采集海水樣品并獲取其成分信息,對(duì)海洋探索和微生物研究而言具有十分重要的意義。為此,國(guó)內(nèi)外研制了各種類型的深海取樣器,隨著人類深海裝備技術(shù)的進(jìn)步,具備保壓功能的全海深采水器已成為重要的取樣工具,其結(jié)構(gòu)和性能仍具有一定的提升空間。因此,本文對(duì)全海深采水器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并針對(duì)其關(guān)鍵性的密封和保壓技術(shù)進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外深海采樣器相關(guān)技術(shù)的研究,結(jié)合本課題全海深和保壓的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要求,提出了采水器的總體結(jié)構(gòu)方案。設(shè)計(jì)了超高壓閥體的平衡式閥芯結(jié)構(gòu),并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了基于爆炸螺栓的采樣閥驅(qū)動(dòng)裝置。針對(duì)爆炸螺栓內(nèi)火藥引爆后可能帶來(lái)的海水樣品污染問(wèn)題,在驅(qū)動(dòng)裝置基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了水下防污染隔離裝置。根據(jù)爆炸螺栓的工作原理及觸發(fā)條件,對(duì)比多種水下供電方式,提出了電磁感應(yīng)式水下無(wú)線供電方案,并對(duì)水下觸發(fā)裝置進(jìn)行了初步測(cè)試。分析了含蓄能腔的采樣筒體結(jié)構(gòu)在樣品回收過(guò)程中的壓力補(bǔ)償作用,介紹了一種可用于防止取樣管海水和壓力平衡采樣閥死區(qū)容積雜質(zhì)對(duì)樣品污染的采樣筒體結(jié)構(gòu),并論述其可行性。基于有限元法對(duì)全海深保壓采水器關(guān)鍵性的密封技術(shù)進(jìn)行研究。分析了閥芯-閥座的錐面密封性能,其結(jié)果表明:在仿真環(huán)境下,非均勻錐面密... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 深海采樣器發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 研究意義
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
2 全海深保壓采水器總體方案設(shè)計(jì)
    2.1 總體方案概述
        2.1.1 設(shè)計(jì)要求
        2.1.2 總體結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵部位
    2.2 全海深采樣閥
        2.2.1 平衡閥芯結(jié)構(gòu)
        2.2.2 工作原理
    2.3 基于爆炸螺栓的采樣閥驅(qū)動(dòng)裝置
        2.3.1 水下驅(qū)動(dòng)方式介紹
        2.3.2 基于爆炸螺栓的驅(qū)動(dòng)裝置
        2.3.3 爆炸螺栓工作原理
        2.3.4 驅(qū)動(dòng)裝置工作原理
        2.3.5 水下防污染隔離機(jī)構(gòu)
    2.4 爆炸螺栓的水下觸發(fā)方式
        2.4.1 爆炸螺栓橋路接線
        2.4.2 爆炸螺栓水下無(wú)線供電方案
        2.4.3 電磁感應(yīng)式無(wú)線供電工作原理
        2.4.4 電磁感應(yīng)裝置實(shí)驗(yàn)測(cè)試
    2.5 采樣筒體結(jié)構(gòu)
        2.5.1 含蓄能腔的采樣筒體結(jié)構(gòu)
        2.5.2 防污物采樣筒體結(jié)構(gòu)
    2.6 保壓轉(zhuǎn)移裝置介紹
    2.7 本章小結(jié)
3 采水器密封技術(shù)研究
    3.1 基于ANSYS Workbench的仿真分析
        3.1.1 有限元的分析方法
        3.1.2 結(jié)構(gòu)非線性分析
        3.1.3 接觸問(wèn)題有限元分析
    3.2 采樣閥錐面密封仿真
        3.2.1 錐面密封比壓
        3.2.2 錐面密封模型建立
        3.2.3 仿真結(jié)果分析
    3.3 O形密封圈仿真
        3.3.1 O形圈密封模型建立
        3.3.2 仿真結(jié)果分析
        3.3.3 密封圈選型
    3.4 本章小結(jié)
4 采樣閥及其驅(qū)動(dòng)裝置關(guān)鍵部位設(shè)計(jì)及校核
    4.1 閥芯結(jié)構(gòu)有限元分析
    4.2 螺紋連接強(qiáng)度計(jì)算
        4.2.1 螺桿強(qiáng)度計(jì)算
        4.2.2 螺紋強(qiáng)度計(jì)算
    4.3 水下爆炸螺栓選型
    4.4 彈簧設(shè)計(jì)
    4.5 螺紋擰緊力矩和軸向力的關(guān)系
    4.6 本章小結(jié)
5 采樣筒體保壓性能研究
    5.1 采樣筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.1.1 材料選擇
        5.1.2 采樣腔尺寸設(shè)計(jì)
        5.1.3 蓄能腔尺寸設(shè)計(jì)
        5.1.4 筒體壁厚設(shè)計(jì)
        5.1.5 采樣筒體結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作環(huán)境參數(shù)
    5.2 不含蓄能腔的采樣筒體保壓性能
        5.2.1 壓力因素導(dǎo)致的筒體體積變化
        5.2.2 溫度因素導(dǎo)致的筒體體積變化
        5.2.3 樣品的保壓率
    5.3 含蓄能腔的采樣筒體保壓性能
        5.3.1 筒體內(nèi)氣體和液體體積變化
        5.3.2 樣品的保壓率
    5.4 采樣筒體保壓性能的影響因素
        5.4.1 采樣筒體壁厚對(duì)保壓率影響分析
        5.4.2 蓄能腔氣體預(yù)充壓力對(duì)保壓率影響分析
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 研究總結(jié)
    6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
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