[发明专利]一种利用静水压力获取深海振动力的装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于硬质沉积物取样装置领域，尤其是一种利用深海海水自身的水压作为外部驱动力，实现动力获取，从而实现深海硬质沉积物样本获取的利用静水压力获取深海振动力的装置及其控制方法。

背景技术

深海硬质沉积物取样设备通常需要巨大的振动力才能有效的取出硬质沉积物样本。根据目前的实践，水深200米以内的硬质沉积物取样，需要外接380V高压电源，通过7.5Kw的四级电机驱动偏心块做高速转动才能获取足够的振动力，从而取出岩芯样本，取样时间一般为2分钟。但是，对于超过1000米水深由于达到3000米水深的硬质沉积物，由于高压电缆无法可靠地在如此压力下进行振动密封，因此还没有有效的手段对千米级水深的硬质沉积物进行取样。本装置和方法旨在解决千米级水深的硬质沉积物进行取样的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用深海海水自身的水压作为外部驱动力，实现动力获取，从而实现深海硬质沉积物样本获取的利用静水压力获取深海振动力的装置及其控制方法。

本发明的技术方案是：一种利用静水压力获取深海振动力的装置，其特征是由外壳（1）、喷嘴（2）、叶轮（3）、排水仓（4）和振动力传递接口（5）组成，其中，喷嘴（2）位于外壳（1）侧壁上，喷嘴（2）与驱动电磁控制组件连接，所述驱动电磁控制组件与压力传感器连接；叶轮（3）位于外壳（1）内，叶轮（3）安装在轴（6）上，轴（6）两端安装在轴承座（7）上，轴承座（7）固定在机壳（1）内侧壁上，在叶轮（3）的两端分别设置有偏心块（8）；排水仓（4）安装在外壳（1）的下面，所述排水仓（4）设置有密封电池组（9）。

在外壳（1）的两侧设置有端盖（11），在端盖（11）与外壳（1）之间设置有密封圈（12）。

在外壳（1）侧壁上设置有多个喷嘴（2）。

利用静水压力获取深海振动力的装置的控制方法，其特征是包括下列步骤：

（1）将静水压力驱动装置置于预设水深；

（2）利用压力传感器，驱动电磁控制组件打开喷嘴，高压海水在压力的作用下会迅速形成高速水流，冲击叶轮，叶轮在高速水流的冲击下，带动偏心块做同轴高速旋转，由于偏心块的重心与轴的重心有一定的位置偏差，因此形成机械振动中的简谐振动，获取巨大的振动力；

（3）高速水流冲击叶轮后流入排水仓，排水仓体积较大，在排水仓被注满前，叶轮所处的动力舱始终处于负压状态，可以产生持续的振动力；

（4）偏心块所产生的巨大的振动力通过振动力接口传递给取样装置，实现深海硬质沉积物样本的提取作业。

本发明的效果是：一种利用静水压力获取深海振动力的装置，其特征是由外壳、喷嘴、叶轮、排水仓和振动力传递接口组成。

本发明不需要外接动力源，而是利用深海海水自身的水压作为外部驱动力，实现动力的获取，从而为深海硬质沉积物样本获取提供了可行的方法和装置。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的左视图。

具体实施方式

图1中，一种利用静水压力获取深海振动力的装置，由外壳1、喷嘴2、叶轮3、排水仓4和振动力传递接口5组成，其中，喷嘴2位于外壳1侧壁上，喷嘴2与驱动电磁控制组件连接，所述驱动电磁控制组件与压力传感器连接；叶轮3位于外壳1内，叶轮3安装在轴6上，轴6两端安装在轴承座7上，轴承座7固定在机壳1内侧壁上，在叶轮3的两端分别设置有偏心块8；排水仓4安装在外壳1的下面，所述排水仓4设置有密封电池组9（参见图2）。

在外壳1的两侧设置有端盖11，在端盖11与外壳1之间设置有密封圈12。在外壳1侧壁上设置有多个喷嘴2。

利用静水压力获取深海振动力的装置的控制方法，包括下列步骤。

（1）将静水压力驱动装置置于预设水深，如3000米的深度，则3000米的深海本身就是一个具备30Mpa压强的液压站。

（2）利用压力传感器，驱动电磁控制组件打开喷嘴，高压海水在压力的作用下会迅速形成高速水流，冲击叶轮，叶轮在高速水流的冲击下，带动偏心块做同轴高速旋转，由于偏心块的重心与轴的重心有一定的位置偏差，因此形成机械振动中的简谐振动，获取巨大的振动力。

（3）高速水流冲击叶轮后流入排水仓，排水仓体积较大，在排水仓被注满前，叶轮所处的动力舱始终处于负压状态，可以产生持续的振动力。排水仓的体积大小应根据取样需求确定，由于海底取样通常只需要很短的时间，因此排水仓的体积应既能够满足工程制造需要，又能够为该装置提供一定的振动时间，确保其实用性。

（4）偏心块所产生的巨大的振动力通过振动力接口传递给取样装置，实现深海硬质沉积物样本的提取作业。