具有保压存储和转移功能的全海深宏生物采样器的制作方法

本实用新型涉及一种深海生物采样器，特别涉及一种具有保压存储和转移功能的全海深宏生物采样器。

背景技术：

全海深（水深11000米左右）的海沟区域具有独特的深渊环境和生命过程，逐步成为全海深研究领域的最新前沿，全海深海底中不仅蕴藏了丰富的矿产资源，而且孕育了种类繁多不为人知的全海深宏生物资源。对全海深宏生物资源的探索是揭示人类生命奥秘、基因起源的重要环节，能极大的促进生命科学的发展。对于全海深宏生物的研究，最常用的方法是从全海深海底取回样本到科学考察船上进行研究。传统的取样方法主要是利用全海深拖网、取样器或者抓斗获取宏生物样本，由于这些采样装置是非保压的，不能保持全海深的原位压力，导致所采集的宏生物从全海深海底返回水面母船的过程中已经死去，这对研究全海深宏生物的物种特性非常不利。为此，亟待研制一种结构简单、操作方便、可靠的具有保压存储和转移功能的全海深宏生物采样器。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种结构简单、操作方便、可靠性高、可实现对全海深环境下的宏生物进行保压采样的具有保压存储和转移功能的全海深宏生物采样器。

本实用新型采用的技术方案是：一种具有保压存储和转移功能的全海深宏生物采样器，包括保压筒、入口密封机构、压力补偿装置、倒须口机构、诱饵筒及出口密封机构；保压筒入口处安装有入口密封机构，所述倒须口机构安装在保压筒内腔中；所述的倒须口机构包括上小下大的锥形结构的倒须、螺杆、主动锥齿轮、从动锥齿轮和摇杆，所述的倒须与螺杆的下端连接，螺杆的上端与从动锥齿轮连接，所述的摇杆沿着保压筒的径向设置在保压筒侧壁上，摇杆的内端设有与从动锥齿轮啮合的主动锥齿轮；所述压力补偿装置通过高压管与保压筒连通；诱饵筒通过高压管与保压筒的内腔连通，高压管上设有开关阀；所述的出口密封机构安装在保压筒出口处。

上述的具有保压存储和转移功能的全海深宏生物采样器中，所述的入口密封机构包括翻板阀座、翻板阀盖、翻板轴、密封圈、扭簧、套筒及触发机构；所述的翻板阀座上设有与保压筒内腔连通的通孔，通孔处设有铰耳，铰耳上固定安装有翻板轴，翻板阀盖通过翻板轴与铰耳铰接，翻板轴上套装有扭簧；扭簧的一端与翻板阀座连接，另一端与翻板阀盖连接；所述的套筒安装在翻板阀盖上，套筒与触发机构配合对翻板阀盖限位，使翻板阀盖的初始位置直立在保压筒内腔中，翻板阀座与保压筒密封连接，翻板阀盖和翻板阀座通过密封圈密封。

上述的具有保压存储和转移功能的全海深宏生物采样器中，所述的触发机构安装在保压筒侧壁上，所述的触发机构包括触发杆和触发绳，所述的触发杆的一端与触发绳连接，触发杆的另一端穿过保压筒侧壁上的触发杆安装孔插装在套筒内，触发杆与触发杆安装孔之间设有密封圈。

上述的具有保压存储和转移功能的全海深宏生物采样器中，所述的压力补偿装置安装在保压筒侧壁上，压力补偿装置包括耐压筒、活塞、补偿器端盖及充气阀；所述补偿器端盖密封安装在耐压筒顶部开口处，补偿器端盖上设有通孔，并通过高压管与保压筒内腔连接；活塞置于耐压筒内，耐压筒底部设有充气孔，充气孔连接充气管，充气管上设有充气阀。

上述的具有保压存储和转移功能的全海深宏生物采样器中，所述的诱饵筒安装在保压筒侧壁上，诱饵筒包括耐压缸体、诱饵筒底盖及过滤板；所述诱饵筒底盖安装在耐压缸体底部；诱饵筒顶板上设有诱饵出口，诱饵出口通过高压管与保压筒内腔连通；所述的耐压缸体内顶部设有用于限制诱饵大小通过的过滤板，过滤板上的过滤孔的直径小于高压管内径。

上述的具有保压存储和转移功能的全海深宏生物采样器中，所述的开关阀包括进口接口、出口接口、密封圈、阀体和触发杆；所述的阀体上设有阀孔及与阀孔连通的进口和出口，进口和出口位于同一截面内，进口和出口处分别设有进口接口和出口接口；所述的触发杆插装在阀孔内，触发杆上设有环形凹槽，触发杆初始位置时环形凹槽对应于进口和出口设置；所述的触发杆与阀孔之间设有两个密封圈，两个密封圈分别位于进口的两侧；所述的触发杆的一端露在阀孔外，该端与触发绳连接。

上述的具有保压存储和转移功能的全海深宏生物采样器中，所述的出口密封机构包括翻板阀座、翻板阀盖、密封圈、扭簧和翻板轴，所述的翻板阀座上设有与保压筒内腔连通的阀孔，阀孔处设有翻板轴，翻板阀盖通过翻板轴与翻板阀座铰接，翻板阀盖上与翻板阀座铰接处设有齿轮，齿轮与齿条啮合，所述保压筒的侧壁上安装有充气座，充气座上设有齿条孔，齿条外端置于齿条孔内，齿条与齿条孔之间设有密封圈；充气座的侧壁上设有充气接口，充气接口与齿条孔连通；所述的扭簧安装在翻板轴上，扭簧的两端分别与翻板阀座、翻板阀盖连接；翻板阀座通过密封圈与保压筒进行密封。

上述的具有保压存储和转移功能的全海深宏生物采样器中，所述的保压筒进口和出口处最小内径为68mm，保压筒采用钛合金材料制成。

上述的具有保压存储和转移功能的全海深宏生物采样器中，所述的保压筒入口处安装有喇叭口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

（1）本实用新型具有保压存储和转移功能，可实现对全海深宏生物诱捕与保压培养。

（2）本实用新型可实现与培养釜对接，对全海深宏生物进行保压转移。

（3）本实用新型结构简单、紧凑、操作简便、适合搭载在着陆器、载人潜水器、无人潜水器上。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图（采样前的状态）。

图2为本实用新型的压力补偿器结构示意图。

图3为本实用新型的入口密封机构开启状态结构示意图。

图4为本实用新型的入口密封机构关闭状态结构示意图。

图5为本实用新型的过滤板的结构示意图。

图6为本实用新型的开关阀结构示意图。

图7为本实用新型的出口密封机构和齿轮机构结构示意图。

图8为本实用新型的结构示意图（采样后的状态）。

图9为本实用新型转移过程的状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1-9所示，本实用新型包括保压筒3、入口密封机构2、压力补偿装置4、倒须口机构8、喇叭口1、诱饵筒12、出口密封机构6、开关阀10、齿轮机构7；保压筒3入口处安装有入口密封机构2，入口密封机构2底部安装有喇叭口1，喇叭口1上小下大，便于海洋生物的进入。保压筒3进口和出口处最小内径为68mm，保压筒3采用钛合金材料制成。

所述的入口密封机构2包括翻板阀座201、翻板阀盖202、翻板轴205、密封圈206、扭簧205、套筒203；所述的翻板阀座201上设有与保压筒3内腔连通的通孔，通孔处设有铰耳，铰耳上固定有翻板轴205，翻板阀盖202通过翻板轴205及铰耳与翻板阀座201铰接，能够绕翻板轴205转动；翻板轴205上还设有扭簧205，扭簧205的两端分别与翻板阀盖202和翻板阀座201连接。所述的套筒203安装在翻板阀盖202上，可通过触发机构13与套筒203配合实现翻板阀盖202的限位，使翻板阀盖202预先直立在保压筒3内，翻板阀座201通过螺栓11与保压筒3密封连接，翻板阀盖202和翻板阀座201通过密封圈206密封。

所述的触发机构13包括触发杆1301和触发绳15，所述的触发杆1301的一端开有触发绳固定孔1302，触发绳15与触发绳固定孔1302连接。触发杆1301的另一端穿过保压筒3侧壁上的触发机构安装孔，插装在套筒203内，触发杆1301与触发杆安装孔之间通过密封圈进行密封。

所述的压力补偿装置4固定安装在保压筒3侧壁上，压力补偿装置4包括耐压筒403、活塞402、补偿器端盖404及充气阀401；所述补偿器端盖404密封安装在耐压筒403顶部开口处；补偿器端盖404上设有通孔，并通过高压管与保压筒2内腔连接。活塞402置于耐压筒4内，耐压筒4底部设有高压管5充气孔，充气孔连接充气管，充气管上设有充气阀401。

所述倒须口机构8安装在保压筒3内腔中；倒须口机构8包括锥齿轮803、摇杆802、摇柄801、上小下大锥形结构的倒须804及丝杆805；倒须804安装在丝杆805的下端，丝杆805的上端安装有从动锥齿轮，摇杆802的一端安装有摇柄801，另一端安装有与从动锥齿轮啮合的主动锥齿轮803。摇杆802沿着保压筒3的径向设置在保压筒3的侧壁上。

所述的诱饵筒12安装在保压筒3侧壁上，诱饵筒12包括耐压缸体1201、诱饵筒底盖1203及过滤板1202；所述诱饵筒底盖1203的通过螺栓安装在耐压缸体1201底部；诱饵筒12通过高压管9与保压筒3内腔连通，高压管9上设有开关阀10。所述的耐压缸体1201内顶部设有用于限制诱饵大小通过的过滤板1202，过滤板1202上的过滤孔1204的直径小于高压管9内径。

所述的开关阀10包括进口接口1006、出口接口1003、密封圈1002，阀体1004及触发杆1001；所述的阀体1004上设有阀孔及与阀孔连通的进口和出口，进口和出口位于同一截面内，进口和出口处分别设有进口接口1006和出口接口1003。所述的触发杆1001插装在阀孔内，触发杆1001上设有环形凹槽，触发杆1001初始位置时环形凹槽对应于进口和出口设置，使得进口和出口连通。所述的触发杆1001与阀孔之间设有两个密封圈1002，两个密封圈1002分别位于进口的两侧；所述的触发杆1001的一端露在阀孔外，该端开有触发绳固定孔1005，触发绳固定孔1005与触发绳1501连接。

所述的出口密封机构6安装在保压筒3出口处。所述的出口密封机构6包括翻板阀座603、翻板阀盖601、密封圈602、扭簧604、翻板轴605，所述的翻板阀座603上设有与保压筒内腔连通的阀孔，阀孔处设有翻板轴605，翻板阀盖601通过翻板轴605与翻板阀座603铰接，翻板阀盖上与翻板阀座603铰接处设有齿轮604，齿轮604与齿条703啮合，所述保压筒3的侧壁上安装有充气座702，充气座702上设有齿条孔，齿条703外端置于齿条孔内，齿条703与齿条孔之间设有密封圈。充气座702的侧壁上设有充气接口701，充气接口701与齿条孔连通。所述的扭簧604安装在翻板轴605上，扭簧604的两端分别与翻板阀座603、翻板阀盖601连接；翻板阀座603通过密封圈602与保压筒3进行密封。

本实用新型的具有保压存储和转移功能的全海深宏生物采样器的使用方法，包括如下步骤：

1.在本实用新型下水之前，通过充气阀401向压力补偿器4中活塞402下部的容腔充气0.3倍全海深水深压力的惰性气体，此时压力补偿器4中活塞402将处于压力补偿器4容腔顶部。

2.打开入口密封机构2，诱饵筒12上的开关阀10，关闭出口密封机构6，触发绳1501的一端固定在触发杆1001一端开有触发绳固定孔1005上，另一端捆绑在着陆器的承重块上。触发绳15的一端固定在触发杆1301一端开有触发绳固定孔1302上，另一端捆绑在着陆器的承重块上。

3.着陆器下放过程中，在海水压力的作用下，压力补偿器4活塞402将向下移动，直到活塞402下腔和上腔内的压力达到平衡。

4.本实用新型下放到指定海底表面时，诱饵筒12中的诱饵经过滤板1202流入保压筒3，诱捕全海深环境下的宏生物；着陆器上的摄像头观察到有宏生物进入保压筒3时，通过释放器释放承重块，触发触发杆1001、触发杆1301，同时关闭入口密封机构2，诱饵筒12上的开关阀10，着陆器上浮。

5.本实用新型回收至海面过程中，由于外界海水压力的减小，保压筒3体将膨胀变形，此时压力补偿器4活塞402下腔内的惰性气体将推动活塞402向上腔移动，迫使上腔内的海水经高压管5向保压筒3内流动，从而补偿由于保压筒3体膨胀变形而导致保压筒3体内部的压力损失。

6.宏生物转移过程中，把本实用新型与培养釜14连接，通过加压泵连接齿轮机构7中充气接口701，向保压筒3内加压至大于全海深水深压力0.5mpa，从而带动齿轮机构7使出口密封机构6打开，停止加压，此时保压筒3与培养釜内的压力相同。转动倒须口机构8的摇柄801，带动锥齿轮803转动，使倒须804向上移动，驱赶保压筒3中的宏生物向培养釜14中移动，完成全海深宏生物保压转移。