本發明專利技術提供一種深海重力式采樣器下放與回收裝置，屬于海洋工程深海取樣領域。該裝置包括平面支架、液壓桿、立柱、車輪、剎車片、智能伸縮桿、電磁卡環、滑輪、夾桿和立桿，平面支架與液壓桿、立柱、智能伸縮桿連接，智能伸縮桿連接電磁卡環。所述的平面支架可根據作業需要調節位置，便于工人為重力式采樣器加配重塊。本發明專利技術用于重力式采樣器的下放與回收過程，節省下放與回收作業的人力與時間，有效提高重力式采樣器下放與回收效率，從而更加適用于深海作業；同時能有效保證工人在作業過程中的安全。本發明專利技術具有結構簡單、造價低廉、便于安裝及拆卸、可操作性強等優點，適用于深海采樣、原位實驗等作業。
A device for lowering and recovering deep-sea Gravity Sampler
【技術實現步驟摘要】
一種深海重力式采樣器下放與回收裝置
本專利技術屬于海洋工程領域，涉及一種深海重力式采樣器下放與回收裝置及其實施方法，適用于深?？睖y采樣作業。
技術介紹
當前，國內外學者的目光逐漸聚焦到海洋工程，海底土質的研究逐漸成為一個熱點科研問題，重力式采樣器成為采樣的主要工具。因此，對于龐大笨重的重力式采樣器，研究如何高效率地將重力式采樣器下放到海里具有非常重要的意義。重力式采樣器的下放(回收)方法很多，其中利用具有結構簡單、操作方便的裝置，成為重力式采樣器下放(回收)的主要手段。重力式采樣器即取樣器主要用于海底沉積物的取樣，其基本原理是取樣器依靠自身的重力作用貫入海底，取得近似于貫入深度的海底沉積物樣品，貫入深度取決于海底的硬度和取樣器的結構形狀及配重。隨著國家對海底探測力度加大和重力取樣的技術推廣，因此有必要優化重力式采樣器的下放(回收)技術。常規的取樣器工作原理基本一致，作業時首先在甲板上對取樣器進行組裝，然后讓測量船處于漂泊狀態，開啟門吊和絞車，掛上取樣器，門吊吊臂伸出船外，操縱絞車，釋放纜繩將取樣器放置海底，待取樣器貫入海底后，回收纜繩，收回取樣器。但是在下放過程中，重力式采樣器與門吊形成的力臂會產生較大的力矩，導致船舶漂移增大，影響采樣器下落姿態，從而影響取樣效果；同時，在采樣器傳統吊裝過程中，笨重的采樣器慣性較大，對工作人員人身安全產生威脅，存在安全隱患。由于上述原因，從業人員一直努力探索一種促使重力式采樣器下落(回收)姿態更加穩定、安全性能更好的下放及回收方法，從而逐漸把目光聚焦到重力式采樣器的下放及回收裝置結構的優化上。
技術實現思路
本專利技術針對上述重力式采樣器在下放和回收過程中存在的問題，提供一種深海重力式采樣器下放與回收裝置及其實施方法。本專利技術裝置中的平面支架便于采樣器安裝配重塊，同時可控制重力式采樣器在下放(回收)過程中的晃動，目的在于提供一種能夠降低重力式采樣器下放(回收)過程中偏移的結構裝置，使重力式采樣器的下放過程更加穩定，從而提高取樣效率。為了達到上述目的，本專利技術采用的技術方案為：一種深海重力式采樣器下放與回收裝置，包括平面支架、液壓桿3、立柱4、車輪1、剎車片2、智能伸縮桿9、電磁卡環10、滑輪11、夾桿12和立桿13。所述的平面支架包括三個支架橫向連桿和兩個支架縱向連桿8，用于暫放重力式采樣器；支架橫向連桿A5、支架橫向連桿B6和支架橫向連桿C7分別垂直連接在兩根互相平行的支架縱向連桿8之間，其中支架橫向連桿A5、支架橫向連桿B6分別位于支架縱向連桿8的兩端，支架橫向連桿C7位于支架縱向連桿8的中部；所述支架橫向連桿A5的兩端均通過鉸14連接液壓桿3，支架橫向連桿B6的兩端均通過鉸14連接立柱4，從而保證平面支架能順利升起和下降。所述的液壓桿3為柱狀結構，原理類似于千斤頂，液壓桿3作為升降裝置，可通過電動設備調節其升降高度及升降速度，并通過液壓桿3調節平面支架的具體傾角；所述液壓桿3和立柱4的底端均安裝有車輪1。所述的剎車片2設置在液壓桿3底端的車輪上，用于防止調節液壓桿3時車輪發生滑動。所述的立桿13底端固定在支架橫向連桿A5中部，立桿13頂部通過夾桿12與滑輪11連接，從而為纜繩提供支撐點，且便于重力式采樣器的下放與回收。所述的兩個智能伸縮桿9分別設置于支架橫向連桿B6和支架橫向連桿C7的中部。所述的智能伸縮桿9為柱狀結構，智能伸縮桿9頂端設有半圓弧狀的電磁卡環10，電磁卡環10內表面設有電磁感應裝置。工作時，電磁卡環10通過智能控制鎖緊重力式采樣器，防止其滑移；在平面支架被推至完全豎直狀態時，智能伸縮桿9伸長至與立桿13同一長度狀態，此時，電磁卡環10緩慢松開重力式采樣器，使重力式采樣器順利下放；當重力式采樣器下放完成后，智能伸縮桿9再處于收回狀態。所述平面支架、車輪1、液壓桿3和滑輪11均采用鋼制材料。所述平面支架的支架縱向連桿8的長度為船舶寬度的1/5～1/3，以不妨礙工人作業為宜。所述剎車片2能通過電動控制反向伸長，并與船舶甲板接觸，從而防止液壓桿3升降時整個下放與回收裝置發生滑動。一種深海重力式采樣器下放與回收裝置的實施方法，所述的深海重力式采樣器下放與回收裝置包括水平和豎直兩種狀態，其中，水平狀態為立柱4垂直設置，平面支架水平設置；豎直狀態為立柱4和平面支架均垂直設置，液壓桿3伸長。該方法包括以下步驟：第一步，吊裝過程起吊機的掛鉤掛在重力式采樣器頂端的卡纜上，緩慢啟動，將重力式采樣器吊放在水平狀態下的平面支架上，并啟動電磁卡環10，將重力式采樣器的采樣管卡緊；最后通過人工解除掛鉤。第二步，運送過程在重力式采樣器吊放在水平狀態的平面支架上時，通過智能操縱平面支架，將其推至船舶邊緣處。第三步，升起過程當平面支架推至船舶邊緣處時，將車輪1下的剎車片2調至工作狀態，通過人工操縱電動按鈕，液壓桿3伸長，勻速將平面支架升起，使平面支架處于豎直狀態。第四步，下放過程重力式采樣器隨平面支架在液壓桿3的推動下處于豎直狀態時，同時緩慢伸出智能伸縮桿9使其與立桿13處于同一長度狀態，解除電磁卡環10，通過纜繩將重力式采樣器緩慢下放至海中，從而完成取樣任務。第五步，取樣完成后提回取樣完成后，利用起吊機將整個重力式取樣器提起；在重力式取樣器的卡纜工具到達平面支架上的滑輪11處時，伸出智能伸縮桿9，啟動電磁卡環10將重力式采樣器抱緊，然后通過液壓桿3將整個平面支架調至水平位置。本專利技術的有益效果為：本專利技術所述的重力式采樣器下放回收裝置與傳統起吊設備配合使用。本專利技術制造簡單、安裝方便、成本低、安全性能好，且結構形式新穎、能有效減小傳統采樣器易晃動的弊端，適合于采樣器下放的廣泛應用。附圖說明圖1為本專利技術整體結構在水平狀態下的三維示意圖。圖2為本專利技術整體結構在豎立狀態下的三維示意圖。圖3為本專利技術滑輪局部放大圖。圖4為本專利技術的電磁卡環示意圖。圖5為本專利技術的剎車片示意圖。圖中：1車輪；2剎車片；3液壓桿；4立柱；5支架橫向連桿A；6支架橫向連桿B；7支架橫向連桿C；8支架縱向連桿；9智能伸縮桿；10電磁卡環；11滑輪；12夾桿；13立桿；14鉸。具體實施方式以下結合技術方案和附圖詳細敘述本專利技術的具體實施方式。參見圖1～圖5，本專利技術提供一種深海重力式采樣器下放與回收裝置，包括平面支架、液壓桿3、立柱4、車輪1、剎車片2、智能伸縮桿9、電磁卡環10、滑輪11、夾桿12和立桿13。所述的平面支架包括三根支架橫向連桿和兩根支架縱向連桿8，均采用簡單鋼制材料制作，支架縱向連桿8的長度設置為6m；支架橫向連桿A5、支架橫向連桿B6和支架橫向連桿C7分別垂直連接在兩根互相平行的支架縱向連桿8之間，支架橫向連桿A5、支架橫向連桿B6分別位于支架縱向連桿8的兩端，支架橫向連桿C7位于支架縱向連桿8的中部。平面支架由液壓桿3和立柱4支撐，其中，支架橫向連桿A5兩端通過鉸14連接本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種深海重力式采樣器下放與回收裝置，其特征在于，該裝置包括平面支架、車輪(1)、剎車片(2)、液壓桿(3)、立柱(4)、智能伸縮桿(9)、電磁卡環(10)、滑輪(11)、夾桿(12)和立桿(13)；/n所述的平面支架用于暫放重力式采樣器，平面支架包括三個支架橫向連桿和兩個支架縱向連桿(8)；支架橫向連桿A(5)、支架橫向連桿B(6)和支架橫向連桿C(7)分別垂直連接在兩個互相平行的支架縱向連桿(8)之間，其中支架橫向連桿A(5)和支架橫向連桿B(6)分別位于支架縱向連桿(8)的兩端，支架橫向連桿C(7)位于支架縱向連桿(8)的中部；所述支架橫向連桿A(5)的兩端均通過鉸連接液壓桿(3)，支架橫向連桿B(6)的兩端均通過鉸連接立柱(4)；/n所述的液壓桿(3)為柱狀結構，用于支撐平面支架并調節平面支架的傾角；所述液壓桿(3)和立柱(4)的底端均安裝有車輪(1)；所述的剎車片(2)設置在液壓桿(3)底端的車輪上，防止調節液壓桿(3)時車輪發生滑動；/n所述立桿(13)的底端固定在支架橫向連桿A(5)中部，立桿(13)頂部通過夾桿(12)與滑輪(11)連接，從而為纜繩提供支撐點，且便于重力式采樣器的下放與回收；/n兩個智能伸縮桿(9)分別設置于支架橫向連桿B(6)和支架橫向連桿C(7)的中部；所述的智能伸縮桿(9)為柱狀結構，智能伸縮桿(9)頂端設有半圓弧狀的電磁卡環(10)，電磁卡環(10)內表面設有電磁感應裝置，電磁卡環(10)通過智能控制鎖緊重力采樣器，防止其滑移；在平面支架被推至豎直狀態時，智能伸縮桿(9)伸長至與立桿(13)同一長度，此時電磁卡環(10)緩慢松開重力式采樣器，將重力式采樣器下放。/n...
【技術特征摘要】
1.一種深海重力式采樣器下放與回收裝置，其特征在于，該裝置包括平面支架、車輪(1)、剎車片(2)、液壓桿(3)、立柱(4)、智能伸縮桿(9)、電磁卡環(10)、滑輪(11)、夾桿(12)和立桿(13)；
所述的平面支架用于暫放重力式采樣器，平面支架包括三個支架橫向連桿和兩個支架縱向連桿(8)；支架橫向連桿A(5)、支架橫向連桿B(6)和支架橫向連桿C(7)分別垂直連接在兩個互相平行的支架縱向連桿(8)之間，其中支架橫向連桿A(5)和支架橫向連桿B(6)分別位于支架縱向連桿(8)的兩端，支架橫向連桿C(7)位于支架縱向連桿(8)的中部；所述支架橫向連桿A(5)的兩端均通過鉸連接液壓桿(3)，支架橫向連桿B(6)的兩端均通過鉸連接立柱(4)；
所述的液壓桿(3)為柱狀結構，用于支撐平面支架并調節平面支架的傾角；所述液壓桿(3)和立柱(4)的底端均安裝有車輪(1)；所述的剎車片(2)設置在液壓桿(3)底端的車輪上，防止調節液壓桿(3)時車輪發生滑動；
所述立桿(13)的底端固定在支架橫向連桿A(5)中部，立桿(13)頂部通過夾桿(12)與滑輪(11)連接，從而為纜繩提供支撐點，且便于重力式采樣器的下放與回收；
兩個智能伸縮桿(9)分別設置于支架橫向連桿B(6)和支架橫向連桿C(7)的中部；所述的智能伸縮桿(9)為柱狀結構，智能伸縮桿(9)頂端設有半圓弧狀的電磁卡環(10)，電磁卡環(10)內表面設有電磁感應裝置，電磁卡環(10)通過智能控制鎖緊重力采樣器，防止其滑移；在平面支架被推至豎直狀態時，智能伸縮桿(9)伸長至與立桿(13)同一長度，此時電磁卡環(10)緩慢松開重力式采樣器，將重力式采樣器下放。
2.根據權利要求1所述的一種深海重力式采樣器下放與回收裝置，其特征在于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：解振和，徐宏，楊乾坤，廖華科，馬哲，王胤，曹宏智，曾穩，李玉良，張玉龍，王亞蒙，
申請(專利權)人：河北中核巖土工程有限責任公司，深圳中廣核工程設計有限公司，大連理工大學，
類型：發明
國別省市：河北;13
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