一種水下流體采集閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋工程設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種水下流體采集閥。
【背景技術(shù)】
[0002]目前所知的流體采集閥分為保壓保氣類及非保壓保氣類兩種，它們的使用環(huán)境多為3000米左右深海，由水下作業(yè)機器人等作業(yè)潛器操作采樣。其中非保壓保氣類的采集閥為均壓式截斷閥，其功能近似普通的截止閥，而保壓保氣類的采集閥由于其保壓時采集閥內(nèi)外環(huán)境存在較大的非平衡壓力，并且不允許水樣中的氣體析出，故采集難度較高。現(xiàn)有的保壓保氣式流體采集閥多為壓力平衡式結(jié)構(gòu)，其產(chǎn)生的問題有三個:一是閥芯桿過長，其形狀公差不容易控制，導(dǎo)致加工難度大;二是閥芯桿迫于O型圈的大小使其直徑不可能無限制縮小，甚至由于需要加大彈簧預(yù)緊力的原因，使閥芯桿必須保持一定的有效通行間隙的同時還需要保證一定的粗細，造成的后果是閥芯斜面密封圓周過長，增加泄漏的可能性;三是由于閥芯驅(qū)動所需的驅(qū)動力和密封可靠性呈正比，也就是密封的可靠性越高，閥開啟的難度也就越大，增加水下作業(yè)潛器的操作難度和風(fēng)險。此外現(xiàn)有技術(shù)中的保壓保氣式流體采集閥還存在連接管接頭過多等而降低系統(tǒng)可靠性的風(fēng)險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)中由采集閥自身結(jié)構(gòu)特點所帶來的密封性缺陷、操作難度高和采集閥本身加工難度大的問題而提供一種保壓保氣類水下流體采集閥。
[0004]為實現(xiàn)上述目的現(xiàn)提供以下技術(shù)方案:
[0005]—種水下流體采集閥，包括，驅(qū)動力部件、外閥套、內(nèi)閥套、閥芯、彈性部件，其中，
[0006]所述外閥套具有內(nèi)腔以及連通內(nèi)腔與外界的第一進樣孔、出樣孔和第一驅(qū)動力傳輸孔;所述內(nèi)閥套套設(shè)于外閥套的內(nèi)腔中，所述內(nèi)閥套也具有內(nèi)腔，且該內(nèi)閥套內(nèi)腔與外閥套的出樣孔相通，所述內(nèi)閥套上還具有連通內(nèi)閥套內(nèi)腔與外閥套的第一進樣孔的第二進樣孔以及連通內(nèi)閥套內(nèi)腔與外閥套第一驅(qū)動力傳輸孔的第二驅(qū)動力傳輸孔;所述閥芯和所述彈性部件安裝于所述內(nèi)閥套的內(nèi)腔中，所述閥芯的一端位于內(nèi)閥套的內(nèi)腔與外閥套出樣孔相通處，所述閥芯另一端與彈性部件相接觸，該彈性部件由于形變產(chǎn)生的彈力使得閥芯與外閥套的出樣孔擠緊而形成密封;所述驅(qū)動力部件連接在外閥套外側(cè)的第一驅(qū)動力傳輸孔處，該驅(qū)動力部件產(chǎn)生的驅(qū)動力可依次通過第一驅(qū)動力傳輸孔和第二驅(qū)動力傳輸孔傳輸至內(nèi)閥套的內(nèi)腔中，從而促使閥芯向使彈性部件進一步壓縮形變方向移動的同時與出樣孔分離。所述外閥套的外側(cè)還設(shè)有便于與驅(qū)動力部件連接固定的安裝平臺。
[0007]所述驅(qū)動力部件為活塞式驅(qū)動力部件，包括，伸縮推柄、驅(qū)動力活塞缸及活塞桿，
[0008]所述驅(qū)動力活塞缸與外閥套密封連接，且該驅(qū)動力活塞缸內(nèi)腔由直徑不同且同軸向相通的三節(jié)圓柱體通孔組成，最大直徑通孔為第一腔室、中直徑通孔為第二腔室，最小直徑通孔為連接第一、二腔室的連通孔;所述驅(qū)動力活塞缸的外側(cè)近外閥套處還設(shè)有便于與外閥套固定連接的方形安裝座；
[0009]所述伸縮推柄為中心軸向設(shè)有螺紋孔的圓柱體，該伸縮推柄的外圓柱面與所述驅(qū)動力活塞缸的第一腔室形成間隙配合;所述伸縮推柄優(yōu)選由直徑不同且同軸相連的兩個圓柱體組成，伸縮推柄的螺紋孔位于該伸縮推柄小直徑圓柱體部分的中心軸向，該伸縮推柄的大直徑圓柱體部分用于方便對伸縮推柄進行操作；
[0010]所述活塞桿由兩種不同直徑的圓柱體同軸連接，該活塞桿的大直徑圓柱體部分的外圓柱面上安裝有活塞密封件，安裝有活塞密封件的活塞桿大直徑圓柱體部分與驅(qū)動力活塞缸的第二腔室動密封配合，所述活塞桿的小直徑圓柱體部分與連接驅(qū)動力活塞缸第一、二腔室的連通孔間隙配合，該活塞桿的小直徑圓柱體部分還具有部分外螺紋用以與伸縮推柄的螺紋孔形成螺紋副連接；
[0011]所述驅(qū)動力活塞缸的第二腔體中具有驅(qū)動液，推動伸縮推柄可使驅(qū)動液通過外閥套上的第一驅(qū)動力傳輸孔和內(nèi)閥套上的第二驅(qū)動力傳輸孔進入內(nèi)閥套的內(nèi)腔；
[0012]所述活塞桿的大直徑圓柱體部分的外圓柱面上還設(shè)有便于安裝活塞密封件的密封槽。
[0013]所述內(nèi)閥套的外側(cè)安裝有兩個環(huán)形內(nèi)閥套密封件，分別為內(nèi)閥套前端密封件和內(nèi)閥套后端密封件，安裝有內(nèi)閥套前端密封件和內(nèi)閥套后端密封件的內(nèi)閥套與外閥套的內(nèi)腔形成密封配合，所述第二驅(qū)動力傳輸孔位于內(nèi)閥套外側(cè)的一端處于兩個環(huán)形內(nèi)閥套密封件之間。
[0014]所述內(nèi)閥套的外側(cè)位于兩個環(huán)形內(nèi)閥套密封件之間還設(shè)有環(huán)形驅(qū)動液集流槽，所述第二驅(qū)動力傳輸孔位于內(nèi)閥套外側(cè)的一端處于該環(huán)形驅(qū)動液集流槽上。
[0015]所述內(nèi)閥套的外側(cè)還具有環(huán)形進樣集流槽，所述第二進樣孔位于內(nèi)閥套外側(cè)的一端處于該環(huán)形驅(qū)動液集流槽上。
[0016]所述內(nèi)閥套的內(nèi)腔為三段直徑不同的圓柱孔同軸相通的結(jié)構(gòu)，依次為小直徑圓柱孔、中直徑圓柱孔和大直徑圓柱孔;所述閥芯為四段不同直徑圓柱體同軸連接的結(jié)構(gòu)，依次為第一小直徑圓柱體部分、中直徑圓柱體部分、第二小直徑圓柱體部分和大直徑圓柱體部分，其中，中直徑圓柱體部分的外圓柱面上安裝有閥芯小端密封件并與內(nèi)閥套的小直徑圓柱孔形成動密封，大直徑圓柱體部分的外圓柱面上安裝有閥芯大端密封件并與內(nèi)閥套的中直徑圓柱孔形成動密封;第二驅(qū)動力傳輸孔與內(nèi)閥套內(nèi)腔中處于閥芯中直徑圓柱體部分與閥芯大直徑圓柱體部分之間的空間相通，第二進樣孔與內(nèi)閥套內(nèi)腔和閥芯小直徑圓柱體部分之間的空間相通;優(yōu)選的，所述閥芯小直徑圓柱體部分與出樣孔相接觸處為圓錐體，在所述彈性部件提供的彈力作用下，該圓錐體部分的部分錐體進入出樣孔中，與出樣孔擠緊從而達到更好的密封效果；
[0017]所述閥芯的中直徑圓柱體部分和大直徑圓柱體部分的外圓柱面上分別設(shè)有便于安裝閥芯小端密封件和閥芯大端密封件的密封槽；
[0018]所述內(nèi)閥套的內(nèi)腔一端與出樣孔相通，另一端與外界相通處具有與內(nèi)閥套通過緊固件固定連接的彈簧底托蓋;所述彈性部件位于內(nèi)閥套內(nèi)腔的大直徑圓柱孔中，該彈性部件由彈簧導(dǎo)柱和截止彈簧組成，該截止彈簧為壓縮型彈簧，所述彈簧導(dǎo)柱分為前段、彈簧截止段和彈簧導(dǎo)向段，所述彈簧導(dǎo)柱前段的端面與所述閥芯的大直徑圓柱體部分的端面相接觸，所述截止彈簧套設(shè)在彈簧導(dǎo)柱的彈簧導(dǎo)向段上，該截止彈簧的一端與彈簧導(dǎo)柱的彈簧截止段端面相接觸，另一端與彈簧底托蓋位于內(nèi)閥套內(nèi)腔的一側(cè)相接觸；
[0019]所述閥芯的第一小直徑圓柱體部分和第二小直徑圓柱體部分的直徑可相同。
[0020]所述彈簧底托蓋上還設(shè)有連通內(nèi)閥套內(nèi)腔與外界的壓力平衡孔。
[0021]由于采用上述方案，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0022]1、本發(fā)明所述的保壓保氣類的水下流體采集閥，該采集閥采用非平衡式閥芯設(shè)計，閥芯比平衡式采集閥閥芯更短，以此能承受更大的密封力，同時減小了金屬密封接觸面面積，能更為可靠地采集深海含氣水樣，并保證其中氣樣不會析出散失。
[0023]2、本發(fā)明所述的水下流體采集閥大幅降低了因為加工誤差而導(dǎo)致的性能下降，提尚了廣品制造的重復(fù)性。
[0024]3、本發(fā)明所述的水下流體采集閥在生產(chǎn)制作過程中，可以根據(jù)不同種類或型號的水下作業(yè)潛器的操作能力而對閥芯密封截面的大小和伸縮推柄的大小進行調(diào)整，從而在實現(xiàn)密封可靠性的同時，降低了水下作業(yè)潛器的操作難度。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明實施例所述伸縮推柄的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明實施例所述驅(qū)動力活塞缸的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明實施例所述活塞桿的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明實施例所述彈簧導(dǎo)柱的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖6為本發(fā)明實施例所述外閥套的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖7為本發(fā)明實施例所述閥芯的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖8為本發(fā)明實施例所述內(nèi)閥套的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖9為本發(fā)明實施例所述彈簧底托蓋的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0034]以下結(jié)合附圖所示實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0035]如圖1所示，本發(fā)明所述的一種錘形水下流體采集閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]—種水下流體采集閥，包括伸縮推柄1、驅(qū)動力活塞缸2、活塞桿3、活塞密封件