[实用新型]一种深海微生物多级膜取样装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种深海机械装置，具体是指一种用于深海微生物的取样装置。

技术背景

对于海底微生物的研究，最常用的方法还是从海底取回样本到科学考察船上进行研究。浓缩取样的采样方式，就是利用设备的抽吸和过滤设计使海水进入取样器进行采样，即属于主动取样。

目前海底微生物取样器一般是单级过滤系统，取得的微生物样品杂质较多，对研究和分析产生很大影响，因此有必要采用多级膜过滤系统。

利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变化来进行工作的泵称为柱塞泵，和其他泵相比，柱塞泵具有的优点有：容积效率高，运转平稳，流量均匀性好，噪声低，工作压力高。在深海微生物的过滤采样中，过滤膜的孔隙很小，需要较大的过滤压差，另外深海微生物浓度很低，往往需要过滤较多的水量才能获取需要的量，因此流量的确定对研究其浓度很重要。这些都可以通过柱塞泵得到解决。

采用晶体管换向电路代替电刷与换向器的电机称为直流无刷电机。直流无刷电机相比普通电机优点有：转速可调范围大，闭式控制的电机转速稳定，受负载影响很小。

取样器随框架下放到深海以后，需要将采集头吸管伸出到框架外进行采样，而在下放过程中为了保护采集头吸管，要将采集头吸管收入框架内，因此设计可以伸缩的采集头对于深海取样器来说也有必要。

采样结束后，保压取样筒会在缆绳的作用下随框架一起被提回海平面，而在这个上升的过程中，保压筒外面的压力在不断降低，每上升100m则会降1MPa，最终当保压筒提到海平面后，保压筒外面的压力降为零，但其内部仍然保持了取样点的原位压力。保压筒体在内压的作用会由于弹性变形产生体积膨胀，再加上其他弹性体(如密封件等)的变形，系统很难达到预期的保压效果，因此还需要通过增加压力补偿装置来实现半主动保压。

深海微生物生活环境压力很高，取样获得的样品要保持在高压的环境下，否则就会因为失压死亡，如何在高压的条件下转移微生物到后续的培养或其他设备中也是比较困难的一个问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中的不足，提出了一种深海微生物多级膜取样装置。

为了解决以上问题，本实用新型是通过如下技术方案实现：

一种深海微生物多级膜取样装置，包括伸缩采集头，三柱塞海水泵和多级膜过滤保压取样筒，其特征在于：

直流无刷电机与柱塞海水泵连接，三柱塞海水泵的进口处连接有采集头吸管、出口处连接六通转接管；六通转接管的五个出口分别连接一组两级膜过滤保压筒，每组过滤保压筒的进口连接有单向阀、过滤保压筒的出口连接有电磁单向阀，电磁阀直通海水；深海作业一直是人类艰难涉及的领域，为了能实现深液作业的良好的效果，必须通过机械方式实现。本实用新型为了能在深液采集到相应的微生物，必须设计一种特定的装置，可以在深海长时间运行。所以本实用新型设置有多个采集头吸管，这样可以在深海作业更长时间；否则在装置下到深海、以及从深海回到海面都需要好多个小时，浪费更多的时间；为此，本实用新型设计五组过滤保压筒，可以更经济；但若再多的设置过滤保压筒，则从经济角度、动力配置等不具有可靠性。同时，为了在深海更好地采集到微生特，需要不断过滤海水，首先把海水中的较精杂质去除，即通过一级过滤保压筒，其中的过滤膜孔径较大，一般第一级膜的平均孔径为5毫米，过滤较大颗粒的深海悬浮物；第二级膜的平均孔径为1.5～2.5毫米，用于过滤微生物，当然，在本装置中，若为了采集更为特殊的微生物，也可以调整其中的膜孔径。

作为优选，上述装置中的采集头和柱塞海水泵都与直流无刷电机连接，在深海采集微生物，为了取得足够的量，需要较长的时间，需要不断对海水进行过滤，把微生特截留下来，而采用柱塞海水泵等在运行过程中较为平稳，有利于微生物不受损伤。

作为优选，上述装置中五组过滤保压筒、柱塞泵和伸缩采集头使用单独的框架固定，泵与过滤保压筒、泵和伸缩采集头的吸管之间均采用软管连接，在深海具有很大的压力，一般的装置都无法在深海正常运行，为了确保装置的安全，所以在装置中都单独设置了框架固定确保装置能正常使用。

作为优选，上述装置中两级过滤膜之间连接有三通截止阀，截止阀上留有一个接口，此处的截止阀是一个可开闭的接口，可以用于将样品更方便的转移。