CN109000968B - 一种无菌多层针式固体采样器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无菌多层针式固体采样器，包括套筒，所述套筒上设有压力安全阀和压力表，所述套筒内设有采样主体，所述采样主体壁上设有标尺刻度，所述套筒和所述采样主体通过螺纹卡扣结构密封连接，其特征在于：所述套筒内壁和所述采样主体外壁形成密封灭菌腔，所述采样主体由两个顶端密封的半圆桶状结构密封嵌合构成，所述采样主体底部为锥形结构，所述采样主体为中空结构，位于中空结构内设有若干组固体采样装置、动力传动装置和门控装置本发明装置灭菌方便，可实现一次无菌多层固体取样，方便、精确检测不同层次固体物料发酵状态、内容物及生物量分布状况，避免取样操作对原先固体物料污染及混合，值得推广。

Description

一种无菌多层针式固体采样器

技术领域

本发明涉及一种固体采样装置，尤其涉及一种无菌多层针式固体采样器。

背景技术

固体发酵是生物发酵技术的一种重要的技术方式，由于固体发酵基质的状态呈现固态，传质、传热都受到极大的限制，所以监测不同深度营养基质、生物数量对发酵终点的判断及基质、设备利用率具有极高的价值。发酵过程参数动态需要测量，取样需要无菌要求，而目前市场上还没有发现有一次无菌多层固体取样的装置，并且老式的采样仪器多采用敞口容器，容器外壁不容易灭菌，采样易对固体基质样品产生污染，同时密封效果差，易交叉混样，样品分析的数据不准确等问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种无菌多层针式固体采样器，具有易灭菌，实施简单，操作方便的优势，同时能够一次性准确获取不同指定深度的固体样品，有利于减少样品的损失或污染，提高样品数据分析准确度，具体技术方案如下：

包括套筒，所述套筒上设有压力安全阀和压力表，所述套筒内设有采样主体，所述采样主体壁上设有标尺刻度，所述套筒和所述采样主体通过螺纹卡扣结构密封连接，其特征在于：所述套筒内壁和所述采样主体外壁形成密封灭菌腔，所述采样主体由两个半圆桶状结构密封嵌合构成，所述采样主体底部为锥形结构，所述采样主体为中空结构，位于中空结构内设有若干组固体采样装置、动力传动装置和门控装置。

进一步的，所述固体采样装置包括三角料斗，三角料斗上滑道、三角料斗下滑道、三角料斗推杆、三角料斗滑道、物料切刀、物料切刀推杆、物料切刀滑道、物料切刀上导杆和物料切刀下导杆，所述三角料斗上滑道、三角料斗下滑道、三角料斗滑道和物料切刀滑道设置于采样主体内壁上，所述三角料斗设置于三角料斗上滑道和所述三角料斗下滑道之间，所述三角料斗一侧连接三角料斗推杆，所述三角料斗推杆套设于三角料斗滑道内；所述物料切刀平行于三角料斗斜面设置，所述物料切刀、物料切刀推杆和物料切刀滑道呈一条直线设置，所述物料切刀推杆连接于物料切刀末端并套设于物料切刀滑道内。

进一步的，所述动力传动装置包括手柄、转轮、传动轴、轴封固定器、齿轮a、齿轮b、隔离板，所述手柄、转轮设置于采样主体顶端，所述手柄和所述传轮连接处设有轴承c，所述隔离板设置于采样主体底端，所述传动轴设置于中心轴处，所述传动轴一端通过轴封固定器固定于转轮上并通过轴承b和所述采样主体顶端连接，所述传动轴另一端通过轴承a固定于隔离板上，所述传动轴上套设有若干组齿轮a和齿轮b，所述齿轮a和所述物料切刀推杆啮合设置，所述齿轮b和所述三角料斗推杆啮合设置。

进一步的，所述门控装置包括：滑动门、卡槽、磁铁、滑块a、滑道、滚轮、推杆、滑块b、弹簧a、弹簧b和固定套筒，所述滑动门下端嵌合设置于卡槽内和所述三角料斗斜边上，所述滑动门上端通过滚轮和推杆和所述采样主体内壁密封设置，所述滚轮压在滑动门上设置，所述磁铁设置于滑动门底部并固定于采样主体内壁上，所述滑道设置于采样主体内壁并位于三角料斗下滑道底部，所述滑道内设有滑块a和弹簧a，所述固定套筒垂直设置于滑道外壁上，所述固定套筒内设有滑块b和弹簧b，所述推杆一端固定于滚轮上，另一端固定于滑块b上。

进一步的，所述三角料斗为直角三角形结构，该结构中其一锐角为30°。

进一步的，所述物料切刀长度等于三角料斗斜边的长度，所述物料切刀宽度等于三角料斗宽度。

进一步的，所述三角料斗上滑道、所述三角料斗下滑道和三角料斗滑道互相平行并垂直于传动轴设置。

进一步的，所述滑动门厚度等于采样主体壁厚度。

进一步的，所述套筒顶端设有蒸汽进口、控制蒸汽进口的阀门a，所述套筒底部设有冷凝水出口、控制冷凝水出口的阀门b。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

本发明提供一种无菌多层针式固体采样器，由套筒、密封固定并设置于套筒内的采样主体构成，位于采样主体内设有若干组固体采样装置、动力传动装置和门控装置，本发明通过多层针式固体采样器，结构简单，操作方便，易灭菌，同时能够一次性准确获取不同指定深度的固体样品，有利于减少样品的损失或污染，提高样品数据分析准确度，值得推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，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获得其它的附图。

图1 为一种无菌多层针式固体采样器结构示意图。

图2 为图1局部放大图。

图3为图1俯视结构示意图。

其中，其中1-套筒，2-压力安全阀，3-压力表，4-螺纹卡扣，5-手柄，6-转轮，7-传动轴，8-轴封固定器，9-齿轮a，10-阀门a，11-蒸汽进口，12-采样主体，13-齿轮b，14-物料切刀推杆，15-三角料斗滑道，16-三角料斗推杆，17-物料切刀滑道，18-磁铁，19-弹簧a，20-弹簧b，21-推杆，22-滑动门，23-固定套筒，24-物料切刀上导杆，25-物料切刀下导杆，26-三角料斗推杆，27-三角料斗下滑道，28-三角料斗，29-轴承a，30-冷凝水出口，31-阀门b，32-卡槽，33-滚轮，34-滑块a，35-滑道，36-滑块b，37-标尺刻度，38-物料切刀，39-轴承b，40-轴承c，41-隔离板。

实施方式

下面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作性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护的范围。

如图1至图3所示，一种无菌多层针式固体采样器，包括套筒1，所述套筒1上设有压力安全阀2和压力表3，所述套筒1内设有采样主体12，所述采样主体12壁上设有标尺刻度37，所述套筒1和所述采样主体12通过螺纹卡扣4结构密封连接，所述套筒1内壁和所述采样主体12外壁形成密封灭菌腔，所述采样主体12由两个半圆桶状结构密封嵌合构成，所述采样主体12底部为锥形结构，所述采样主体12为中空结构，位于中空结构内设有若干组固体采样装置、动力传动装置和门控装置。

优选地，所述固体采样装置包括：三角料斗28，三角料斗上滑道26、三角料斗下滑道27、三角料斗推杆16、三角料斗滑道15、物料切刀38、物料切刀推杆14、物料切刀滑道17、物料切刀上导杆24和物料切刀下导杆25，所述三角料斗上滑道26、三角料斗下滑道27、三角料斗滑道15和物料切刀滑道17设置于采样主体12内壁上，所述三角料斗28设置于三角料斗上滑道26和所述三角料斗下滑道27之间，所述三角料斗28一侧连接三角料斗推杆16，所述三角料斗推杆16套设于三角料斗滑道15内；所述物料切刀38平行于三角料斗28斜面设置，所述物料切刀38、物料切刀推杆14和物料切刀滑道17呈一条直线设置，所述物料切刀推杆14连接于物料切刀38末端并套设于物料切刀滑道17内。

优选地，所述动力传动装置包括：手柄5、转轮6、传动轴7、轴封固定器8、齿轮a9、齿轮b13、隔离板41，所述手柄5、转轮6设置于采样主体12顶端，所述手柄5和所述传轮6连接处设有轴承c40，所述隔离板41设置于采样主体12底端，所述传动轴7设置于中心轴处，所述传动轴7一端通过轴封固定器8固定于转轮6上并通过轴承b39和所述采样主体12顶端连接，所述传动轴7另一端通过轴承a29固定于隔离板41上，所述传动轴7上套设有若干组齿轮a9和齿轮b13，所述齿轮a9和所述物料切刀推杆14啮合设置，所述齿轮b13和所述三角料斗推杆16啮合设置。

优选地，所述门控装置包括：滑动门22、卡槽32、磁铁18、滑块a34、滑道35、滚轮33、推杆21、滑块b36、弹簧a19、弹簧b20和固定套筒23，所述滑动门22下端嵌合设置于卡槽32内和所述三角料斗28斜边上，所述滑动门22上端通过滚轮33和推杆21和所述采样主体12内壁密封设置，所述滚轮33压在滑动门22上设置，所述磁铁18设置于滑动门22底部并固定于采样主体12内壁上，所述滑道35设置于采样主体12内壁并位于三角料斗下滑道27底部，所述滑道35内设有滑块a34和弹簧a19，所述固定套筒23垂直设置于滑道35外壁上，所述固定套筒23内设有滑块b36和弹簧b20，所述推杆21一端固定于滚轮33上，另一端固定于滑块b36上。

优选地，所述三角料斗28为直角三角形结构，该结构中其一锐角为30°。

优选地，所述物料切刀38长度等于三角料斗28斜边的长度，所述物料切刀38宽度等于三角料斗28宽度。

优选地，所述三角料斗上滑道26、所述三角料斗下滑道27和三角料斗滑道15互相平行并垂直于传动轴7设置。

优选地，所述滑动门22厚度等于采样主体12壁厚度。

优选地，所述套筒1顶端设有蒸汽进口11、控制蒸汽进口11的阀门a10，所述套筒1底部设有冷凝水出口30、控制冷凝水出口30的阀门b31。

实施例：

一、采样准备：

操作前在固体采样器的采样主体12上安装好无菌多层针式固体采样器灭菌套筒1，关闭所有阀门；转动手柄5，转轮6旋转，转轮6带动传动轴7转动，齿轮b13推动三角料斗推杆16，进而推动三角料斗28向远传动轴7端运动，三角料斗28推动滑动门22向上运动，滑动门22上端斜向挤压外壁、侧向挤压滚轮33，滚轮33推动推杆21，推杆21推动滑块b36挤压弹簧b20，滑动门22进入滑道35推动滑块a34，挤压弹簧a19沿滑道35向上运动，滑动门22下沿沿三角料斗28斜边向上滑动，滑动门22部分开启，转动转轮6，使三角料斗28前端正好滑出采样主体12外壁，同时触碰到无菌多层针式固体采样器灭菌套筒1内壁，此时三角料斗28处于部分开启状态；蒸汽进口11外接蒸汽，打开阀门a10，蒸汽进入采样主体12外壁和套筒1内壁之间形成的空隙中，再通过滑动门22开启的缝隙进入采样主体12内部，开启阀门b31，通过冷凝水出口30排出冷空气，调节阀门a10和阀门b31，控制灭菌压力和温度对采样主体12内腔和外壁进行灭菌。灭菌结束关闭阀门a10和阀门b31，断开蒸汽接管，反向转动手柄5转动转轮6带动传动轴7反向转动，齿轮b13拉动三角料斗28向近传动轴7端运动，滑动门22在弹簧a19及滑块a34推动下，沿三角料斗28斜边向下运动并在强力的磁铁18的引导下落入滑动门22下方设置的卡槽32中，滑动门22上端在弹簧b20、滑块b36及门推杆21的推动下与采样主体12嵌合复原，采样主体12与内腔形成封闭空间，备用。

二、采样步骤：

采样前去除无菌多层针式固体采样器的套筒1，将采样主体12根据设定深度插入固体发酵基质或其它待采固体样品中，转动手柄5，转轮6旋转带动传动轴7转动，齿轮b13推动三角料斗推杆16，进而推动三角料斗28向远传动轴7端运动，三角料斗28推动滑动门22向上运动，滑动门22上端斜向挤压外壁侧向挤压滚轮33，滚轮33推动推杆21，推杆21推动滑块b36挤压弹簧b20，滑动门22进入滑道35，推动滑块a34挤压弹簧a19并沿滑道35向上运动，滑动门22下沿沿三角料斗28斜边向上滑动，三角料斗28沿三角料斗上滑道26和三角料斗下滑道27，伸出采样主体12并插入固体发酵基质中，当三角料斗28上沿处于采样主体12内壁延长线上时，三角料斗28停止向外运动，基质充填三角料斗28中间空腔。在转动手柄5，转轮6旋转带动传动轴7转动同时，齿轮a9推动物料切刀推杆14和物料切刀38，与三角料斗28斜边平行方向向斜下方运动，当三角料斗28上沿到达采样主体12内壁延长线定点时，刚好固体物料切刀38刀口穿过物料切刀上导杆24和物料切刀下导杆25形成的间隙，到达固体采样主体12内壁延长线定点，继续转动手柄5，三角料斗28停止运动，而物料切刀38沿着三角料斗28斜边继续向斜下方运动至三角料斗28前端底边，固体物料切刀38切割固体发酵基质，使进入三角料斗28内部的发酵基质（固体物料）与外部的发酵基质（固体物料）断开。

反向转动手柄5，转轮6旋转带动传动轴7反向转动，齿轮a9拉动物料切刀38及物料切刀推杆14，沿物料切刀滑道17反向归位；当物料切刀38刀口撤回至定点时，齿轮b13拉动三角料斗28向近传动轴7端运动，滑动门22在弹簧a19及滑块a34推动下沿三角料斗28斜边向下运动，并在强力磁铁18的引导下落入滑动门22下端卡槽32中，滑动门22上端在弹簧b20、滑块b36及推杆21的推动下与采样主体12嵌合复原，采样主体12与内腔形成封闭空间，取样结束。

样品取出：在外部正向旋转手柄5送出一半三角料斗28，固体物料从三角料斗28取出。

所述物料切刀推杆14、三角料斗滑道15、三角料斗推杆16和物料切刀滑道17为齿轮状结构，所述切刀推杆14带动物料切刀38于物料切刀滑道17往复运动，所述齿轮a9、齿轮b13和所述物料切刀推杆14、三角料斗推杆16互相啮合，设置齿轮a9、齿轮b13直径比例，当取样时，控制三角料斗28上沿和物料切刀38刀口同时到达采样主体12内壁延长线上，同时三角料斗推杆16尾端限制三角料斗28停止向外运动；当反向转动手柄5时，物料切刀38和三角料斗28归位，控制物料切刀38撤回至采样主体12内壁延长线上，继续转动手柄5，三角料斗28和物料切刀38同时归为，取料结束。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无菌多层针式固体采样器，包括套筒（1），所述套筒（1）上设有压力安全阀（2）和压力表（3），所述套筒（1）内设有采样主体（12），所述采样主体（12）壁上设有标尺刻度（37），所述套筒（1）和所述采样主体（12）通过螺纹卡扣（4）结构密封连接，其特征在于：

所述套筒（1）内壁和所述采样主体（12）外壁形成密封灭菌腔，所述采样主体（12）由两个顶端密封的半圆桶状结构密封嵌合构成，所述采样主体（12）底部为锥形结构，所述采样主体（12）为中空结构，位于中空结构内设有若干组固体采样装置、动力传动装置和门控装置；

所述固体采样装置包括：

三角料斗（28），三角料斗上滑道（26）、三角料斗下滑道（27）、三角料斗推杆（16）、三角料斗滑道（15）、物料切刀（38）、物料切刀推杆（14）、物料切刀滑道（17）、物料切刀上导杆（24）和物料切刀下导杆（25），所述三角料斗上滑道（26）、三角料斗下滑道（27）、三角料斗滑道（15）和物料切刀滑道（17）设置于采样主体（12）内壁上，所述三角料斗（28）设置于三角料斗上滑道（26）和所述三角料斗下滑道（27）之间，所述三角料斗（28）一侧连接三角料斗推杆（16），所述三角料斗推杆（16）套设于三角料斗滑道（15）内；所述物料切刀（38）平行于三角料斗（28）斜面设置，所述物料切刀（38）、物料切刀推杆（14）和物料切刀滑道（17）呈一条直线设置，所述物料切刀推杆（14）连接于物料切刀（38）末端并套设于物料切刀滑道（17）内；

所述动力传动装置包括：手柄（5）、转轮（6）、传动轴（7）、轴封固定器（8）、齿轮a（9）、齿轮b（13）、隔离板（41），所述手柄（5）、转轮（6）设置于采样主体（12）顶端，所述手柄（5）和所述转轮（6）连接处设有轴承c（40），所述隔离板（41）设置于采样主体（12）底端，所述传动轴（7）设置于中心轴处，所述传动轴（7）一端通过轴封固定器（8）固定于转轮（6）上并通过轴承b（39）和所述采样主体（12）顶端连接，所述传动轴（7）另一端通过轴承a（29）固定于隔离板（41）上，所述传动轴（7）上套设有若干组齿轮a（9）和齿轮b（13），所述齿轮a（9）和所述物料切刀推杆（14）啮合设置，所述齿轮b（13）和三角料斗推杆（16）啮合设置。

2.如权利要求1所述的一种无菌多层针式固体采样器，其特征在于：所述门控装置包括：滑动门（22）、卡槽（32）、磁铁（18）、滑块a（34）、滑道（35）、滚轮（33）、推杆（21）、滑块b（36）、弹簧a（19）、弹簧b（20）和固定套筒（23），所述滑动门（22）下端嵌合设置于卡槽（32）内和三角料斗（28）斜边上，所述滑动门（22）上端通过滚轮（33）和推杆（21）和所述采样主体（12）内壁密封设置，所述滚轮（33）压在滑动门（22）上设置，所述磁铁（18）设置于滑动门（22）底部并固定于采样主体（12）内壁上，所述滑道（35）设置于采样主体（12）内壁并位于三角料斗下滑道（27）底部，所述滑道（35）内设有滑块a（34）和弹簧a（19），所述固定套筒（23）垂直设置于滑道（35）外壁上，所述固定套筒（23）内设有滑块b（36）和弹簧b（20），所述推杆（21）一端固定于滚轮（33）上，另一端固定于滑块b（36）上。

3.如权利要求1所述的一种无菌多层针式固体采样器，其特征在于：所述三角料斗（28）为直角三角形结构，该结构中其一锐角为30°。

4.如权利要求1所述的一种无菌多层针式固体采样器，其特征在于：所述物料切刀（38）长度等于三角料斗（28）斜边的长度，所述物料切刀（38）宽度等于三角料斗（28）宽度。

5.如权利要求1所述的一种无菌多层针式固体采样器，其特征在于：所述三角料斗上滑道（26）、所述三角料斗下滑道（27）和三角料斗滑道（15）互相平行并垂直于传动轴（7）设置。

6.如权利要求2所述的一种无菌多层针式固体采样器，其特征在于：所述滑动门（22）厚度等于采样主体（12）壁厚度。

7.如权利要求1所述的一种无菌多层针式固体采样器，其特征在于：所述套筒（1）顶端设有蒸汽进口（11）、控制蒸汽进口（11）的阀门a（10），所述套筒（1）底部设有冷凝水出口（30）、控制冷凝水出口（30）的阀门b（31）。