CN207623060U - 基于rov的深海原位流体高通量采样器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于ROV的深海原位流体高通量采样器,外壁的上下两端分别螺纹连接有外部固定尼龙、共同形成存储舱体,单向油缸安装在上端的外部固定尼龙上,往返刚体的一端容置于单向油缸内,另一端与容置于存储舱体内的滑动体相连;上端的外部固定尼龙上开有进水口,下端的外部固定尼龙开设有平衡孔,平衡孔内安装有泄压开关或单向阀,下端的外部固定尼龙上通过变径转换头连接有进水开关阀,进水开关阀与T把手内部的内衬管的一端相连通,内衬管的另一端与安装在T把手的硬性刚体下端的过滤器相连通。本实用新型流体样品进行由外到内交换,受取样深度影响小,且耐腐蚀性能强,工作灵活稳定,并可快速、有效地获取转运保真样品。
Description
技术领域
本实用新型涉及深海大洋海底样品取样设备,具体地说是一种基于ROV的深海原位流体高通量采样器。
背景技术
目前,正在使用的用于深海的流体取样瓶,一般是和温盐深测量仪器配套使用的,外型使用长筒型状,两端加装带O圈的密封端盖;其内部样品存储容积1.7L到10L不等,重量在2.7KG到8.0KG之间,材质为PVC(聚氯乙烯)材质,附带有塑料空气阀门、出水口塑料阀门;初始状态为开启状态,在水下使用触发式关闭模式完成大容积流体取样。因触发方式需要简易,无法加装保险机构,在整个的工作过程中,需要无扰动作业,使用精准作业时其操作难度很大,经常因为水流扰动误触发,完成关盖动作。而且,传统流体取样瓶外形为直筒结构,其取样时为直立或者平放取样,获取的流体样品非单点流体而是长筒型状体积下的样品,在传统意义上海上温盐深测量作业时可以忽略其影响,但在深海海底特殊点位ROV单点作业时,其对流体测量的影响就比较大,特别是冷泉热液区域尤为明显。同时,传统采样器无法***生物层内部,不能获取生物层多层序原位流体样品。以上情况特性决定了在深海压力复杂变化环境下,保证获得单点、多层序稳定的流体样品,需要开发一种全新的基于ROV的深海原位流体高通量采样器以克服以上困难。
实用新型内容
针对上述传统深流体采样器所存在的不足,本实用新型的目的在于提供一种基于ROV的深海原位流体高通量采样器,保障获得单点、多层序稳定的流体样品,在深海压力复杂变化环境下使用。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:
本实用新型包括单向油缸、往返刚体、外部固定尼龙、外壁、滑动体、单向阀、泄压开关、变径转换头、进水开关阀、T把手及过滤器,其中外壁的上下两端分别螺纹连接有外部固定尼龙、共同形成存储舱体,所述单向油缸安装在上端的所述外部固定尼龙上,所述往返刚体的一端容置于单向油缸内,另一端与容置于存储舱体内的滑动体相连,该滑动体与所述外壁的内表面密封滑动抵接;上端的所述外部固定尼龙上开有与存储舱体内部连通的进水口,下端的所述外部固定尼龙开设有平衡孔,该平衡孔内安装有泄压开关或排出流体平衡压力的单向阀,下端的所述外部固定尼龙上连接有变径转换头,该变径转换头的一端与下端的所述外部固定尼龙相连,另一端连接有进水开关阀,所述进水开关阀通过进水管路与所述T把手内部的内衬管的一端相连通,所述内衬管的另一端与安装在所述T把手的硬性刚体下端的过滤器相连通;
其中:所述采样器为多个,各采样器的所述进水开关阀分别连通至多通阀,该多通阀再通过进水管路与所述T把手内部的内衬管的一端相连通;
所述往返刚体的长度与滑动体在存储舱体内的移动距离相等;
所述滑动体圆周外表面开设有密封凹槽,该密封凹槽中装有O形密封圈,所述滑动体通过该O形密封圈与外壁的内表面实现密封。
本实用新型的优点与积极效果为:
1.本实用新型无流体样品进行由外到内交换,受取样深度影响小,且耐腐蚀性能强,工作灵活稳定,并可快速、有效地获取转运保真样品。
2.本实用新型结构小巧紧凑,转动平稳运行误差小,并可适用于多种深度、温度及洋流环境下的复杂海底环境,可广泛应用于需要严格保真的大洋深海取样。
附图说明
图1为本实用新型深海原位流体高通量采样器单体的结构示意图;
图2为本实用新型多个深海原位流体高通量采样器的结构示意图;
图3为本实用新型驱动机构的内部结构剖视图;
图4为本实用新型样品存储机构的内部结构剖视图;
其中:1为驱动油缸,2为往返刚体,3为固定底盘,4为固定螺栓,5为进水口,6为外部固定尼龙,7为密封凹槽,8为外壁,9为滑动体,10为存储舱体,11为平衡孔,12为单向阀,13为泄压开关,14为变径转换头,15为进水开关阀,16为四通阀,17为进水管路,18为T把手,19为硬性刚体,20为内衬管,21为过滤器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
如图1、图3及图4所示,本实用新型包括单向油缸1、往返刚体2、固定底盘3、外部固定尼龙6、外壁8、滑动体9、单向阀12、泄压开关13、变径转换头14、进水开关阀15、T把手18及过滤器21,其中外壁8的上下两端分别螺纹连接有外部固定尼龙6,两端的外部固定尼龙6与外壁8共同形成了存储舱体10;单向油缸1的下端通过固定底盘3与位于上端的外部固定尼龙6用固定螺栓4固接,往返刚体2的一端容置于单向油缸1内,另一端与容置于存储舱体10内的滑动体9相连,往返刚体2的长度与滑动体9在存储舱体10内的移动距离相等,用于保障存储舱体10内部获取的流体样品为观测点的原位真实样品。滑动体9圆周外表面开设有密封凹槽7,该密封凹槽7中装有O形密封圈,避免水交换,滑动体9通过该O形密封圈与外壁8的内表面密封滑动抵接。
上端的外部固定尼龙6上开有与存储舱体10内部连通的进水口5,下水后滑动体9内外两侧都为海水,其目的是保持滑动体9内外侧压力平衡,保障可以进行有效抽取。下端的外部固定尼龙6开设有多个平衡孔11,该平衡孔11内安装有泄压开关13或排出流体平衡压力的单向阀12;下端的外部固定尼龙6上还连接有变径转换头14,该变径转换头14的一端与下端的外部固定尼龙6相连,另一端连接有进水开关阀15,进水开关阀15通过进水管路17与T把手18内部的内衬管20的一端相连通,内衬管20的另一端与安装在T把手18的硬性刚体19下端的过滤器21相连通。
本实用新型的采样器还可为多个,各采样器的进水开关阀15分别连通至多通阀,该多通阀再通过进水管路17与T把手18内部的内衬管20的一端相连通。如图2所示,本实施例的采样器为三个,每个采样器中的进水开关阀15分别通过管路接至四通阀16,四通阀16再通过进水管路17与T把手18内部的内衬管20的一端相连通。
本实用新型的外壁8、滑动体9及内衬管20均可采用PVC制成。
本实用新型的取样方法,包括以下步骤:
步骤一,需要对采样器在岸基端整体进行分解拆卸,然后进行仔细清洗;
步骤二,深海取样,在作业范围内使用ROV对单向油缸1提供液压油路,使往返刚体2在存储舱体10内进行至少三次的往返运动,完成存储舱体10内部水的重复冲洗和置换,减少误差;初始状态排空存储舱体10的流体,使用ROV机械手抓取T把手18,使得硬性刚体19***到观察点进行精确取样,打开进水开关阀15,对单向油缸1提供液压油路,使得滑动体9在往返刚体2的带动下向外移动,存储舱体10内部形成负压导致流体通过过滤器21进入内衬管20中,再通过进水管路17、进水开关阀15及变径转换头14进入到存储舱体10内,直至采样器完成取样,关闭进水开关阀15;
步骤三,岸基端取样,在回收的过程中,外部压力随水深的升高而减少,存储舱体10内的压力高于外部压力,通过单向阀12排出流体平衡压力;将采样器回收到甲板后,使用橡胶管接入泄压开关13,启动单向油缸1,往返刚体2带动滑动体9向内移动,排出存储舱体10内的流体,获得深海保真流体样品。
采样器可多个使用,各采样器的进水开关阀15分别连通至多通阀,该多通阀再通过进水管路17与T把手18内部的内衬管20的一端相连通;在一个采样器完成取样后,使用同样的操作将各采样器依次完成取样,再进行步骤三。
本实用新型的工作原理为:
单向油缸1、往返刚体2、固定底盘3为采样器的驱动机构,进水口5、外部固定尼龙6、密封凹槽7、外壁8、滑动体9、存储舱体10为采样器的样品存储机构,平衡孔11、单向阀12、泄压开关13、变径转换头14、进水开关阀15为采样器的样品甲板取样机构,四通阀16、进水管路17、T把手18、硬性刚体19、PVC内衬管20、过滤器21为采样器的样品获取机构。
以三个采样器为例,如图1、图3及图4所示,在排空存储舱体10的流体情况下,使用ROV机械手抓取T把手18,使得硬性刚体19***到观察点进行精确取样;此时可以进行分层插取或直接***热液流体喷口内部,在打开进水开关阀15之后,对驱动油缸1提供液压油路,使得滑动体9向外缓慢进行移动,存储舱体10内部形成负压导致流体通过过滤器21进入到内衬管20中,进一步流向进水管路17,依次通过四通阀16、进水开关阀15、变径转换头14进入存储舱体10,直至单舱体完成取样,关闭进水开关阀15,完成单个取样。此时进入存储舱体10的是外界经过充分混合和交换的流体样品,同时在作业过程中硬性刚体19和过滤器21不能移动位置,如此就获得了真实的深海保真流体样品。
本实用新型的采样器可以通过ROV深海摄像观测获取泥水界层、生物内层的流体样品。整个采样器都使用非金属硬质材料完成,避免样品的污染和分子介质交换。本实用新型结构小巧紧凑,耐腐蚀性能强,转动平稳运行误差小,并可适用于多种深度、温度及洋流环境下的复杂海底环境,可广泛应用于需要严格保真的大洋深海取样,并可快速、有效地转运流体样品。
Claims (4)
1.一种基于ROV的深海原位流体高通量采样器,其特征在于:包括单向油缸(1)、往返刚体(2)、外部固定尼龙(6)、外壁(8)、滑动体(9)、单向阀(12)、泄压开关(13)、变径转换头(14)、进水开关阀(15)、T把手(18)及过滤器(21),其中外壁(8)的上下两端分别螺纹连接有外部固定尼龙(6)、共同形成存储舱体(10),所述单向油缸(1)安装在上端的所述外部固定尼龙(6)上,所述往返刚体(2)的一端容置于单向油缸(1)内,另一端与容置于存储舱体(10)内的滑动体(9)相连,该滑动体(9)与所述外壁(8)的内表面密封滑动抵接;上端的所述外部固定尼龙(6)上开有与存储舱体(10)内部连通的进水口(5),下端的所述外部固定尼龙(6)开设有平衡孔(11),该平衡孔(11)内安装有泄压开关(13)或排出流体平衡压力的单向阀(12),下端的所述外部固定尼龙(6)上连接有变径转换头(14),该变径转换头(14)的一端与下端的所述外部固定尼龙(6)相连,另一端连接有进水开关阀(15),所述进水开关阀(15)通过进水管路(17)与所述T把手(18)内部的内衬管(20)的一端相连通,所述内衬管(20)的另一端与安装在所述T把手(18)的硬性刚体(19)下端的过滤器(21)相连通。
2.根据权利要求1所述基于ROV的深海原位流体高通量采样器,其特征在于:所述采样器为多个,各采样器的所述进水开关阀(15)分别连通至多通阀,该多通阀再通过进水管路(17)与所述T把手(18)内部的内衬管(20)的一端相连通。
3.根据权利要求1或2所述基于ROV的深海原位流体高通量采样器,其特征在于:所述往返刚体(2)的长度与滑动体(9)在存储舱体(10)内的移动距离相等。
4.根据权利要求1或2所述基于ROV的深海原位流体高通量采样器,其特征在于:所述滑动体(9)圆周外表面开设有密封凹槽(7),该密封凹槽(7)中装有O形密封圈,所述滑动体(9)通过该O形密封圈与外壁(8)的内表面实现密封。
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