CN105300731B - 浅水序列保压采样器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浅水序列保压采样器，包括防水罩、阀盘、12个电机驱动阀模块、11个采样筒、1个保压筒及1根一路转十一路管道，采样筒及保压筒均为密闭筒状，两端设有阀门，筒内由活塞隔为两个腔室，保压筒与11个采样筒均布于防水罩外周，采样筒端部与阀盘进液口由采样通道连通，保压筒端部与阀盘保压口由保压通道连通，管道的进口端连接保压口，另十一个出口端分别连接11个采样筒的另一端，12个电机驱动阀模块分别控制保压通道及11个采样通道的通断。本发明的浅水序列保压采样器采用真空负压的方式采取浅海海水，结构简单，水中重量仅为几千克；且该序列采样器具有单独的压力补偿模块，在外界环境变化时仍能对样本进行可靠的压力保持。
Description
技术领域
本发明涉及一种采样器，尤其涉及一种浅水序列保压采样器。
背景技术
热液活动是当今世界各国科学家热门研究重点之一，热液区蕴藏大量的矿物资源及极端环境下的生物群落特征，使其具有重要的科学研究价值。水下采样技术是研究热液的必备手段。目前国内对于水下采样器的研究还是十分缺乏，现有的深海采样器利用了深海水压强高的特性，水样可自动进入采样器，此外通过在容器内部预充高压氮气的方式可以对样本进行保压。但深海采样器的局限性也十分大，浅水区水压小的地方并不能采取水样。在浅水区，水压与大气压强差距仍十分大，故无论从保持生物群落的完好性还是从保存水样中的气体成分来看，一款能够在浅水取样且能保持样本水压的取样器是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种通道多、密封性好且操作简单的浅水序列保压采样器。
本发明的一种浅水序列保压采样器，包括圆筒状且一端开口的防水罩、同轴线密封固定于防水罩开口端的阀盘、11个采样筒、1个保压筒、12个电机驱动阀模块以及1根一进十一出的管道；采样筒及保压筒均为密闭筒状，两端设有阀门，筒内由活塞隔为两个腔室，阀盘上开有进液口和保压口，保压筒与11个采样筒均布于防水罩外周，且一端均与阀盘螺纹连接，采样筒端部与进液口由采样通道连通，两腔室均抽为真空。保压筒端部与保压口由保压通道连通，该端的腔室内充入高压去离子水，另一侧腔室内则充入高压气体。一进十一出的管道的进口端连接保压口，另十一个出口端分别连接11个采样筒的另一端，12个电机驱动阀模块分别控制保压通道及11个采样通道的通断。
所述的电机驱动阀模块的结构可参见CN201510238714.0中阀盘与防水罩形成的空间内多个阀中的任一个的结构。
本发明的浅水序列保压采样器采用电机驱动方式来开启和关闭采样阀，触发结构简单，动作可靠性高；该采样器通过一端真空的方式采集水样本，结构简单方便；该采样器设计了主动补偿压力的结构，弥补了其他采样器在浅水区水压较小的情况下无法保压的特性，极大提高了样本的可靠性。
附图说明
图1是浅水序列保压采样器的结构示意图；
图2是采样筒或保压筒的结构示意图。
图3是阀盘的结构示意图。
图4是电机驱动阀模块的结构示意图。
图5是本发明采样器的原理示意图。
具体实施方式
以下为本发明的一个具体实例，结合附图对本发明做进一步说明。
参照图1-3，本发明的一种浅水序列保压采样器，包括11个采样筒2、1个保压筒6、1根一路转十一路的管道5以及同轴线设置的防水罩1和阀盘4，阀盘4与防水罩1的开口端密封固定，阀盘4内侧开有12个轴向的阶梯状盲孔，12个阶梯状盲孔分别与12个电机驱动阀模块3螺纹连接，阀盘4外侧开有12个轴向的螺纹孔，12个螺纹孔分别与11个采样筒2以及1个保压筒6螺纹连接，采样筒2包括进样阀阀芯2-6以及同轴线设置的充气阀阀芯2-1、充气阀2-2、采样筒腔体2-3、活塞2-4和进样阀2-5，采样筒两个腔室内均抽为真空，保压筒结构与采样筒相同，但两个腔室内分别充入高压气体和高压去离子水，阀盘4开有11个采样通道4-1连接阀盘4进样口4-3以及采样筒2进样阀，还开有一个保压口4-4和保压通道4-2，保压通道连接保压口和保压筒6高压去离子水腔室一端的阀门，一路转十一路的管道5进口端连接保压口，另十一路出口端分别连接采样筒的充气阀。
所述的12个电机驱动阀模块分别用于控制保压通道和11个采样通道的通断，其具体结构可参见CN201510238714.0，该深海电动式多通阀即采用电机驱动方式来开启和关闭采样阀，本发明的电机驱动阀模块的结构便可采用该多通阀中任一通路阀门的结构。如图4所示，具体为：
包括阀芯，阀芯上依次套有阀座、阀套和挡板，阀座与阀芯的锥面端形成锥面密封，阀套内圆周与阀芯通过O型圈密封，阀套外圆周开有环形凹槽，环形凹槽与阀盘上的采样通道或保压通道连通，环形凹槽上设有径向通孔，弹簧腔一端与挡板相抵，弹簧腔的腔体内设有由内向外同轴线装置的阀芯拉杆、弹簧座和弹簧，阀芯拉杆的一端与阀芯的螺纹端螺纹连接，阀芯拉杆的另一端上拧有螺母，螺母紧压弹簧座使弹簧呈压缩状态，弹簧腔的另一端与驱动器壳体螺纹连接，驱动器壳体内轴向置有电机、联轴器及传动螺杆，电机与驱动器壳体固定，电机的输出轴与联轴器的一端固定，联轴器的另一端为圆筒，圆筒内壁上具有两个对称的轴向凹槽，传动螺杆的一端具有两个凸起，分别嵌于两轴向凹槽内，传动螺杆的另一端穿过驱动器壳体的中心螺纹孔形成螺纹配合，传动螺杆该端的端部嵌有滚珠，滚珠与阀芯拉杆端部相接触。
本发明的原理示意图如图5所示，初始状态时，11个采样筒2内部均抽为真空，活塞2-4处于靠近进样阀2-5的位置，保压筒2靠近充气阀2-2的腔体充满高压气体，靠近进样阀2-5的腔体充满高压去离子水，12个电机驱动阀模块3均处于关闭状态。
工作时，控制采样筒2的电机驱动阀模块3打开，水样通过阀盘4的通道进入打开的电机驱动阀模块3对应的采样筒2，采样筒2靠近充气阀2-2的腔体内真空，活塞2-4朝充气阀2-2端移动，水样进入腔体，之后对应的电机驱动阀模块3关闭。
当11个采样筒2均采集完水样之后，保压筒6对应的电机驱动阀模块3打开，保压筒6内的高压气体推动活塞2-4，将高压去离子水通过阀体4上的通道及软管5压入11个采样筒2靠近充气阀2-2端的腔体，关闭对应的电机驱动阀模块3，高压去离子水进入采样筒2之后将压力通过活塞2-4传递给采取的水样，保持压力。
Claims (2)
1.一种浅水序列保压采样器，其特征在于，包括圆筒状且一端开口的防水罩、同轴线密封固定于防水罩开口端的阀盘、11个采样筒、1个保压筒、12个电机驱动阀模块以及1根一进十一出的管道；采样筒及保压筒均为密闭筒状，两端设有阀门，筒内由活塞隔为两个腔室，阀盘上开有进液口和保压口，保压筒与11个采样筒均布于防水罩外周，且一端均与阀盘螺纹连接，采样筒该端阀门与阀盘的进液口由采样通道连通，保压筒该端阀门与阀盘的保压口由保压通道连通，一进十一出的管道的进口端连接保压口，另十一个出口端分别连接11个采样筒的另一端阀门；
阀盘内侧开有12个轴向的阶梯状盲孔，12个阶梯状盲孔分别与12个电机驱动阀模块螺纹连接，阀盘外侧开有12个轴向的螺纹孔，12个螺纹孔分别与11个采样筒以及1个保压筒螺纹连接；所述进液口设于所述阀盘的外盘面上，11个所述采样通道共用所述进液口，12个电机驱动阀模块分别控制保压通道及11个采样通道的通断；
在初始状态时，所述的保压筒与保压口相连端的腔室内充入高压去离子水，另一侧腔室内充入高压气体；所述的采样筒内的两个腔室均为真空，活塞处于靠近阀盘的一端；
工作时，控制所述采样筒的电机驱动阀模块打开，水样通过阀盘的采样通道进入与电机驱动阀模块相对应的采样筒；
保压时，在11个采样筒均采集完水样之后，保压筒的电机驱动阀模块打开，保压筒内的高压气体推动其内活塞，使高压去离子水通过阀盘上的保压通道及软管压入11个采样筒内，对存储于采样筒的腔室内水样进行保压。
2.根据权利要求1所述的浅水序列保压采样器，其特征在于，所述的一进十一出的管道由工程塑料或者合金制成。
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