保压筒下部密封装置及保压取芯密封设备，具体是一种在保压取芯时具有自密性的密封装置。保压筒下部密封装置，包括套筒、取芯管、密封盖及弹簧片，密封盖通过弹簧片活动连接在套筒侧壁上端，套筒及取芯管都为中空管状结构，取芯管与套筒相适配，取芯管的高度高于套筒，当密封盖开启且将取芯管插入到套筒中时，密封盖内表面与取芯管外壁完全贴合，且其外表面与套筒侧壁外表面处于同一个圆柱面内，当将取芯管向上提升至一定高度时，在弹簧片的作用下，密封盖回弹到套筒顶面，密封盖闭合，其与套筒顶面密闭接触，具有结构简单、密封效果好以及占据空间小等优点；适用于进行各类保压取芯作业。
【技术实现步骤摘要】
保压筒下部密封装置及保压取芯密封设备
本专利技术涉及一种保压取芯所用的保压筒下部密封装置以及包括有保压筒下部密封装置的保压取芯密封设备。
技术介绍
随着人类对深海的矿产资源、微生物等研究的逐步深入，如何实现深海矿产资源样品以及深海微生物样品保真取样与转移也愈发受到人们的关注，而保真取样与转移过程中必定需要保证其压力不发生变化；同时在岩石力学领域，如何在取芯时维持孔隙水压对于研究深部岩石力学行为也具有重大意义。目前，在保压取芯领域，保压筒上端一般采用活塞与“O”型密封圈进行密封，保压筒下端通常采用的密封方式是旋转球阀或者翻板盖密封。对于保压筒下端的密封方式，其密封效果良好，应用范围广泛，然而，旋转球阀结构比较复杂，加工工艺要求高，且当压力较大时，保压筒里面的液体会从球阀与保压筒之间的缝隙渗出，不能维持较高的压力。翻板盖密封虽然能够维持较高的压力，但是其翻板盖是一个平面构造，不能与取芯筒外面的套筒很好的贴合，导致套筒直径变大，占用的空间较大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有技术中保压筒下端采用的密封方式结构复杂，高压时密封效果不好以及占用的空间较大的缺点，提供一种保压筒下部密封装置及保压取芯密封设备。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：保压筒下部密封装置，包括套筒、取芯管、密封盖及弹簧片，密封盖通过弹簧片活动连接在套筒侧壁上端，套筒及取芯管都为中空管状结构，取芯管与套筒相适配，取芯管的高度高于套筒，当密封盖开启且将取芯管插入到套筒中时，密封盖内表面与取芯管外壁完全贴合，且其外表面与套筒侧壁外表面处于同一个圆柱面内，当将取芯管向上提升至一定高度时，在弹簧片的作用下，密封盖回弹到套筒顶面，与套筒顶面密闭接触。具体的，套筒内表面包括上部圆台面、中部圆柱面以及下部圆柱面，中部圆柱面直径略大于下部圆柱面，上部圆台面的上端直径大于下端直径，其下端直径与中部圆柱面直径相同，取芯管外径与套筒中部圆柱面直径一致，内径与套筒下部圆柱面直径一致。优选的，套筒外壁开设有用于安装密封圈的槽体。具体的，弹簧片包括转轴和具有弹性的弹片，套筒侧壁顶端开设有与转轴相适配的转轴容置槽。优选的，密封盖外表面还设置有容纳弹簧片的凹槽。优选的，弹片为曲线型钢片，曲线型钢片卡在密封盖上表面凹槽处，在外力作用下曲线型钢片能够伸直，其曲面可以变为平面并与密封盖外表面的凹槽完全贴合。具体的，密封盖为由圆锥面或圆球面截取半圆管片获得的空间曲面，半圆管片外径与套筒外径一致，密封盖的外部侧壁上设置有用于安装密封材料的凹槽。本专利技术解决其技术问题所采用的另一技术方案是：保压取芯密封设备，包括提升杆及保压筒，保压筒上部安装有上部密封活塞，上部密封活塞的直径与保压筒内径相匹配，保压筒内部包含上述的保压筒下部密封装置，套筒的外部直径与保压筒内径一致，套筒下端与保压筒下端紧密接触，保压筒上部开有与提升杆适配的孔洞，提升杆与上部密封活塞相连，在提升杆的作用下，上部密封活塞能够在保压筒内纵向移动，上部密封活塞的底部安装有能够牢固抓取取芯管的岩芯抓取机构。具体的，上部密封活塞的侧壁开有用于安装密封圈的凹槽。本专利技术的有益效果是：当取芯管插入到套筒中且密封盖开启90°时，密封盖外表面在套筒外表面的延伸面内，不占用额外的空间；当其闭合时，密封盖与套筒顶面密闭贴合，而且在压力作用下会贴合的越来越紧密。该技术方案结构简单、密封效果好，占据空间小，易于操作，适用于进行各类保压取芯作业。附图说明图1是本专利技术保压筒下部密封装置的结构示意图；图2是本专利技术中的套筒的结构示意图；图3是本专利技术中套筒的剖面图；图4是本专利技术中的取芯管的结构示意图；图5是本专利技术中的密封盖的结构示意图；图6是本专利技术中的弹簧片的结构示意图；图7是本专利技术密封盖闭合时的结构示意图；图8是本专利技术保压取芯密封设备的结构示意图。其中，1为套筒，11为上部圆台面，12为中部圆柱面，13为下部圆柱面，14为转轴容置槽，2为取芯管，3为密封盖，4为弹簧片，41为转轴，42为曲线型钢片，5为保压筒，6为上部密封活塞，7为提升杆。具体实施方式下面结合附图，详细描述本专利技术的技术方案。本专利技术的保压筒下部密封装置是一种在保压取芯时具有自密性的密封装置。本专利技术的保压筒下部密封装置在使用时位于保压筒内部，是保压筒下端的密封装置。如图1所示，包括套筒1、取芯管2、密封盖3及弹簧片4，密封盖3通过弹簧片4活动连接在套筒1侧壁上端，可以为可旋转式固定连接，也可以为卡接、链接等多种连接方式。套筒1及取芯管2都为中空管状结构，优选为中空圆管，取芯管2与套筒1相适配，具体而言，取芯管2可插入到套筒1中，其外径与套筒1内径相匹配，取芯管2的高度高于套筒1。当密封盖3开启90°(即密封盖3与套筒1顶面呈90°时)且取芯管2位于套筒1中时，密封盖3内表面与取芯管2外壁完全贴合，且其外表面与套筒1侧壁外表面处于同一个圆柱面内，此时取芯管1与密封盖2紧密接触并限制密封盖转动；当将取芯管2向上提升至一定高度时即取芯管2的底端刚刚高于密封盖3开启90°的高度时，在弹簧片4的作用下，密封盖3回弹到套筒1顶面，密封盖3与套筒1顶面紧密贴合，从而防止取芯管2内液体流失，起到密封作用。如图2-3所示，套筒1外表面优选设置为圆柱面，其外壁开设有用于安装密封圈的槽体，例如环形槽，用于安装如密封圈的止水结构，以便进一步增强密封性，可以设置一个或多个槽体。套筒1内表面包括上部圆台面11、中部圆柱面12以及下部圆柱面13。上部圆台面公式为其中a为管片内径、b为管片厚度、c为圆锥面在z轴上的截距，d为中部圆柱面高度，a为圆锥面的半顶角。a的取值范围为50mm～80mm，b的取值范围6mm～12mm，c的取值范围为-185mm～-65mm，d的取值范围3mm～18mm，a的取值范围为15°～20°，中部圆柱面直径取值52mm～105mm，下部圆柱面直径取值50mm～100mm，中部圆柱面12直径略大于下部圆柱面13，如此设计，可以在中间形成凸台，使得取芯管恰好放在上面，上部圆台面为上大下小结构，上部圆台面11的上端直径大于下端直径，如此设计能够使得密封盖能够和圆台面紧密贴合，其下端直径与中部圆柱面直径相同，圆台面最底部与中部圆柱面相衔接。此外，套筒1的上部圆台面也可用圆球面一部分代替，此时该部分圆球面公式为公式中参数含义及取值范围同上。为了与套筒1相适配，取芯管2为如图4的中空圆柱状结构，取芯管2外径与套筒1中部圆柱面直径一致，内径与套筒1下部圆柱面直径一致。岩芯可以通过套筒1进入到取芯管2内。如图5所示，其中，上面的两幅图为密封盖闭合是的正视图及侧视图，下面的图为密封盖的结构示意图。密封盖3可以通过圆锥面或者圆球面截取半圆管片得到的。半圆管片公式为其中a为管片内径、b为管片厚度、c为圆锥面在z轴上的截距，a为圆锥面的半顶角，取值范围为a的取值范围为50mm～80mm，b的取值范围6mm～12mm，c的取值范围为-185mm～-65mm，a的取值范围为15°～20°。当截取半圆管片所用的是圆锥面时，圆锥面公式为x2+y2＝(z-c)2tan2a，此时密封盖表面公式为类似的当截取半圆管片所用的是球面时，圆球面公式为x2+y2+z2-2z(a+b)＝0,此时密封盖表面公式为其本文档来自技高网...
【技术保护点】
保压筒下部密封装置，其特征在于，包括套筒(1)、取芯管(2)、密封盖(3)及弹簧片(4)，密封盖(3)通过弹簧片(4)活动连接在套筒(1)侧壁上端，套筒(1)及取芯管(2)都为中空管状结构，取芯管(2)与套筒(1)相适配，取芯管(2)的高度高于套筒(1)，当密封盖(3)开启90°且取芯管(2)位于套筒(1)中时，密封盖(3)内表面与取芯管(2)外壁完全贴合，且其外表面与套筒(1)侧壁外表面处于同一个圆柱面内，当将取芯管(2)向上提升至一定高度时，在弹簧片(4)的作用下，密封盖(3)回弹到套筒(1)顶面，密封盖(3)与套筒(1)顶面密闭接触。
【技术特征摘要】
1.保压筒下部密封装置，其特征在于，包括套筒(1)、取芯管(2)、密封盖(3)及弹簧片(4)，密封盖(3)通过弹簧片(4)活动连接在套筒(1)侧壁上端，套筒(1)及取芯管(2)都为中空管状结构，取芯管(2)与套筒(1)相适配，取芯管(2)的高度高于套筒(1)，当密封盖(3)开启90°且取芯管(2)位于套筒(1)中时，密封盖(3)内表面与取芯管(2)外壁完全贴合，且其外表面与套筒(1)侧壁外表面处于同一个圆柱面内，当将取芯管(2)向上提升至一定高度时，在弹簧片(4)的作用下，密封盖(3)回弹到套筒(1)顶面，密封盖(3)与套筒(1)顶面密闭接触。2.如权利要求1所述的保压筒下部密封装置，其特征在于，套筒(1)内表面包括上部圆台面(11)、中部圆柱面(12)以及下部圆柱面(13)，中部圆柱面直径略大于下部圆柱面，上部圆台面的上端直径大于下端直径，其下端直径与中部圆柱面直径相同；取芯管(2)外径与套筒(1)中部圆柱面直径一致，内径与套筒(1)下部圆柱面直径一致。3.如权利要求1所述的保压筒下部密封装置，其特征在于，套筒(1)外壁开设有用于安装密封圈的槽体。4.如权利要求1所述的保压筒下部密封装置，其特征在于，弹簧片(4)包括转轴(41)和具有弹性的弹片，套筒(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：高明忠，汪文勇，张茹，刘强，陈海亮，李安强，谭强，陆彤，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51
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