一種深海生物抽吸式多級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，而我國最先進深海載人潛水器“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，但在取樣時間、質(zhì)量、數(shù)量上都無法滿足科學家對微生物研究的基本需求。為進一步提高“蛟龍?zhí)枴钡却笮蜕詈Ｑb備取樣作業(yè)能力，滿足科學家海洋研究需要，一系列專門針對深海微生物的采樣裝備被研制出來，包括被動式的微生物原位富集裝置、主動式的液壓驅(qū)動栗吸式微生物墊采樣器和自容式栗吸多級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、遙控無人潛水器等裝備針對熱液或冷泉區(qū)微生物取樣作業(yè)能力，從工程應用出發(fā)，提高國內(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、遙控無人潛水器等裝備，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富集采樣器，包括抽吸驅(qū)動源組件、抽吸筒組件、多級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)動源，在底壁上開有通孔，通過連接軟管連接封閉式多級組合濾芯組件，多級組合濾芯組件下蓋板開有通孔與抽吸軟管連接。
[0006]進一步的，所述抽吸驅(qū)動力源組件主要包括24V直流電機、直流電機殼、槳葉以及外接電纜接口 ；24V直流電機安裝在充滿電容器油的安裝殼體內(nèi)，電機轉(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，直流電機殼的殼體與蓋體連接處設(shè)置有0型密封圈。
[0007]進一步的，所述直流電機殼還通過軟管連接有外置活塞式彈簧補償器組件，所述補償器包括無蓋殼體，內(nèi)置補償彈簧，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，增加泛塞圈動密封性能，補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旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)濾芯選通轉(zhuǎn)盤關(guān)閉或切換濾芯通徑。
[0009]進一步的，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]進一步的，所述濾芯安裝通徑為4組，直徑分別為20mm、25mm、35mm、40mm?？刹贾貌煌愋投嗉墳V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，可對高溫目標進行取樣作業(yè)。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
[0013]濾芯安裝通徑為4組，每級濾芯不同孔徑，下潛作業(yè)一次可以實現(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，采用齒輪連桿推動齒輪，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)濾芯選通轉(zhuǎn)盤關(guān)閉或切換濾芯通徑；可以實現(xiàn)不同的采樣功能和效果；結(jié)構(gòu)簡單，便于加工制造、成本低廉，工作效率高。
[0014]本發(fā)明可以提供一種簡單、方便有效的針對深海微生物群落的采樣抽吸式多級富集采樣裝置，并能夠搭載深海載人潛水器、遙控無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描述本發(fā)明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應該理解，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)明的抽吸動力源的主視圖。
[0019]圖4:本發(fā)明的抽吸動力源N-N剖面示意圖。
[0020]圖5:本發(fā)明的活塞式彈簧補償器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖6:本發(fā)明的活塞式彈簧補償器結(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、活塞式彈簧補償器殼體；2、活塞式彈簧補償器蓋板；3、活塞式彈簧補償器補償壓簧；4、活塞式彈簧補償器活塞；5、電機補償油管；6、電纜；7、直流電機殼體；8、直流電機殼體蓋板；9、泛塞密封圈壓板；10、直流電機；11、端面0型圈；12、泛塞密封圈；13、補償油管接口 ；14、電纜接口 ；15、補償管接口 ；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、外置補償器組件；39、驅(qū)動源組件；40、抽吸筒組件；41、組合濾芯組件；42、抽吸管組。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述。
[0030]如圖1— 12所示，將驅(qū)動源組件39安裝在抽吸筒體17內(nèi)部的支架20上鎖緊，外置活塞式彈簧補償器組件38通過補償油管5與直流電機殼7內(nèi)部相連通，形成壓力補償機構(gòu)保護直流電機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；然后將整個裝置沉入水中，達到深海底的指定采樣位置時，通過電纜6啟動直流電機10，電機轉(zhuǎn)軸前端的槳葉19旋轉(zhuǎn)，槳葉19的轉(zhuǎn)動將帶動水體流動，通過進出口通量差在組合濾芯41的上蓋板通孔37形成較強抽吸力；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械手夾持微生物抽吸式多級富集采樣器的T形把手34接近表面富含微生物的目標，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 ;推動齒輪連桿27帶動旋轉(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；當微生物富集量達到要求后可推動齒輪連桿27停止取樣或切換濾芯繼續(xù)作業(yè)。
[0032]吸嘴33處的抽吸力與電機功率、槳葉效率、槳葉旋轉(zhuǎn)速度、進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，但針對取樣目標為微生物，較小的吸力和流量也能夠滿足微生物富集采樣需要，并可通過適當延遲系統(tǒng)作業(yè)時間提高富集量。
[0033]上述說明并非是對本發(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)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種深海生物抽吸式多級富集采樣器，包括抽吸驅(qū)動源組件(39)、抽吸筒組件(40)、多級組合濾芯組件(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)連接封閉式多級組合濾芯組件(41)，多級組合濾芯組件(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富集采樣器，其特征在于，所述抽吸驅(qū)動力源組件(39)主要包括24V直流電機(10)、直流電機殼(7)、槳葉(19)以及外接電纜接口(14) ;24V直流電機(10)安裝在充滿電容器油的安裝殼體內(nèi)，電機轉(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富集采樣器，其特征在于，所述直流電機殼(7)還通過軟管連接有外置活塞式彈簧補償器組件(39)，所述補償器包括無蓋殼體(1)，內(nèi)置補償彈簧(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富集采樣器，包括抽吸驅(qū)動源組件、抽吸筒組件、多級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)動源，在底壁上開有通孔，通過連接軟管連接封閉式多級組合濾芯組件，外力作用于多級組合濾芯組件上的齒輪連桿可便捷切換濾芯，多級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，每級濾芯不同孔徑，下潛作業(yè)一次可以實現(xiàn)大量微生物采樣；采用齒輪連桿推動齒輪，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)濾芯選通轉(zhuǎn)盤關(guān)閉或切換濾芯通徑；可以實現(xiàn)不同的采樣功能和效果；結(jié)構(gòu)簡單，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、遙控無人潛水器等大型裝備。
【IPC分類】G01N1/28, G01N1/14
【公開號】CN105372095
【申請?zhí)枴緾N201510926073
【發(fā)明人】唐嘉陵, 楊一帆, 陳云賽
【申請人】國家深?；毓芾碇行?br>【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月11日