CN110736594A - 深部取芯器舱体高压密封测试舱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及深部取芯器舱体高压密封测试舱，包括筒体、上端密封装置和下端密封装置；上端口密封装置包括锁紧环和由内往外设置的中心杆、内筒和外筒，中心杆上有轴向贯通的通道；中心杆下端有支承内筒的外台阶，内筒上端有支承外筒内台阶的支承面，外筒下端与筒体固接，锁紧环与外筒上端固接；中心杆上端与锁紧环螺纹连接，上端密封装置可利用螺纹向上拉紧中心杆使外台阶与内筒、支承面与内台阶相抵持从而形成多处端面硬密封。本发明采用螺纹拉紧可使密封端面贴合更加紧密，增强密封效果，可适用于高压环境；多处密封面采用锥面密封，密封性能更加可靠，可用于测试保压舱的耐压特性，利于为保真取芯钻机的研发与设计提供试验依据与数据支撑。
Description
技术领域
本发明涉及取芯器密封装置技术领域，尤其涉及深部取芯器舱体高压密封测试舱。
背景技术
海底钻机在深海获取样品后，需要保真舱保压控制装置在原位环境对样品进行保压密封。保压舱的密封性能直接影响着保压舱的保压性能。
保真舱的保压性能需要通过试验不断验证与改进，因而测试试验平台应运而生。测试试验平台包括试验舱和外部压力供给单元。现有的试验舱上端和下端的密封装置均采用螺纹堵头进行密封，螺纹密封的密封性能不佳，而且在较高的压力下容易密封失效。
发明内容
本发明旨在提供深部取芯器舱体高压密封测试舱，密封性能可靠，可适用于高压环境。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
深部取芯器舱体高压密封测试舱，包括筒体、设于筒体上端用于密封筒体上端口的上端密封装置和设于筒体下端用于密封筒体下端口的下端密封装置；
所述上端口密封装置包括同轴设置的中心杆、锁紧环、内筒和外筒，所述中心杆、内筒、外筒由内向外依次设置，所述中心杆上设有轴向贯通的通道；
所述中心杆下端有用于支承内筒的第一外台阶，所述外筒内壁有第一内台阶，所述内筒上端有用于支承外筒第一内台阶的第一支承面，所述外筒下端伸进筒体上端内部并与筒体固接；
所述中心杆上端伸出外筒上端口并与锁紧环的螺纹孔螺纹连接，所述上端密封装置可通过拧紧锁紧环向上拉紧中心杆使第一外台阶与内筒、第一支承面与第一内台阶相抵持从而形成多处端面硬密封。
其中，当中心杆向上拉紧时，内筒的下端面与中心杆的第一外台阶相抵。
优选地，所述第一支承面与第一内台阶的接触面为锥面。
进一步的，中心杆与内筒之间还设有套筒，所述中心杆外设有用于支承套筒的第二外台阶，所述内筒有与套筒适配的第二内台阶；
当中心杆向上拉紧时，套筒的下端面与中心杆的第二外台阶相抵，套筒的上端面与第二内台阶相抵。
优选地，套筒的下端面与第二外台阶的接触面，以及套筒的上端面与第二内台阶的接触面均为锥面。
进一步的，所述筒体内壁有用于支承外筒的第三内台阶，所述外筒有第三外台阶，所述外筒下端面与第三内台阶相抵，所述筒体上端面与第三外台阶相抵。
优选地，所述外筒下端面与第三内台阶的接触面，以及筒体上端面与第三外台阶的接触面均为锥面。
进一步的，所述下端密封装置包括阀板阀，所述阀板阀包括阀座和阀瓣，阀瓣一端与阀座上端活动连接，阀座顶部有与阀瓣匹配的阀口密封面，所述阀瓣有与阀口密封面适配的阀瓣密封面。
优选地，所述阀口密封面为圆锥面，阀瓣密封面与阀口密封面的锥度相同。
进一步的，所述翻板阀通过外螺纹部件、弹簧和安装环固定在筒体内；所述外螺纹部件与筒体下端口螺纹连接，所述阀座底面与外螺纹部件相抵；
所述弹簧压缩在翻板阀与安装环之间，所述筒体内壁有用于抵持安装环的第四内台阶，所述弹簧上端顶在安装环上使安装环抵持在第四内台阶上，弹簧下端顶在阀瓣上给阀瓣提供初始密封压力，所述阀座与筒体间设有密封圈。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1，本发明采用螺纹拉紧可使密封端面贴合更加紧密，增强密封效果，可适用于高压环境；可用于测试保压舱的耐压特性，可验证设计方案的可行性与科学性，便于从结构上、材料上对该保真舱进行改进，利于为保真取芯钻机的研发与设计提供试验依据与数据支撑；其
2，多处密封面采用锥面密封，密封性能更加可靠；
3，本发明还可以用于测试不同翻板阀的密封性能和变形量，验证不同结构、不同形状的翻板阀的保压能力。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A处的局部放大图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
如图1、2所示，本发明公开的深部取芯器舱体高压密封测试舱，包括筒体6、设于筒体6上端用于密封筒体6上端口的上端密封装置和设于筒体6下端用于密封筒体6下端口的下端密封装置。
上端口密封装置包括同轴设置的中心杆10、锁紧环9、内筒7、套筒11和外筒8，中心杆10、内筒7、外筒8由内向外依次设置，套筒11设于中心杆10与内筒7之间，中心杆10上设有轴向贯通的通道101，通道101可用于外接液压源。中心杆10上设有用于支承内筒7的第一外台阶102和用于支承套筒11的第二外台阶103，第一外台阶102位于中心杆10下端，第二外台阶103位于第一外台阶102上方。
外筒8内壁有第一内台阶81，内筒7上端有用于支承外筒8第一内台阶81的第一支承面71，外筒8下端伸进筒体6上端内部并与筒体6固接，外筒8与筒体6螺纹连接 。
中心杆10上端伸出外筒8上端口并与锁紧环9的螺纹孔螺纹连接，上端密封装置可拧紧锁紧环9向上拉紧中心杆10使第一外台阶102与内筒7、第一支承面71与第一内台阶81相抵持、套筒11的下端面与中心杆10的第二外台阶103相抵，套筒11的上端面与第二内台阶72相抵，从而形成多处端面硬密封，密封性能更加可靠。锁紧环9锁紧时与外筒8抵紧。
本实施方式中，当中心杆10向上拉紧时，内筒7的下端面与中心杆10的第一外台阶102相抵，内筒7的下端与第一外台阶102的接触面包括水平环面和圆锥面。当然，在其他实施方式中也可在内筒7内设置与第一外台阶102适配的内台阶。
筒体6内壁有用于支承外筒8的第三内台阶61，外筒8有第三外台阶82，外筒8下端面与第三内台阶61相抵，筒体6上端面与第三外台阶82相抵。
外筒8下端面与第三内台阶61的接触面，以及筒体6上端面与第三外台阶82的接触面均为锥面。第一支承面71与第一内台阶81的接触面、套筒11的下端面与第二外台阶103的接触面，以及套筒11的上端面与第二内台阶72的接触面均为锥面。锥面密封，能承受更高的密封压力，可提高测试舱的保压能力。
第三内台阶61从下往上直径逐渐增大，第三外台阶82、第一内台阶81、第二外台阶103和第二内台阶72均从上往下直径逐渐增大。
下端密封装置包括阀板阀，阀板阀包括阀座1和阀瓣2，阀瓣2一端与阀座1上端活动连接，阀座1顶部有与阀瓣2匹配的阀口密封面11，阀瓣2有与阀口密封面11适配的阀瓣密封面。
本实施方式中阀口密封面11为圆锥面，阀瓣密封面与阀口密封面11的锥度相同。当然，在其他实施方式中，阀瓣密封面与阀口密封面11也可为球面。
本实施方式中，翻板阀通过外螺纹部件3、弹簧4和安装环5固定在筒体6内；外螺纹部件3与筒体6下端口螺纹连接，阀座1底面与外螺纹部件3相抵。
弹簧4压缩在翻板阀与安装环5之间，筒体6内壁有用于抵持安装环5的第四内台阶62，弹簧4上端顶在安装环5上使安装环5抵持在第四内台阶62上，弹簧4下端顶在阀瓣2上给阀瓣2提供初始密封压力，阀座1与筒体6间设有密封圈21。这种结构方便更换翻板阀，便于测试不同翻板阀的密封性能和变形量，验证不同结构、不同形状的翻板阀的保压能力。
安装翻板阀5时，将筒体6倒置，将安装环5放进筒体6内，由于筒体6内部有用于抵持安装环5的第四内台阶62，当安装环5落到第四内台阶62上时便停止，然后将弹簧4放进筒体6内，再将关闭状态的翻板阀放入筒体6中，翻板阀压在弹簧4上，使弹簧4下端顶在安装环5上，弹簧4上端顶在阀瓣2上防止翻板阀5继续下落，同时弹簧4给阀瓣2提供初始密封压力，随后再将外螺纹部件3拧上抵在阀座1上，实现翻板阀的安装固定，随后将筒体6正立过来即可。
当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.深部取芯器舱体高压密封测试舱，包括筒体、设于筒体上端用于密封筒体上端口的上端密封装置和设于筒体下端用于密封筒体下端口的下端密封装置，其特征在于：
所述上端口密封装置包括同轴设置的中心杆、锁紧环、内筒和外筒，所述中心杆、内筒、外筒由内向外依次设置，所述中心杆上设有轴向贯通的通道；
所述中心杆下端有用于支承内筒的第一外台阶，所述外筒内壁有第一内台阶，所述内筒上端有用于支承外筒第一内台阶的第一支承面，所述外筒下端伸进筒体上端内部并与筒体固接；
所述中心杆上端伸出外筒上端口并与锁紧环的螺纹孔螺纹连接，所述上端密封装置可通过拧紧锁紧环向上拉紧中心杆使第一外台阶与内筒、第一支承面与第一内台阶相抵持从而形成多处端面硬密封。
2.根据权利要求1所述的深部取芯器舱体高压密封测试舱，其特征在于：当中心杆向上拉紧时，内筒的下端面与中心杆的第一外台阶相抵。
3.根据权利要求1所述的深部取芯器舱体高压密封测试舱，其特征在于：所述第一支承面与第一内台阶的接触面为锥面。
4.根据权利要求1、2或3所述的深部取芯器舱体高压密封测试舱，其特征在于：中心杆与内筒之间还设有套筒，所述中心杆外设有用于支承套筒的第二外台阶，所述内筒有与套筒适配的第二内台阶；
当中心杆向上拉紧时，套筒的下端面与中心杆的第二外台阶相抵，套筒的上端面与第二内台阶相抵。
5.根据权利要求4所述的深部取芯器舱体高压密封测试舱，其特征在于：套筒的下端面与第二外台阶的接触面，以及套筒的上端面与第二内台阶的接触面均为锥面。
6.根据权利要求1所述的深部取芯器舱体高压密封测试舱，其特征在于：所述筒体内壁有用于支承外筒的第三内台阶，所述外筒有第三外台阶，所述外筒下端面与第三内台阶相抵，所述筒体上端面与第三外台阶相抵。
7.根据权利要求6所述的深部取芯器舱体高压密封测试舱，其特征在于：所述外筒下端面与第三内台阶的接触面，以及筒体上端面与第三外台阶的接触面均为锥面。
8.根据权利要求1所述的深部取芯器舱体高压密封测试舱，其特征在于：所述下端密封装置包括阀板阀，所述阀板阀包括阀座和阀瓣，阀瓣一端与阀座上端活动连接，阀座顶部有与阀瓣匹配的阀口密封面，所述阀瓣有与阀口密封面适配的阀瓣密封面。
9.根据权利要求8所述的深部取芯器舱体高压密封测试舱，其特征在于：所述阀口密封面为圆锥面，阀瓣密封面与阀口密封面的锥度相同。
10.根据权利要求8或9所述的深部取芯器舱体高压密封测试舱，其特征在于：所述翻板阀通过外螺纹部件、弹簧和安装环固定在筒体内；所述外螺纹部件与筒体下端口螺纹连接，所述阀座底面与外螺纹部件相抵；
所述弹簧压缩在翻板阀与安装环之间，所述筒体内壁有用于抵持安装环的第四内台阶，所述弹簧上端顶在安装环上使安装环抵持在第四内台阶上，弹簧下端顶在阀瓣上给阀瓣提供初始密封压力，所述阀座与筒体间设有密封圈。
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Legal Events
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