[发明专利]液压驱动的海底多管柱状样品采样及密封系统

权利要求书

1.液压驱动的海底多管柱状样品采样及密封系统，包括若干个带球阀密封的圆管状的采样器，其特征在于，该系统有一竖直方向的主轴，主轴上活动套接一个十字铰链；所述十字铰链由内外三层圆管装配而成：外层圆管与中层圆管之间通过销活动连接，中层圆管与内层圆管间也是通过销活动连接，两组销的方向为正交，形成十字铰链；在十字铰链上方与下方的主轴上分别设置一个用于限定十字铰链移动距离的主轴抱箍或定位键；有若干个支撑框架固定于外层圆管上，支撑框架的末端是支撑脚，相邻的支撑框架之间通过支架连接；

所述采样器均为竖向布置，其底端是用于密封的球阀，上部连接至同样呈竖向布置的伸缩式活塞液压缸共同组成采样单元，每个采样器的伸缩式活塞液压缸均通过管路连接至液压油提供系统；在伸缩式活塞液压缸的顶端至采样管的底端之间的至少两个垂直于主轴的平面上，设置固定支架用于固定连接各个采样单元，固定支架与主轴固定连接。

2.根据权利要求1所述的采样及密封系统，其特征在于，所述液压油提供系统安设于一个托板上；托板固定于最下方的固定支架上，其下方有倒锥形布置的侧边。

3.根据权利要求1所述的采样及密封系统，其特征在于，所述液压油提供系统包括体积可变的油箱、低压释能仓、三位四通转换阀和流量控制阀；所述体积可变的油箱、低压油口和高压油口均通过管路连接至三位四通转换阀，低压释能仓通过管路依次连接流量控制阀和三位四通转换阀。

4.根据权利要求1所述的采样及密封系统，其特征在于，所述伸缩式活塞液压缸是双作用伸缩式活塞液压缸，包括端盖、缸筒、法兰套、第一级活塞杆和第二级活塞杆；端盖和法兰套分置于缸筒两端，分别通过螺纹与其联接；第一级活塞杆安装在缸筒中并穿过法兰套，第二级活塞杆套设于第一级活塞杆中；在第二级活塞杆上靠近端盖处开有一个径向孔，活塞头部通过螺纹与第二级活塞杆端头联接；在第二级活塞杆内部还有一个起导向作用的具有轴向通孔的轴，其外壁与第二级活塞杆靠近端盖一端的内壁为间隙配合；

在法兰套处的缸筒末端设有低压油口，与缸筒和第一级活塞杆之间的空腔连通；在端盖上设有低压油口，与第二级活塞杆内部轴的轴向通孔连通；在端盖上设有高压油口，与第一级活塞杆和第二级活塞杆之间的空腔连通；所述低压油口和高压油口均通过管路连接至液压油提供系统。

5.根据权利要求1所述的采样及密封系统，其特征在于，所述采样管外部套设一个保压筒体，保压筒体的一个末端法兰与球阀的阀体相连；在远离球阀方向的采样管末端，连接有一个衬筒活塞；所述衬筒活塞呈“凸”字形，中部的平台表面与保压筒体末端法兰的内壁贴合实现密封，其前端位于保压筒体末端法兰中心的开孔内； 

所述衬筒活塞由衬筒活塞本体、单向阀座、单向阀阀块和单向阀弹簧组成；所述衬筒活塞本体呈“凸”字形，其凸出的上部的圆周上环设内置密封圈的密封槽，其顶端设带有螺纹的凹孔用于螺接液压缸的活塞头部；所述单向阀座安装在衬筒活塞本体下部且两者轴线相重合；所述单向阀阀块安装在单向阀座内部，单向阀阀块与衬筒活塞本体之间安装单向阀弹簧；衬筒活塞本体的下部侧边设贯通的孔，使得单向阀阀块所处空间与衬筒活塞本体外部相通。

6.根据权利要求1所述的采样及密封系统，其特征在于，所述球阀的阀体通过阀杆与阀杆驱动装置连接；阀杆驱动装置由双齿条齿轮机构组成：提供动力的液压缸与齿条相连接，齿轮与阀杆共轴，齿条与齿轮相互啮合。

7.根据权利要求6所述的采样及密封系统，其特征在于，所述球阀阀体与阀杆驱动装置之间设置一个框架结构，框架结构分别与阀体、阀杆驱动装置连接用于加强固定。

8.根据权利要求6或7所述的任意一种采样及密封系统，其特征在于，所述球阀采用以下形式中的任意一种：

(1)球阀的阀体是两个或两个以上，阀体的相邻端面之间相互连接，每个球阀均具有独立的阀杆驱动装置；

(2)球阀的阀体是一个，阀体内设置两个或两个以上球阀阀芯，每个球阀阀芯均具有独立的阀杆和阀杆驱动装置。

9.根据权利要求8所述的采样及密封系统，其特征在于，所述球阀的阀杆按照其各自的轴线呈异面布置，阀杆驱动装置也根据对应阀杆的轴线呈异面布置。

10.根据权利要求8所述的采样及密封系统，其特征在于，所述保压筒体与一个蓄能器连通。