一种原位微生物采集系统的制作方法

本发明涉及深海微生物原位取样领域，具体涉及一种深海原位微生物采集系统。
背景技术：
：随着深海勘探技术的发展，人们发现深海中蕴藏着数量庞大、种类繁多、性质独特的生物资源，微生物是其中最重要的一类。深海微生物在深海的极端环境下生存，形成了特殊的生物结构、基因类型、生理机制及代谢产物，具有重要的科研价值和经济价值，故而深海微生物资源一直是世界各国竞争最激烈的领域之一。深海微生物在海水中存在的形式有多种多样，不同水层因光照、温度和压力等重要参数的差异存在的微生物种类及特性会有巨大的差异，现有深海微生物的采集系统主要采用抽吸过滤的方式获取所需的深海微生物，采集的过程容易导致其他水层微生物的交换污染，使得采集到微生物的细胞缺乏在海水中的原始状态失去科研和经济价值。技术实现要素：本发明的主要目的是提供一种原位微生物采集系统，解决深海微生物采集过程中其他水层微生物的交换污染问题，同时能够给采集的微生物水体和过滤滤膜添加特定缓冲液，保存微生物细胞在海水中的原始状态的原位微生物采集系统。为实现上述目的，本发明提出的原位微生物采集系统，包括第一单向阀、纯水罐、三通阀、过滤装置、管道、第二单向阀、深水泵、缓冲液添加装置和蓄能式单作用液压缸，所述第一单向阀的一端连接海水入口端，另一端连接纯水罐，所述三通阀的两进水端分别连接所述纯水罐和所述缓冲液添加装置，所述三通阀的出水端连接所述过滤装置的进水端；所述过滤装置的出水端通过所述管道分别连接所述第二单向阀的启动端、所述蓄能式单作用液压缸的进液口和所述深水泵的进水端；所述蓄能式单作用液压缸用于在所述深水泵启动后形成的负压环境下蓄能，并在所述深水泵停止且负压消失后，释放所蓄能量以使所述蓄能式单作用液压缸的活塞杆推动所述三通阀的阀芯，从而切换控制所述三通阀两进水端中所述纯水罐进水端闭合，所述缓冲液添加装置进水端开启。优选地，所述第一单向阀安装于所述纯水罐的顶部，所述第一单向阀为真空单向阀。优选地，所述过滤装置内部形成容器腔，所述容器腔分别连通所述过滤装置的进水端和所述过滤装置的出水端，所述容器腔中安装有滤膜，所述滤膜设置于所述过滤装置的进水端和所述过滤装置的出水端之间。优选地，所述三通阀包括单动机构和连接所述单动机构的第一阀芯和第二阀芯，所述第一阀芯用于开闭纯水罐接入口，所述第二阀芯用于开闭缓冲液添加装置接入口；所述单动机构启动以带动所述第一阀芯打开和所述第二阀芯闭合；所述单动机构停止以带动所述第一阀芯闭合和所述第二阀芯打开。优选地，所述缓冲液添加装置包括活塞板、第一弹簧和用于容纳缓冲液的活塞缸，所述活塞板密封安装于所述活塞缸内，以将所述活塞缸的内腔分隔成第一空间和第二空间，所述第一空间通过所述管道连接所述三通阀其中一进水端，所述第一弹簧的一端固定于所述第二空间的远离所述第一空间的壁面，所述第一弹簧的另一端连接所述活塞板的面对所述第二空间的一侧，所述活塞板与所述活塞缸体内壁滑动连接；所述缓冲液添加装置在添加缓冲液时所述第一弹簧压缩蓄能，在所述深水泵停止后，所述三通阀连接所述缓冲液添加装置的进水端打开，所述第一弹簧伸长释放能量推动所述活塞板压缩所述第一空间，以使缓冲液自动进入过滤装置。优选地，所述液压缸包括缸体、第二弹簧和活塞杆，所述活塞杆将所述缸体分隔形成有杆腔和无杆腔，所述活塞杆与所述缸体滑动连接，以使所述活塞杆的杆体向所述无杆腔的背离所述有杆腔的方向伸出或回缩；所述第二弹簧沿所述活塞杆的滑移方向设置于所述无杆腔内，所述无杆腔通过所述管道连接所述过滤装置的出水端和所述深水泵的进水端，所述活塞杆的活塞头连接所述第二弹簧一端；所述活塞杆的移动方向上设置有触点，所述活塞杆的杆体末端收缩远离触点以启动所述三通阀的所述单动机构；所述活塞杆的杆体末端伸出抵接触点以停止所述三通阀的所述单动机构。优选地，所述第二单向阀位于所述深水泵的前端，所述第二单向阀为真空单向阀。为实现上述目的，本发明还提出一种原位微生物采集方法，利上述的原位微生物采集系统进行采集，所述原位微生物采集方法，包括如下步骤：将纯水罐装满纯水、缓冲液添加装置充满缓冲液，并将蓄能式单作用液压缸充满纯水；启动深水泵，以抽出纯水罐中纯水，深水泵进水端所接管路器件内形成负压，控制第一单向阀打开，第二单向阀闭合，蓄能式单作用液压缸开始蓄能，将蓄能式单作用液压缸内纯水抽出以使液压缸的活塞杆收缩；控制三通阀的进水端与纯水罐连通，以使海水进入过滤装置过滤；在接收到过滤完成信号时，控制深水泵停止工作，负压消失，第一单向阀闭合，蓄能式单作用液压缸开始释放能量，第二弹簧释放，活塞杆伸出；三通阀的纯水罐进水端闭合，三通阀的缓冲液添加装置进水端开启，三通阀的进水端与缓冲液添加装置连通以使缓冲液自动进入过滤装置，第二单向阀打开，排出多余的水，使缓冲液充满过滤装置内滤膜的两端。所述三通阀包括单动机构和连接所述单动机构的第一阀芯和第二阀芯，所述第一阀芯用于开闭纯水罐接入口，所述第二阀芯用于开闭缓冲液添加装置接入口；所述蓄能式单作用液压缸包括缸体、第二弹簧和活塞杆，所述活塞杆将所述缸体分隔形成有杆腔和无杆腔，所述活塞杆与所述缸体滑动连接，以使所述活塞杆的杆体向所述无杆腔的背离所述有杆腔的方向伸出或回缩；所述第二弹簧沿所述活塞杆的滑移方向设置于所述无杆腔内，所述无杆腔通过所述管道连接所述过滤装置的出水端和所述深水泵的进水端；所述启动深水泵，以抽出纯水罐中纯水，深水泵进水端所接管路器件内形成负压，控制第一单向阀打开，第二单向阀闭合，蓄能式单作用液压缸开始蓄能，将蓄能式单作用液压缸的缸体内纯水抽出以使蓄能式单作用液压缸内活塞杆收缩的步骤，包括：启动深水泵，以抽出纯水罐中纯水，控制第一单向阀打开，第二单向阀闭合；将蓄能式单作用液压缸的缸体内纯水抽出以使缸体中的第二弹簧压缩蓄能，活塞杆收缩以启动三通阀的单动机构，通过所述单动机构启动以带动所述第一阀芯打开和所述第二阀芯闭合，以使海水进入过滤装置过滤。优选地，所述在接收到过滤完成信号时，控制深水泵停止工作，负压消失，第一单向阀闭合，蓄能式单作用液压缸开始释放能量，第二弹簧释放，活塞杆伸出；三通阀的纯水罐进水端闭合，三通阀的缓冲液添加装置进水端开启，三通阀的进水端与缓冲液添加装置连通以使缓冲液自动进入过滤装置，第二单向阀打开，排出多余的水，使缓冲液充满过滤装置内滤膜的两端的步骤，包括：在接收到过滤完成信号时，控制深水泵停止工作；闭合第一单向阀，打开第二单向阀，以使海水通过三通阀和过滤装置进入蓄能式单作用液压缸的缸体内腔，缸体中的第二弹簧释放能量伸长，所述单动机构停止以带动所述第一阀芯闭合和所述第二阀芯打开，缓冲液添加装置的活塞缸中第一弹簧释放能量伸长，以使缓冲液进入过滤装置并充满过滤装置内滤膜的两端，多余的缓冲液通过深水泵前端第二单向阀排出。本发明的技术方案中，第一单向阀的一端连接海水入口端，另一端连接纯水罐，深水泵工作时，第一单向阀打开，第二单向阀闭合，三通阀的进水端与纯水罐连通，抽出纯水罐中纯水，以使海水进入过滤装置过滤，避免过滤装置被其他水层微生物交换污染。过滤完成后，深水泵停止工作时，第一单向阀闭合，第二单向阀打开，过滤后的海水进入液压缸内以使活塞杆伸长，控制三通阀的进水端与缓冲液添加装置连通，缓冲液添加装置中的缓冲液自动添加至过滤装置中，给采集的微生物水体和过滤滤膜添加特定缓冲液，保存微生物细胞在海水中的原始状态的原位微生物采集系统。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本发明一实施例的结构示意图。图2为本发明一实施例的采集过滤过程中示意图(图中粗线代表流向)。图3为本发明一实施例的缓冲液自动添加示意图(图中粗线代表流向)。附图标号说明：标号名称标号名称1第一单向阀2纯水罐3三通阀31单动机构3132第一阀芯33第二阀芯4过滤装置41滤膜6第二单向阀7缓冲液添加装置71活塞缸72活塞板73第一弹簧74第一空间75第二空间8蓄能式单作用液压缸81缸体82第二弹簧83活塞杆9深水泵10流量计本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。本发明提出一种原位微生物采集系统。结合图1至图3所示，本实施例公开的这种深海原位微生物采集系统，包括第一单向阀1、纯水罐2、三通阀3、过滤装置4、管道5、第二单向阀6、缓冲液添加装置7、蓄能式单作用液压缸8和深水泵9，所述第一单向阀1的一端连接海水入口端，另一端连接纯水罐2，所述三通阀3的两进水端分别连接所述纯水罐和所述缓冲液添加装置，所述三通阀3的出水端连接所述过滤装置的进水端；所述过滤装置4的出水端通过所述管道5分别连接所述第二单向阀2的启动端、所述液压缸2的进液口和所述深水泵9的进水端；所述蓄能式单作用液压缸8用于在所述深水泵9启动后形成的负压环境下蓄能，并在所述深水泵9停止且负压消失后，释放所蓄能量以使所述蓄能式单作用液压缸8的活塞杆83推动所述三通阀3的阀芯，从而切换控制所述三通阀两进水端中所述纯水罐2进水端闭合，所述缓冲液添加装置7进水端开启。本发明的技术方案中，第一单向阀1的一端连接海水入口端，另一端连接纯水罐2，深水泵9工作时，第一单向阀1打开，第二单向阀6闭合，三通阀3的进水端与纯水罐2连通，抽出纯水罐2中纯水，以使海水进入过滤装置4过滤，避免过滤装置4被其他水层微生物交换污染。过滤完成后深水泵9停止工作时，第一单向阀1闭合，第二单向阀6打开，过滤后的海水进入蓄能式单作用液压缸8内以使活塞杆83伸长，控制三通阀3的进水端与缓冲液添加装置7连通，缓冲液添加装置7中的缓冲液自动添加至过滤装置4中。优选地，所述第一单向阀1安装于所述纯水罐2的顶部，所述第一单向阀1为真空单向阀，在纯水罐2的罐体内存在负压的情况下第一单向阀1打开；纯水罐2内充满纯水时，纯水罐2的罐体内不存在负压，第一单向阀1在其内部弹簧作用下闭合。通过第一单向阀1和纯水罐2的配合可防止过滤装置4的内腔被其他水层的微生物污染。优选地，所述三通阀3包括单动机构31和连接所述单动机构31的第一阀芯32和第二阀芯33，所述第一阀芯32用于开闭纯水罐2的接入口，所述第二阀芯33用于开闭缓冲液添加装置7的接入口；所述单动机构31启动以带动所述第一阀芯32打开和所述第二阀芯33闭合；所述单动机构31停止以带动所述第一阀芯32闭合和所述第二阀芯33打开。采集系统过滤前的初始状态下，纯水罐2中充满纯水，深水泵9启动时，所述单动机构31启动，深水泵9停止时，所述单动机构31停止。优选地，所述过滤装置4内部形成容器腔，所述容器腔分别连通所述过滤装置4的进水端和所述过滤装置的出水端，所述容器腔中安装有滤膜41，所述滤膜41设置于所述过滤装置4的进水端和所述过滤装置4的出水端之间。深海中的海水经过所述第一单向阀1后通过所述过滤装置4的进水端，将海水中的微生物拦截于所述滤网41上。优选地，所述缓冲液添加装置7包括活塞板72、第一弹簧73和用于容纳缓冲液的活塞缸71，所述活塞板72密封安装于所述活塞缸71内，以将所述活塞缸的内腔分隔成第一空间74和第二空间75，所述第一空间74通过所述管道5连接所述三通阀3其中一进水端，所述第一弹簧73的一端固定于所述第二空间75的远离所述第一空间74的壁面，所述第一弹簧73的另一端连接所述活塞板72的面对所述第二空间75的一侧，所述活塞板72与所述活塞缸71的缸体内腔壁滑动连接。所述缓冲液添加装置7在添加缓冲液时所述第一弹簧73压缩蓄能，在所述深水泵9停止后，所述三通阀3连接所述缓冲液添加装置7的进水端打开，所述第一弹簧73伸长释放能量推动所述活塞板72压缩所述第一空间74，以使缓冲液自动进入过滤装置4。采集系统过滤前的初始状态下，所述缓冲液添加装置7的活塞缸71中充满缓冲液，第一弹簧73压缩蓄能，缓冲液添加装置7的出口被所述三通阀3的第二阀芯33关闭。优选地，所述蓄能式单作用液压缸8包括缸体81、第二弹簧82和活塞杆83，所述活塞杆83将所述缸体分隔形成有杆腔和无杆腔，所述活塞杆83与所述缸体滑动连接，以使所述活塞杆83的杆体832向所述无杆腔的背离所述有杆腔的方向伸出或回缩；所述第二弹簧82沿所述活塞杆83的滑移方向设置于所述无杆腔内，所述无杆腔通过所述管道5连接所述过滤装置4的出水端和所述深水泵9的进水端，所述活塞杆83的活塞头831连接所述第二弹簧82一端；所述活塞杆83的移动方向上设置有触点f，所述活塞杆83的杆体832末端收缩远离触点f以启动所述三通阀3的所述单动机构31；所述活塞杆83的杆体832末端伸出抵接触点f以停止所述三通阀3的所述单动机构31。采集系统过滤前的初始状态下，所述蓄能式单作用液压缸8的缸体81对应无杆腔内充满纯水，深水泵9启动时，缸体81内的纯水被抽走，所述活塞杆83的杆体832末端远离触点f，所述单动机构31启动。优选地，所述第二单向阀6位于所述深水泵9的前端，所述第二单向阀6为真空单向阀，在负压作用下第二单向阀6闭合，不存在负压的情况下，第二单向阀6在其内部弹簧作用下打开。进一步地，本实施例的原位微生物采集系统还包括流量计10，所述流量计10安装于所述深水泵9出水端上，所述流量计10用于计量采集系统过滤中通过所述深水泵9的流量，过滤流量达设定值后深水泵9停止工作。本实施例原位微生物采集系统的采集方法包括如下步骤：将纯水罐2装满纯水、缓冲液添加装置7的的活塞缸71中充满缓冲液，并将蓄能式单作用液压缸8的无杆腔内充满纯水；启动深水泵9，以抽出纯水罐2中纯水，深水泵9进水端所接管路器件内形成负压，控制第一单向阀1打开，第二单向阀6闭合，蓄能式单作用液压缸8开始蓄能，将蓄能式单作用液压缸8内纯水抽出以使蓄能式单作用液压缸8的活塞杆83收缩；控制三通阀3的进水端与纯水罐2连通，以使海水进入过滤装置4中过滤；在接收到过滤完成信号时，控制深水泵9停止工作，负压消失，第一单向阀1闭合，蓄能式单作用液压缸8开始释放能量，第二弹簧82释放伸长，活塞杆83伸出；三通阀3的纯水罐2进水端闭合，三通阀3的缓冲液添加装置9进水端开启，三通阀3的进水端与缓冲液添加装置9连通以使缓冲液自动进入过滤装置4，第二单向阀6打开，排出多余的水，使缓冲液充满过滤装置4内滤膜41的两端。进一步地，所述三通阀3包括单动机构31和连接所述单动机构31的第一阀芯32和第二阀芯33，所述第一阀芯32用于开闭纯水罐2接入口，所述第二阀芯33用于开闭缓冲液添加装置7接入口；所述蓄能式单作用液压缸8包括缸体81、第二弹簧82和活塞杆83，所述活塞杆83将所述缸体分隔形成有杆腔和无杆腔，所述活塞杆83与所述缸体82滑动连接，以使所述活塞杆83的杆体832向所述无杆腔的背离所述有杆腔的方向伸出或回缩；所述第二弹簧82沿所述活塞杆83的滑移方向设置于所述无杆腔内，所述无杆腔通过所述管道5连接所述过滤装置4的出水端和所述深水泵9的进水端；优选地，上述步骤二，包括：启动深水泵9，以抽出纯水罐2中纯水，深水泵9进水端所接管路器件内形成负压，控制第一单向阀1打开，第二单向阀6闭合；蓄能式单作用液压缸8开始蓄能，将蓄能式单作用液压缸8的缸体81内纯水抽出以使缸体81中的第二弹簧82压缩蓄能，活塞杆83收缩以启动三通阀3的单动机构31，通过所述单动机构31启动以带动所述第一阀芯32打开和所述第二阀芯33闭合，以使海水进入过滤装置4中过滤。优选地，上述步骤三，包括：在接收到流量计10发出的过滤完成信号时，控制深水泵9停止工作，负压消失；闭合第一单向阀1，打开第二单向阀6，以使海水通过三通阀3和过滤装置4进入蓄能式单作用液压缸8的缸体81内腔，缸体81中的第二弹簧82释放能量伸长，所述单动机构31停止以带动所述第一阀芯32闭合和所述第二阀芯33打开，缓冲液添加装置7的活塞缸71中第一弹簧73释放能量伸长，以使缓冲液进入过滤装置4并充满过滤装置4内滤膜41的两端，多余的缓冲液通过深水泵9前端的第二单向阀6排出。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3