CN111693324A - 一种基于插针过滤取样的无外力渗透膜取样器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及海底渗透膜取样器,更具体涉及一种基于插针过滤取样的无外力渗透膜取样器。包括主筒体,主筒体上端连接弹簧管,主筒体下端连接滑套。陶瓷过滤器设于滑套内,陶瓷过滤器外部套设有筒状外套,外套上下两端分别设有上下端盖并压紧;外套下端盖上还连接有插针锥头;推杆设于主筒体内,下端连接陶瓷过滤器的上端盖,上端连接锥块;弹簧管侧壁内设有销钉,销钉头端穿过弹簧管管壁;销钉套上方的弹簧管上装有压套;铜管一端接在过滤器上端盖上,另一端穿出主筒体并接在渗透膜取样器上。本发明使用插针将铜管带到特定的深度取样,同时避免铜管和沉积物直接接触堵住铜管;减小了插针的直径尺寸,节省材料,同时下插过程阻力减小,便于操作。

Description

一种基于插针过滤取样的无外力渗透膜取样器
技术领域
本发明涉及海底渗透膜取样器,更具体涉及一种基于插针过滤取样的无外力渗透膜取样器。
背景技术
海洋是巨大的资源宝库,其中海底气体水合物已成为引人注目的潜在能源资源。采用无外力渗透膜取样器可以提供持续采用动力,是获取海底气体水合物的理想选择,研究海底气体水合物对研究海底微生物多样性以及基因组成等具有重大的意义。无外力渗透膜取样器作为海底气体水合物采样的理想动力,今后必将会更广泛地应用于海底资源的开发中。
目前,关于这类的渗透膜取样器有很多,采样时由ROV将取样器带到指定位置,取样器一端的铜管插入海底沉积物中进行取样。这些渗透膜取样器都是通过渗透膜两边的浓度不同,产生浓度差提供取水动力的。但要研究特定深度的水样品时,采用直接插入的方法会使沉积物产生很大的扰动,同时铜管内部会进入沉积物,可能会堵住铜管,使得无法继续取样。本发明利用设计的插针,将铜管带到特定的深度,并有陶瓷过滤器实现对沉积物的过滤,可以减小样品的扰动,有助于取样的成功进行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,针对现有技术中存在的不足,提供一种基于插针过滤取样的无外力渗透膜取样器。
为解决现有技术中存在的问题,本发明是通过如下技术方案实现:
提供一种基于插针过滤取样的无外力渗透膜取样器,包括渗透膜取样器、插针和铜管。
插针包括主体部分、过滤部分和机械释放部分。
主体部分包括主筒体。限位盘套设于主筒体外,根据取样深度的不同能调整限位盘在主筒体上的位置,主筒体上端连接弹簧管,弹簧管下端设有翻边,主筒体下端连接滑套。
过滤部分包括陶瓷过滤器,陶瓷过滤器设于滑套内,陶瓷过滤器外部套设有筒状外套,外套侧部上沿轴向均匀设有多个腰圆孔,外套上下两端分别设有上下端盖并压紧;上端盖中间加工有小孔,使水只能通过中间小孔进入铜管中;外套下端盖上还连接有插针锥头;
机械释放部分包括推杆,推杆设于主筒体内,推杆两端都加工有螺纹,下端连接过渡块,上端连接锥块;过渡块与陶瓷过滤器的上端盖通过螺钉连接;锥块设于弹簧管内部,锥块上方的弹簧管内还设有螺纹盖,锥块上端面和螺纹盖间设有弹簧,螺纹盖加工有外螺纹,与弹簧管的内螺纹相连接;弹簧管外中部套设有销钉套,销钉套侧壁加工有腰圆孔,销钉套下端和弹簧管翻边间设有压缩弹簧;弹簧管侧壁内设有销钉,销钉头端穿过弹簧管管壁;初始状态下,销钉套抵住销钉尾端,销钉头端顶住锥块的锥面,用于限制锥块的向下运动;销钉套上方的弹簧管上装有压套;
铜管设于主筒体内,一端接在过滤器上端盖上,另一端穿出主筒体并接在渗透膜取样器上。
作为一种改进,渗透膜取样器包括渗透膜取样器筒体,渗透膜取样器筒体由上下两筒体组成,上下筒体间设有RO膜;上筒体连接有收集液体的针筒。
作为一种改进,外套与上下端盖间均设有硅胶垫片进行密封。
作为一种改进,过渡块上加工有圆孔,能从内部引出铜管,根据取样时间的长短确定铜管的长度,铜管两端均通过转接头与过滤器上端盖和渗透膜取样器下筒体相连。
作为一种改进,销钉套腰圆孔内的弹簧管外壁上还设有限位内六角螺钉,用于销钉套上下运动时的限位。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)使用插针将铜管带到特定的深度取样,同时避免铜管和沉积物直接接触堵住铜管,影响后续水的取样;
(2)在插针插入沉积物中稳定之后触发机械装置,压缩的小弹簧恢复原长的过程中,缓缓推动推杆向下运动,伸出陶瓷过滤器,大大减小了样品的扰动性,所取样品更加准确;
(3)将插针内部的铜管接头和推杆通过过渡块空间错开分布,而不是放在同一平面上,很大程度减小了插针的直径尺寸,节省材料,同时下插过程阻力减小,便于操作;
(4)本装置完全采用机械控制,触发装置简单,对搭载装置的要求低。
附图说明
图1本发明的轴剖图;
图2是机械释放销钉部分的局部放大图;
图3是陶瓷过滤器外套结构示意图;
图中:1—压套,2—螺纹盖,3—小弹簧,4—锥块,5—销钉,6—限位内六角螺钉,7—销钉套,8—大弹簧,9—弹簧管,10—限位盘,11—主筒体,12—推杆,13—平头十字螺钉,14—滑套,15—过渡块,16—陶瓷过滤器外套,17—插针锥头,18—过滤器下端盖,19、21—硅胶垫片,20—陶瓷过滤器,22—过滤器上端盖,23、25—铜管接头,24—铜管,26—堵头,27—渗透膜取样器下筒体,28—RO膜,29—螺母,30—内六角螺栓,31—硅胶垫片,32—渗透膜取样器上筒体。
具体实施方式
结合附图,下面通过具体的实施方案对本发明进行详细说明。
如图1所示,本发明的一种基于插针过滤取样的无外力渗透膜取样器,包括渗透膜取样器,插针和铜管。
渗透膜取样器包括渗透膜取样器筒体,硅胶垫片31,渗透膜RO膜28,堵头26和铜管接头25等。渗透膜取样器筒体由上下两筒体组成,通过螺栓螺母29、30连接,硅胶垫片31放置在上下筒体的凹槽中并压紧渗透膜RO膜28。上筒体32连接有收集液体的针筒,下筒体27连接有接头25,与插针锥头17之间有铜管24连接,多余的螺纹孔用堵头堵住。
带过滤器的插针包括主体部分、过滤部分和机械释放部分。
主体部分包括限位盘10、主筒体11,主筒体11下端设有滑套14,限位盘10套设于主筒体11外部并通过螺钉13紧定,根据取样深度的不同调整限位盘10在主筒体11上的位置。
过滤部分主要包括陶瓷过滤器20及其外部件,陶瓷过滤器20设于主筒体11内底部,外部套有外套16,如图3所示,外套16上加工有腰圆孔,上下两端通过硅胶垫片19、21密封并有上下端盖22、18并压紧,滤器上端盖22中间加工有小孔,使水只能通过中间小孔进入铜管24中。
机械释放部分包括弹簧管9、锥块4、推杆12等。弹簧管9设于主筒体11上端,推杆12设于主筒体11内,两端都加工有螺纹,下端连接过渡块15,过渡块15与过滤器上端盖22通过螺钉连接,推杆12上端连接锥块4。锥块4上分别有小弹簧3和螺纹盖2,螺纹盖2加工有外螺纹,与弹簧管9的内螺纹相连接,使得螺纹盖2可以向下运动并压紧小弹簧3。弹簧管9侧壁加工有小圆孔,圆孔内部放有销钉5,销钉5头端顶住锥块4的锥面,限制锥块4的向下运动。弹簧管9下端设有翻边,弹簧管9外部装有压套1和销钉套6,销钉套6侧壁加工有腰圆孔,销钉套6下端和弹簧管9翻边间装有压缩的大弹簧8,如图2所示,装在弹簧管9上的限位内六角螺钉6卡在销定套9的腰圆孔里,此时销钉套6恰好顶住销钉4尾端,销钉套6上装有压套1。
连接的铜管24通过转接头23、25一端接在过滤器上端盖22上,另一端接在渗透膜取样器上,过渡块15上加工有圆孔,可以从内部引出铜管24,根据取样时间的长短确定铜管24的长度。
下面结合附图介绍本实施方案的工作步骤:
(1)准备过程:将整个装置组装好,小弹簧3此时应处于压缩状态。渗透膜取样器上筒体32内部应放入大量的固体盐颗粒,确保上筒体的浓度始终大于下筒体,水会经过渗透膜RO膜28向上渗透。根据取样时间的多少确定铜管24的长度,起始时铜管24内部也要充满水。
(2)取样时,将渗透膜取样器固定住,利用ROV上的机械手将插针插入海底沉积物中,根据取样深度调整限位盘10在主筒体11上的位置,待限位盘10触到海底面时停止。
(3)插针插入的时候会有扰动,待插入一段时间稳定后,用机械手按住压套1向下运动,此时压套1压住销钉套7同步向下运动,销钉套7不再顶住销钉5,弹簧套9圆孔内的销钉5向外弹出,在小弹簧3的作用下,锥块4带动推杆12向下运动,同时陶瓷过滤器20及其外套16、插针锥头17也向下运动,而主筒体11及滑套14部分静止不动,陶瓷过滤器20露出接触沉积物开始取样。
最后,需要注意的是,以上列举的仅是本发明的具体实例。显然,本发明不限于以上实施例,还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于插针过滤取样的无外力渗透膜取样器,其特征在于,包括渗透膜取样器、插针和铜管;
所述插针包括主体部分、过滤部分和机械释放部分;
主体部分包括主筒体;限位盘套设于主筒体外,根据取样深度的不同能调整限位盘在主筒体上的位置,主筒体上端连接弹簧管,弹簧管下端设有翻边,主筒体下端连接滑套;
过滤部分包括陶瓷过滤器,陶瓷过滤器设于滑套内,陶瓷过滤器外部套设有筒状外套,外套侧部上沿轴向均匀设有多个腰圆孔,外套上下两端分别设有上下端盖并压紧;上端盖中间加工有小孔,使水只能通过中间小孔进入铜管中;外套下端盖上还连接有插针锥头;
机械释放部分包括推杆,推杆设于主筒体内,推杆两端都加工有螺纹,下端连接过渡块,上端连接锥块;过渡块与所述陶瓷过滤器外套上端盖通过螺钉连接;锥块设于弹簧管内部,锥块上方的弹簧管内还设有螺纹盖,锥块上端面和螺纹盖间设有弹簧,螺纹盖加工有外螺纹,与弹簧管的内螺纹相连接;弹簧管外中部套设有销钉套,销钉套侧壁加工有腰圆孔,销钉套下端和弹簧管翻边间设有压缩弹簧;所述弹簧管侧壁内设有销钉,销钉头端穿过弹簧管管壁;初始状态下,销钉套抵住销钉尾端,销钉头端顶住锥块的锥面,用于限制锥块的向下运动;销钉套上方的弹簧管上装有压套;
所述铜管设于主筒体内,一端接在过滤器上端盖上,另一端穿出主筒体并接在渗透膜取样器上。
2.根据权利要求1所述的一种基于插针过滤取样的无外力渗透膜取样器,其特征在于,所述渗透膜取样器包括渗透膜取样器筒体,渗透膜取样器筒体由上下两筒体组成,上下筒体间设有RO膜;上筒体连接有收集液体的针筒。
3.根据权利要求1所述的一种基于插针过滤取样的无外力渗透膜取样器,其特征在于,所述外套与上下端盖间均设有硅胶垫片进行密封。
4.根据权利要求1所述的一种基于插针过滤取样的无外力渗透膜取样器,其特征在于,所述过渡块上加工有圆孔,能从内部引出铜管,根据取样时间的长短确定铜管的长度,铜管两端均通过转接头与所述过滤器上端盖和渗透膜取样器下筒体相连。
5.根据权利要求1所述的一种基于插针过滤取样的无外力渗透膜取样器,其特征在于,所述销钉套腰圆孔内的弹簧管外壁上还设有限位内六角螺钉,用于销钉套上下运动时的限位。
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