专利名称：液体振动取样器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于海洋测量、测试领域的取样装置，具体地说是一种采取海底沉积物的液体振动取样器。
背景技术：
海底探测使用的重力活塞取样器靠自重产生冲力，使取样管钻进海底沉积物中， 可以完成水深几千米的深海海底取样，但是设备受重量钻进的限制，只适于常规沉积物采 样；振动取样器可以完成纯砂、铁板砂和硬粘土等致密沉积物的取样，但是电动振动取样器 电缆承受拉力大，受电缆释放长度的限制，通常控制在水深二百米以内取样，气动振动取样 器的空气储存室承受内部压力，随着取样深度增加，空气储存室内气压与海水压力差逐渐 减少，受空气储存室强度的限制，气动振动取样器通常也只能在水深二百米以内水域取样。
发明内容本实用新型要解决现有重力活塞取样器受设备重量的限制，仅适于对常规沉积物 采样，现有振动取样器受本身电缆、空气储存室等部件的限制，采样水域水深较浅的技术问 题，提供一种能够对海底致密沉积物取样、采样水域较深的液体振动取样器。为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是一种液体振动取样器，包 括重块，带有取样刀口的取样管，重块上方有液体振动器和气仓，液体振动器出水端口连通 气仓，液体振动器进水端口通过进水阀连通海水。当取样器到达海底，气仓内外存在压差，采样水域海水愈深压差愈大，进水阀开 启，使压力海水通过液体振动器流入气仓内，海底压力水作为液体振动器的能量源，使液体 振动器振动取样。取样器能够对海底致密沉积物取样，不用电，没有电缆，气仓承受外部压 力，耐压能力强，可以在深达五百米乃至两千米水域采样。重块、气仓具有维持取样器直立 的作用。液体振动器由液压马达和振动器组成，液压马达进水端口通过进水阀连通海水， 液压马达出水端口连通气仓。液压马达的动力输出轴向两侧伸出，液压马达的两侧分别连接结构和工作状态相 同的振动器。对称布局的两个振动器对称振动，有利于取样器垂直取样工作。液压马达的动力输出轴连接偏心振动器的第一振动锤轴，第一振动锤轴上固定安 装第一振动锤齿轮和第一振动锤，偏心振动器的第二振动轴上固定安装第二振动锤齿轮和 第二振动锤，第一振动锤轴与第二振动锤轴轴线重合；第一振动锤齿轮与第二振动锤齿轮 之间有偶数个惰轮，第一振动锤齿轮与第二振动锤齿轮相同；第一振动锤与第二振动锤相 同，第一振动锤与第二振动锤同时到达旋转的最高点和最低点。在液压马达驱动下，第一振 动锤与第二振动锤等速反向旋转，同时到达旋转的最高点和最低点，抵消了振动锤引起的 左右摇摆振动，只产生上下垂直的偏心振动。气仓上部连接导向尾翼，液体振动器在气仓上方。液体振动器与气仓上下设置，利于海水流动。进水阀在液体振动器上方。便于压力海水进入液体振动器。进水阀的进水阀阀心上端连接取样钢缆，取样钢缆悬挂取样器时，进水阀关闭，切断海水与液体振动器进水端口的连通；取样钢缆与取样器之间没有作用力时，进水阀开启， 接通海水与液体振动器进水端口。投放或吊起取样器时，取样钢缆悬挂取样器，取样器到达 水底，取样钢缆松弛，与取样器之间没有作用力。气仓上有释放气仓内部压力的单向减压阀。取样后吊起取样器时，气仓外海水压 力逐渐降低，单向减压阀将气仓内海水和被压缩的空气排出卸压。气仓底部有放水排空阀。放水排空阀对取样后的气仓放水排空。本实用新型的优点是海水作为液体振动器的能量源，取样器使用便捷，取样器能 够对水底致密沉积物取样，没有电缆，气仓耐压能力强，可以在较深水域采样。不用能源，采 样成本低。

图1是本实用新型一个实施例的示意图；图2是图1实施例中液体振动器去掉壳体后的示意图；图3是图2的左视图；图4是图1实施例中进水阀的示意图。
具体实施方式
结合附图说明。图1中所示带有取样刀口 9的取样管8上端通过法兰盘与重块7连接，重块7与气 仓1固定连接，气仓1的上端连接导向尾翼2。导向尾翼2安装在气仓顶盖上，液体振动器 3位于导向尾翼2上方，其底座与气仓顶盖固定在一起。参见图1、图2和图3，液体振动器 3由安装在液体振动器壳体内的一个齿轮液压马达31和两个相同的偏心振动器32组成， 两个振动器32位于液压马达31两侧。向两侧伸出的液压马达31的动力输出轴311连接 振动器32的第一振动锤轴321，第一振动锤轴321上固定安装第一振动锤齿轮322和第一 振动锤323，振动器32的第二振动锤轴324上固定安装第二振动锤齿轮325和第二振动锤 326，第一振动锤轴321和第二振动锤轴324在一条直线上。第一振动锤齿轮322与第一惰 轮327啮合，第一惰轮327还与第二惰轮329啮合，两个惰轮相同，第二惰轮329还与第二 振动锤齿轮325啮合。第一惰轮轴与第二惰轮轴前后平行排布，它们与第一振动锤轴321、 第二振动锤轴324平行。第一振动锤齿轮322与第二振动锤齿轮325相同，第一振动锤323 与第二振动锤326相同，第一振动锤323与第二振动锤326同时到达旋转的最高点和最低 点。进水阀10位于液压马达31的上方，阀体固定连接在液体振动器壳体上面，参见图1。 液压马达进水端口 13，即液体振动器进水端口，通过进水阀10连通压力海水，液压马达出 水端口 14，即液体振动器出水端口，连通气仓1。图4中进水阀阀心12上端头连接取样钢 缆，进水阀阀心下端的进水阀阀瓣与阀体上的进水阀阀座密封配合，阀瓣上有0型密封圈， 图4所示是取样器到达海底时状态，取样钢缆松弛，与取样器之间没有作用力，进水阀阀心 12在海水压力和自身重力作用下落到阀体内腔下部，进水阀阀瓣与进水阀阀座脱离，进水阀进水口 11与液压马达进水端口 13连通，海水从阀体进水孔11、液压马达进水端口 13进 入液压马达31，海水通过液压马达31后由液压马达出水端口 14流入气仓1内，压力海水作 为液压马达31的能量源，使液压马达31的动力输出轴311转动，液压马达31的动力输出轴 311带动振动器32振动，实现振动取样。而投放或吊起取样器时，取样钢缆悬挂取样器，进 水阀阀心12被拉到阀体内腔上部，进水阀阀瓣与进水阀阀座接触密封，进水阀进水口 11与 液压马达进水端口 13被隔断，切断海水与液压马达进水端口 13的连通。本实用新型 的取 样器能够对海底致密沉积物取样，不用电，没有电缆，气仓1承受外部压力，耐压能力强，可 以在500米以上水深海域乃至在一千米以上的深海采样。取样器在从海底提起的过程中， 气仓1内的水压大于外部海水的压力，气仓1内海水和压缩空气经单向减压阀4不断排出 卸压，当取样器提至水面时，气仓1内残存压力，气仓1内的海水和压缩空气会继续排出，单 向减压阀4位于气仓1的下部。位于气仓1底部的放水排空阀5用于排空气仓1内存水。
权利要求一种液体振动取样器，包括重块(7)，带有取样刀口(9)的取样管(8)，其特征在于重块(7)上方有液体振动器(3)和气仓(1)，液体振动器出水端口连通气仓(1)，液体振动器进水端口通过进水阀(10)连通海水。
2.根据权利要求1所述的液体振动取样器，其特征在于液体振动器(3)由液压马达 (31)和振动器(32)组成，液压马达进水端口(13)通过进水阀(10)连通海水，液压马达出 水端口 (14)连通气仓(I)0
3.根据权利要求2所述的液体振动取样器，其特征在于液压马达(31)的动力输出轴 (311)向两侧伸出，液压马达(31)的两侧分别连接结构和工作状态相同的振动器(32)。
4.根据权利要求2或3所述的液体振动取样器，其特征在于液压马达(31)的动力输出 轴(311)连接偏心振动器(32)的第一振动锤轴(321)，第一振动锤轴(321)上固定安装第 一振动锤齿轮(322)和第一振动锤(323)，偏心振动器(32)的第二振动轴(324)上固定安 装第二振动锤齿轮(325)和第二振动锤(326)，第一振动锤轴(321)与第二振动锤轴(324) 轴线重合；第一振动锤齿轮(322)与第二振动锤齿轮(325)之间有偶数个惰轮，第一振动锤 齿轮(322)与第二振动锤齿轮(325)相同；第一振动锤(323)与第二振动锤(326)相同，第 一振动锤(323)与第二振动锤(326)同时到达旋转的最高点和最低点。
5.根据权利要求1所述的液体振动取样器，其特征在于气仓(1)上部连接导向尾翼 (2)，液体振动器(3)在气仓(1)上方。
6.根据权利要求1所述的液体振动取样器，其特征在于进水阀(10)在液体振动器(3) 上方。
7.根据权利要求1或6所述的液体振动取样器，其特征在于进水阀(10)的进水阀阀 心(12)上端连接取样钢缆，取样钢缆悬挂取样器时，进水阀(10)关闭，切断海水与液体振 动器进水端口的连通；取样钢缆与取样器之间没有作用力时，进水阀(10)开启，接通海水 与液体振动器进水端口。
8.根据权利要求1所述的液体振动取样器，其特征在于气仓(1)上有释放气仓(1)内 部压力的单向减压阀(4)。
9.根据权利要求1或8所述的液体振动取样器，其特征在于气仓(1)底部有放水排空 阀(5)。
专利摘要一种液体振动取样器，包括重块，带有取样刀口的取样管，重块上方有液体振动器和气仓，液体振动器出水端口连通气仓，液体振动器进水端口通过进水阀连通海水。海水作为液体振动器的能量源，取样器使用便捷，取样器能够对水底致密沉积物取样，可以在较深水域采样。不用能源，采样成本低。
文档编号G01N1/10GK201569582SQ20092028099
公开日2010年9月1日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者丰爱平, 任军, 吴桑云, 杜军 申请人:国家海洋局第一海洋研究所