本發明專利技術涉及氣錘裝置，具體地說是一種深海氣動往復式夯擊裝置，適用于在深海環境下進行超長柱狀沉積物采樣作業，包括深水電機、深水耐壓艙及安裝在深水耐壓艙內部的錘頭、開合螺母、錐銷、壓縮氣缸、絲杠、彈簧和頂桿，絲杠的一端與深水電機的輸出端相連，另一端套設有錘頭，開合螺母位于錘頭內，開合螺母上連接有使其與絲杠螺紋連接的彈簧，在錘頭上表面與深水耐壓艙上端蓋底面之間設有套在絲杠外部的壓縮氣缸；錘頭上插設有頂桿，在頂桿上設有將開合螺母打開的錐銷。本發明專利技術可以實現采樣系統多次往復貫入深海沉積物的作業，大大增加現有重力式深海沉積物取樣系統的采樣長度，采樣長度可達20～30米，以利于科學家獲得深海超長沉積物樣品。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及氣錘裝置，具體地說是一種深海氣動往復式夯擊裝置，適用于在深海環境下進行超長柱狀沉積物采樣作業。
技術介紹
深海柱狀沉積物樣品在全球氣候及環境變化研究、海洋沉積學研究、碳循環及其構造-氣候聯系研究、海洋地質普查、海底礦產資源勘探、深海地層中微生物生命過程及其地質意義研究、古海洋學研究、深海熱液產物的成礦機理與分布規律研究、深海海洋工程地質勘察、軍事海洋學等眾多研究領域都具有重要意義。普通的深海沉積物取樣方式主要是重力式取樣系統，作業方式是利用調查船只將取樣器沉入海底，取樣器靠自身重力垂直貫入海底沉積物中，完成一次取樣。但是這種取樣方式只能依靠取樣器自身重力一次貫入的方式采樣，存在取樣長度較短，可控性差等缺點。
技術實現思路
為了解決現有取樣方式一次貫入、取樣長度短的問題，本專利技術的目的在于提供一種深海氣動往復式夯擊裝置。該夯擊裝置利用往復式壓縮氣缸產生的氣壓力，實現采樣系統對深海沉積地層的多次貫入作業，實現超長深海沉積物樣品的采集作業。本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的:本專利技術包括深水電機、深水耐壓艙及安裝在深水耐壓艙內部的錘頭、開合螺母、錐銷、壓縮氣缸、絲杠、彈簧和頂桿，其中絲杠的一端與深水電機的輸出端相連，另一端套設有錘頭，所述開合螺母位于錘頭內，開合螺母上連接有使其與絲杠螺紋連接的彈簧，在錘頭上表面與深水耐壓艙上端蓋底面之間設有套在絲杠外部的壓縮氣缸；所述錘頭上插設有頂桿，在頂桿上設有將開合螺母打開的錐銷。其中:所述錘頭內設有空腔，開合螺母沿徑向往復滑動地容置于該空腔內；所述彈簧一端連接在開合螺母上，另一端抵接于所述空腔的內壁；所述開合螺母上沿軸向設有與錐銷相對應的孔，錐銷通過所述孔與開合螺母相對滑動；所述壓縮氣缸的一端與深水耐壓艙上端蓋底面密封連接，另一端與錘頭的上表面密封連接，壓縮氣缸內的氣體通過錘頭的提升被壓縮；所述錘頭、頂桿及錐銷隨開合螺母提升，頂桿運行的上限位為與深水耐壓艙上端蓋底面抵接；所述頂桿與絲杠平行。本專利技術的優點與積極效果為:本專利技術可以實現采樣系統的多次往復貫入深海沉積物的作業，可以大大增加現有重力式深海沉積物取樣系統的采樣長度，采樣長度可達20 30米，以利于科學家獲得深海超長沉積物樣品。附圖說明圖1為本專利技術的內部結構示意圖之一(開合螺母為關閉狀態)；圖2為本專利技術的內部結構示意圖之二(開合螺母為打開狀態)；圖3為圖2中的A-A剖視圖；其中:1為錘頭,2為開合螺母,3為錐銷,4為壓縮氣缸,5為深水電機,6為深水耐壓艙，7為絲杠，8為彈簧，9為頂桿，10為空腔。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術作進一步詳述。如圖1 3所示，本專利技術包括錘頭1、開合螺母2、錐銷3、壓縮氣缸4、深水電機5、深水耐壓艙6、絲杠7、彈簧8及頂桿9，其中深水電機5位于深水耐壓艙6的艙外、固定在深水耐壓艙6的上端蓋上，開合螺母2、錐銷3、壓縮氣缸4、絲杠7、彈簧8及頂桿9均位于深水耐壓艙6內；絲杠7的一端(頂端)通過深水耐壓艙6上端蓋上的通孔與深水電機5的輸出端相連，該通孔與深水電機5之間密封，絲杠7的另一端(底端)由錘頭I穿過、轉動連接于深水耐壓艙6的下端蓋。錘頭I相對于絲杠7可升降，錘頭I的頂部開有空腔10，開合螺母2容置于該空腔10內；開合螺母2為現有技術，其由形狀結構相同的兩部分組成，每一部分均設有一彈簧8,彈簧8的一端與開合螺母2連接,另一端抵接于空腔10的內壁；開合螺母2在空腔10內可沿徑向左右往復滑動，通過彈簧8的彈力保持正常的閉合狀態、與絲杠7螺紋連接；絲杠7在深水電機5的驅動下旋轉，通過與開合螺母2的螺紋副轉變成開合螺母2帶動錘頭I的上下移動副。在錘頭I上表面與深水耐壓艙6上端蓋底面之間設有壓縮氣缸4，該壓縮氣缸4套設在絲杠7的外圍，一端(頂端)與深水耐壓艙6上端蓋底面密封連接，另一端與錘頭I的上表面密封連接，壓縮氣缸4內的氣體通過錘頭I的提升被壓縮。錘頭I上插設有頂桿9，頂桿9與絲杠7相平行；在頂桿9上設有將開合螺母2打開的錐銷3，該錐銷3與頂桿9鋼性連接；開合螺母2上沿軸向設有與錐銷3相對應的孔，錐銷3通過所述孔與開合螺母2相對滑動；當錘頭1、頂桿9及錐銷3隨開合螺母2提升時，頂桿9運行的上限位為與深水耐壓艙6上端蓋底面抵接。本專利技術的工作原理為:在如圖1所示位置狀態下，開合螺母2與絲杠7處于咬合狀態，絲杠7在深水電機5的帶動下，將通過開合螺母2使錘頭I提升到如圖2所示狀態，在這個過程中壓縮氣缸4內的氣體將被壓縮，產生巨大的氣動壓力。在如圖2所示狀態下，頂桿9的頂端抵接深水耐壓艙6的上端蓋底面(頂桿9運行到上限位)，與頂桿9相連的錐銷3將在頂桿9的作用下插入開合螺母2內，將開合螺母打開。錘頭I將在自身重量和壓縮氣缸4的壓縮氣動壓力共同作用下，向下快速運動，打擊深水耐壓艙6的下端蓋，從而產生向下的巨大沖擊力，將深海沉積物取樣系統等類型的設備插入深海海底。在錘頭I到達深水耐壓艙6的下端蓋位置，即如圖1所示位置時，頂桿9的下端又與深水耐壓艙6的下端蓋抵接(頂桿9運行到下限位)，推動與頂桿9相連的錐銷3脫離開合螺母2，從而完成開合螺母2與絲杠7的二次咬合。從而重復以上的動作過程，最終實現氣動式的往復夯擊作業。本專利技術可布放于深海4000米的水深范圍內，適用于超長深海沉積物柱狀樣取樣系統，可以彌補單純的重力取樣裝置貫入深度的不足的缺點，完成超長深海沉積物柱狀樣品的采集。并且該裝置可以和單純的重力取樣裝置配合使用，共同完成深海沉積物取樣作業過程。權利要求1.一種深海氣動往復式夯擊裝置，其特征在于:包括深水電機(5)、深水耐壓艙(6)及安裝在深水耐壓艙(6)內部的錘頭(I)、開合螺母(2)、錐銷(3)、壓縮氣缸(4)、絲杠(7)、彈簧(8)和頂桿(9)，其中絲杠(7)的一端與深水電機(5)的輸出端相連，另一端套設有錘頭(I)，所述開合螺母(2)位于錘頭(I)內，開合螺母(2)上連接有使其與絲杠(7)螺紋連接的彈簧(8)，在錘頭(I)上表面與深水耐壓艙(6)上端蓋底面之間設有套在絲杠(7)外部的壓縮氣缸(4);所述錘頭(I)上插設有頂桿(9)，在頂桿(9)上設有將開合螺母(2)打開的錐銷⑶。2.按權利要求1所述的深海氣動往復式夯擊裝置，其特征在于:所述錘頭(I)內設有空腔(10)，開合螺母(2)沿徑向往復滑動地容置于該空腔(10)內；所述彈簧(8) —端連接在開合螺母(2)上，另一端抵接于所述空腔(10)的內壁。3.按權利要求1或2所述的深海氣動往復式夯擊裝置，其特征在于:所述開合螺母(2)上沿軸向設有與錐銷(3)相對應的孔，錐銷(3)通過所述孔與開合螺母(2)相對滑動。4.按權利要求1所述的深海氣動往復式夯擊裝置，其特征在于:所述壓縮氣缸(4)的一端與深水耐壓艙(6)上端蓋底面密封連接，另一端與錘頭(I)的上表面密封連接，壓縮氣缸(4)內的氣體通過錘頭(I)的提升被壓縮。5.按權利要求1所述的深海氣動往復式夯擊裝置，其特征在于:所述錘頭(I)、頂桿(9)及錐銷(3)隨開合螺母(2)提升，頂桿(9)運行的上限位為與深水耐壓艙(6)上端蓋底面抵接。6.按權利要求1所述的深海氣動往復式夯擊裝置，其特征在于:所述頂桿(9)與絲杠(7)平行。全文摘要本專利技術涉及氣錘裝置，具體地說是一種深海氣動往本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種深海氣動往復式夯擊裝置，其特征在于：包括深水電機(5)、深水耐壓艙(6)及安裝在深水耐壓艙(6)內部的錘頭(1)、開合螺母(2)、錐銷(3)、壓縮氣缸(4)、絲杠(7)、彈簧(8)和頂桿(9)，其中絲杠(7)的一端與深水電機(5)的輸出端相連，另一端套設有錘頭(1)，所述開合螺母(2)位于錘頭(1)內，開合螺母(2)上連接有使其與絲杠(7)螺紋連接的彈簧(8)，在錘頭(1)上表面與深水耐壓艙(6)上端蓋底面之間設有套在絲杠(7)外部的壓縮氣缸(4)；所述錘頭(1)上插設有頂桿(9)，在頂桿(9)上設有將開合螺母(2)打開的錐銷(3)。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：欒振東，張鑫，陳長安，閻軍，范奉鑫，
申請(專利權)人：中國科學院海洋研究所，
類型：發明
國別省市：
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