[发明专利]一种基于螺杆伸缩推杆的伸缩方法

说明书

本发明涉及岩体原位力学研究技术领域，更具体地，涉及一种基于螺杆伸缩推杆的伸缩方法，具体步骤为：旋转转动立轴，转动立轴通过空心螺杆带动螺杆件沿空心螺杆的轴向做直线运动，当螺杆件上的第一限位部移动至空心螺杆的内部螺纹处时停止运动，空心螺杆向外直线伸展移动，而当空心螺杆的第二限位部移动至转动立轴的内部螺纹处时停止移动，最后螺杆件和筒件带动第一套筒一同向外直线移动，当螺杆件上的第一限位部再次移动至空心螺杆的内部螺纹处时停止运动，至此伸展结束。本发明简单，易操作，且不同于现有常规的伸缩推杆结构的伸缩方式，传动效率高、传动时间短，可实现在较短舱体尺寸内大距离传动，适用于深部原位取芯的保真移位操作。

技术领域

本发明涉及岩体原位力学研究技术领域，更具体地，涉及一种基于螺杆伸缩推杆的伸缩方法。

背景技术

为贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006－2020年)》提出的资源勘探增储要求和《找矿突破战略行动纲要(2011－2020年)》等相关部署，并基于重大国家基金课题“深部原位环境的重构与岩芯的移位”和国家重点研发计划“深部岩体力学与开采理论”，提出在地球深部原位赋存环境(如应力、温度、湿度、成份等)与深部原位工程扰动环境下的对深部岩石原位保真取芯、保真移位和保真测试。

移位取芯过程的原位环境损失将导致岩芯的理化性质和力学性质失真且不可逆转，其攻关的核心与关键是如何获取深部环境条件下的原位岩芯，并在原位保真状态下进行加载测试与分析。由于地底压力高达140MPa，温度150℃，需要重构地底压力环境，这就对舱体、阀门、法兰接头、螺钉等零部件的强度、耐高温性提出了非常高的要求，也对整个模拟舱的温度、压力等参数的控制也提出了高标准，整个模拟舱的安全性的要求也非常高。

采集的岩芯需要保持深部真实状态移送到后续舱体，需要在狭小的管道内将岩芯移位到固定位置，目前对岩芯进行移位常采用伸缩推杆进行操作，而目前现有的伸缩推杆技术主要由这几种：一种为电磁驱动的液压伸缩推杆，这种主要通过电磁效应实现推杆的伸缩，即非导磁材料的电磁内杆和电磁外杆之间使用弓形导轨嵌套形成长度可调空间，将多个电磁单元放在其中实现伸缩，主要特点是节能环保、没有易损部件，实用效果不错；另一种为通过电机驱动齿轮和螺杆实现的伸缩推杆，利用机械能转化成往复运动的设备，行程有限，需要限位开关来控制伸止点和缩止点，以防过载；另一种气动推杆本身不带动力机构，需要使用气泵和油泵，通过阀门和管道连接，使之做往复运行。

对于岩芯保真移位如此苛刻的工况下，现有的这些伸缩推杆难以保证其工作强度及其需求，另外高温高压容器内部空间一般设计得比较狭窄短小，现有的通过将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置，结构复杂、占用空间大，且难以在较短的舱体尺寸内实现大距离的传输。

现有技术如一种多级管形直线电动推杆，包括中空套筒，中空套筒内安装有电机和减速器，与减速器输出轴转动连接的空心螺杆、第一螺母及套设于空心螺杆且与第一螺母固定连接的第一中空套管，第一中空套管内还设有连接套、与连接套固定连接的第二螺杆、与第二螺杆螺纹连接的第二螺母及套设于第二螺杆且与第二螺母固定连接的第二空套管，连接套套设于空心螺杆并通过轴承与第一中空套管活动连接，第二螺杆套设于空心螺杆并通过底螺杆输出的末端的花键套与空心螺杆传动连接，该多级管形直线电动推杆虽然可实现多级传动功能，但是整体结构设置复杂，故障率高，占用空间大，且难以在较短的舱体尺寸内实现高效的传输，使用不便。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中存在的现有伸缩推杆结构设置复杂，占用空间大，难以在较短的舱体尺寸内实现高效的传输，不适用于深部原位取芯的保真移位操作的技术问题，提供一种可实现在较短的舱体尺寸内进行高效传输的伸缩方法，该伸缩方法基于的螺杆伸缩推杆结构设置简单，占用空间小，且适用于深部原位取芯的保真移位操作。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于螺杆伸缩推杆的伸缩方法，具体包括以下步骤：