一种种质资源安全保存装置及保存方法

1.本发明涉及种质资源保存技术领域，具体地说是一种种质资源安全保存装置及保存方法。


背景技术：

2.对于优良的种质资源，我们采取低温保存方式，保存种质资源的优良基因，以便于进行研究、育种等。现有技术中的低温保存，主要依赖于空调系统，尤其是在炎热的夏季，对电能的消耗比较大。此外，在保存的过程中，应定期对种质资源进行取样种植，以了解种质资源的萌发能力，以及目前的保存环境是否合理。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种种质资源安全保存装置及保存方法，用于实现对种质资源安全保存的同时，节能减排，并便于种质资源的取样。
4.本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种种质资源安全保存装置，其特征在于，它包括：
5.保存室，所述保存室为钢筋混凝土结构并建设在地表之下，在保存室内设有依次设置且相互独立的操作间、处理间、缓冲间和储存间，在操作间内设有除尘器，在处理间内设有消毒器，储存间设置有多个，且缓冲间与各个储存间之间通过管道连通；
6.运输井，所述运输井设置在保存室右侧，运输井的上端穿过地表后向上延伸一段，运输井的下端向下延伸至操作间位置；
7.升降单元，所述升降单元设置在运输井内并可上下移动，在地表之上将盛有种质资源的保存瓶放置在升降单元上；
8.进气井和排气井，所述进气井和排气井设置在保存室左侧，且进气井与缓冲间连通，排气井与储存间连通，外部空气经进气井进入缓冲间，储存间内的空气经排气井排出；
9.监控单元，监控单元包括设置在储存间内的温度传感器和湿度传感器，温、湿度传感器与控制器信号连接，控制器与储存间内的空调系统、除湿系统信号连接。
10.进一步地，在保存室内设有第一隔墙，第一隔墙将保存室内腔分成左右设置的两部分，在右半部分内设有第二隔墙，第二隔墙将该右半部份分成前后设置的操作间和处理间；在左半部分内设有第三隔墙，第三隔墙将该左半部分分成前后两部分，其中后半部分为缓冲间，在前半部分内设有若干第四隔墙，第四隔墙的设置将该前半部分分成若干储存间。
11.进一步地，在保存室右壁、第一隔墙、第二隔墙和第三隔墙上设有隔离门。
12.进一步地，在操作间、处理间和缓冲间内设有主导轨，在缓冲间内设有与主导轨连接且与储存间一一对应的副导轨。
13.进一步地，运输井为长方体形结构，在运输井的四个侧壁分别固定有齿条，升降单元包括与齿条滑动连接的升降台、驱动升降台上下移动的升降驱动机构。
14.进一步地，升降驱动机构包括固定在升降台上的电机、固定在电机输出端的主动
齿轮、设置在主动齿轮周围且与主动齿轮啮合的四个从动齿轮、与从动齿轮共轴设置的蜗杆、与蜗杆啮合的蜗轮、与蜗轮共轴设置的行走齿轮，行走齿轮与齿条啮合。
15.进一步地，升降台为底部敞口的中空结构，在升降台内侧设有支撑主动齿轮的齿轮架、支撑蜗杆的蜗杆架。
16.进一步地，以螺纹安装的形式，在所述保存瓶的瓶口上设有中空的瓶盖、在瓶口内设有内塞、在瓶盖上设有外塞，在保存瓶内插入有取样器，取样器的上部穿过内塞中心圆孔后向上延伸，在取样器上端系有拉线，在取样器侧壁设有种槽。
17.进一步地，所述齿轮架为十字形结构，在齿轮架的四个末端设有折边，折边与升降台之间固定连接。
18.使用一种种质资源安全保存装置对种质资源进行安全保存的保存方法，其特征在于，它包括以下步骤:
19.(1)在低温、干燥环境下，将种质资源装入保存瓶内；
20.(2)通过运输井将保存瓶转移至地表之下的保存室内的操作间内，并对保存瓶进行除尘处理；
21.(3)将保存瓶转移至处理间内，在处理间内对保存瓶进行消毒处理；
22.(4)将保存瓶转移至缓冲间内，在缓冲间内对保存瓶进行预冷处理；
23.(5)经过预冷处理的保存瓶放入储存间内，在低温、干燥的储存间内对保存瓶进行长期保存；
24.(6)通过监控单元对储存腔内的温度和湿度进行监控，当储存室内温度、湿度异常时，对储存室进行降温、干燥处理，以维持储存腔内低温、干燥的环境。
25.本发明的有益效果是：本发明提供的一种种质资源安全保存装置及保存方法，在地表之下对种质资源进行储存，在炎热的夏季使用空调系统进行降温可以实现大大的节能。而保存室内依次设置的操作间、处理间和缓冲间，可以依次实现对保存瓶的除尘、消毒和预冷处理，当保存瓶进入储存间内后，一方面避免细菌的滋生、繁殖，另一方面可以实现对保存瓶的快速降温，实现对种质资源的安全保存。
附图说明
26.图1为本发明的保存装置的正视图；
27.图2为本发明的保存装置的安装示意图；
28.图3为保存室内部结构示意图；
29.图4为运输单元的示意图；
30.图5为升降台在运输井内的装配示意图；
31.图6为升降台仰视图；
32.图7为升降台三维图；
33.图8为图6中的a-a剖视图；
34.图9为升降台俯视图；
35.图10为升降台正视图；
36.图11为升降台去掉主动齿轮和齿轮架后的三维示意图；
37.图12为齿轮架的三维图；
38.图13为蜗杆架的三维图；
39.图14为保存瓶的俯视图；
40.图15为保存瓶的剖视图；
41.图16为取样器的正视图；
42.图17为图1的俯视图；
43.图18为保存室换气示意图；
44.图中：1保存室，11第一隔墙，12第二隔墙，13第三隔墙，14第四隔墙，15操作间，16处理间，17缓冲间，18储存间，19隔离门，2主导轨，21副导轨，22运输小车，3运输井，31齿条，32运输井门，4升降台，40滑槽，41箱体，42支座，43行走齿轮，44蜗轮，45蜗杆，46从动齿轮，47蜗杆架，471固定杆，48轴承，5齿轮架，51折边，52主动齿轮，53电机，6保存瓶，61瓶口，62内塞，63瓶盖，64外塞，65取样器，651耳板，652拉线，653种槽，654导向头，7种质资源，8进气井，81排气井，82输送管道。
具体实施方式
45.如图1至图18所示，本发明的保存装置主要包括保存室1、运输井3、升降单元、进气井8、排气井81和监控单元，下面结合附图对本发明进行详细描述。
46.如图1至图3所示，保存室1为本发明保存装置的主体结构，保存室为钢筋混凝土结构，且保存室建设在地表3米以下。保存室为长方体形结构，在保存室右端内设有第一隔墙11，第一隔墙将保存室分成左右两部分，在右半部分内设有第二隔墙12，第二隔墙将该右半部分分成前后设置的操作间15和处理间16。在左半部分内设有第三隔墙13，第三隔墙将左半部分又分为前后两部分，其中，后半部分为缓冲间17；在前半部分内设有若干第四隔墙14，第四隔墙将该前半部分分成若干独立的储存间18。在保存室右侧壁、第一隔墙、第二隔墙和第三隔墙上均设有隔离门19，进而便于由保存室外进入操作间，由操作间进入处理间，由处理间进入缓冲间，由缓冲间进入储存间；第一、第二、第三和第四隔墙均为钢筋混凝土结构。操作间、处理间和缓冲间形成“l”形结构，在操作间、处理间和缓冲间内设有主导轨2，主导轨也成“l”形结构。在缓冲间内设有副导轨21，副导轨与主导轨垂直设置，副导轨的前端朝向储存间，辅导轨的后端与主导柜连接。在主导轨上设有移动小车22，移动小车用于对储存种质资源的保存瓶进行运输。在保存室的右侧设有运输井3，如图4所示，运输井的下端设有正对保存室右壁上隔离门的运输井门32，运输井的上端穿过地表后向上延伸一段，运输井可采用钢筋混凝土建设而成，也可以采用不锈钢得到。运输井内设有升降台4，升降台可以上下移动，进而将地表之上的保存瓶运输到地下，进而转移至操作间内。隔离门和运输井门均为现有技术中的门，且隔离门与保存室、第一至第三隔墙均密封良好。
47.如图4、图5所示，运输井3竖向设置，位于保存室右侧。在运输井的前后左右四个内壁上固定有竖向设置的齿条31，如图6至图10所示，升降台4为长方体形结构，升降台的底部敞口，升降台可采用钢板焊接得到，在升降台的前后左右四个侧壁上分别设有滑槽40，四个滑槽与四根齿条一一对应。将升降台置于运输井内后，齿条穿过对应的滑槽，且齿条与滑槽侧壁滑动连接。如图4所示，在升降台的顶部固定有箱体41，用于放置保存瓶，人也可以站立在箱体内，在升降台的作用下移动至运输井底部后进入操作间。可以在箱体顶部与运输井顶部之间设置安全绳，避免升降台的坠落。在升降台的前、后、左、右四个内壁上分别固定有
一对支座42，成对设置的两个支座位于对应滑槽的两侧，在成对设置的两个支座之间转动安装有轮轴，在轮轴上固定有一对行走齿轮43和一个蜗轮44，其中蜗轮位于两行走齿轮之间，且行走齿轮齿顶圆直径大于蜗轮齿顶圆直径。在升降台的内侧固定有电机53，电机与升降台上壁固定连接，在电机输出端固定有主动齿轮52，为实现对主动齿轮的支撑，在升降台内侧设置齿轮架5。
48.如图12所示，齿轮架5为十字形结构的金属件，在齿轮架的四个端部设有折边51，通过折边将齿轮架与升降台固定连接在一起。主动齿轮的齿轮轴与齿轮架中心转动连接，在升降台内侧设有四根蜗杆45，在升降台上壁固定有轴承48，蜗杆轴的上端与轴承内圈固定连接。蜗杆与蜗轮啮合，在升降台的内侧还固定有蜗杆架47，如图13所示，蜗杆架为“v”字形结构，在蜗杆架的两端固定有固定杆471，固定杆直接与升降台上壁接触固定。蜗杆轴的下端与蜗杆架转动连接，这样通过蜗杆架和轴承实现对蜗杆的支撑、装配。在每一蜗杆轴上固定有从动齿轮52，这样在主动齿轮的四周设有四个从动齿轮，且从动齿轮与主动齿轮啮合。电机工作时，驱动主动齿轮的旋转，进而驱使从动齿轮的同步旋转，进而驱使蜗杆的旋转，进而驱使蜗轮和行走齿轮的旋转，行走齿轮旋转时便可以相对齿条转动，进而实现升降台的升降。行走齿轮与对应的齿条啮合。
49.电机、主动齿轮、从动齿轮、蜗杆、蜗轮和行走齿轮构成了驱使升降台在运输井内上下移动的升降驱动机构，而升降驱动机构、升降台、箱体构成了升降单元，升降单元用于实现地表和保存室之间种质资源的升降、运输。
50.如图14、图15所示，保存瓶5为长方体形的中空结构，在保存瓶的瓶口61上以螺纹安装的形式安装有瓶盖63，在瓶口的内壁以螺纹连接的形式安装有内塞62，内塞与瓶口之间接触紧密且设有垫圈。瓶盖为中空结构，在瓶盖的上部内以螺纹安装的形式安装有外塞64，外塞与瓶盖之间设有垫圈。外塞、瓶盖的设置用于实现对保存瓶内干燥环境的保持，在内塞上设有取样器65，如图16所示，取样器主体为圆柱形结构，在取样器的顶部固定有耳板651，取样器的下部为锥形的导向头654，取样器上端穿过内塞中心的圆孔后向上延伸一段，在取样器的中部侧壁设有种槽653，用于存放种质资源。取样器的外壁与内塞中心的内壁紧密接触，在耳板上系有拉线652，拉住拉线向上拉动取样器，可以将取样器从保存瓶内拉出一段，当种槽移出保存瓶后，种槽内的种子便可以掉落，进而实现对保存瓶内种质资源的取样。取样完成后，将取样器推动至保存瓶内，导向头的设置，利于取样器进入保存瓶内。保存状态下，耳板置于内塞与外塞之间，在良好的蜜蜂条件下，保存瓶内空气干燥程度较为稳定；当需要取样时，打开外塞，旋转取样器，使得种质资源进入种槽内，然后拽住拉线将取样器从保存瓶内拔出一段，直至种槽内的种子大部分或全部掉落在保存瓶外部。由于取样器与内塞之间接触紧密，因此将取样器抽出时，保存瓶内的干湿状态变化很小。可以在内塞与取样器之间设置密封圈，以实现紧密接触。在保存瓶内放置种质资源7，如豆类种子等，在地表之上干燥、低温环境下，将种质资源放置在保存瓶内，安装好内塞、瓶盖和外塞。然后将保存瓶经升降单元运输至运输井底部，然后将其转移至操作间内。在操作间内，将保存瓶转移至移动小车上，对保存瓶进行除尘处理，并将移动小车移动至处理间内，在处理间内对保存瓶进行消毒处理；然后，将移动小车推到至缓冲间内，在缓冲间内，对保存瓶进行预冷，对空气进行干燥处理，降低保存瓶的温度。经过预冷处理后，保存瓶温度降低至某一温度，然后打开储存间的隔离门，将保存瓶转移至储存间内进行储存。在储存间内，可以对保存瓶进行
进一步冷却，进而实现对保存瓶的长时间安全保存。缓冲间与储存间之间可以进行空气交换(通过管道连接，管道上设置阀门)，进而将缓冲间内低温、干燥的空气转移至储存间。操作间内设置除尘器，处理间内设置消毒器，储存间内的空气可以进入缓冲间内，实现对缓冲间内空气、保存瓶的预冷。
51.在保存室的左侧设有进气井8和排气井81，在进气井内设有吸风机，在排气井内设有吹风机，吸风机的设置，可以使得外部空气进入进气井；吹风机的设置，促使排气井内的空气流出。在进气井与缓冲间之间设有输送管道82，进气井吸收地表上的空气将其运输至输送管道内，然后进入缓冲间内。在排气井与储存间之间也设有输送管道82，进而将储存腔内湿度超标的空气排出。
52.夏季，地面温度较高，地表之下的保存室外部温度相对较低，保存室处于相对较低的环境下，进而保存室内的空调系统可以消耗相对较小的电能便可以将保存室内的温度维持在较低水平。通过进气井，可以将地表之上高温低湿的空气鼓入缓冲间，在缓冲间内对空气进行除湿、预冷处理。缓冲间内的空气与储存间内的空气可以进行交换，以维持储存间内低温、干燥的环境。通过排气井，可以将储存间内低温、高湿的空气排出，然后缓冲间内低温、干燥的空气进入储存腔。
53.本发明，在地表之上将种质资源储存在保存瓶内，然后通过运输井和升降单元将保存瓶运输至地表之下的保存室内，在保存室的操作间内，对保存瓶进行转移至移动小车上，并进行除尘处理；然后保存瓶进入处理间，在处理间对保存瓶进行消毒处理；随后保存瓶进入缓冲间，在缓冲间对保存瓶进行预冷处理，预冷处理后的保存瓶转移至储存间，在储存间内实现对保存瓶的长期安全保存。经除尘处理后，可以减少细菌的粘附；对保存瓶进行消毒处理后，可以进一步减少细菌的粘附；对保存瓶进行预冷处理后，再将其转移至储存间内，可以促使保存瓶尽快冷却至设定温度。缓冲间内的空气被预冷、除湿，可以随时与储存间内的空气进行交换，进而当储存间内空气不达标时，实现对储存间内空气的替换。
54.在储存间内设有温度传感器和湿度传感器，以对储存间进行温湿度检测。温度传感器和湿度传感器构成了监控单元，温、湿度传感器与控制器连接，控制器与保存室内的空调系统、除湿系统连接，进而控制空调系统、除湿系统的工作状态。当需要取样时，打开外塞，通过取样器取出部分种质资源进行种植，以了解长期储存后种质资源的萌发率。
55.使用一种种质资源安全保存装置对种质资源进行安全保存的保存方法，包括以下步骤:
56.(1)在低温、干燥环境下，将种质资源装入保存瓶内；
57.(2)通过运输井将保存瓶转移至地表之下的保存室内的操作间内，并对保存瓶进行除尘处理后转移至操作间内的移动小车上；
58.(3)通过移动小车将保存瓶转移至处理间内，在处理间内对保存瓶进行消毒处理；
59.(4)通过移动小车将保存瓶转移至缓冲间内，在缓冲间内对保存瓶进行预冷处理；
60.(5)经过预冷处理的保存瓶放入储存间内，在低温、干燥的储存间内对保存瓶进行长期保存；
61.(6)通过监控单元对储存腔内的温度和湿度进行监控，当储存室内温度、湿度异常时，对储存室进行降温、干燥处理，以维持储存腔内低温、干燥的环境。
62.本发明在地表之下对种质资源进行储存，在炎热的夏季使用空调系统进行降温可
以实现大大的节能。而保存室内依次设置的操作间、处理间和缓冲间，可以依次实现对保存瓶的除尘、消毒和预冷处理，当保存瓶进入储存间内后，一方面避免细菌的滋生、繁殖，另一方面可以实现对保存瓶的快速降温，实现对种质资源的安全保存。