓采樣器，其特征在于:所述的閥孔為階梯形狀孔，其外端盲孔攻有螺紋，螺紋壓帽、上壓環(huán)、密封填料環(huán)、支撐環(huán)同軸設(shè)置在閥孔內(nèi)；螺紋壓帽攻有內(nèi)螺紋和外螺紋，通過外螺紋固定設(shè)置在閥孔內(nèi)；閥芯通過螺紋固定設(shè)在螺紋壓帽內(nèi)，并依次穿過上壓環(huán)、密封填料環(huán)、支撐環(huán)；閥芯另一端接觸設(shè)置在進(jìn)氣口上。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電動式深海熱液保壓采樣器，其特征在于:所述的驅(qū)動器端蓋的內(nèi)端面對應(yīng)第一限位開關(guān)的位置設(shè)置有限位塊；所述的傳動絲桿與采樣活塞之間活動設(shè)置有減摩滾珠。
【文檔編號】G01N1/10GK103884536SQ201410111093
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】吳世軍, 蔣振輝, 鄧學(xué)磊, 楊燦軍 申請人:浙江大學(xué)