CN109187093A - 一种针式无菌多层液体采样器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种针式无菌多层液体采样器，包括套筒、设置于套筒内的插针，其特征在于：所述插针由两个内部中空结构的半圆桶构成，所述套筒内壁和所述插针外壁形成密封腔室，所述插针顶端设有顶盖，位于插针内部垂直设有传动轴，位于该出的传动轴末端连接动力传动装置，所述传动轴底端通过固定支点固定于插针底部，所述插针内设有液体抽取输出组件和圆环形密封结构的储液腔；本发明结构简单，操作方便，同时能够实现灭菌并且一次性提取不同深度的样液，减少样品的损失和污染，提高样品数据分析的准确性和多样性，值得推广。

Description

一种针式无菌多层液体采样器
技术领域
本发明涉及一种固体发酵罐装置，尤其涉及一种针式无菌多层液体采样器。
背景技术
在日常生活及科学研究中经常进行液体物质的采样分析，例如，在液体静态纯种发酵过程中，需要对不同深度发酵液进行取样检测其代谢产物分布及生物量分布状况时，就需要进行不同深度分层次无菌取样。老式的采样仪器多采用敞口容器，容器外壁不容易灭菌，采样易对液体样品产生污染，同时密封效果差，易交叉污染，样品分析的数据不准确；同时，采样器一次通常只能进行一个深度的取样，不能对不同深度的样品进行取样分析，若采集不同层次的样液需分批操作，工作比较繁琐，并多次扰动液体容易产生混合现象；另一方面一些液体采样装置采用动力电源对于野外采样携带不便，因此一种能够实现便捷并且实现分层次取样装置接待解决。
发明内容
针对本发明的目的针对现有技术存在的以上问题，提供一种针式无菌多层液体采样器，集易灭菌、实施简单方便，能够一次性准确获取不同指定深度的样液，并减少样品的损失或污染，提高样品数据分析准确度的优势，具体技术方案如下：
一种针式无菌多层液体采样器，包括套筒、设置于套筒内的插针，所述插针由两个内部中空结构的半圆构成一整个圆柱桶状，所述套筒顶端设有内螺纹接口，其特征在于，所述插针由两个内部中空结构的半圆桶构成，所述插针外壁上设有用于指示液位的刻度线，所述插针底部为锥形结构，所述插针顶端设有外螺纹接口，所述外螺纹接口和所述内螺纹接口密封连接，所述套筒内壁和所述插针外壁形成密封腔室，所述插针顶端设有顶盖，位于插针内部垂直设有传动轴，所述传动轴为中空结构成内腔，所述传动轴两侧对应设有两个进气/汽孔，所述传动轴顶端穿出顶盖设置，位于该出的传动轴末端连接动力传动装置，所述传动轴底端通过固定支点固定于插针底部，所述插针内设有液体抽取输出组件和圆环形密封结构的储液腔；所述液体抽取输出组件设置于插针内壁上，所述液体抽取输出组件包括圆柱形结构的取样腔，所述取样腔内部一侧设有活塞，所述活塞上外端连接推杆，所述推杆和传动轴连接处设有齿轮，所述推杆和传功轴啮合，所述推杆外周设有供推往复运动的导轨，所述导轨固定于插针内壁上，所述取样腔另一侧侧壁上设有固定孔，所述固定孔内设有内接于取样腔的液体进口单向阀，所述液体进口单向阀，所述取样腔另一侧底部设有液体出口单向阀，所述液体出口单向阀通过连接快接口和所述储液腔连通；所述储液腔底部设有自锁式结构的样液出口，所述储液腔设置于插针内壁上，所述储液腔外壁上和所述传动轴之间设有环形密封结构的出气/汽腔，所述出气/汽腔设有单向阀，所述单向阀进口对于储液腔设置，所述单向阀开口对于出气/汽腔设置，所述进气/汽孔设置于出气/汽腔内，所述出气/汽腔和所述传动轴连接处设有上密封圈和下密封圈。
进一步的，所述推杆和导轨为互相啮合的齿轮结构。
进一步的，所述动力传动装置包括设置于传动轴顶端的转轮，所述转轮上设有手柄。
进一步的，所述插针内设有多组液体抽取输出组件和所诉储液腔，相邻推杆错位设置于传动轴两侧。
进一步的，所述传动轴顶部末端设有气/汽体出口，所述气/汽体出口上设有阀门a。
进一步的，所述传动轴和所述顶盖连接处设有第一轴承和第一密封垫圈，所述传动轴底部和所述固定支点连接处设有第二轴承和第二密封垫圈。
进一步的，所述套筒顶部设有用于外接的蒸汽进口，所述蒸汽进口上设有阀门b。
进一步的，所述套筒底部设有冷凝水出口，所述冷凝水出口设有阀门c。
进一步的，所述内螺纹接口和所述外螺纹接口之间设有密封垫片。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
本发明提供一种针式无菌多层液体采样器，包括液体采样插针灭菌套筒、动力传动装置、液体采样插针主体和设置在圆筒式插针主体内若干个液体抽取输出组件及圆环形密封储液腔组成，若干个所述液体抽取输出组件及圆环形密封储液腔沿圆筒式插针主体轴线方向均匀布置，圆环形密封储液腔通过环形出气（汽）连接密封腔与中空传动轴相通进行排气（汽），结构简单，操作方便，同时能够实现灭菌并且一次性提取不同深度的样液，减少样品的损失和污染，提高样品数据分析的准确性和多样性，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 为一种针式无菌多层液体采样器整体示意图。
图2 为风控式多功能托盘模块示意图。
图3为一种针式无菌多层液体采样器俯视结构示意图。
图4为液体抽取输出组件结构示意图。
其中，1-套筒，2-插针，3-手柄，4-转轮，5-气/汽体出口，6-阀门a，7-第一密封垫圈，8-第一轴承，9-内腔，10-密封垫片，11-阀门b，12-蒸汽进口，13-活塞，14-取样腔，15-液体进口单向阀，16-刻度线，17-液体出口单向阀，18-快接口，19-样液出口，20-传动轴20，21-齿轮，22-推杆，23-出气/汽腔，24-单向阀，25-储液腔，26-上密封圈，27-进气/汽孔，28-下密封圈，29-第二轴承，30-固定支点，31-阀门c，32-冷凝水出口，33-液体抽取输出组件，35-内螺纹接口，36-外螺纹接口，37-顶盖，38-固定孔，39-第二密封垫圈，40-导轨。
具体实施方式
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4所示，一种针式无菌多层液体采样器，包括套筒1、设置于套筒1内的插针2，所述套筒1位圆柱状中空结构，所述套筒1顶端设有内螺纹接口35，所述插针2由两个内部中空结构的半圆构成一整个圆柱桶状，所述插针2外壁上设有用于指示液位的刻度线16，所述插针2底部为锥形结构，所述插针2顶端设有外螺纹接口36，所述外螺纹接口36和所述内螺纹接口35密封连接，所述套筒1内壁和所述插针2外壁形成密封腔室，所述插针2顶端设有顶盖37，位于插针2内部垂直设有传动轴20，所述传动轴20为中空结构形成内腔9，所述传动轴20两侧对应设有两个进气/汽孔27，所述传动轴20顶端穿出顶盖37设置，位于该出的传动轴20末端连接动力传动装置34，所述传动轴20底端通过固定支点30固定于插针2底部，所述插针2内设有液体抽取输出组件33和圆环形密封结构的储液腔25；
所述液体抽取输出组件33设置于插针2内壁上，所述液体抽取输出组件33包括圆柱形结构的取样腔14，所述取样腔14内部一侧设有活塞13，所述活塞13上外端连接推杆22，所述推杆22和传动轴20连接处设有齿轮21，所述推杆22和传功轴20啮合，所述推杆22外周设有供推杆22往复运动的导轨40，所述导轨40固定于插针2内壁上，所述取样腔14另一侧侧壁上设有固定孔38，所述固定孔38内设有内接于取样腔14的液体进口单向阀15，所述液体进口单向阀15，所述取样腔14另一侧底部设有液体出口单向阀17，所述液体出口单向阀17通过连接快接口18和所述储液腔25连通；
所述储液腔25底部设有自锁式结构的样液出口19，所述储液腔25设置于插针2内壁上，所述储液腔25外壁上和所述传动轴20之间设有环形密封结构的出气/汽腔23，所述出气/汽腔23设有单向阀24，所述单向阀24进口对于储液腔25设置，所述单向阀24开口对于出气/汽腔23设置，所述进气/汽孔27设置于出气/汽腔23内，所述出气/汽腔23和所述传动轴20连接处设有上密封圈26和下密封圈28。
优选地，所述推杆22和导轨40为互相啮合的齿轮结构。
优选地，所述动力传动装置34包括设置于传动轴20顶端的转轮4，所述转轮4上设有手柄3。
优选地，所述插针2内设有多组液体抽取输出组件33和所诉储液腔25，相邻推杆（22）错位设置于传动轴20两侧。
优选地，所述传动轴20顶部末端设有气/汽体出口5，所述气/汽体出口5上设有阀门a6。
优选地，所述传动轴20和所述顶盖37连接处设有第一轴承8和第一密封垫圈7，所述传动轴20底部和所述固定支点30连接处设有第二轴承29和第二密封垫圈39。
优选地，所述套筒1顶部设有用于外接的蒸汽进口12，所述蒸汽进口12上设有阀门b11。
优选地，所述套筒1底部设有冷凝水出口32，所述冷凝水出口32设有阀门c31。
优选地，所述内螺纹接口35和所述外螺纹接口36之间设有密封垫片（10）。
实施例：
一、无菌多层液体采样器灭菌：
操作前，在液体采样插针2上安装好液体采样插针灭菌套筒1，关闭所有阀门；转动手柄3，带动转轮4旋转，进而带动中空结构的传动轴20转动，轴外周啮合齿轮21推动推杆22，推杆22拉动活塞13至近传动轴20端；外接蒸汽。打开阀门b11，通过蒸汽进口12通入蒸汽，蒸汽进入套筒1和液体采样插针2之间的密封腔室，当蒸汽压力达到液体进口单向阀15设定压力后，蒸汽通过液体进口单向阀15进入圆柱形结构的取样腔14；当圆柱形结构的取样腔14内蒸汽压力达到液体出口单向阀17设定压力后，蒸汽通过液体出口单向阀17及快接口18进入圆环形密封的储液腔25；当圆环形密封的储液腔25内蒸汽压力达到单向阀24设定压力后，蒸汽通过单向阀24进入环形密封结构的出气/汽腔23，蒸汽再通过进气/汽孔27，进入传动轴20的内腔9中，最终从气/汽体出口5排出，控制阀门a 6的开启度，控制联通腔内蒸汽压力和温度对针式无菌多层液体采样器内腔和外壁进行灭菌。灭菌结束关闭阀门a 6阀门b 11，断开蒸汽接管，反向转动旋转手柄3和转轮4，带动传动轴20转动，轴外周啮合齿轮21推动推杆22，推杆22推动活塞13至远中空传动轴20端，备用。
二、采样操作：
采样前去除液体采样插针灭菌套筒1，将液体采样插针2，根据设定深度插入待采集样液中，打开阀门a6。转动手柄3，旋转转轮4，带动传动轴20转动，轴外周啮合齿轮21拉动推杆22，进而拉动活塞13向近传动轴20端运动，圆柱形取样腔14内形成负压状态，由于圆柱形取样腔14内外产生压差，液体进口单向阀15自动打开，液体出口单向阀17自动关闭，样液通过不同深度若干液体进口单向阀15各自进入圆柱形取样腔14中。当活塞13移动到传动轴20端时，反向转动手柄3，旋转转轮4并带动传动轴20转动，轴外周啮合齿轮21推动推杆22，推杆22推动活塞13向远传动轴20端移动，活塞13挤压圆柱形取样腔14内样液，液体进口单向阀15自动关闭，液体出口单向阀17自动打开，样液通过液体出口单向阀17及快接口18进入圆环形密封储液腔25内或外接样液接受瓶内。圆环形密封储液腔25空间气体达到一定压力推开单向阀24，进入环形密封的出气/汽腔23，再通过进气/汽孔27进入中空传动轴20内腔9中，从气/汽体出口5排出，这样就完成一个取样周期。
本发明根据样液的需求量，反复旋转转轮4可以进行多次取样周期，可以定量取样。取样结束将接样液导管插入自锁式样液出口19，反复转动样液从旋转转轮4气体通过液体进口单向阀15、取样腔14、液体出口单向阀17，进入圆环形密封储液腔25内，样液从压出自锁式样液出口19压出。
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 (9)

1.一种针式无菌多层液体采样器，包括套筒（1）、设置于套筒（1）内的插针（2），所述套筒（1）位圆柱状中空结构，所述套筒（1）顶端设有内螺纹接口（35），其特征在于：
所述插针（2）由两个内部中空结构的半圆构成一整个圆柱桶状，所述插针（2）外壁上设有用于指示液位的刻度线（16），所述插针（2）底部为锥形结构，所述插针（2）顶端设有外螺纹接口（36），所述外螺纹接口（36）和所述内螺纹接口（35）密封连接，所述套筒（1）内壁和所述插针（2）外壁形成密封腔室，所述插针（2）顶端设有顶盖（37），位于插针（2）内部垂直设有传动轴（20），所述传动轴（20）为中空结构形成内腔（9），所述传动轴（20）两侧对应设有两个进气/汽孔（27），所述传动轴（20）顶端穿出顶盖（37）设置，位于该出的传动轴（20）末端连接动力传动装置（34），所述传动轴（20）底端通过固定支点（30）固定于插针（2）底部，所述插针（2）内设有液体抽取输出组件（33）和圆环形密封结构的储液腔（25）；
所述液体抽取输出组件（33）设置于插针（2）内壁上，所述液体抽取输出组件（33）包括圆柱形结构的取样腔（14），所述取样腔（14）内部一侧设有活塞（13），所述活塞（13）上外端连接推杆（22），所述推杆（22）和传动轴（20）连接处设有齿轮（21），所述推杆（22）和传功轴（20）啮合，所述推杆（22）外周设有供推杆（22）往复运动的导轨（40），所述导轨（40）固定于插针（2）内壁上，所述取样腔（14）另一侧侧壁上设有固定孔（38），所述固定孔（38）内设有内接于取样腔（14）的液体进口单向阀（15），所述液体进口单向阀（15），所述取样腔（14）另一侧底部设有液体出口单向阀（17），所述液体出口单向阀（17）通过连接快接口（18）和所述储液腔（25）连通；
所述储液腔（25）底部设有自锁式结构的样液出口（19），所述储液腔（25）设置于插针（2）内壁上，所述储液腔（25）外壁上和所述传动轴（20）之间设有环形密封结构的出气/汽腔（23），所述出气/汽腔（23）设有单向阀（24），所述单向阀（24）进口对于储液腔（25）设置，所述单向阀（24）开口对于出气/汽腔（23）设置，所述进气/汽孔（27）设置于出气/汽腔（23）内，所述出气/汽腔（23）和所述传动轴（20）连接处设有上密封圈（26）和下密封圈（28）。
2.如权利要求1所述的一种针式无菌多层液体采样器，其特征在于：所述推杆（22）和导轨（40）为互相啮合的齿轮结构。
3.如权利要求2所述的一种针式无菌多层液体采样器，其特征在于：所述动力传动装置（34）包括设置于传动轴（20）顶端的转轮（4），所述转轮（4）上设有手柄（3）。
4.如权利要求2所述的一种针式无菌多层液体采样器，其特征在于：所述插针（2）内设有多组液体抽取输出组件（33）和所诉储液腔（25），相邻推杆（22）错位设置于传动轴（20）两侧。
5.如权利要求1所述的一种针式无菌多层液体采样器，其特征在于：所述传动轴（20）顶部末端设有气/汽体出口（5），所述气/汽体出口（5）上设有阀门a（6）。
6.如权利要求1所述的一种针式无菌多层液体采样器，其特征在于：所述传动轴（20）和所述顶盖（37）连接处设有第一轴承（8）和第一密封垫圈（7），所述传动轴（20）底部和所述固定支点（30）连接处设有第二轴承（29）和第二密封垫圈（39）。
7.如权利要求1所述的一种针式无菌多层液体采样器，其特征在于：所述套筒（1）顶部设有用于外接的蒸汽进口（12），所述蒸汽进口（12）上设有阀门b（11）。
8.如权利要求1所述的一种针式无菌多层液体采样器，其特征在于：所述套筒（1）底部设有冷凝水出口（32），所述冷凝水出口（32）设有阀门c（31）。
9.如权利要求1所述的一种针式无菌多层液体采样器，其特征在于：所述内螺纹接口（35）和所述外螺纹接口（36）之间设有密封垫片（10）。
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