CN101762403B - 一种沉积物取样器低扰动密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种沉积物取样器低扰动密封装置。现有的技术密封效果差，样品流失严重。本发明包括活塞密封机构和气密封机构，活塞密封机构设置在气密封机构的上部；活塞密封机构中的取样筒两端开放，取样筒内活动设置活塞，活塞的顶部和底部分别设置有密封机构和支撑法兰。气密封机构中的切割刀头与下支座同轴设置，密封腔位于切割刀头与下支座之间，气密皮囊紧贴在密封腔内壁设置，密封腔外侧壁与内侧壁之间上开有环形导气沟槽，密封腔的外壁上开有外导气孔，外导气管的一端与外导气孔连接，密封腔的内侧壁上沿导气沟槽周向均匀开有多个内导气孔，本发明体积小、重量轻、操作简单，可在浅水域取到沉积物和上覆水等样品。
Description
技术领域
本发明属于水底沉积物和上覆水取样技术领域，具体涉及一种沉积物取样器低扰动密封装置。
背景技术
在浅水域低扰动沉积物取样过程中，其中一项关键技术就是对执行取样的器件实施低扰动的有效封口。如果不能将取样筒上端管口进行有效封口，将导致沉积物在取样器上拉出水过程从取样筒中滑出，使样品流失，也影响样品的层次结构，使取样失败。如果取样筒底端封口不严，由于沉积物自重原因，取样器在提升过程中同样会产生样品流失，同样也影响样品的层次结构，使取样失败。另外，封口过程不能对取样筒内的沉积物产生扰动，扰动会影响沉积物的层次结构。
其他取样密封方法是，取样前取样筒两端是敞开的，使沉积物进入管中，取样结束后，通过梅花瓣结构进行管口密封(专利号：ZL02150917.4)；或是采用自调节封口盖结构进行管口密封(专利号：ZL200510049874.7)。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种沉积物取样器低扰动密封装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种沉积物取样器低扰动密封装置包括活塞密封机构和气密封机构，活塞密封机构设置在气密封机构的上部。
所述的活塞密封机构包括活塞拉杆、活塞、密封档圈、密封环、上支撑法兰、下支撑法兰和取样筒；所述的取样筒两端开放，取样筒内活动设置活塞，活塞的顶部自下而上依次设置密封档圈和上支撑法兰，上支撑法兰、密封档圈和活塞通过螺栓固定连接，活塞拉杆的一端与上支撑法兰固定连接；活塞的底部自上而下依次设置密封环和下支撑法兰，下支撑法兰、密封环和活塞通过螺栓固定连接；所述的活塞、密封档圈和密封环与取样筒内侧壁间隙配合；活塞、密封档圈、密封环、上支撑法兰、下支撑法兰和取样筒均为同轴设置。
所述的气密封机构包括下支座、密封腔、切割刀头、气密皮囊、密封拉杆和导气管；切割刀头为内部中空的圆锥台，切割刀头与下支座同轴设置，筒形结构的密封腔位于切割刀头与下支座之间，切割刀头与下支座通过设置在外部的密封拉杆将密封腔同轴固定连接，气密皮囊紧贴在密封腔内壁设置，密封拉杆固定密封腔的同时夹紧气密皮囊，密封腔外侧壁与内侧壁之间上开有环形导气沟槽，密封腔的外壁上开有外导气孔，外导气管的一端与外导气孔连接，密封腔的内侧壁上沿导气沟槽周向均匀开有n个内导气孔，3≤n≤7。
本发明具有的有益效果是：取样筒上密封采用活塞密封，下密封采用气密皮囊通过高压气体使皮囊变形进行密封。取样和密封过程不产生扰动，不影响沉积物的层次结构。该密封装置体积小、重量轻、操作简单，可在浅水域取到沉积物和上覆水等样品，保持样品原有的层次结构和状态，是一种能在浅水域通过手工操作进行沉积物低扰动取样的密封装置。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明的气密封机构取样前剖面图。
图3是本发明的气密封机构取样后剖面图。
图4是本发明的密封腔纵剖面图。
图5是本发明的密封腔横剖面图。
图中：1、活塞拉杆，2、螺栓，3、上支撑法兰，4、密封档圈，5、活塞，6、密封环，7、上支撑法兰，8、取样筒，9、下支座，10、密封腔，11、密封拉杆，12、切割刀头，13、气密皮囊，14、外导气孔，15、外导气管，16、导气沟槽，17、内导气孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种沉积物取样器低扰动密封装置包括活塞密封机构和气密封机构两个部分：
1)、活塞密封机构：包括活塞拉杆1、螺栓2、上支撑法兰3、密封档圈4、活塞5、密封环6、下支撑法兰7和取样筒8。活塞机构形成取样筒8的上端口密封，取样筒8两端开放，取样筒内活动设置活塞5，活塞的顶部自下而上依次设置密封档圈4和上支撑法兰2，上支撑法兰2、密封档圈4和活塞5通过螺栓2固定连接，活塞拉杆1的一端与上支撑法兰3通过螺纹固定连接；活塞5的底部自上而下依次设置密封环6和下支撑法兰7，下支撑法兰7、密封环6和活塞5通过螺栓2固定连接；所述的活塞5、密封档圈4和密封环7与取样筒8内侧壁间隙配合；活塞5、密封档圈4、密封环6、上支撑法兰3、下支撑法兰7和取样筒8均为同轴设置。
取样器到达取样区域之前，活塞机构处于取样筒8的底部，活塞机构随取样筒8同时下放，使其他区域沉积物不能进入取样筒8中。取样器到达位置后，取样筒8继续下放，而活塞机构在活塞拉杆1的拉动下停止运动，形成与取样筒8的相对运动，沉积物进入取样筒8中。
2)、气密封机构：包括下支座9、密封腔10、密封拉杆11、切割刀头12、气密皮囊13、外导气管15。如图2所示，切割刀头12为内部中空的圆锥台，切割刀头12与下支座9同轴设置，筒形结构的密封腔10位于切割刀头12与下支座9之间，切割刀头12与下支座9通过设置在外部的密封拉杆11将密封腔10同轴固定连接，气密皮囊13紧贴在密封腔10内壁设置，密封拉杆11固定密封腔10的同时夹紧气密皮囊10。如图4和图5所示，密封腔10外侧壁与内侧壁之间上开有环形导气沟槽16，密封腔10的外壁上开有外导气孔14，外导气管15的一端与外导气孔14连接，密封腔10的内侧壁上沿导气沟槽13周向均匀开有5个内导气孔17。
当活塞机构运动到取样筒8的顶部位置时，取样筒8内已充满沉积物样品，打开充气泵和阀门，高压气体经过导气管15进入密封腔10，在气体压力作用下，裹在密封腔10上的气密皮囊113产生变形，将取样筒8的入口封死，如图3所示。
密封腔内部设置5个内导气孔，使高压气体进入气密皮囊后，气密皮囊分五段沿圆周均匀变形，形成密封。
活塞机构与取样筒之间的相对运动，使沉积物进入取样筒中，并能够防止其他物质进入取样筒，形成上端口的密封。气密封机构通过把高压气体充入密封腔使气密皮囊发生变形，变形后的皮囊封堵住了取样筒的入口，形成下端口的密封。
为防止在水中发生锈蚀造成粘连等机械故障，活塞机构中的密封档圈和活塞体采用聚胺脂橡胶，密封环采用丁睛橡胶，共同实现活塞的运动导向和密封作用，支撑法兰和固定螺栓采用不锈钢材料制作。气密封机构中的气密皮囊采用丁基橡胶材料，具有高强度的耐拉伸、耐撕裂性能和良好的气密性，其他构件采用不锈钢材料制作。
Claims (1)
1.一种沉积物取样器低扰动密封装置，包括活塞密封机构和气密封机构，活塞密封机构设置在气密封机构的上部，其特征在于：所述的活塞密封机构包括活塞拉杆、活塞、密封档圈、密封环、上支撑法兰、下支撑法兰和取样筒；所述的取样筒两端开放，取样筒内活动设置活塞，活塞的顶部自下而上依次设置密封档圈和上支撑法兰，上支撑法兰、密封档圈和活塞通过螺栓固定连接，活塞拉杆的一端与上支撑法兰固定连接；活塞的底部自上而下依次设置密封环和下支撑法兰，下支撑法兰、密封环和活塞通过螺栓固定连接；所述的活塞、密封档圈和密封环与取样筒内侧壁间隙配合；活塞、密封档圈、密封环、上支撑法兰、下支撑法兰和取样筒均为同轴设置；
所述的气密封机构包括下支座、密封腔、切割刀头、气密皮囊、密封拉杆和导气管；切割刀头为内部中空的圆锥台，切割刀头与下支座同轴设置，筒形结构的密封腔位于切割刀头与下支座之间，切割刀头与下支座通过设置在外部的密封拉杆将密封腔同轴固定连接，气密皮囊紧贴在密封腔内壁设置，密封拉杆固定密封腔的同时夹紧气密皮囊，密封腔外侧壁与内侧壁之间上开有环形导气沟槽，密封腔的外壁上开有外导气孔，导气管的一端与外导气孔连接，密封腔的内侧壁上沿导气沟槽周向均匀开有n个内导气孔，3≤n≤7。
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