本發(fā)明屬于壓力設(shè)備領(lǐng)域，具體地說是一種深海樣品保真轉(zhuǎn)運(yùn)器。

背景技術(shù)：

在實(shí)際海洋科考、海底取樣作業(yè)以及科研試驗(yàn)中，均需要使用到一些能夠承受深海巨大海水壓力的壓力艙進(jìn)行取樣；其目的一方面用于維持復(fù)雜海底溫壓環(huán)境，確保海底采集標(biāo)本在相同環(huán)境下的存活性及完整性，另一方面有益于利用分析儀器分析取得的原位樣品數(shù)據(jù)，其對(duì)于諸多海洋科學(xué)研究非常重要。因各種研究目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)與沉積物樣品的原位信息密切相關(guān)，在樣品采集過程中，由于不能保壓、保溫轉(zhuǎn)運(yùn)，造成樣品中化合物以及其他氣體成份散失，沉積物的原始成份與狀態(tài)難以得到準(zhǔn)確反映；這對(duì)于分析具體成因，尋找特征標(biāo)志，圈定分布范圍，并進(jìn)行資源遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)都將造成不利的影響。而此壓力設(shè)備可以減少不利因素的影響，為相關(guān)海洋科學(xué)研究提供樣品層次清晰、物質(zhì)成分完備的樣品。

目前所使用的該類高壓艙往往是由結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、體積及自重較大的壓力設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的，這些設(shè)備雖然可以滿足海洋壓力環(huán)境作業(yè)的需要，但其運(yùn)行及使用成本較高，不利于長(zhǎng)期作業(yè)；同時(shí)較大的體積和自重也無法利用ROV(無人遙控潛水器)帶入海底進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，極大的限制了使用范圍。因此迫切開發(fā)一種新型結(jié)構(gòu)小巧，可滿足ROV攜帶的深海樣品保真的高壓艙設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了滿足在樣品轉(zhuǎn)運(yùn)過程中維持復(fù)雜海洋壓力環(huán)境的要求，本發(fā)明的目的在于提供一種深海樣品保真轉(zhuǎn)運(yùn)器。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明包括頂端蓋、艙體、底端蓋、安全閥、排水機(jī)構(gòu)及撥動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中頂端蓋與底端蓋分別密封連接于所述艙體的上下兩端，所述艙體上安裝有泄壓管，該泄壓管的一端與所述艙體內(nèi)部相連通，另一端通過管路與三通閥的一個(gè)接口相連通，所述三通閥的另一個(gè)接口通過管路連接有安全閥，第三個(gè)接口通過管路與所述排水機(jī)構(gòu)相連通；所述排水機(jī)構(gòu)包括排水基座及轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)，該排水基座安裝在與三通閥第三個(gè)接口相連通的管路上，內(nèi)部分別開有垂直通艙口A、水平通艙口及垂直通艙口B，所述轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)的一端可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于排水基座內(nèi)，另一端與所述撥動(dòng)機(jī)構(gòu)相連；所述垂直通艙口A的一端通過管路與三通閥的第三個(gè)接口相連通，另一端與所述水平通艙口相連通，所述垂直通艙口B的一端與水平通艙口相連通，所述轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)通過撥動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)在排水基座內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述垂直通艙口B的另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)上開設(shè)的泄壓孔在聯(lián)通與不聯(lián)通之間轉(zhuǎn)換；

其中：所述撥動(dòng)機(jī)構(gòu)包括撥片、扭轉(zhuǎn)彈簧、旋轉(zhuǎn)桿及連接板，該撥片通過連接板安裝在旋轉(zhuǎn)桿的一端，所述旋轉(zhuǎn)桿的另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)的另一端相連，在該旋轉(zhuǎn)桿上套設(shè)有扭轉(zhuǎn)彈簧，該扭轉(zhuǎn)彈簧的兩端分別與所述連接板及旋轉(zhuǎn)桿相連；所述頂端蓋內(nèi)設(shè)有用于樣品回收取樣時(shí)對(duì)艙體內(nèi)部進(jìn)行快速減壓的泄壓閥；所述安全閥在艙體內(nèi)壓力升高至設(shè)定值時(shí)進(jìn)行泄壓；所述垂直通艙口A及垂直通艙口B的軸向中心線與水平通艙口的軸向中心線相垂直，且該垂直通艙口A及垂直通艙口B位于所述水平通艙口的兩側(cè)；所述垂直通艙口A、水平通艙口、垂直通艙口B及泄壓孔在關(guān)蓋排水時(shí)相互導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)所述艙體內(nèi)壓力與外部壓力保持平衡；

所述轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)的一端通過安裝在排水基座頂部的蓋板限定軸向位移；所述頂端蓋與艙體的連接處設(shè)有用于高壓受力的剪切鎖緊環(huán)，該剪切鎖緊環(huán)套設(shè)在所述艙體的一端；所述三通閥與泄壓管之間的管路、與安全閥之間的管路以及與排水機(jī)構(gòu)之間的管路的壓力與所述艙體內(nèi)的壓力一致；所述垂直通艙口B外圍的排水基座與轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)的接觸面上設(shè)有至少一層密封環(huán)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為：

本發(fā)明結(jié)構(gòu)小巧緊湊，運(yùn)行平穩(wěn)，耐腐蝕性能強(qiáng)，增壓、泄壓靈活，保溫保壓能力穩(wěn)定，并可快速、有效地在艙體內(nèi)保持多種深度、溫度及洋流環(huán)境下的復(fù)雜海底環(huán)境，可廣泛應(yīng)用于樣品保真轉(zhuǎn)運(yùn)工作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的開蓋狀態(tài)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的關(guān)蓋狀態(tài)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1為泄壓閥，2為頂端蓋，3為艙體，4為底端蓋，5為泄壓管，6為三通閥，7為安全閥，8為垂直通艙口A，9為轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)，10為泄壓孔，11為回旋彈簧，12為撥片，13為排水基座，14為剪切鎖緊環(huán)，15為水平通艙口，16為蓋板，17為垂直通艙口B，18為密封環(huán)，19為旋轉(zhuǎn)桿，20為連接板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括頂端蓋2、艙體3、底端蓋4、安全閥7、排水機(jī)構(gòu)及撥動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中頂端蓋2與底端蓋4分別密封連接于艙體3的上下兩端，頂端蓋2與艙體3的接觸面處設(shè)有至少一層密封環(huán)，底端蓋4與艙體3的接觸面處同樣也設(shè)有至少一層密封環(huán)，頂端蓋2及底端蓋4分別通過密封環(huán)與艙體3上下兩端的內(nèi)表面實(shí)現(xiàn)密封。頂端蓋2與艙體3的連接處設(shè)有剪切鎖緊環(huán)14，該剪切鎖緊環(huán)14套設(shè)在艙體3的一端，用于高壓受力。泄壓閥1嵌于頂端蓋2上，并與艙體3的內(nèi)部相連通，用于樣品回收取樣時(shí)對(duì)艙體3內(nèi)部進(jìn)行快速減壓。

泄壓管5安裝在艙體3的外表面，一端與艙體3內(nèi)部相連通，另一端通過管路與三通閥6的一個(gè)接口相連通，三通閥6的另一個(gè)接口通過管路連接有安全閥7，第三個(gè)接口通過管路與排水機(jī)構(gòu)相連通。三通閥6與泄壓管5之間的管路、與安全閥7之間的管路以及與排水機(jī)構(gòu)之間的管路的壓力與艙體3內(nèi)的壓力一致。排水機(jī)構(gòu)包括排水基座13及轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)9，該排水基座13安裝在與三通閥6第三個(gè)接口相連通的管路上，內(nèi)部分別開有垂直通艙口A8、水平通艙口15及垂直通艙口B17，垂直通艙口A8及垂直通艙口B17的軸向中心線與水平通艙口15的軸向中心線相垂直，且垂直通艙口A8及垂直通艙口B17位于水平通艙口15的兩側(cè)。垂直通艙口A8的一端通過管路與三通閥6的第三個(gè)接口相連通，另一端與水平通艙口15相連通，垂直通艙口B17的一端與水平通艙口15相連通。轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)9的一端與排水基座13可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，另一端與撥動(dòng)機(jī)構(gòu)相連；即，轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)9的軸向截面呈倒置的“T”形，該“T”形的橫邊與排水基座13可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，且“T”形橫邊的兩端通過固接在排水基座13頂部?jī)蓚?cè)的蓋板16限定軸向位移?！癟”形的豎邊通過撥動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)在排水基座13內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，使垂直通艙口B17的另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)9上開設(shè)的泄壓孔10在聯(lián)通與不聯(lián)通之間轉(zhuǎn)換。要垂直通艙口B17外圍的排水基座13與轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)9的接觸面上設(shè)有至少一層密封環(huán)18，轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)9的底面通過密封環(huán)18與排水基座13的接觸面實(shí)現(xiàn)密封。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)9轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，只有在一個(gè)設(shè)定角度，泄壓孔10與排水基座13導(dǎo)通；即，垂直通艙口A8、水平通艙口15、垂直通艙口B17及泄壓孔10在關(guān)蓋排水時(shí)相互導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)艙體3內(nèi)壓力與外部壓力保持平衡，其他方向都處于密封階段。

撥動(dòng)機(jī)構(gòu)包括撥片12、扭轉(zhuǎn)彈簧11、旋轉(zhuǎn)桿19及連接板20，該撥片12通過連接板20安裝在旋轉(zhuǎn)桿19的一端，旋轉(zhuǎn)桿19的另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)9的另一端相連，在該旋轉(zhuǎn)桿19上套設(shè)有扭轉(zhuǎn)彈簧11，該扭轉(zhuǎn)彈簧11的兩端分別與連接板20及旋轉(zhuǎn)桿19相連。當(dāng)ROV機(jī)械手在海底進(jìn)行取樣作業(yè)時(shí)，其力度無法精確有效控制，可利用扭轉(zhuǎn)彈簧11的彈簧彈力減少撥動(dòng)硬力對(duì)撥動(dòng)機(jī)構(gòu)的影響。

本發(fā)明的工作原理為：

如圖1、圖2所示，頂端蓋2與艙體3的有開關(guān)蓋兩個(gè)動(dòng)作。

艙體3裝入樣品從開蓋狀態(tài)進(jìn)入關(guān)蓋狀態(tài)的過程中，頂端蓋2擠壓艙體3內(nèi)部的海水進(jìn)行關(guān)蓋，多余的海水通過艙體3外表面安裝的泄壓管5、三通閥6，流入排水基座13內(nèi)部的垂直通艙口A8和水平通艙口15，再通過垂直通艙口B17及轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)9上面的泄壓孔10流入外界，隨之頂端蓋2下降到剪切鎖緊環(huán)14作用于頂端蓋2的上端即關(guān)蓋成功。

利用ROV機(jī)械手在海底轉(zhuǎn)動(dòng)撥片12，通過旋轉(zhuǎn)桿19帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)9進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，使得轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)9上面的泄壓孔10與水平通艙口15不聯(lián)通，并利用排水基座13的上層接觸面的密封環(huán)18進(jìn)行內(nèi)外密封，此時(shí)完成取樣作業(yè)。

當(dāng)艙體3在轉(zhuǎn)運(yùn)氣液混合樣品時(shí)，在ROV上升過程中，艙內(nèi)液體容易出現(xiàn)氣化現(xiàn)象將導(dǎo)致的艙體3的壓力突然升高，當(dāng)壓力高于40Mpa時(shí)，利用連接于三通閥6一端的安全閥7進(jìn)行安全泄壓。

本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于深海環(huán)境的保真取樣轉(zhuǎn)運(yùn)，對(duì)深海生物的保溫保壓樣品獲取，深海天然氣水合物原始取樣，進(jìn)一步對(duì)其形成過程、穩(wěn)定性、消亡過程，以及溫度和壓力對(duì)熱液噴口流體化學(xué)特性等研究，提供了真實(shí)、有效的樣品實(shí)物。