CN116136461A - 一种海洋地质取芯装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋地质取芯装置，包括取芯机构，取芯机构包括抓固组件和贯入组件，抓固组件位于贯入组件外侧；锤击机构，锤击机构包括锤击壳和重力锤，重力锤位于锤击壳中，锤击壳位于抓固组件外侧。通过取芯机构和锤击机构相互配合，不仅可以在取芯时减少取芯机构的震动，还能在取芯后自动封住取芯机构上端。

Description

一种海洋地质取芯装置

技术领域

本发明涉及海洋地质取芯领域，特别是一种海洋地质取芯装置。

背景技术

取芯器能获得沉积物的柱状剖面，所以人们把取芯器视为地质学研究中能够采集不扰动底质试样的重要采集设备；现有的海底地质取芯装置通常使用重力式或冲击式，此种取芯方式震动很大，长时间过大的震动容易导致取芯装置内部机械结构松动，不仅可能导致内部机械结构脱落，还会使取得的样品扰动过大，影响检测；取芯机构在取完芯后上端没有密封，容易造成样品泄露。

针对以上问题，现提出一种海洋地质取芯装置，此装置不仅可以在取芯时减少取芯机构的震动，还能在取芯后自动封住取芯机构上端，防止样品漏出。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本发明的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有的海洋地质取芯装置中存在的取芯机构在取芯时震动过大的问题和取芯样品容易从上端漏出的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种海洋地质取芯装置，不仅可以在取芯时减少取芯机构的震动，还能在取芯后自动封住取芯机构上端。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种海洋地质取芯装置，包括，

取芯机构，所述取芯机构包括抓固组件和贯入组件，所述抓固组件位于贯入组件外侧；

锤击机构，所述锤击机构包括锤击壳和重力锤，所述重力锤位于锤击壳中，所述锤击壳位于抓固组件外侧。

作为本发明所述海洋地质取芯装置的一种优选方案，其中：所述抓固组件包括抓固爪和固定件，所述固定件位于抓固爪一侧。

作为本发明所述海洋地质取芯装置的一种优选方案，其中：所述抓固爪包括第一抓槽和第二抓槽，所述第二抓槽位于第一抓槽下方。

作为本发明所述海洋地质取芯装置的一种优选方案，其中：所述第一抓槽包括固定腔和滑动腔，所述滑动腔位于固定腔下方。

作为本发明所述海洋地质取芯装置的一种优选方案，其中：所述固定件包括导向管、第一导向杆和第一弹簧，所述第一导向杆位于导向管中，所述第一弹簧位于导向管外侧。

作为本发明所述海洋地质取芯装置的一种优选方案，其中：所述贯入组件包括贯入件、导气件和密封件，所述导气件位于贯入件上方，所述密封件位于导气件上方。

作为本发明所述海洋地质取芯装置的一种优选方案，其中：所述贯入件包括切角、取样管和增压管，所述取样管位于切角上方，所述增压管位于取样管上方。

作为本发明所述海洋地质取芯装置的一种优选方案，其中：所述导气件包括固定圈、滑动倒角和导气管，所述滑动倒角位于固定圈下方，所述导气管位于滑动倒角下方。

作为本发明所述海洋地质取芯装置的一种优选方案，其中：所述密封件包括固定板、第二导向杆、第二弹簧和密封块，所述第二导向杆位于固定板一侧，所述第二弹簧位于第二导向杆外侧，所述密封块位于第二导向杆外侧。

作为本发明所述海洋地质取芯装置的一种优选方案，其中：所述锤击壳包括排水孔、锤板和限位孔，所述锤板位于排水孔下方，所述限位孔位于排水孔上方；所述重力锤包括锤体、锤杆和钢索，所述锤杆位于锤体上方，所述钢索位于锤杆上方。

本发明有益效果为：本发明所述的一种海洋地质取芯装置，通过取芯机构和锤击机构相互配合，不仅可以在取芯时减少取芯机构的震动，还能在取芯后自动封住取芯机构上端附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为海洋地质取芯装置的整体结构示意图；

图2为取芯机构的结构示意图；

图3为锤击机构的结构示意图；

图4为抓固组件的结构示意图；

图5为贯入组件的结构示意图；

图6为贯入组件的剖视图；

图7为贯入组件的局部放大图；

图8为锤击机构的剖视图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1~4，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种海洋地质取芯装置，具体包括，

取芯机构100，取芯机构100包括抓固组件101和贯入组件102，抓固组件101位于贯入组件102外侧；

锤击机构200，锤击机构200包括锤击壳201和重力锤202，重力锤202位于锤击壳201中，锤击壳201位于抓固组件101外侧。

进一步的，抓固组件101包括抓固爪101a和固定件101b，固定件101b位于抓固爪101a一侧；抓固爪101a包括第一抓槽101a-1和第二抓槽101a-2，第二抓槽101a-2位于第一抓槽101a-1下方。

应当说明的是，抓固组件101有3个，均匀环绕贯入组件102设置；第二抓槽101a-2的高度大于固定圈102b-1。

较佳的，第一抓槽101a-1包括固定腔101a-1a和滑动腔101a-1b，滑动腔101a-1b位于固定腔101a-1a下方；固定件101b包括导向管101b-1、第一导向杆101b-2和第一弹簧101b-3，第一导向杆101b-2位于导向管101b-1中，第一弹簧101b-3位于导向管101b-1外侧。

应当说明的是，固定腔101a-1a的高度和固定圈102b-1相同，滑动腔101a-1b的倾斜角度和滑动倒角102b-2的倾斜角度相同；导向管101b-1固定在锤击壳201上；第一导向杆101b-2固定在抓固爪101a上；第一弹簧101b-3和导向管101b-1滑动连接。

实施例2

参照图1~7，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例。

具体的，贯入组件102包括贯入件102a、导气件102b和密封件102c，导气件102b位于贯入件102a上方，密封件102c位于导气件102b上方；贯入件102a包括切角102a-1、取样管102a-2和增压管102a-3，取样管102a-2位于切角102a-1上方，增压管102a-3位于取样管102a-2上方。

应当说明的是，切角102a-1的倾斜角度较小，可以较为便利的切入海底土石中；取样管102a-2和增压管102a-3之间通过焊接连接，且焊接处气密性良好。

进一步的，导气件102b包括固定圈102b-1、滑动倒角102b-2和导气管102b-3，滑动倒角102b-2位于固定圈102b-1下方，导气管102b-3位于滑动倒角102b-2下方。

应当说明的是，固定圈102b-1的高度大于滑动倒角102b-2；导气管102b-3和增压管102a-3之间通过焊接连接，且焊接处气密性良好。

较佳的，密封件102c包括固定板102c-1、第二导向杆102c-2、第二弹簧102c-3和密封块102c-4，第二导向杆102c-2位于固定板102c-1一侧，第二弹簧102c-3位于第二导向杆102c-2外侧，密封块102c-4位于第二导向杆102c-2外侧。

应当说明的是，密封块102c-4为扇形块，密封块102c-4的圆心角度为120度；密封块102c-4中有可供第二导向杆102c-2滑动的导向孔；第二弹簧102c-3和第二导向杆102c-2滑动连接；第二导向杆102c-2固定在固定板102c-1上；第二导向杆102c-2和密封块102c-4滑动连接。

实施例3

参照图1~图8，为本发明第三个实施例，该实施例基于前两个实施例。

具体的，锤击壳201包括排水孔201a、锤板201b和限位孔201c，锤板201b位于排水孔201a下方，限位孔201c位于排水孔201a上方。

应当说明的是，锤板201b的厚度远厚于锤击壳201，锤板201b的冲击载荷较大；排水孔201a有多个，遍布锤击壳201表面。

进一步的，重力锤202包括锤体202a、锤杆202b和钢索202c，锤杆202b位于锤体202a上方，钢索202c位于锤杆202b上方。

应当说明的是，锤体202a的直径大于限位孔201c的直径；锤杆202b和限位孔201c滑动连接；锤体202a和锤杆202b为一体；钢索202c固定在锤杆202b上。

在本实施例中，操作人员需取芯时，需先用钢索202c将海洋地质取芯装置吊入海底直至切角102a-1插入海底土石中，此时操作人员需解除钢索202c上的拉力，重力锤202会在重力作用下锤击锤板201b，使贯入件102a插入海底土石中；操作人员需多次重复用钢索202c吊起重力锤202并锤击锤板201b的动作直至锤击壳201下表面接触到海底土石。

应当说明的时，当操作人员完成取芯后，只需直接用钢索202c拉起重力锤202，重力锤202会接触并拉起锤击壳201，进而带动固定件101b向上移动，同时带动抓固爪101a向上移动；此时由于取样管102a-2中装满样芯，贯入组件102整体重力增大，第一弹簧101b-3的弹力不足以支撑滑动腔101a-1b卡住滑动倒角102b-2，贯入组件102会向下移动，直至固定圈102b-1卡入第二抓槽101a-2中；此时密封块102c-4失去了第一抓槽101a-1的约束，会在第二弹簧102c-3的弹力下顺着第二导向杆102c-2向固定圈102b-1轴心处移动，直至3块密封块102c-4卡入第二抓槽101a-2中，完成导气管102b-3的密封；导气管102b-3密封后，取样管102a-2中气压保持恒定，样芯便不会掉出。

还需说明的是，在重力锤202锤击锤板201b时，固定圈102b-1固定在固定腔101a-1a中；当取样完成后回收海洋地质取芯装置时，固定圈102b-1固定在第二抓槽101a-2中；通过改变锤击和回收时贯入组件102的固定位置，可以减少震动对回收时贯入组件102固定稳定性的影响。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和 布置仅是例示性的，尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅 此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改形是可能的（例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值（例如，温度、压力等）、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等），例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位 置可被更改或改变。因此，所有这样的改形旨在被包含在本发明的范围内，可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序，在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改形、改变和省略，因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改形。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的 所有特征（即与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征）。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种海洋地质取芯装置，其特征在于：包括，

取芯机构（100），所述取芯机构（100）包括抓固组件（101）和贯入组件（102），所述抓固组件（101）位于贯入组件（102）外侧；

锤击机构（200），所述锤击机构（200）包括锤击壳（201）和重力锤（202），所述重力锤（202）位于锤击壳（201）中，所述锤击壳（201）位于抓固组件（101）外侧。

2.如权利要求1所述的海洋地质取芯装置，其特征在于：所述抓固组件（101）包括抓固爪（101a）和固定件（101b），所述固定件（101b）位于抓固爪（101a）一侧。

3.如权利要求2所述的海洋地质取芯装置，其特征在于：所述抓固爪（101a）包括第一抓槽（101a-1）和第二抓槽（101a-2），所述第二抓槽（101a-2）位于第一抓槽（101a-1）下方。

4.如权利要求3所述的海洋地质取芯装置，其特征在于：所述第一抓槽（101a-1）包括固定腔（101a-1a）和滑动腔（101a-1b），所述滑动腔（101a-1b）位于固定腔（101a-1a）下方。

5.如权利要求3或4所述的海洋地质取芯装置，其特征在于：所述固定件（101b）包括导向管（101b-1）、第一导向杆（101b-2）和第一弹簧（101b-3），所述第一导向杆（101b-2）位于导向管（101b-1）中，所述第一弹簧（101b-3）位于导向管（101b-1）外侧。

6.如权利要求5所述的海洋地质取芯装置，其特征在于：所述贯入组件（102）包括贯入件（102a）、导气件（102b）和密封件（102c），所述导气件（102b）位于贯入件（102a）上方，所述密封件（102c）位于导气件（102b）上方。

7.如权利要求6所述的海洋地质取芯装置，其特征在于：所述贯入件（102a）包括切角（102a-1）、取样管（102a-2）和增压管（102a-3），所述取样管（102a-2）位于切角（102a-1）上方，所述增压管（102a-3）位于取样管（102a-2）上方。

8.如权利要求7所述的海洋地质取芯装置，其特征在于：所述导气件（102b）包括固定圈（102b-1）、滑动倒角（102b-2）和导气管（102b-3），所述滑动倒角（102b-2）位于固定圈（102b-1）下方，所述导气管（102b-3）位于滑动倒角（102b-2）下方。

9.如权利要求8所述的海洋地质取芯装置，其特征在于：所述密封件（102c）包括固定板（102c-1）、第二导向杆（102c-2）、第二弹簧（102c-3）和密封块（102c-4），所述第二导向杆（102c-2）位于固定板（102c-1）一侧，所述第二弹簧（102c-3）位于第二导向杆（102c-2）外侧，所述密封块（102c-4）位于第二导向杆（102c-2）外侧。

10.如权利要求6~9任一所述的海洋地质取芯装置，其特征在于：所述锤击壳（201）包括排水孔（201a）、锤板（201b）和限位孔（201c），所述锤板（201b）位于排水孔（201a）下方，所述限位孔（201c）位于排水孔（201a）上方；

所述重力锤（202）包括锤体（202a）、锤杆（202b）和钢索（202c），所述锤杆（202b）位于锤体（202a）上方，所述钢索（202c）位于锤杆（202b）上方。

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