[发明专利]一种基于ROV的储能式保真取样钢瓶及其取样方法

说明书

技术领域

本发明涉及深海大洋海底样品取样设备，具体地说是一种基于ROV的储能式保真取样钢瓶及其取样方法。

背景技术

目前，正在使用的用于深海的保真取样钢瓶，其内部样品存储容积最大为150ML，在从深海到岸基转运的过程中，其保压效果受到针阀与保真取样钢瓶本体螺纹间隙公差的影响很大，很难完成真正的保压效果。究其原因，是由于流体的压力、温度、体积之间的关系复杂，具有独特的状态方程。传统意义上的保真取样钢瓶是假设针阀在关闭状态下，保真取样钢瓶的容积不发生变化，两端针阀不发生任何的位移；但在针阀和保真取样钢瓶实际加工的过程中是不可能的，针阀和保真取样钢瓶在长时间使用的过程中，也会发生磨损和微变形。当从深海缓慢上升到海面的过程中，其钢瓶内部压力远大于外部压力，针阀会受到来自于保真样品的内压，导致针阀和保真取样钢瓶有微量的位移，确切的说是体积发生微量变大，但对保真样品的自身压力的影响是极大的。以上情况特性决定了在深海压力复杂变化环境下，保证获得压力稳定的流体样品，需要开发一种全新的基于ROV(遥控水下机器人)的储能式保真取样钢瓶以克服内部位移导致样品压力的变化影响。

发明内容

针对上述传统深海用保真取样钢瓶所存在的不足，本发明的目的在于提供一种保障取样样品压力稳定、在深海压力复杂变化环境下使用的基于ROV的储能式保真取样钢瓶及其取样方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的基于ROV的储能式保真取样钢瓶包括主舱体及分别密封连接于该主舱体两端的取样器进气端盖和取样器进样端盖，该取样器进气端盖和取样器进样端盖上分别连接有进气针阀和进样针阀；所述主舱体内部分别设有储气室端盖及清洗室端盖，该储气室端盖和清洗室端盖分别与主舱体内壁密封抵接，并可沿主舱体的长度方向相对主舱体滑动，所述储气室端盖与取样器进气端盖之间为储气室，所述储气室端盖与清洗室端盖之间为清洗室，所述清洗室端盖与取样器进样端盖之间为样品室；所述进气针阀的进气针阀进口与预充气源相连通，进气针阀出口与所述储气室相连通、在取样前向该储气室充入气体储能；所述清洗室在取样前预充有液体；所述进样针阀的进样针阀进口与外界深海环境相连通，进样针阀出口与所述样品室相连通；

其中：所述清洗室内设有舱体连接器，该清洗室被所述舱体连接器分为两部分，这两部分通过该舱体连接器上设置的通舱管相连通；所述主舱体分为储气室舱壁及清洗室舱壁，该储气室舱壁的一端与所述取样器进气端盖密封螺纹连接，另一端与所述舱体连接器的一端密封螺纹连接；所述清洗室舱壁的一端与取样器进样端盖密封螺纹连接，另一端与所述舱体连接器的另一端密封螺纹连接；

所述储气室端盖的外圆周表面及清洗室端盖的外圆周表面均开设有容置O型密封圈的密封凹槽，该储气室端盖及清洗室端盖分别通过各自密封凹槽内的O型密封圈与所述主舱体内壁密封接触；

本发明基于ROV的储能式保真取样钢瓶的取样方法为：

步骤一，岸基端整体拆解清洗；

步骤二，向所述清洗室中加装液体，通过所述进气针阀向储气室预装储能气体；

步骤三，深海取样，所述保真取样钢瓶进入深海环境中，打开进样针阀，外部流体利用水压作用压入样品室，样品室通过清洗室端盖利用密封凹槽密封方式把压力传递给清洗室，同理清洗室通过储气室端盖把相同压力传递给储气室，气体的压缩率比液体高，随着进样的增多，样品室和储气室的压力达到平衡，此时关闭进样针阀，完成取样；

步骤四，岸基端取样，连接取样器与进样针阀的进样针阀进口，打开进样针阀，样品室内的样品因为压力的缘故迅速流出，进入取样器，如此就获得了深海保真样品；

其中：所述清洗室设有舱体连接器，该清洗室被所述舱体连接器分为两部分；所述主舱体分为储气室舱壁及清洗室舱壁，该储气室舱壁的一端与所述取样器进气端盖密封螺纹连接，另一端与所述舱体连接器的一端密封螺纹连接；所述清洗室舱壁的一端与取样器进样端盖密封螺纹连接，另一端与所述舱体连接器的另一端密封螺纹连接；在步骤一中，需要对保真取样钢瓶整体进行分解拆卸，然后进行清洗；

在步骤二中，需要对所述清洗室加装的液体为防止气体分子渗透的超纯水，分离储气室舱壁、清洗室舱壁、舱体连接器之后，在超纯水槽中将所述储气室舱壁、清洗室舱壁及舱体连接器进行组装，使得通舱管两侧的清洗室均充满超纯水；然后晾干加载到高温烘干机中进行高温烘干，之后打开进气针阀，利用进气针阀进口向所述储气室内加装氮气储能。

本发明的优点与积极效果为：