CN103756894A - 液体撞击式空气微生物采样器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液体撞击式空气微生物采样器，该采样器包括采样瓶、进气导管、出气导管、锁紧螺母、O型密封圈、支撑垫圈和圆柱形喷嘴；其中，采样瓶体上端和一侧分别密封嵌入进气导管和出气导管，进气导管伸入瓶体内；进气导管底部套接一个圆柱形喷嘴，喷嘴通过垫有O型密封圈和支撑垫圈的锁紧螺母与进气导管密封连接；圆柱形喷嘴底盘部分钻有6个圆形小喷嘴，其钻孔方向需满足一定的条件。本发明结构清晰、易于加工，以旋转式采样法代替了传统撞击式采样法，可根据采样时间长短、采样流量大小相应地调节和更换圆柱形喷嘴，以满足不同条件下的微生物采样。低浓度环境下，空气微生物的捕获效率较高，尤其适用于野外环境下微生物的采样，有较好的应用价值。

Description

液体撞击式空气微生物采样器

技术领域

本发明涉及空气微生物检测领域，具体涉及一种适用于低浓度环境下的液体撞击式微生物采样器。

背景技术

空气微生物对环境的污染及其危害，特别是对人群健康带来的危害日益严重并受到各方的关注。在活性生物采样作业中，面临有毒气体，未知细菌，高温低温等各种未曾设想的环境，具有一定危险性，在军事领域其危险程度更加不可预测。所以，准确地监测室内外环境空气中的微生物污染，对制定环境标准，消除危害和保障人民健康都是十分重要的。

为了准确的检测空气中微生物，人们研制了多种微生物采样器。目前，空气微生物的采样方式主要有：基于固体培养基的采样法、基于液体采样介质的采样法、基于物理作用及特性的采样法。其中，基于液体采样介质的采样法具有以下特点而被普遍使用：首先，基于液体介质的采样器由玻璃烧制而成，结构简单，使用方便，易消毒，可反复使用；其次，液体采样液对微生物具有保护作用，对脆弱的微生物也能采样；再次，采样过程中因气流冲击和采样液搅动，可以把微生物粒子团中的多个微生物释放出来，均匀分布在采样液中，作进一步的生物培养后能准确测出空气中的微生物数量。目前，大多数的液体撞击式空气采样器仅适用于高浓度环境下的微生物采样，且采样流量较低，对于低浓度环境下，尤其是野外的空气微生物采样效率较低，效果不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种液体撞击式空气微生物采样器，该采样器能够高效捕捉低浓度环境下的微生物，尤其适用于野外环境下的空气微生物采样。

为了达到上述目的，本发明采用的方案为：一种液体撞击式空气微生物采样器，该采样器包括：采样瓶、进气导管、出气导管、锁紧螺母、O型密封圈、支撑垫圈和圆柱形喷嘴；其中，采样瓶的瓶体上端和一侧分别密封嵌入进气导管和出气导管，进气导管伸入瓶体内；进气导管底部套接一个圆柱形喷嘴，圆柱形喷嘴通过垫有O型密封圈和支撑垫圈的锁紧螺母与进气导管密封连接；圆柱形喷嘴底部称为圆柱形喷嘴底盘部分，圆柱形喷嘴底盘部分钻有6个直径d=1mm、成均匀分布的圆形小喷嘴。

进一步的，圆形小喷嘴沿采样瓶垂直轴的钻孔方向需满足一定条件，即喷嘴喷射出的气流足以打在液体表面，从而在液体表面形成漩涡：

$\tan \mathrm{\θ}=\frac{l_1}{l_2}$

其中，θ表示钻孔方向偏离采样瓶垂直轴的角度，l₁表示钻口到采样瓶壁的距离，l₂表示圆柱形喷嘴底盘到液体表面的距离；

圆形小喷嘴沿采样瓶水平轴的钻孔方向也需满足一定条件，即钻孔方向是沿着6个圆形小喷嘴所围成圆的切线方向的，从而使喷射出的气流在液体表面形成漩涡。

进一步的，在满足垂直轴钻孔方向

的条件下，圆柱形喷嘴底盘到采样瓶底部的距离h可以通过垫有O型密封圈和支撑垫圈的锁紧螺母上下自由调节。

进一步的，根据所设定的不同采样时间、采样流量，可更换不同喷嘴直径d和不同垂直轴钻孔角度θ的圆柱形喷嘴，同时相应调节圆柱形喷嘴底盘到采样瓶底部的距离h，以提升相应条件下空气微生物的捕获效率。

进一步的，圆柱形喷嘴材质采用POM塑料，高硬度、高耐磨，且易于钻孔，外壁有可与锁紧螺母相连接的螺纹。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明提出的一种液体撞击式空气微生物采样器，以旋转式采样法代替了传统撞击式采样法，相比于常规液体撞击式采样器AGI-30有较高的采样流量，同时可根据采样时间长短、采样流量大小相应地调节和更换圆柱形喷嘴，以满足不同条件下的微生物采样。低浓度环境下，空气微生物的捕获效率较高，尤其适用于野外环境下微生物的采样。

附图说明

图1是本发明的纵剖面结构示意图；

图2是本发明圆柱形喷嘴的纵剖面结构示意图；

图3是本发明圆柱形喷嘴底盘的截面示意图；

图4是本发明圆形小喷嘴沿采样瓶垂直轴钻孔方向的示意图；

图5是本发明圆形小喷嘴沿采样瓶水平轴钻孔方向的示意图；

具体实施方式

下面主要结合附图对本发明的结构组成和实施过程做进一步的详细说明。

本发明型的一种液体撞击式空气微生物采样器包括有：采样瓶8、进气导管1、出气导管2、锁紧螺母3、O型密封圈5、支撑垫圈9、圆柱形喷嘴4；其中，采样瓶体上端和一侧分别密封嵌入进气导管1和出气导管2，进气导管1伸入瓶体内；进气导管1距采样瓶8底部H=35mm，出气导管2距采样瓶8底部15-18cm；进气导管1底部套接一个圆柱形喷嘴4，圆柱形喷嘴4直径取D=18mm，喷嘴通过垫有O型密封圈5和支撑垫圈9的锁紧螺母3与进气导管1密封连接；圆柱形喷嘴底盘6部分钻有6个直径d=1mm、成均匀分布的圆形小喷嘴7。圆柱形喷嘴4（包括喷嘴底盘6部分）材质采用POM塑料，外壁有可与锁紧螺母3相连接的螺纹。

圆形小喷嘴7沿采样瓶8垂直轴的钻孔方向需满足一定条件，即喷嘴喷射出的气流足以打在液体表面，从而在液体表面形成漩涡：

$\tan \mathrm{\θ}=\frac{l_1}{l_2}$

其中，θ表示钻孔方向偏离采样瓶垂直轴的角度，l₁表示钻口到采样瓶壁距离，l₂表示圆柱形喷嘴底盘6到液体表面距离。一般地，若h=15mm，θ＝60°；若h=25mm，θ＝30°。

圆形小喷嘴7沿采样瓶8水平轴的钻孔方向需满足一定条件，即钻孔方向是沿着6个圆形小喷嘴所围成圆的切线方向的，从而使喷射出的气流在液体表面形成漩涡。

在满足垂直轴钻孔方向

的条件下，圆柱形喷嘴底盘6到采样瓶8底部的距离h可以通过垫有O型密封圈5和支撑垫圈9的锁紧螺母3上下自由调节，调节范围为h=15～25mm。

根据所设定的不同采样时间、采样流量，可更换不同喷嘴直径d和不同垂直轴钻孔角度θ的圆柱形喷嘴，同时相应调节圆柱形喷嘴底盘6到采样瓶8底部的距离h，以提升相应条件下空气微生物的捕获效率。

采样器在工作前，向采样瓶8内装入10ml的生理盐水和橄榄油的混合培养液，固定好圆柱形喷嘴4的位置，出气导管2连接抽气泵，进气导管1裸露在空气中以收集空气中微生物。采样器工作过程中，抽气泵抽气，收集到的空气经过进气导管1到达圆柱形喷嘴底盘6上的圆形小喷嘴7，气体流经圆形小喷嘴7，由于喷嘴上游和下游的压力差，流速增加，形成喷射气流；采样液因气流冲击而搅动形成漩涡，从而将微生物粒子释放并均匀分布于采样液中，并能够进一步检测出空气中活性微生物的数量。

采样过程中，若采样流量较小，可选取喷嘴直径d较大的圆柱形喷嘴4以增大采样流量，但需要注意的是，过大的喷嘴直径d会造成圆形小喷嘴7上下游的压力差减小，从而导致流经圆形小喷嘴7的气体流速减小，冲击效果不明显。

采样过程中，若气流对采样液的冲击效果不明显，可适当调节圆柱形喷嘴底盘6到采样瓶8底部的距离h以达到气流漩涡式的冲击效果，也可选取喷嘴直径d较小的圆柱形喷嘴以增大气流的冲击速度，但需要注意的是，过小的喷嘴直径d会造成气流冲击速度过大，从而影响采样过程中空气微生物的存活和回收效率。

本发明未详细公开的部分属于本领域的公知技术。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (5)

1.一种液体撞击式空气微生物采样器，其特征在于包括：采样瓶（8）、进气导管（1）、出气导管（2）、锁紧螺母（3）、O型密封圈（5）、支撑垫圈（9）和圆柱形喷嘴（4）；其中，采样瓶（8）瓶体上端和一侧分别密封嵌入进气导管（1）和出气导管（2），进气导管（1）伸入瓶体内；进气导管（1）底部套接一个圆柱形喷嘴（4），圆柱形喷嘴（4）通过垫有O型密封圈（5）和支撑垫圈（9）的锁紧螺母（3）与进气导管（1）密封连接；圆柱形喷嘴（4）底部称为圆柱形喷嘴底盘部分（6），圆柱形喷嘴底盘部分（6）钻有6个直径d=1mm、成均匀分布的圆形小喷嘴（7）。

2.根据权利要求1所述的一种液体撞击式空气微生物采样器，其特征在于：圆形小喷嘴（7）沿采样瓶（8）垂直轴的钻孔方向需满足一定条件，即喷嘴喷射出的气流足以打在液体表面，从而在液体表面形成漩涡：

$\tan \mathrm{\θ}=\frac{l_1}{l_2}$

其中，θ表示钻孔方向偏离采样瓶垂直轴的角度，l₁表示钻口到采样瓶壁的距离，l₂表示圆柱形喷嘴底盘（6）到液体表面的距离；

圆形小喷嘴（7）沿采样瓶（8）水平轴的钻孔方向也需满足一定条件，即钻孔方向是沿着6个圆形小喷嘴所围成圆的切线方向的，从而使喷射出的气流在液体表面形成漩涡。

3.根据权利要求2所述的一种液体撞击式空气微生物采样器，其特征在于：在满足垂直轴钻孔方向

的条件下，圆柱形喷嘴底盘（6）到采样瓶（8）底部的距离h可以通过垫有O型密封圈（5）和支撑垫圈（9）的锁紧螺母（3）上下自由调节。

4.根据权利要求1所述的一种液体撞击式空气微生物采样器，其特征在于：根据所设定的不同采样时间、采样流量，可更换不同喷嘴直径d和不同垂直轴钻孔角度θ的圆柱形喷嘴，同时相应调节圆柱形喷嘴底盘（6）到采样瓶（8）底部的距离h，以提升相应条件下空气微生物的捕获效率。

5.根据权利要求1所述的一种液体撞击式空气微生物采样器，其特征在于：圆柱形喷嘴（4）材质采用POM塑料，高硬度、高耐磨，且易于钻孔，外壁有可与锁紧螺母（3）相连接的螺纹。

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