一種深海生物抽吸式多級(jí)富集采樣器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采樣設(shè)備，尤其是能輔助大型深海裝備在深海熱液或冷泉區(qū)域富集獲取微生物樣品，包括絮狀物、蛋白質(zhì)等。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，專門針對(duì)獲取深海微生物的采樣器在深海裝備技術(shù)研究中正在蓬勃發(fā)展。在常規(guī)海洋調(diào)查裝備中，重力柱、可視抓斗、著陸器等根本無法滿足獲取深海微生物樣品的需求，而我國(guó)最先進(jìn)深海載人潛水器“蛟龍?zhí)枴彼钶d的常規(guī)采樣裝置包括取樣機(jī)械手、沉積物取樣器、生物樣品筐、巖石樣品筐等，雖然能夠獲取一些附帶或含有微生物的地質(zhì)或宏生物樣品，但在取樣時(shí)間、質(zhì)量、數(shù)量上都無法滿足科學(xué)家對(duì)微生物研究的基本需求。為進(jìn)一步提高“蛟龍?zhí)枴钡却笮蜕詈Ｑb備取樣作業(yè)能力，滿足科學(xué)家海洋研究需要，一系列專門針對(duì)深海微生物的采樣裝備被研制出來，包括被動(dòng)式的微生物原位富集裝置、主動(dòng)式的液壓驅(qū)動(dòng)栗吸式微生物墊采樣器和自容式栗吸多級(jí)原位海水微生物采集器等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了完善深海載人潛水器、遙控?zé)o人潛水器等裝備針對(duì)熱液或冷泉區(qū)微生物取樣作業(yè)能力，從工程應(yīng)用出發(fā)，提高國(guó)內(nèi)現(xiàn)有深海微生物采樣裝備技術(shù)，而提供一種深海微生物多級(jí)抽吸式富集采樣器，該采樣器不僅能夠在水下便捷更換濾芯、主動(dòng)富集獲取微生物樣品，而且能夠方便地搭載深海載人潛水器、遙控?zé)o人潛水器等裝備，豐富其作業(yè)能力。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種深海生物抽吸式多級(jí)富集采樣器，包括抽吸驅(qū)動(dòng)源組件、抽吸筒組件、多級(jí)組合濾芯組件以及抽吸管組，所述的抽吸筒組件包括有底壁無上蓋筒體，在筒體內(nèi)通過支架設(shè)置有抽吸驅(qū)動(dòng)源，在底壁上開有通孔，通過連接軟管連接封閉式多級(jí)組合濾芯組件，多級(jí)組合濾芯組件下蓋板開有通孔與抽吸軟管連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述抽吸驅(qū)動(dòng)力源組件主要包括24V直流電機(jī)、直流電機(jī)殼、槳葉以及外接電纜接口 ；24V直流電機(jī)安裝在充滿電容器油的安裝殼體內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸伸出充油殼體，采用唇形泛塞圈密封，并設(shè)置防止泛塞圈自轉(zhuǎn)的壓板，所述槳葉安裝在旋轉(zhuǎn)軸前端，直流電機(jī)殼的殼體與蓋體連接處設(shè)置有0型密封圈。
[0007]進(jìn)一步的，所述直流電機(jī)殼還通過軟管連接有外置活塞式彈簧補(bǔ)償器組件，所述補(bǔ)償器包括無蓋殼體，內(nèi)置補(bǔ)償彈簧，彈簧下端固定在殼體底部，上端連接有活塞，在殼體上端蓋固定有蓋板。所述內(nèi)置壓縮彈簧通過活塞壓縮電容器油建立一定的系統(tǒng)內(nèi)壓，增加泛塞圈動(dòng)密封性能，補(bǔ)充電容器油的壓縮量、外泄量，提高系統(tǒng)可靠性，且系統(tǒng)不再受外界海水、壓力的影響，有效縮減了系統(tǒng)尺寸和重量。
[0008]進(jìn)一步的，所述組合濾芯組件包括濾芯基座，在濾芯基座內(nèi)依次設(shè)有絮狀物過濾硬膜、多級(jí)富集濾芯、濾芯安裝通徑、旋轉(zhuǎn)濾芯選通轉(zhuǎn)盤；利用端面壓緊0型密封圈為濾芯選通轉(zhuǎn)盤和濾芯基座提供預(yù)緊力；所述轉(zhuǎn)濾芯選通轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有濾芯選通孔；背面設(shè)置有齒輪；齒輪通過齒輪連桿推動(dòng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)濾芯選通轉(zhuǎn)盤關(guān)閉或切換濾芯通徑。
[0009]進(jìn)一步的，所述濾芯基座前端設(shè)置有濾芯基座下蓋板，后端設(shè)置有濾芯基座上蓋板。
[0010]進(jìn)一步的，所述濾芯安裝通徑為4組，直徑分別為20mm、25mm、35mm、40mm。可布置不同類型多級(jí)濾芯，并通過配有額定通徑的濾芯選通孔的濾芯選通轉(zhuǎn)盤進(jìn)行旋轉(zhuǎn)選通。
[0011 ] 所述抽吸軟管上設(shè)置有鈦合金T形把手和吸嘴，可對(duì)高溫目標(biāo)進(jìn)行取樣作業(yè)。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
[0013]濾芯安裝通徑為4組，每級(jí)濾芯不同孔徑，下潛作業(yè)一次可以實(shí)現(xiàn)大量微生物采樣；保障了采集樣品的純度；通過不同孔徑過濾器和過濾膜的靈活更換，采用齒輪連桿推動(dòng)齒輪，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)濾芯選通轉(zhuǎn)盤關(guān)閉或切換濾芯通徑；可以實(shí)現(xiàn)不同的采樣功能和效果；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工制造、成本低廉，工作效率高。
[0014]本發(fā)明可以提供一種簡(jiǎn)單、方便有效的針對(duì)深海微生物群落的采樣抽吸式多級(jí)富集采樣裝置，并能夠搭載深海載人潛水器、遙控?zé)o人潛水器等大型裝備。
【附圖說明】
[0015]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。
[0016]圖1:本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2:本發(fā)明的主要部件構(gòu)造示意圖。
[0018]圖3:本發(fā)明的抽吸動(dòng)力源的主視圖。
[0019]圖4:本發(fā)明的抽吸動(dòng)力源N-N剖面示意圖。
[0020]圖5:本發(fā)明的活塞式彈簧補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖6:本發(fā)明的活塞式彈簧補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)的左視圖
[0022]圖7:本發(fā)明的組合濾芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖8:組合濾芯結(jié)構(gòu)示意圖的L-L剖面示意圖。
[0024]圖9:組合濾芯結(jié)構(gòu)示意圖的M-M剖面示意圖。
[0025]圖10:組合濾芯結(jié)構(gòu)示意圖的P-P剖面示意圖。
[0026]圖11:濾芯安裝通徑正面示意圖。
[0027]圖12:濾芯安裝通徑反面示意圖。
[0028]圖中:1、活塞式彈簧補(bǔ)償器殼體；2、活塞式彈簧補(bǔ)償器蓋板；3、活塞式彈簧補(bǔ)償器補(bǔ)償壓簧；4、活塞式彈簧補(bǔ)償器活塞；5、電機(jī)補(bǔ)償油管；6、電纜；7、直流電機(jī)殼體；8、直流電機(jī)殼體蓋板；9、泛塞密封圈壓板；10、直流電機(jī)；11、端面0型圈；12、泛塞密封圈；13、補(bǔ)償油管接口 ；14、電纜接口 ；15、補(bǔ)償管接口 ；16、單向充油接口 ；17、抽吸筒體；18、抽吸筒蓋板；19、槳葉；20、驅(qū)動(dòng)源安裝支架；21、連接軟管；22、濾芯基座；23、濾芯基座下蓋板；24、濾芯基座上蓋板；25、壓緊0形密封圈；26、旋轉(zhuǎn)齒輪；27、齒輪連桿；28、濾芯安裝通徑；29、濾芯選通轉(zhuǎn)盤；30、多級(jí)富集濾芯；31、絮狀物過濾硬膜；32、抽吸軟管；33、吸嘴；34、T形把手；35、濾芯選通孔；36、濾芯基座下蓋板通孔；37、濾芯基座上蓋板通孔；38、外置補(bǔ)償器組件；39、驅(qū)動(dòng)源組件；40、抽吸筒組件；41、組合濾芯組件；42、抽吸管組。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0030]如圖1— 12所示，將驅(qū)動(dòng)源組件39安裝在抽吸筒體17內(nèi)部的支架20上鎖緊，外置活塞式彈簧補(bǔ)償器組件38通過補(bǔ)償油管5與直流電機(jī)殼7內(nèi)部相連通，形成壓力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)保護(hù)直流電機(jī)10。抽吸軟管32連接在濾芯基座下蓋板23上的通孔36上，將濾芯基座上蓋板24上的通孔37與抽吸筒蓋板18連接；然后將整個(gè)裝置沉入水中，達(dá)到深海底的指定采樣位置時(shí)，通過電纜6啟動(dòng)直流電機(jī)10，電機(jī)轉(zhuǎn)軸前端的槳葉19旋轉(zhuǎn)，槳葉19的轉(zhuǎn)動(dòng)將帶動(dòng)水體流動(dòng)，通過進(jìn)出口通量差在組合濾芯41的上蓋板通孔37形成較強(qiáng)抽吸力；抽吸力在通過組合濾芯41上某一濾芯通徑28后與抽吸軟管32連接，在吸嘴33上形成一定吸力，能夠吸取微生物樣品。如圖11所示，通徑28上設(shè)置有四種通徑28-1、28-2、28-3、28-4，尺寸分別為20mm、25mm、35mm、40mm，可以根據(jù)需要采集的標(biāo)本而調(diào)節(jié)抽吸力的大小，以便更好的完成采樣。
[0031]通過大型深海裝備配備的機(jī)械手夾持微生物抽吸式多級(jí)富集采樣器的T形把手34接近表面富含微生物的目標(biāo)，微生物在吸嘴33吸力作用下隨海水通過抽吸軟管32接近組合濾芯41 ;推動(dòng)齒輪連桿27帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)齒輪26和濾芯選通轉(zhuǎn)盤29指定微生物富集濾芯28，微生物隨海水通過絮狀物過濾硬膜31后不斷在濾芯30上富集；當(dāng)微生物富集量達(dá)到要求后可推動(dòng)齒輪連桿27停止取樣或切換濾芯繼續(xù)作業(yè)。
[0032]吸嘴33處的抽吸力與電機(jī)功率、槳葉效率、槳葉旋轉(zhuǎn)速度、進(jìn)出口尺寸比等成正比關(guān)系，與濾芯及管路流體阻力成反比，濾芯將對(duì)該設(shè)備抽吸力力產(chǎn)生較大影響并降低抽吸效率，但針對(duì)取樣目標(biāo)為微生物，較小的吸力和流量也能夠滿足微生物富集采樣需要，并可通過適當(dāng)延遲系統(tǒng)作業(yè)時(shí)間提高富集量。
[0033]上述說明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種深海生物抽吸式多級(jí)富集采樣器，包括抽吸驅(qū)動(dòng)源組件(39)、抽吸筒組件(40)、多級(jí)組合濾芯組件(41)以及抽吸管組(42)，所述的抽吸筒組件(40)包括有底壁無上蓋筒體，在筒體內(nèi)通過支架設(shè)置有抽吸驅(qū)動(dòng)源(39)，其特征在于，在底壁上開有通孔，通過連接軟管(21)連接封閉式多級(jí)組合濾芯組件(41)，多級(jí)組合濾芯組件(41)下蓋板開有通孔與抽吸軟管(32)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種深海微生物抽吸式多級(jí)富集采樣器，其特征在于，所述抽吸驅(qū)動(dòng)力源組件(39)主要包括24V直流電機(jī)(10)、直流電機(jī)殼(7)、槳葉(19)以及外接電纜接口(14) ;24V直流電機(jī)(10)安裝在充滿電容器油的安裝殼體內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸伸出充油殼體，采用唇形泛塞圈(12)密封，并設(shè)置防止泛塞圈自轉(zhuǎn)的壓板(9)，所述槳葉(19)安裝在旋轉(zhuǎn)軸前端，直流電機(jī)殼(7)的殼體與蓋體連接處設(shè)置有0型密封圈(11)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種深海微生物抽吸式多級(jí)富集采樣器，其特征在于，所述直流電機(jī)殼(7)還通過軟管連接有外置活塞式彈簧補(bǔ)償器組件(39)，所述補(bǔ)償器包括無蓋殼體(1)，內(nèi)置補(bǔ)償彈簧(3)，彈簧下端固定在殼體(1)底部，上端連接有活塞(4)，在殼體上端蓋固定有蓋板(2)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種深海微生物抽吸式多級(jí)富集采樣器，其特征在于，所述組合濾芯組件(41)包括濾芯基座(22)，在濾芯基座(22)內(nèi)依次設(shè)有絮狀物過濾硬膜(31)、多級(jí)富集濾芯(30)、濾芯安裝通徑(28)、旋轉(zhuǎn)濾芯選通轉(zhuǎn)盤(29);利用端面壓緊0型密封圈(25)為濾芯選通轉(zhuǎn)盤(29)和濾芯基座(22)提供預(yù)緊力；所述濾芯選通轉(zhuǎn)盤(29)上設(shè)置有濾芯選通孔(35);所述多級(jí)富集濾芯(30)、濾芯安裝通徑(28)、濾芯選通孔(35)組成抽吸通道；濾芯選通轉(zhuǎn)盤(29)背面設(shè)置有齒輪(26);齒輪(26)通過齒輪連桿(27)推動(dòng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)濾芯選通轉(zhuǎn)盤(29)關(guān)閉或切換抽吸通道。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種深海生物抽吸式多級(jí)富集采樣器，包括抽吸驅(qū)動(dòng)源組件、抽吸筒組件、多級(jí)組合濾芯組件以及抽吸管組，抽吸筒組件包括有底壁無上蓋筒體，在筒體內(nèi)通過支架設(shè)置有抽吸驅(qū)動(dòng)源，在底壁上開有通孔，通過連接軟管連接封閉式多級(jí)組合濾芯組件，外力作用于多級(jí)組合濾芯組件上的齒輪連桿可便捷切換濾芯，多級(jí)組合濾芯組件下蓋板開有通孔與抽吸軟管連接。濾芯安裝通徑為4組，每級(jí)濾芯不同孔徑，下潛作業(yè)一次可以實(shí)現(xiàn)大量微生物采樣；采用齒輪連桿推動(dòng)齒輪，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)濾芯選通轉(zhuǎn)盤關(guān)閉或切換濾芯通徑；可以實(shí)現(xiàn)不同的采樣功能和效果；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工制造、成本低廉，工作效率高；并能夠搭載深海載人潛水器、遙控?zé)o人潛水器等大型裝備。
【IPC分類】G01N1/28, G01N1/14
【公開號(hào)】CN105372095
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510926073
【發(fā)明人】唐嘉陵, 楊一帆, 陳云賽
【申請(qǐng)人】國(guó)家深?；毓芾碇行?br>【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年12月11日