CN113216887A - 一种翻板阀磁力闭合模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种翻板阀磁力闭合模拟装置，包括：工作台，用于驱动所述工作台发生状的驱动机构，阀座与所述阀座活动连接的磁性阀盖，用于排斥所述磁性阀盖的第一磁体，筒体以及用于带动所述筒体升降的升降设备，当所述筒体在所述升降设备的带动下插入所述阀座内时，所述筒体会阻止所述磁性阀盖的闭合，当所述筒体在升降设备带动下与所述磁性阀盖脱离接触后，由所述第一磁体与所述磁性阀盖之间的磁力的作用，磁性阀盖会闭合，模拟装置中的工作台能够旋转和翻转，从而可以模拟深部任意方向钻进取心翻板阀(阀座、阀盖)在磁力作用下的闭合过程。
Description
技术领域
本发明涉及保压取心实验模拟装置技术领域，尤其涉及一种翻板阀磁力闭合模拟装置。
背景技术
深部岩心取样时，为了保护获取到的深部条件下的原位岩心，往往需要借助原位保真取心装置，利用钻具钻取岩心后将岩心存储在原位保真取心装置的翻板阀或保压球阀中，但是现有的原位保真取心装置，在不同钻取环境下，保压效果差异明显，以翻板阀为例，翻板阀的关闭主要依靠弹力和重力，当翻板阀处于不同的倾斜状态时，存在翻板阀无法正常关闭的情况。
为了开发出能够适应于不同钻取状态下的取心保压装置，需要开发出一种能够模拟出深部任意方向钻进取心翻板阀在磁力作用下的闭合过程的模拟装置。然而现有技术中没有相关模拟装置。
因此，现有技术还有待于进一步的提升。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种翻板阀磁力闭合模拟装置，旨在模拟不同钻取状态下翻板阀在磁力作用下闭合的过程。
本发明实施例提供一种翻板阀磁力闭合模拟装置，其中，包括：
工作台，包括用于驱动所述工作台发生转动的驱动机构；
磁力保压控制机构，包括阀座，与所述阀座一端活动连接的磁性阀盖以及用于排斥所述磁性阀盖的第一磁体；所述阀座与所述第一磁体均固定在所述工作台上；
磁性阀盖闭合控制机构，包括筒体，用于带动所述筒体升降的升降设备；所述升降设备固定在所述工作台上，所述升降设备与所述阀座位于同一平面；当所述筒体位于所述阀座内，所述磁性阀盖处于开启状态，当所述筒体与所述磁性阀盖脱离，所述磁性阀盖处于闭合状态。
可选地，所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其中，所述工作台还包括：第一基座及与所述第一基座转动连接的第二基座；所述阀座、所述第一磁体以及所述升降机构均固定在所述第一基座上；
所述驱动机构包括平面旋转驱动机构、垂直翻转驱动机构；所述平面旋转驱动机构用于驱动所述阀座以阀座中轴线为中心旋转；所述垂直翻转驱动机构用于驱动所述阀座绕所述第一基座所在平面翻转。
可选地，所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其中，所述平面旋转驱动机构包括第一齿轮、第二齿轮以及第一动力设备，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮与所述第一动力设备的输出端固定连接；所述第一齿轮固定在所述第一基座背离所述阀座的端面上，所述第一动力设备固定在所述第二基座背离所述第一基座的端面上。
可选地，所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其中，所述垂直翻转驱动机构包括：第一传动单元、第二传动单元以及用于驱动所述第一传动单元与所述第二传动单元的第二动力设备；所述第一传动单元、所述第二传动单元分别与所述第二基座固定连接，所述第一传动单元与所述第二动力设备的输出端连接。
可选地，所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其中，还包括：用于调整所述第一磁体与所述阀座之间距离的位移调节机构，所述位移调节机构固定在所述工作台上；所述位移调节机构包括用于测量所述磁性阀盖与所述第一磁体之间磁力的压力传感器，所述压力传感器与所述第一磁体连接。
可选地，所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其中，所述阀座包括：筒本体以及设置在所述筒本体内部的第二磁体，所述第二磁体用于吸引所述磁性阀盖。
可选地，所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其中，所述阀座还包括：底盖，所述底盖与所述筒本体可拆卸连接，所述底盖上设有用于压力测试的孔。
可选地，所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其中，所述磁性阀盖包括：阀盖本体，固定在所述阀盖本体上用于与所述阀座的开口端活动连接的连接臂，以及固定在所述阀盖本体上的阀盖永磁体。
可选地，所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其中，所述底盖包括底盖本体，用于连接所述筒体本体的第一台阶部、与所述第一台阶部呈阶梯分布的第二台阶部，且所述第二台阶部设置在所述第一台阶部背离所述筒体本体的一端。
可选地，所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其中，所述翻板阀磁力闭合模拟装置还包括：供气机构，所述供气机构通过管道与所述孔连接。
有益效果：本发明实施例提供一种翻板阀磁力闭合模拟装置，包括工作台，用于驱动所述工作台发生状的驱动机构，固定在所述工作台上的阀座与所述阀座活动连接的磁性阀盖，用于排斥所述磁性阀盖的第一磁体，筒体以及用于带动所述筒体升降的升降设备，当所述筒体在所述升降设备的带动下插入所述阀座内时，所述筒体会阻止所述磁性阀盖的闭合，当所述筒体在升降设备带动下与所述磁性阀盖脱离接触后，由所述第一磁体与所述磁性阀盖之间的磁力的作用，磁性阀盖会闭合，从而可以模拟深部钻进取心翻板阀(阀座、阀盖)在磁力作用下的闭合过程。同时，由驱动机构驱动工作台发生转动，带动翻板阀发生转动，使翻板阀处于不同的倾斜角度，从而还可以模拟出在不同倾斜状态下的深部钻进取心翻板阀(阀座、阀盖)在磁力作用下的闭合过程。
附图说明
图1本发明实施例提供的一种翻板阀磁力闭合模拟装置立体图；
图2为本发明实施例提供的翻板阀磁力闭合模拟装置部分结构图；
图3为本发明实施例提供的另一视角翻板阀磁力闭合模拟装置部分结构图；
图4为本发明实施例提供的翻板阀磁力闭合模拟装置部分结构图爆炸图；
图5为本发明实施例提供的阀盖、磁性阀座爆炸图。
具体实施方式
本发明提供一种翻板阀磁力闭合模拟装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1至图3所示，本发明实施例提供一种翻板阀磁力闭合模拟装置，装置包括：外壳体10和设置在所述外壳体10内部的工作台20、用于固定所述工作台20的支座30，固定在所述工作台20表面的磁力保压控制机构40以及磁性阀盖闭合控制机构50，用于驱动所述工作台20发生转动的平面旋转驱动机构60、垂直翻转驱动机构70。
在本实施例中，所述磁力保压控制机构40，包括阀座41，与所述阀座41一端活动连接的磁性阀盖42以及用于排斥所述磁性阀盖42的第一磁体43；所述阀座41与所述第一磁体43均固定在所述工作台20上；所述磁性阀盖闭合控制机构50，包括筒体51，用于带动所述筒体51升降的升降设备52；所述升降设备52固定在所述工作台20上，所述升降设备52与所述阀座41位于同一平面；当所述筒体51位于所述阀座41内，所述磁性阀盖42处于开启状态，当所述筒体51与所述磁性阀盖42脱离，所述磁性阀盖42处于闭合状态。
在本实施例中，通过所述平面旋转驱动机构60、垂直翻转驱动机构70的驱动可以使工作台20的状态发生改变，从而带动设置在所述工作台20上的阀座41的状态发生改变，可以模拟阀座41的不同状态，结合筒体的升降，可以模拟出不同状态下阀座与磁性阀盖之间的闭合情况。
在本实施的一种实现方式中，所述工作台20包括第一基座21、第二基座22，其中，所述第一基座21的形状可以是圆形或其他形状。
示例性地，结合图4，所述第一基座21的形状为圆形，所述第二基座22的形状为圆形，与所述第一基座21相适配。所述第一基座21的中间开设有一个通孔210，所述阀座41穿过所述通孔210，两端外露在所述第一基座21的两侧，所述阀座41其中的一端(连接有磁性阀盖的)通过固定件220固定在所述第一基座21的端面上。所述第一磁体正对所述磁性阀盖设置，即当所述磁性阀盖打开时，所述第一磁体与所述磁性阀盖正对，将磁性阀盖与所述第一磁体正对设置，可以保证磁性阀盖在磁力的作用下发生闭合时不会出现偏移。所述升降设备52设置在所述阀座的一侧。
在本实施例中，所述平面旋转驱动机构60包括第一齿轮61、第二齿轮62以及第一动力设备63，所述动力设备可以是电机，所述第一齿轮61与所述第二齿轮62啮合，所述第二齿轮62与所述第一动力设备63的输出端固定连接；所述第一齿轮61固定在所述圆形基座21背离所述阀座41的端面上(即所述第一齿轮61与所述阀座41分别设置在所述圆形基座21的相对的两个端面上)，所述第二基座22上设置有供电机输出端通过的孔，所述第一动力设备63固定在所述第二基座22上，其输出端靠近所述第一齿轮61，也就是说所述第一齿轮61与所述第二齿轮62设置在所述第一基座21与所述第二基座22之间形成的空间内。由电机转动带动第二齿轮转动，第二齿轮与第一齿轮啮合后，进而带动第一基座21相对与所述第二基座22转动，也即是说，平面旋转驱动机构60可以使所述阀座以其中轴线为中心旋转。
在本实施例中，所述垂直翻转驱动机构70包括：第一传动单元71、第二传动单元72以及用于驱动所述第一传动单元71与所述第二传动单元72的第二动力设73备；所述第一传动单元71、所述第二传动单元72分别与所述第二基座22固定连接，所述第一传动单元71与所述第二动力设备73的输出端连接。其中，所述第一传动单元71包括轴承与所述轴承配合的转轴，所述转轴的一端与所述轴承配合，另一端固定在所述第二基座22上，所述第二传动单元72包括轴承，与所述轴承适配的转轴，所述转轴的一端与轴承配合，另一端固定在所述第二基座22上，所述轴承分别固定在所述支座30上。所述第二动力设备73可以是电动设备也可以是手动设备，示例性地，所述第二动力设备73为手动设备，包括手轮730，转动手轮730可以使第一基座21、第二基座22发生垂直翻转。通过所述平面旋转驱动机构60与所述垂直翻转驱动机构70的配合，可以模拟出垂直钻进、水平钻进、倾斜角度的钻进等情况。
在本实施例的一种实现方式中，所述翻板阀磁力闭合模拟装置还包括：用于调整所述第一磁体43与所述阀座41之间距离的位移调节机构80。其中，所述位移调节机构80包括一个压力传感器(未示出)，所述压力传感器与所述第一磁体连接，通过压力传感器可以检测出所述第一磁体43与磁性阀盖42之间的磁力大小，通过对不同情况下，磁性阀盖42与第一磁体43之间的磁力大小，来调节第一磁体与磁性阀盖之间的距离，从中选择出合适的距离。
结合图5，在本实施例的一种实现方式中，所述磁性阀盖42包括：阀盖本体421，固定在所述阀盖本体421上用于与所述阀座41的开口端活动连接的连接臂422，以及固定在所述阀盖本体上的阀盖永磁体423。其中，所述连接臂423可以是弹性片，通过将弹性片的一端固定在阀盖本体421上，另一端与阀座的一端活动连接。
在本实施例的一种实现方式中，所述阀座41包括：筒本体410以及设置在所述筒本体410内部的第二磁体420，所述第二磁体420用于吸引所述磁性阀盖42。
所述筒本体410为两端开口的圆柱形筒体，所述筒本体410的材质可以是金属材质，如铸铁、钢等。所述第二磁体420为筒状磁体，所述筒状磁体420可以是至少由两个瓦片型磁体沿圆周方向拼接形成，示例性地，如为四个瓦片型磁体(如瓦片型磁体1、瓦片型磁体2、瓦片型磁体3、瓦片型磁体4)沿圆周方向拼接形成，其中，瓦片型磁体的充磁方向可以相同也可以不相同，所述充磁方向包括轴向充磁方向，径向充磁方向。如瓦片型磁体1、瓦片型磁体2、瓦片型磁体3、瓦片型磁体4充磁方向均为轴向方向。
在本实施例的一种实现方式中，所述阀座41还包括：底盖430，所述底盖430与所述筒本体410可拆卸连接，所述底盖430上设有用于压力测试的孔431。
在本实施例中，所述底盖430指的是用于封堵所述筒状本体410另一端(与所述磁性阀盖非连接端)，通过设置端盖430以及磁性阀盖42，可以实现对阀座进行封闭，即在阀座内部形成一个密闭空间。
在本实施例中，所述底盖430包括底盖本体432，用于连接所述筒体本体的第一台阶部433、与所述第一台阶部433呈阶梯分布的第二台阶部434，且所述第二台阶部434置于所述第一台阶部433背离所述筒体本体410的一端。所述第一台阶部433的外表面设置有外螺纹，通过所述外螺纹可以实现与所述筒本体的连接，容易理解的是在所述同本体的内表面设置有与所述第一台阶部433外表面上的外螺纹相适配的内螺纹。当所述第一台阶部433与所述筒本体上的螺纹连接后，所述筒状磁体420背离磁性阀盖的一端抵持在所述第一台阶433上，所述第二台阶部434与所述筒本体的端部紧密贴合，也即是说所述第二台阶部434的直径大于所述第一台阶部433的直径。
在本实施例中，设置在所述底盖430上的用于测试密封压力的孔431位于所述底盖430的中心位置，所述孔431可以与供气机构(图中未示出)通过管道进行连接，可以检测其密闭效果。
综上所述，本发明实施例提供一种翻板阀磁力闭合模拟装置，其包括：工作台，用于驱动所述工作台发生状的驱动机构，阀座与所述阀座活动连接的磁性阀盖，用于排斥所述磁性阀盖的第一磁体，筒体以及用于带动所述筒体升降的升降设备，当所述筒体在所述升降设备的带动下插入所述阀座内时，所述筒体会阻止所述磁性阀盖的闭合，当所述筒体在升降设备带动下与所述磁性阀盖脱离接触后，由所述第一磁体与所述磁性阀盖之间的磁力的作用，磁性阀盖会闭合，从而可以模拟深部任意方向钻进取心翻板阀(阀座、阀盖)在磁力作用下的闭合过程。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种翻板阀磁力闭合模拟装置，其特征在于，包括：
工作台，包括用于驱动所述工作台发生转动的驱动机构；
磁力保压控制机构，包括阀座，与所述阀座一端活动连接的磁性阀盖以及用于排斥所述磁性阀盖的第一磁体；所述阀座与所述第一磁体均固定在所述工作台上；
磁性阀盖闭合控制机构，包括筒体，用于带动所述筒体升降的升降设备；所述升降设备固定在所述工作台上，所述升降设备与所述阀座位于同一平面；当所述筒体位于所述阀座内，所述磁性阀盖处于开启状态，当所述筒体与所述磁性阀盖脱离，所述磁性阀盖处于闭合状态。
2.根据权利要求1所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其特征在于，所述工作台还包括：第一基座及与所述第一基座转动连接的第二基座；所述阀座、所述第一磁体以及所述升降机构均固定在所述第一基座上；
所述驱动机构包括平面旋转驱动机构、垂直翻转驱动机构；所述平面旋转驱动机构用于驱动所述阀座以阀座中轴线为中心旋转；所述垂直翻转驱动机构用于驱动所述阀座绕所述第一基座所在平面翻转。
3.根据权利要求2所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其特征在于，所述平面旋转驱动机构包括第一齿轮、第二齿轮以及第一动力设备，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮与所述第一动力设备的输出端固定连接；所述第一齿轮固定在所述第一基座背离所述阀座的端面上，所述第一动力设备固定在所述第二基座背离所述第一基座的端面上。
4.根据权利要求2所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其特征在于，所述垂直翻转驱动机构包括：第一传动单元、第二传动单元以及用于驱动所述第一传动单元与所述第二传动单元的第二动力设备；所述第一传动单元、所述第二传动单元分别与所述第二基座固定连接，所述第一传动单元与所述第二动力设备的输出端连接。
5.根据权利要求1所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其特征在于，还包括：用于调整所述第一磁体与所述阀座之间距离的位移调节机构，所述位移调节机构固定在所述工作台上；所述位移调节机构包括用于测量所述磁性阀盖与所述第一磁体之间磁力的压力传感器，所述压力传感器与所述第一磁体连接。
6.根据权利要求1所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其特征在于，所述阀座包括：筒本体以及设置在所述筒本体内部的第二磁体，所述第二磁体用于吸引所述磁性阀盖。
7.根据权利要求6所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其特征在于，所述阀座还包括：底盖，所述底盖与所述筒本体可拆卸连接，所述底盖上设有用于压力测试的孔。
8.根据权利要求1所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其特征在于，所述磁性阀盖包括：阀盖本体，固定在所述阀盖本体上用于与所述阀座的开口端活动连接的连接臂，以及固定在所述阀盖本体上的阀盖永磁体。
9.根据权利要求7所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其特征在于，所述底盖包括底盖本体，用于连接所述筒体本体的第一台阶部、与所述第一台阶部呈阶梯分布的第二台阶部，且所述第二台阶部设置在所述第一台阶部背离所述筒体本体的一端。
10.根据权利要求7所述的翻板阀磁力闭合模拟装置，其特征在于，所述翻板阀磁力闭合模拟装置还包括：供气机构，所述供气机构通过管道与所述孔连接。
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