一种全海深气密取样器取样试验平台论文和设计-何术东

全文摘要

本实用新型公开了一种全海深气密取样器取样试验平台，包括油缸箱体、泥箱、液压油缸、滑动组件、立柱及控制台；所述的油缸箱体内竖直安装有液压油缸，液压油缸的活塞杆伸出油缸箱体，活塞杆的上端与滑动组件连接，活塞杆上设有拉力传感器；所述的立柱竖直安装在油缸箱体的顶板上，所述的泥箱靠近油缸箱体设置在油缸箱体外侧；所述的滑动组件包括滑动架及取样器夹紧装置；所述的滑动架上对应于立柱设有导向孔，导向孔套装在立柱上；接近开关、位移传感器及拉力传感器与控制台连接。本实用新型结构简单、紧凑、合理，且能够为研究全海深沉积物取样器取样效率与取样器结构形式、取样速度、取样管直径等因素的关系提供了实验基础，降低了设计研发成本。

主设计要求

1.一种全海深气密取样器取样试验平台，其特征是：包括油缸箱体、泥箱、液压油缸、滑动组件、立柱及控制台；所述的油缸箱体内竖直安装有液压油缸，液压油缸的活塞杆伸出油缸箱体，活塞杆的上端与滑动组件连接，活塞杆上设有拉力传感器；所述的立柱竖直安装在油缸箱体的顶板上，所述的泥箱靠近油缸箱体设置在油缸箱体外侧；所述的滑动组件包括滑动架及取样器夹紧装置；所述的滑动架上对应于立柱设有导向孔，导向孔套装在立柱上；所述的取样器夹紧装置安装在滑动架上，位于泥箱的上方，能够夹紧取样器；滑动架上设有多个接近开关；油缸箱体侧面安装有位移传感器的电子仓，位移传感器的磁环固定安装在滑动架上，所述的接近开关、位移传感器及拉力传感器与控制台连接。

设计方案

所述的滑动组件包括滑动架及取样器夹紧装置；所述的滑动架上对应于立柱设有导向孔，导向孔套装在立柱上；所述的取样器夹紧装置安装在滑动架上，位于泥箱的上方，能够夹紧取样器；滑动架上设有多个接近开关；油缸箱体侧面安装有位移传感器的电子仓，位移传感器的磁环固定安装在滑动架上，所述的接近开关、位移传感器及拉力传感器与控制台连接。

2.根据权利要求1所述的全海深气密取样器取样试验平台，其特征是：所述的取样器夹紧装置包括锁紧支撑、锁紧块及锁紧螺杆I；锁紧支撑固定安装在滑动架上，锁紧支撑设置在泥箱上方，所述的锁紧块一端与固定杆铰接，固定杆固定安装在滑动架上，锁紧块的另一端设有螺杆槽；所述的锁紧螺杆I一端与锁紧支撑铰接，另一端置于螺杆槽内，通过螺母锁紧。

3.根据权利要求1所述的全海深气密取样器取样试验平台，其特征是：所述的取样器夹紧装置包括夹紧固定件、夹紧活动件及锁紧螺杆II；所述的夹紧固定件固定安装在滑动架上，夹紧固定件设置在泥箱上方；所述的夹紧活动件通过锁紧螺杆II与夹紧固定件连接。

4.根据权利要求1所述的全海深气密取样器取样试验平台，其特征是：所述的滑动架的导向孔内设有直线轴承，直线轴承套装在立柱上。

5.根据权利要求1所述的全海深气密取样器取样试验平台，其特征是：还包括底座，所述的油缸箱体及两个泥箱固定安装在底座上。

6.根据权利要求1所述的全海深气密取样器取样试验平台，其特征是：所述的液压油缸的活塞杆的上端设有传感器接头，传感器接头与滑动组件连接，传感器接头与滑动组件之间设有拉力传感器。

7.根据权利要求1所述的全海深气密取样器取样试验平台，其特征是：立柱的顶部设有连接板，连接板上设有接近开关检测块安装座I、接近开关检测块安装座Ⅱ，油缸箱体的顶板上设有接近开关检测块安装座III和接近开关检测块安装座IV；滑动架上设有四个接近开关，四个接近开关分别对应于接近开关检测块安装座I、接近开关检测块安装座Ⅱ、接近开关检测块安装座III和接近开关检测块安装座IV设置。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种全海深气密取样器取样试验平台。

背景技术

海底地壳中蕴藏着极其丰富的矿产资源,包括石油、天然气、多金属结核、富钴结壳、热液硫化物、海洋生物、天然气水合物以及黏土矿物等,这些资源具有重大的经济价值和战略意义。在陆地资源日趋枯竭的今天,人类越来越重视海洋资源的开发和利用。

目前，美国、日本、澳大利亚、中国等发达国家已经在海底技术取得了重大突破，陆续研制了深海气密取样装置，为海底表层生物等研究提供了重要保障。然而，现阶段国内海底沉积物取样器取样的效率往往不高，没有深层次研究取样效率与取样器结构形式、取样速度、取样管直径等因素的关系;而且，海底取样往往是几千米甚至上万米，环境恶劣，非常不利于取样器在研发设计过程中的试验验证;即使进行海底取样试验，取样试验成本往往非常高。因此，设计可靠高效的海底沉积物气密物取样器取样试验平台，为深层次研究取样效率与取样器结构形式、取样速度、取样管直径等因素的关系提供了重要手段。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、紧凑、可靠性高的取样试验平台。

本实用新型所采用的技术方案是：一种全海深气密取样器取样试验平台，包括油缸箱体、泥箱、液压油缸、滑动组件、立柱及控制台；所述的油缸箱体内竖直安装有液压油缸，液压油缸的活塞杆伸出油缸箱体，活塞杆的上端与滑动组件连接，活塞杆上设有拉力传感器；所述的立柱竖直安装在油缸箱体的顶板上，所述的泥箱靠近油缸箱体设置在油缸箱体外侧；

上述的全海深气密取样器取样试验平台中，所述的取样器夹紧装置包括锁紧支撑、锁紧块及锁紧螺杆I；锁紧支撑固定安装在滑动架上，锁紧支撑设置在泥箱上方，所述的锁紧块一端与固定杆铰接，固定杆固定安装在滑动架上，锁紧块的另一端设有螺杆槽；所述的锁紧螺杆I一端与锁紧支撑铰接，另一端置于螺杆槽内，通过螺母锁紧。

上述的全海深气密取样器取样试验平台中，所述的取样器夹紧装置包括夹紧固定件、夹紧活动件及锁紧螺杆II；所述的夹紧固定件固定安装在滑动架上，夹紧固定件设置在泥箱上方；所述的夹紧活动件通过锁紧螺杆II与夹紧固定件连接。

上述的全海深气密取样器取样试验平台中，所述的滑动架的导向孔内设有直线轴承，直线轴承套装在立柱上。

上述的全海深气密取样器取样试验平台中，还包括底座，所述的油缸箱体及两个泥箱固定安装在底座上。

上述的全海深气密取样器取样试验平台中，所述的液压油缸的活塞杆的上端设有传感器接头，传感器接头与滑动组件连接，传感器接头与滑动组件之间设有拉力传感器。

上述的全海深气密取样器取样试验平台中，立柱的顶部设有连接板，连接板上设有接近开关检测块安装座I、接近开关检测块安装座Ⅱ，油缸箱体的顶板上设有接近开关检测块安装座III和接近开关检测块安装座IV；滑动架上设有四个接近开关，四个接近开关分别对应于接近开关检测块安装座I、接近开关检测块安装座Ⅱ、接近开关检测块安装座III和接近开关检测块安装座IV设置，四个接近开关分别与控制台连接。

与现有技术相比，本实用新型的技术效果是：

1）本实用新型结构简单、紧凑，操作方便，成本低；

2）本实用新型为研究取样效率与取样器结构形式、取样速度、取样管直径等因素提供了实验基础，可大大降低全海深气密取样器的设计研发成本；

3）海底取样往往是几千米甚至上万米，超高压力，环境恶劣，非常不利于取样器在研发设计过程中的试验验证;海底取样试验，人力、物力成本往往非常高，本实验平台方便了取样器在研发设计过程中的试验验证，大幅降低实验验证所需的人力、财力及物力成本。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是本实用新型的左视图。

图3是本实用新型的滑动组件的主视图。

图4是本实用新型的滑动组件的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1-2所示，本实用新型包括底座1、油缸箱体2、两个泥箱3、液压油缸4、箱体上盖板5、传感器接头6、拉力传感器7、滑动组件8、接近开关检测块安装座I9、位移传感器10、立柱11、连接板12、接近开关检测块安装座II13、接近开关检测块安装座III28、接近开关检测块安装座IV29及控制台。

所述的油缸箱体2底部通过螺栓固定在底座1上，油缸箱体2的顶板5上通过螺栓安装有两个立柱11。油缸箱体2内中间位置设有液压油缸4，液压油缸4的缸筒上端通过法兰盘与油缸箱体2的顶板5连接。油缸箱体2的顶板5中间开通孔，液压油缸4的活塞杆穿过通孔与滑动组件8连接。油缸箱体2的顶板上中部设有接近开关检测块安装座III28和接近开关检测块安装座IV29,两个安装座上分别安装有检测块。液压油缸4活塞杆端部装有传感器接头6，传感器接头6与滑动组件8之间设有拉力传感器7。两立柱顶端的连接板12一侧设有接近开关检测块安装座I9和接近开关检测块安装座Ⅱ13，两个安装座上分别安装有检测块。两个泥箱3靠近油缸箱体2设置位于油缸箱体2的外侧，安装在底座1上。

如图3、4所示，所述的滑动组件8包括滑动架23及两个取样器夹紧装置。所述的滑动架23上对应于两个立柱设有两个导向孔，导向孔内设有直线轴承，直线轴承套装在向对应的立柱上。所述的两个取样器夹紧装置安装在滑动架上，分别位于两个泥箱的上方，能够夹紧取样器。滑动架23设有接近开关25、接近开关26、接近开关17、接近开关27；接近开关26、接近开关27分别对应于接近开关检测块安装座III28、接近开关检测块安装座IV29设置，接近开关17、接近开关25分别对应于接近开关检测块安装座Ⅱ13、接近开关检测块安装座I9设置。油缸箱体2侧面安装有位移传感器10的电子仓，位移传感器10的磁环固定安装在滑动架23上，所述的接近开关25、接近开关26、接近开关17、接近开关27、位移传感器10及拉力传感器7分别与控制台连接。

所述的两个取样器夹紧装置，一个为整体式结构，包括锁紧支撑16、锁紧块15及锁紧螺杆I14；锁紧支撑16固定安装在滑动架23上，锁紧支撑16设置在一泥箱上方，所述的锁紧块15一端与固定杆铰接，固定杆固定安装在滑动架23上，锁紧块15的另一端设有螺杆槽；所述的锁紧螺杆I14一端与锁紧支撑16铰接，另一端置于螺杆槽内，通过螺母锁紧。另一个为分体式结构，包括夹紧固定件、夹紧活动件及锁紧螺杆II；所述的夹紧固定件固定安装在滑动架上，夹紧固定件设置在另一个泥箱上方；所述的夹紧活动件通过锁紧螺杆II与夹紧固定件连接。锁紧螺杆II20尾端设有摇杆19，摇杆连接手柄18；通过锁紧螺杆II20实现夹紧活动件21与夹紧固定件22的夹紧功能。

本实用新型使用时,具体安装及应用操作步骤如下:

1）将底座1、和油缸箱体2螺栓连接;

2）将液压油缸4放入油缸箱体2确保后端直接与油缸箱体2底面接触，油缸箱体顶板5通过螺栓与油缸箱体上端连接，油缸活塞杆穿过通孔与滑动组件8连接，在油缸活塞杆端部安装传感器接头6;

3）完成滑动组件8安装，完成双立柱11与连接板12安装，将滑动组件8按装配要求装入双立柱到指定安装位置，双立柱11与油缸箱体2螺栓连接;

4）在传感器接头6安装拉力传感器7,拉力传感器7上端与滑动组件通过连接座螺栓连接；

5）安装位移传感器，将位移传感器10电子仓安装在油缸箱体4上端侧面，将套在测杆上的磁环安装在滑动组件8上；

6）安装接近开关，滑动组件8下端安装接近开关25、接近开关26、接近开关17、接近开关27。接近开关25为滑动组件8上行接近开关，其检测块安装在接近开关检测块安装座I9上；接近开关17为滑动组件8上行安全接近开关，其检测块安装在接近开关检测块安装座Ⅱ13上。接近开关27为滑动组件8下行接近开关，其检测块安装在接近开关检测块安装座IV29上；接近开关26为滑动组件8下行安全接近开关，其检测块安装在接近开关检测块安装座III28上。

7）安装分体式和整体式取样器夹紧装置，并通过螺栓连接固定于滑动组件8上;

8）将电源线、控制线、拉力传感器输出信号线、位移传感器输出信号线连接触摸屏（数据采集软件）及控制台;

9）按要求安装好实验平台后，进行安装调试，应调试检验合格; 检查相关检测仪器是否按要求安装（位移传感器、S型拉力传感器），检查数据采集软件读数是否正确;

10）在根据海底采样的沉积物样本不同物理特性分析的基础上，制备与海洋沉积物配比相似的沉积物，并放入沉积物泥箱3中；

11）对于分体式取样器试验，转动手柄18，松开夹紧活动件21后，将取样管手柄放入开夹紧活动件21和开夹紧固定件22中间，再转动手柄18，使取样管手柄按要求固定在夹紧装置上；对于整体式取样器试验，利用工具转动锁紧螺杆14，打开锁紧块15，将整体式取样器放入半圆形锁紧支撑16，然后关闭锁紧块15，通过拧紧锁紧螺杆14上的六角螺母，完成整体式取样器的固定。两种形式取样器都应确保取样管的轴线与水平面保持垂直。

12）试验。分别做在不同取样速度、不同配比沉积物、不同开口尺寸取样管、不同结构形式海捞的条件下的模拟取样试验，根据数据采集软件读数记录在不同条件下取样管取样的多少来确定最优的取样速度、取样管开口尺寸和海捞结构形式。

设计图

一种全海深气密取样器取样试验平台论文和设计

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主设计要求

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设计说明书

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