保壓筒下部密封裝置及保壓取芯密封設備，具體是一種在保壓取芯時具有自密性的密封裝置。保壓筒下部密封裝置，包括套筒、取芯管、密封蓋及彈簧片，密封蓋通過彈簧片活動連接在套筒側壁上端，套筒及取芯管都為中空管狀結構，取芯管與套筒相適配，取芯管的高度高于套筒，當密封蓋開啟且將取芯管插入到套筒中時，密封蓋內表面與取芯管外壁完全貼合，且其外表面與套筒側壁外表面處于同一個圓柱面內，當將取芯管向上提升至一定高度時，在彈簧片的作用下，密封蓋回彈到套筒頂面，密封蓋閉合，其與套筒頂面密閉接觸，具有結構簡單、密封效果好以及占據空間小等優點；適用于進行各類保壓取芯作業。
【技術實現步驟摘要】
保壓筒下部密封裝置及保壓取芯密封設備
本專利技術涉及一種保壓取芯所用的保壓筒下部密封裝置以及包括有保壓筒下部密封裝置的保壓取芯密封設備。
技術介紹
隨著人類對深海的礦產資源、微生物等研究的逐步深入，如何實現深海礦產資源樣品以及深海微生物樣品保真取樣與轉移也愈發受到人們的關注，而保真取樣與轉移過程中必定需要保證其壓力不發生變化；同時在巖石力學領域，如何在取芯時維持孔隙水壓對于研究深部巖石力學行為也具有重大意義。目前，在保壓取芯領域，保壓筒上端一般采用活塞與“O”型密封圈進行密封，保壓筒下端通常采用的密封方式是旋轉球閥或者翻板蓋密封。對于保壓筒下端的密封方式，其密封效果良好，應用范圍廣泛，然而，旋轉球閥結構比較復雜，加工工藝要求高，且當壓力較大時，保壓筒里面的液體會從球閥與保壓筒之間的縫隙滲出，不能維持較高的壓力。翻板蓋密封雖然能夠維持較高的壓力，但是其翻板蓋是一個平面構造，不能與取芯筒外面的套筒很好的貼合，導致套筒直徑變大，占用的空間較大。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是為了克服現有技術中保壓筒下端采用的密封方式結構復雜，高壓時密封效果不好以及占用的空間較大的缺點，提供一種保壓筒下部密封裝置及保壓取芯密封設備。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：保壓筒下部密封裝置，包括套筒、取芯管、密封蓋及彈簧片，密封蓋通過彈簧片活動連接在套筒側壁上端，套筒及取芯管都為中空管狀結構，取芯管與套筒相適配，取芯管的高度高于套筒，當密封蓋開啟且將取芯管插入到套筒中時，密封蓋內表面與取芯管外壁完全貼合，且其外表面與套筒側壁外表面處于同一個圓柱面內，當將取芯管向上提升至一定高度時，在彈簧片的作用下，密封蓋回彈到套筒頂面，與套筒頂面密閉接觸。具體的，套筒內表面包括上部圓臺面、中部圓柱面以及下部圓柱面，中部圓柱面直徑略大于下部圓柱面，上部圓臺面的上端直徑大于下端直徑，其下端直徑與中部圓柱面直徑相同，取芯管外徑與套筒中部圓柱面直徑一致，內徑與套筒下部圓柱面直徑一致。優選的，套筒外壁開設有用于安裝密封圈的槽體。具體的，彈簧片包括轉軸和具有彈性的彈片，套筒側壁頂端開設有與轉軸相適配的轉軸容置槽。優選的，密封蓋外表面還設置有容納彈簧片的凹槽。優選的，彈片為曲線型鋼片，曲線型鋼片卡在密封蓋上表面凹槽處，在外力作用下曲線型鋼片能夠伸直，其曲面可以變為平面并與密封蓋外表面的凹槽完全貼合。具體的，密封蓋為由圓錐面或圓球面截取半圓管片獲得的空間曲面，半圓管片外徑與套筒外徑一致，密封蓋的外部側壁上設置有用于安裝密封材料的凹槽。本專利技術解決其技術問題所采用的另一技術方案是：保壓取芯密封設備，包括提升桿及保壓筒，保壓筒上部安裝有上部密封活塞，上部密封活塞的直徑與保壓筒內徑相匹配，保壓筒內部包含上述的保壓筒下部密封裝置，套筒的外部直徑與保壓筒內徑一致，套筒下端與保壓筒下端緊密接觸，保壓筒上部開有與提升桿適配的孔洞，提升桿與上部密封活塞相連，在提升桿的作用下，上部密封活塞能夠在保壓筒內縱向移動，上部密封活塞的底部安裝有能夠牢固抓取取芯管的巖芯抓取機構。具體的，上部密封活塞的側壁開有用于安裝密封圈的凹槽。本專利技術的有益效果是：當取芯管插入到套筒中且密封蓋開啟90°時，密封蓋外表面在套筒外表面的延伸面內，不占用額外的空間；當其閉合時，密封蓋與套筒頂面密閉貼合，而且在壓力作用下會貼合的越來越緊密。該技術方案結構簡單、密封效果好，占據空間小，易于操作，適用于進行各類保壓取芯作業。附圖說明圖1是本專利技術保壓筒下部密封裝置的結構示意圖；圖2是本專利技術中的套筒的結構示意圖；圖3是本專利技術中套筒的剖面圖；圖4是本專利技術中的取芯管的結構示意圖；圖5是本專利技術中的密封蓋的結構示意圖；圖6是本專利技術中的彈簧片的結構示意圖；圖7是本專利技術密封蓋閉合時的結構示意圖；圖8是本專利技術保壓取芯密封設備的結構示意圖。其中，1為套筒，11為上部圓臺面，12為中部圓柱面，13為下部圓柱面，14為轉軸容置槽，2為取芯管，3為密封蓋，4為彈簧片，41為轉軸，42為曲線型鋼片，5為保壓筒，6為上部密封活塞，7為提升桿。具體實施方式下面結合附圖，詳細描述本專利技術的技術方案。本專利技術的保壓筒下部密封裝置是一種在保壓取芯時具有自密性的密封裝置。本專利技術的保壓筒下部密封裝置在使用時位于保壓筒內部，是保壓筒下端的密封裝置。如圖1所示，包括套筒1、取芯管2、密封蓋3及彈簧片4，密封蓋3通過彈簧片4活動連接在套筒1側壁上端，可以為可旋轉式固定連接，也可以為卡接、鏈接等多種連接方式。套筒1及取芯管2都為中空管狀結構，優選為中空圓管，取芯管2與套筒1相適配，具體而言，取芯管2可插入到套筒1中，其外徑與套筒1內徑相匹配，取芯管2的高度高于套筒1。當密封蓋3開啟90°(即密封蓋3與套筒1頂面呈90°時)且取芯管2位于套筒1中時，密封蓋3內表面與取芯管2外壁完全貼合，且其外表面與套筒1側壁外表面處于同一個圓柱面內，此時取芯管1與密封蓋2緊密接觸并限制密封蓋轉動；當將取芯管2向上提升至一定高度時即取芯管2的底端剛剛高于密封蓋3開啟90°的高度時，在彈簧片4的作用下，密封蓋3回彈到套筒1頂面，密封蓋3與套筒1頂面緊密貼合，從而防止取芯管2內液體流失，起到密封作用。如圖2-3所示，套筒1外表面優選設置為圓柱面，其外壁開設有用于安裝密封圈的槽體，例如環形槽，用于安裝如密封圈的止水結構，以便進一步增強密封性，可以設置一個或多個槽體。套筒1內表面包括上部圓臺面11、中部圓柱面12以及下部圓柱面13。上部圓臺面公式為其中a為管片內徑、b為管片厚度、c為圓錐面在z軸上的截距，d為中部圓柱面高度，a為圓錐面的半頂角。a的取值范圍為50mm～80mm，b的取值范圍6mm～12mm，c的取值范圍為-185mm～-65mm，d的取值范圍3mm～18mm，a的取值范圍為15°～20°，中部圓柱面直徑取值52mm～105mm，下部圓柱面直徑取值50mm～100mm，中部圓柱面12直徑略大于下部圓柱面13，如此設計，可以在中間形成凸臺，使得取芯管恰好放在上面，上部圓臺面為上大下小結構，上部圓臺面11的上端直徑大于下端直徑，如此設計能夠使得密封蓋能夠和圓臺面緊密貼合，其下端直徑與中部圓柱面直徑相同，圓臺面最底部與中部圓柱面相銜接。此外，套筒1的上部圓臺面也可用圓球面一部分代替，此時該部分圓球面公式為公式中參數含義及取值范圍同上。為了與套筒1相適配，取芯管2為如圖4的中空圓柱狀結構，取芯管2外徑與套筒1中部圓柱面直徑一致，內徑與套筒1下部圓柱面直徑一致。巖芯可以通過套筒1進入到取芯管2內。如圖5所示，其中，上面的兩幅圖為密封蓋閉合是的正視圖及側視圖，下面的圖為密封蓋的結構示意圖。密封蓋3可以通過圓錐面或者圓球面截取半圓管片得到的。半圓管片公式為其中a為管片內徑、b為管片厚度、c為圓錐面在z軸上的截距，a為圓錐面的半頂角，取值范圍為a的取值范圍為50mm～80mm，b的取值范圍6mm～12mm，c的取值范圍為-185mm～-65mm，a的取值范圍為15°～20°。當截取半圓管片所用的是圓錐面時，圓錐面公式為x2+y2＝(z-c)2tan2a，此時密封蓋表面公式為類似的當截取半圓管片所用的是球面時，圓球面公式為x2+y2+z2-2z(a+b)＝0,此時密封蓋表面公式為其本文檔來自技高網...
【技術保護點】
保壓筒下部密封裝置，其特征在于，包括套筒(1)、取芯管(2)、密封蓋(3)及彈簧片(4)，密封蓋(3)通過彈簧片(4)活動連接在套筒(1)側壁上端，套筒(1)及取芯管(2)都為中空管狀結構，取芯管(2)與套筒(1)相適配，取芯管(2)的高度高于套筒(1)，當密封蓋(3)開啟90°且取芯管(2)位于套筒(1)中時，密封蓋(3)內表面與取芯管(2)外壁完全貼合，且其外表面與套筒(1)側壁外表面處于同一個圓柱面內，當將取芯管(2)向上提升至一定高度時，在彈簧片(4)的作用下，密封蓋(3)回彈到套筒(1)頂面，密封蓋(3)與套筒(1)頂面密閉接觸。
【技術特征摘要】
1.保壓筒下部密封裝置，其特征在于，包括套筒(1)、取芯管(2)、密封蓋(3)及彈簧片(4)，密封蓋(3)通過彈簧片(4)活動連接在套筒(1)側壁上端，套筒(1)及取芯管(2)都為中空管狀結構，取芯管(2)與套筒(1)相適配，取芯管(2)的高度高于套筒(1)，當密封蓋(3)開啟90°且取芯管(2)位于套筒(1)中時，密封蓋(3)內表面與取芯管(2)外壁完全貼合，且其外表面與套筒(1)側壁外表面處于同一個圓柱面內，當將取芯管(2)向上提升至一定高度時，在彈簧片(4)的作用下，密封蓋(3)回彈到套筒(1)頂面，密封蓋(3)與套筒(1)頂面密閉接觸。2.如權利要求1所述的保壓筒下部密封裝置，其特征在于，套筒(1)內表面包括上部圓臺面(11)、中部圓柱面(12)以及下部圓柱面(13)，中部圓柱面直徑略大于下部圓柱面，上部圓臺面的上端直徑大于下端直徑，其下端直徑與中部圓柱面直徑相同；取芯管(2)外徑與套筒(1)中部圓柱面直徑一致，內徑與套筒(1)下部圓柱面直徑一致。3.如權利要求1所述的保壓筒下部密封裝置，其特征在于，套筒(1)外壁開設有用于安裝密封圈的槽體。4.如權利要求1所述的保壓筒下部密封裝置，其特征在于，彈簧片(4)包括轉軸(41)和具有彈性的彈片，套筒(1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：高明忠，汪文勇，張茹，劉強，陳海亮，李安強，譚強，陸彤，
申請(專利權)人：四川大學，
類型：發明
國別省市：四川,51
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