一種水下運(yùn)載器搭載深海沉積物取樣器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種深海沉積物取樣裝置，尤其涉及載人或無(wú)人運(yùn)載器搭載的一體深海沉積物取樣裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]深海沉積物是海洋沉積作用形成的海底物質(zhì)，包含大量的地質(zhì)、生物信息，開(kāi)展深海沉積物的類型與分布、搬運(yùn)與動(dòng)力過(guò)程、土工特性、微生物群落等調(diào)查研究，對(duì)于深海礦產(chǎn)資源環(huán)境評(píng)估和后期資源開(kāi)采具有重要意義。傳統(tǒng)的沉積物獲取主要通過(guò)船舶地質(zhì)絞車(chē)釋放取樣裝置，在重力作用下觸底后，回收至海面，整個(gè)過(guò)程無(wú)法監(jiān)控且結(jié)構(gòu)笨重。通過(guò)搭載深海運(yùn)載器進(jìn)行海底采樣，能夠讓科學(xué)家通過(guò)高清鏡頭或觀察窗身臨其境地對(duì)取樣區(qū)域和數(shù)量進(jìn)行選擇，提高樣品獲取效率。專利CN201010200316.7和CN200910155798.6都涉及沉積物取樣過(guò)程中的密封性和低擾動(dòng)性，但未考慮不同水底沉積物類型差異和樣品到達(dá)水面后的無(wú)擾動(dòng)性提取與保存。此外，深海取樣還需考慮從底部到海面過(guò)程中由于運(yùn)載器運(yùn)動(dòng)和海水沖洗造成的樣品損失，以上兩種取樣器均無(wú)法滿足搭載運(yùn)載器深海取樣要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是，提供一種水下運(yùn)載器深海沉積物取樣裝置，可以根據(jù)不同海底底質(zhì)的沉積物種類進(jìn)行阻力調(diào)節(jié)，能夠在機(jī)械手的操作下無(wú)擾動(dòng)地獲取科學(xué)家所需的沉積物底質(zhì)與表層水樣，在運(yùn)載器返回水面過(guò)程中保持密封良好。到達(dá)甲板后，通過(guò)逐步拆解的方式，無(wú)擾動(dòng)地抽取表層水樣，提取沉積物樣品；通過(guò)更換取樣管和底座的方式，滿足樣品無(wú)擾動(dòng)封存要求。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種水下運(yùn)載器搭載深海沉積物取樣器，包括:取樣裝置和存放裝置；所述取樣裝置主要包括取樣管部件和長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件，取樣管部件與長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件之間設(shè)置有阻力調(diào)節(jié)部件；所述取樣裝置活動(dòng)插入存放裝置內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)在海底一體無(wú)干擾取樣，同時(shí)保證樣品保存的完整性。
[0006]進(jìn)一步的，所述長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件包括導(dǎo)向螺桿，以及設(shè)置在導(dǎo)向螺桿上部的導(dǎo)向螺母，以及T型操作手柄，固定連接在導(dǎo)向螺母上方；以及與導(dǎo)向螺桿下方緊固連接的取樣端蓋，取樣端蓋上開(kāi)有排水孔；通過(guò)長(zhǎng)度調(diào)節(jié)和阻力調(diào)節(jié)部件使該取樣器能夠適用于不同水下運(yùn)載器和不同深海沉積物底質(zhì)。
[0007]進(jìn)一步的，取樣管部件采用無(wú)底蓋的取樣管，通過(guò)螺栓與取樣端蓋固定連接。進(jìn)一步的，在所述的取樣端蓋上方設(shè)置有阻力調(diào)節(jié)部件，包括止動(dòng)塊，固定于取樣端蓋上方，止動(dòng)塊與取樣端蓋之間設(shè)置有橡膠墊片；
[0008]以及止動(dòng)螺母，固定于導(dǎo)向螺母與導(dǎo)向螺桿之間；
[0009]以及阻力調(diào)節(jié)彈簧，穿在導(dǎo)向螺桿上，在止動(dòng)塊和止動(dòng)螺母之間；阻力調(diào)節(jié)部件為單向閥，將取樣管與外界隔離，在水下作業(yè)時(shí)既能高效獲取深海沉積物底質(zhì)，又能有效保存表層水樣，且不會(huì)破壞沉積物分布空間。
[0010]進(jìn)一步的，所述存放裝置包括通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)連接的存放筒體和底座；存放筒體下部設(shè)有可拆卸底座，可保持取樣管脫離存放管部件前始終處于豎直狀態(tài)，避免了樣品提取和保存處理時(shí)對(duì)取樣管內(nèi)沉積物的擾動(dòng)；以及導(dǎo)向端蓋通過(guò)固定螺釘固定于存放筒體上部；以及密封橡膠塊通過(guò)底部螺栓固定于底座上部；底座上部設(shè)有密封橡膠塊，運(yùn)載器由海底上浮至水面過(guò)程中，取樣管與密封橡膠塊能夠始終緊密接觸，保證樣品密封儲(chǔ)存良好。
[0011]進(jìn)一步的，存放筒體靠近底部開(kāi)有排水孔；底座上設(shè)有固定孔。
[0012]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)向端蓋表面涂以鮮艷顏色，增加了機(jī)械手操作者取樣結(jié)束后保存取樣管時(shí)的位置感。
[0013]有益效果
[0014]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、拆裝方便；操作手柄的長(zhǎng)度能夠靈活調(diào)整，適應(yīng)不同地質(zhì)地形；操作阻力可以根據(jù)不同沉積物底質(zhì)進(jìn)行調(diào)整，采樣效率高；取樣完成后在提取或保存樣品前，能使取樣管始終處于垂直位置且密封良好，保證了表層水樣與沉積物樣品的無(wú)擾動(dòng)狀態(tài)，提高樣品有效性；取樣管內(nèi)徑和長(zhǎng)度可隨時(shí)更換，互換性高。
[0015]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、作業(yè)可靠性高、搭載條件靈活，通過(guò)阻力可調(diào)的單向閥結(jié)構(gòu)能夠在不同海底底質(zhì)獲取到高質(zhì)量的深海沉積物樣品與水樣；采用透明度高的PC材料，使操作人員能夠直觀地對(duì)樣品進(jìn)行初步評(píng)估；采用分段裝配方式，實(shí)現(xiàn)了沉積物樣品無(wú)擾動(dòng)提取與保存；適用于水下有纜潛水器、載人潛水器等搭載作業(yè)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。
[0017]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明的取樣管整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明的存放部件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]其中，1_取樣端蓋；2_螺釘；3_取樣管；4_導(dǎo)向螺桿；5_橡Jj父墊片；6_止動(dòng)塊；7-阻力調(diào)節(jié)彈黃；8_止動(dòng)螺母；9_T型操作手柄；10_導(dǎo)向螺母；11-導(dǎo)向端蓋；12_固定螺釘；13_存放筒體；14_底座；15_底部螺栓；16_密封橡膠塊。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0022]如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明的水下運(yùn)載器搭載深海沉積物取樣裝置，包括長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件、阻力調(diào)節(jié)部件、取樣管部件和存放管部件共同組成沉積物取樣管。
[0023]取樣前準(zhǔn)備工作:將取樣端蓋1安裝至取樣管3上部，導(dǎo)向螺桿4安裝至取樣端蓋1上部，沿取樣端蓋1依次安裝橡膠墊片5、止動(dòng)塊6、阻力調(diào)節(jié)彈簧7、止動(dòng)螺母8，并根據(jù)作業(yè)海區(qū)底質(zhì)沉積物情況調(diào)整止動(dòng)螺母8與止動(dòng)塊6間的距離，達(dá)到阻力調(diào)整的作用。將導(dǎo)向螺母10安裝在導(dǎo)向螺桿4上部，Τ型操作手柄9安裝在導(dǎo)向螺母10上方，根據(jù)運(yùn)載器采樣籃高度及機(jī)械手高度調(diào)整Τ型手柄9與導(dǎo)向螺母10之間的距離。導(dǎo)向端蓋11安裝于存放筒體13上部，并用黑色記號(hào)筆將導(dǎo)向口涂黑，便于水下操作者放置取樣管，密封橡膠塊16通過(guò)底部螺栓15與底座14固定后，將底座14旋鈕在存放筒體13下部。調(diào)整好的取樣管3整體放置在存放筒體內(nèi)，整體安裝至運(yùn)載器采樣籃，通過(guò)取樣端蓋1上方的孔給取樣管內(nèi)注入部分淡水。
[0024]取樣過(guò)程:運(yùn)載器到達(dá)海底后，通過(guò)機(jī)械手抓住T型手柄9，將取樣管3插入沉積物層，在壓力的作用下，取樣端蓋1頂部的阻力調(diào)節(jié)彈簧7受到壓縮，海水沿取樣端蓋1頂部的排水孔排出，實(shí)現(xiàn)沉積物存入取樣管3。
[0025]采樣完畢后，在機(jī)械手提起T型手柄9的瞬間，在阻力調(diào)節(jié)彈簧7的作用下，止動(dòng)塊6與橡膠墊片5迅速落下，關(guān)閉取樣端蓋1頂部多孔結(jié)構(gòu)，并在取樣管7頂部形成一定負(fù)壓，保證沉積物吸附在取樣管3內(nèi)部不會(huì)掉落。操作機(jī)械手將取樣管整體沿導(dǎo)向口插入存放筒體13，取樣管3在重力作用下與留有楔形接口的密封橡膠塊16緊密接觸，實(shí)現(xiàn)密封，取樣結(jié)束。
[0026]運(yùn)載器工作結(jié)束，該沉積物取樣裝置返回甲板后，依次拆除T型手柄9、導(dǎo)向螺母
10、止動(dòng)螺母8、阻力調(diào)整螺母7、止動(dòng)塊6、橡膠墊片5，此時(shí)能夠通過(guò)針管能夠從取樣端蓋1開(kāi)設(shè)的孔中抽取沉積物上方表層水樣。水樣保存后，拆除螺釘2，將取樣端蓋1從取樣管3上方移除，拆除固定螺釘12，將導(dǎo)向端蓋11從存放筒體13上方移除，通過(guò)固定孔將底座14固定，將存放筒體13沿螺紋結(jié)構(gòu)從底座14上旋出，得到取樣管3、密封橡膠塊16、底座14一體的沉積物樣品。至此，沉積物樣品從海底完成取樣至樣品直接處理，始終保持垂直取樣狀態(tài)，密封良好，操作者可以根據(jù)需求進(jìn)行無(wú)擾動(dòng)提取或整體保存。
[0027]上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水下運(yùn)載器搭載深海沉積物取樣器，其特征在于包括:取樣裝置和存放裝置；所述取樣裝置主要包括取樣管部件和長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件，取樣管部件與長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件之間設(shè)置有阻力調(diào)節(jié)部件；所述取樣裝置活動(dòng)插入存放裝置內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水下運(yùn)載器搭載深海沉積物取樣器，其特征在于，所述長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件包括導(dǎo)向螺桿(4)，以及設(shè)置在導(dǎo)向螺桿⑷上部的導(dǎo)向螺母(10)，以及T型操作手柄(9)，固定連接在導(dǎo)向螺母(10)上方；以及與導(dǎo)向螺桿(4)下方緊固連接的取樣端蓋(1)，取樣端蓋(1)上開(kāi)有排水孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水下運(yùn)載器搭載深海沉積物取樣器，其特征在于，取樣管部件采用無(wú)底蓋的取樣管(3)，通過(guò)螺栓與取樣端蓋(1)固定連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種水下運(yùn)載器搭載深海沉積物取樣器，其特征在于，在所述的取樣端蓋(1)上方設(shè)置有阻力調(diào)節(jié)部件，包括止動(dòng)塊(6)，固定于取樣端蓋(1)上方，止動(dòng)塊(6)與取樣端蓋(1)之間設(shè)置有橡膠墊片(5)； 以及止動(dòng)螺母(8)，固定于導(dǎo)向螺母(10)與導(dǎo)向螺桿(4)之間； 以及阻力調(diào)節(jié)彈簧(7)，穿在導(dǎo)向螺桿(4)上，在止動(dòng)塊(6)和止動(dòng)螺母(8)之間。5.按照權(quán)利要求1所述一種水下運(yùn)載器搭載深海沉積物取樣器，其特征在于，所述存放裝置包括通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)連接的存放筒體(13)和底座(14)； 以及導(dǎo)向端蓋(11)通過(guò)固定螺釘(12)固定于存放筒體(13)上部； 以及密封橡膠塊(16)通過(guò)底部螺栓(15)固定于底座(14)上部。6.按照權(quán)利要求5所述一種水下運(yùn)載器搭載深海沉積物取樣器，其特征在于，存放筒體(13)靠近底部開(kāi)有排水孔；底座(14)上設(shè)有固定孔。7.按照權(quán)利要求5所述一種水下運(yùn)載器搭載深海沉積物取樣器，其特征在于，所述導(dǎo)向端蓋(11)表面涂以鮮艷顏色。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水下運(yùn)載器搭載深海沉積物取樣器，包括：取樣裝置和存放裝置；所述取樣裝置主要包括取樣管部件和長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件，取樣管部件與長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件之間設(shè)置有阻力調(diào)節(jié)部件；所述取樣管裝置活動(dòng)插入存放裝置內(nèi)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、作業(yè)可靠性高、搭載條件靈活，通過(guò)阻力可調(diào)的單向閥結(jié)構(gòu)能夠在不同海底底質(zhì)獲取到高質(zhì)量的深海沉積物樣品與水樣；采用透明度高的PC材料，使操作人員能夠直觀地對(duì)樣品進(jìn)行初步評(píng)估；采用分段裝配方式，實(shí)現(xiàn)了沉積物樣品無(wú)擾動(dòng)提取與保存；適用于水下有纜潛水器、載人潛水器等搭載作業(yè)。
【IPC分類】G01N1/02
【公開(kāi)號(hào)】CN205157222
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520723087
【發(fā)明人】李德威, 楊磊, 楊雷, 任玉剛, 劉慶亮
【申請(qǐng)人】國(guó)家深海基地管理中心
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月18日