专利名称：深海微生物自动保压采样器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采样器，尤其是涉及一种深海微生物自动保压采样器。
背景技术：
深海是指水深在1000m以上的海洋，地球70%以上的表面是海洋，海洋中90%以 上是深海，因此地球表面60%以上的面积为深海所覆盖。由于深海是一个低温(0 4°C )、 高压(超过100个大气压)和低溶解氧的极端环境，其中的深海生物与我们熟知的浅海、陆 地生物相比，具有特殊适应机制，并对应特殊的基因资源，其中深海微生物的基因资源最为 丰富，研究也最为深入。开展深海微生物资源的研究是开发海洋，利用海洋基因资源的重要 组成部分。如何获得高保真的深海微生物样品，已经成为各国研究的重点。由于深海中许 多有价值的微生物大都是嗜压微生物，它们在常压下无法生长甚至死亡，因此保压采样是 开展深海微生物采样的前提条件。在世界各国的海洋仪器专家的努力下，现在已经有多种保压采样装置问世并投入 使用，如拉普敦采样器、Major pairs采样器和形状记忆合金采样器等，它们大都存在以下缺 点1、结构复杂，制作成本昂贵；2、采样过程大都需要外力驱动，甚至载人深潜器的机械臂操 作；3、采样器的驱动依靠电路控制、弹簧或者记忆合金。总之，现有的保压采样器结构复杂， 成本昂贵，需要特殊的电路进行驱动或者触发，远远不能满足多站位、多深度采样的要求。特 别是在开启、关闭采样器的过程中，无一例外都采用电磁控制，这给采样器的成本及稳定性带 来很大的负担。发明一种无需电磁控制的简便高效的保压采样器已经迫在眉睫。公开号为CN1752732的发明专利申请公开一种水气混合物及水下浮游微生物采 样器，它由换位装置、启闭装置、贮存罐三部分组成，其中换位装置、启闭装置分别与载体安 装为一体，贮存罐镶嵌在换位装置内部，位于启闭装置下方。该发明是能够对水下水气混合 物、热液硫化物、微悬浮体、水下浮游微生物及沉淀物进行取样的水下取样工具，采用该发 明可以无压力突变采样，保持样品温度和压力，防止采样空间边界扰动，可以对样品起到保 真效果，使得分析数据能更准确地反映样品的原始成分与状态，它集样品采集、贮存功能于 一体，在同一采样空间可以样品进行多次采样。公开号为CN1614384的发明专利申请提供一种海底火山热液采样器，主要具有平 衡气室、采样缸、卸样截止阀、单向阀以及隔离活塞等。平衡气室内预先灌充氮气与隔离活 塞构成氮气弹簧，由采样阀、平衡气室及隔离活塞组成采样器。采样器在海底受热触发形状 记忆合金为材料的拉杆驱动采样阀中的外单向阀，使样液进入采样缸。同时利用氮气弹簧 技术，使取样结束后保持采样器内部的压力为海底火山口处的压力，维持采样器中微生物 的生存条件。该发明的特点是采样阀不使用电驱动，利用形状记忆合金的特性做为动力来 驱动采样器，以解决采样器的电能供给。
发明内容
本发明的目的是提供一种无需电路控制、结构简单、成本低、使用方便的深海微生
3物自动保压采样器。本发明设有筒体、单向阀、挡水片和锁紧螺母，筒体为一端开口的容器，单向阀一 端与筒体开口端螺接，单向阀另一端与锁紧螺母螺接，锁紧螺母设有进水孔，挡水片设于锁 紧螺母的进水孔与单向阀的进水孔之间。所述筒体内腔底面最好为圆弧形底面，圆弧形底面可减小高压对管壁的应力，筒 体壁厚和材质须符合目标海域海水的压力及理化特性要求。所述单向阀的两端最好均设有外螺纹，所述筒体开口端设有内螺纹，所述锁紧螺 母设有内螺纹。所述挡水片可为玻璃薄层挡水片、钢化玻璃薄层挡水片、PVC薄层挡水片、Pra薄 层挡水片等不同材质的薄层挡水片。所述锁紧螺母的进水孔处最好设有止位端肩，止位端肩用于挡水片的止位。所述挡水片设于单向阀的进水孔与锁紧螺母的进水孔之间，最好是在挡水片与单 向阀的进水孔端面之间设有支撑块，在挡水片与设于锁紧螺母进水孔处的止位端肩之间设 有密封垫片，支撑块触压在单向阀的进水孔端面上和挡水片一端面上，支撑块设有中心通 孔，密封垫片触压在挡水片另一端面与锁紧螺母的止位端肩上，密封垫片设有中心通孔。使用时，将采样器挂在深海缆车的末端并随同其它仪器一起进入深海。由于筒体 内腔为常压下的气体，外部为深海水压，因此随着深度的不断加深，挡水片两端的压力差越 来越大，压力差达到设定的临界值，挡水片破裂。海水由外部进入并在压力差的作用下开启 单向阀并进入套筒腔体内。当套筒内腔充满与目标水层同样压强的海水后，压力差消失，单 向阀自然关闭。当采样器随深海缆车的缆绳上升过程中，套筒内腔的压力则大于外部海水 的压力，单向阀可保持截止状态，从而实现自动保压。由于微生物存在海水中，因此可实现 微生物的自动保压采样。挡水片的破裂阈值是通过改变挡水片的材质，厚度以及支撑块中 心通孔的大小来调节，因此通过调节这三个参数可以实现不连续深度的深海保压采样。与现有技术比较，本发明具有以下突出优点结构简单、造价便宜、使用方便、适宜推广；无需电路控制，能够实现自动保压采 样；采样器的工作无需额外驱动电路和控制电路；采样器无需额外的蓄能装置；根据实验 需要，可以通过调节挡水板的材质、厚度以及支撑块的中心孔径来调节挡水片的破裂压力 差，也就是调节控制采样深度；可以在套筒内腔中预先置入培养基，有利于特定微生物的培 养和筛选。
图1为本发明实施例的结构示意图。图2为图1的结构分解示意图。
具体实施例方式参见图1和2，本发明实施例设有筒体1、单向阀2、挡水片3和锁紧螺母4，筒体1 为右端开口的高压容器，筒体1右端设有内螺纹。单向阀1的两端均设有外螺纹，单向阀2 一端与筒体1开口端螺接，锁紧螺母4设有内螺纹，单向阀2另一端与锁紧螺母4螺接，锁 紧螺母4设有进水孔41和止位端肩42。在挡水片3与单向阀2的进水孔21端面之间设有支撑块5，支撑块5设有中心通孔51，不同的采样深度，中心通孔51选用不同的孔径。挡 水片3与设于锁紧螺母4的止位端肩42之间设有密封垫片6，支撑块5触压在单向阀2的 进水孔21端面上和挡水片3左端面上。密封垫片6触压在挡水片3右端面上和锁紧螺母 4的止位端肩42上，密封垫片6设有中心通孔61。筒体1内腔11底面为圆弧形底面，圆弧形底面可减小高压对管壁的应力，筒体1 壁厚和材质须符合目标海域海水的压力及理化特性要求。挡水片3为玻璃薄层挡水片(也 可以是钢化玻璃薄层挡水片、PVC薄层挡水片、薄层挡水片等不同材质的薄层挡水片)。当采样器下沉至预定深度时，挡水片3两端的压力差达到设定的临界值，挡水片3 破裂，巨大的压力差使单向阀2开启。海水由外部经锁紧螺母4的进水孔41、密封垫片6的 中心通孔61、支撑块5的中心通孔51和单向阀2进入套筒1内腔11中。当套筒1的内腔 11充满与目标水层同样压强的海水后，内外压力差消失，单向阀2自然关闭。在采样器随深 海缆车的缆绳上升过程中，套筒2内腔的压力大于外部海水的压力，单向阀2可保持截止状 态，从而实现自动保压。挡水片3的破裂阈值是通过改变挡水片3的材质，厚度以及支撑块 5中心通孔51的孔径大小来调节。
权利要求
深海微生物自动保压采样器，其特征在于设有筒体、单向阀、挡水片和锁紧螺母，筒体为一端开口的高压容器，单向阀一端与筒体开口端螺接，单向阀另一端与锁紧螺母螺接，锁紧螺母设有进水孔，挡水片设于锁紧螺母的进水孔与单向阀的进水孔之间。
2.如权利要求1所述的深海微生物自动保压采样器，其特征在于所述筒体内腔底面为 圆弧形底面。
3.如权利要求1所述的深海微生物自动保压采样器，其特征在于所述单向阀的两端均 设有外螺纹，所述筒体开口端设有内螺纹，所述锁紧螺母设有内螺纹。
4.如权利要求1所述的深海微生物自动保压采样器，其特征在于所述挡水片为玻璃薄 层挡水片、钢化玻璃薄层挡水片、pvc薄层挡水片或pra薄层挡水片。
5.如权利要求1所述的深海微生物自动保压采样器，其特征在于所述锁紧螺母设有止 位端肩。
6.如权利要求1所述的深海微生物自动保压采样器，其特征在于所述挡水片设于单 向阀的进水孔与锁紧螺母的进水孔之间，是在挡水片与单向阀的进水孔端面之间设有支撑 块，在挡水片与设于锁紧螺母的止位端肩之间设有密封垫片，支撑块触压在单向阀的进水 孔端面上和挡水片一端面上，支撑块设有中心通孔，密封垫片触压在挡水片另一端面与锁 紧螺母进水孔处的止位端肩上，密封垫片设有中心通孔。
全文摘要
深海微生物自动保压采样器，涉及一种采样器。提供一种无需电路控制、结构简单、成本低、使用方便的深海微生物自动保压采样器。设有筒体、单向阀、挡水片和锁紧螺母，筒体为一端开口的容器，单向阀一端与筒体开口端螺接，单向阀另一端与锁紧螺母螺接，锁紧螺母设有进水孔，挡水片设于锁紧螺母的进水孔与单向阀的进水孔之间。结构简单、造价便宜、使用方便、适宜推广；无需电路控制，能够实现自动保压采样；采样器的工作无需额外驱动电路和控制电路；采样器无需额外的蓄能装置；可通过调节挡水板的材质、厚度以及支撑块的中心孔径来调节挡水片的破裂压力差，也就是调节控制采样深度；可在套筒内腔中预先置入培养基，有利于特定微生物的培养和筛选。
文档编号G01N1/10GK101975680SQ20101029025
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者柯才焕, 王德祥, 王麟鹤, 虞晋晋, 许肖梅 申请人:厦门大学