CN109911412A - 一种深海潜器用生物低温保存装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种深海潜器用生物低温保存装置，包括空心圆柱体结构的耐压围壁，耐压围壁内底部位置通过支撑架结构安装有底部舱口盖，底部舱口盖的舱门外部中间位置与耐压围壁内壁之间安装有驱动其启闭的液压缸，耐压围壁内壁面上部位置安装有圆锥导向筒，圆锥导向筒的底面通过销轴安装有托盘，托盘向下打开，托盘的底部一端设置有挡块，托盘上部与圆锥导向筒内壁面之间通过拉伸弹簧连接，耐压围壁的顶面通过铰链机构安装有顶部舱口盖，顶部舱口盖上安装有电动通海阀；在耐压围壁的外壁面从外到内依次安装有空心的球形结构的外层耐压壳体、中间层耐压壳体和内层耐压壳体。工作可靠。

Description

一种深海潜器用生物低温保存装置

技术领域

本发明涉及深海生物的低温保存设备技术领域，尤其是一种深海潜器用生物低温保存装置。

背景技术

深海潜器是当前海洋探索研究最主要的工具之一，其具备深海探矿、海底高精度地形测量、可疑物探测与捕获、深海生物考察等功能，近年来，海洋生物学家也纷纷通过深海潜器，如载人潜水器或缆控机器人(ROV)对海洋生物进行实时观测，并对有价值的微生物和宏生物样品通过深海潜器艏部搭载的机械手进行深海取样，并通过固定搭载在艏部托盘上的采样篮进行收集和存储，以便于上岸后的实验室观测、培养与研究。

然而，现有技术中，通过深海潜器采集的生物样品存储在采样篮后，随着ROV的回收，生物样品也随其从深海提升至水面母船上，由于ROV从深海回收至水面的过程中，生物样品所处的外界海水温度也在逐渐上升，因此该类粗犷型深海取样，由于没有对样品进行原位的低温保存，造成转移过程中生物样品的生物学特性已经发生了改变，失去了生物的原位特性，甚至丧失了实验室观测、培养及研究的价值。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种深海潜器用生物低温保存装置，从而可以对采集的深海生物进行实时低温保存，工作可靠性好。

本发明所采用的技术方案如下：

一种深海潜器用生物低温保存装置，包括空心圆柱体结构的耐压围壁，所述耐压围壁内底部位置通过支撑架结构安装有底部舱口盖，所述底部舱口盖的舱门外部中间位置与耐压围壁内壁之间安装有驱动其启闭的液压缸，所述耐压围壁内壁面上部位置安装有圆锥导向筒，所述圆锥导向筒的底面通过销轴安装有托盘，托盘向下打开，所述托盘的底部一端设置有挡块，所述托盘上部与圆锥导向筒内壁面之间通过拉伸弹簧连接，所述耐压围壁的顶面通过铰链机构安装有顶部舱口盖，所述顶部舱口盖上安装有电动通海阀；在耐压围壁的外壁面从外到内依次安装有空心的球形结构的外层耐压壳体、中间层耐压壳体和内层耐压壳体，所述外层耐压壳体、中间层耐压壳体和内层耐压壳体的体积从大到小依次递减，所述外层耐压壳体和中间层耐压壳体之间填充有聚氨酯保温层，中间层耐压壳体和内层耐压壳体之间充有三分之一容积的液氮；还包括固定在外层耐压壳体外壁的支撑座，所述支撑座上通过抱箍安装有高压氮气瓶，所述高压氮气瓶的顶部通过高压气管通入耐压围壁内，所述高压气管上安装有瓶头电磁阀。

其进一步技术方案在于：

在内层耐压壳体的内壁上对称安装有第一电动通气阀和第二电动通气阀，同时，第一电动通气阀和第二电动通气阀穿透内层耐压壳体，与内层耐压壳体的外部连通。

所述底部舱口盖打开时，其端部与挡块触碰。

所述底部舱口盖通过第一密封圈与支撑架结构密封连接。

所述顶部舱口盖通过第二密封圈与耐压围壁顶部内壁面密封连接。

所述顶部舱口盖的外部还安装有把手。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过高压氮气吹除实现耐压围壁内部的湿态至干态的状态转换，从而较好的实现了深海生物样品从外界海水中转移至装置内腔的干态环境中，并利用液氮的汽化的低温特性，解决了深海生物的低温保存。

本发明主要解决了传统深海采样无法原位低温保存的现状，极大的提高了深海采集样品的原位保真程度，另外其结构简单，自动化程度高，实用性强。

本发明采用底部舱口盖和顶部舱口盖的结构，双层舱口盖结构，有效的保证其密封性能，保证在深海环境中的使用。

本发明巧妙的采用液压缸打开底部舱口盖，打开底部舱口盖的同时，通过底部舱口盖头部与托盘底部的挡块接触，顺利打开圆锥导向筒的托盘，则只需同一个动力装置即可打开托盘和底部舱口盖，操作方便，成本低。

本发明在外层耐压壳体和中间层耐压壳体之间填充有聚氨酯保温层，使整个机构具有较好的保温效果。

本发明在中间层耐压壳体和内层耐压壳体之间充有三分之一容积的液氮，通过气化的氮气，保证这个机构的低温效果。

本发明在内层耐压壳体中安装第一电动通气阀和第二电动通气阀，可以让汽化的氮气顺利进入到内层耐压壳体的内部，对生物样品进行极速制冷，同时该两套电动通气阀确保在使用前液氮能够顺利加注至中间层耐压壳体与内层耐压壳体之间。

本发明所述的高压氮气瓶的设计，并通过高压气管通入耐压围壁中，能够通过高压氮气将耐压围壁内部的海水吹除至舷外，从而实现了湿态至干态的状态转换，保证了生物样品的干态保存。

本发明所述的电动通海阀的设计，较好的解决了耐压围壁内外部的压力平衡，从而保证了在深海环境下，顶部舱口盖能够顺利启闭

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明转移状态时的结构示意图。

其中：1、外层耐压壳体；2、聚氨酯保温层；3、中间层耐压壳体；4、内层耐压壳体；5、耐压围壁；6、底部舱口盖；7、顶部舱口盖；8、电动通海阀；9、圆锥导向筒；10、拉伸弹簧；11、托盘；12、液压缸；13、瓶头电磁阀；14、高压气管；15、高压氮气瓶；16、抱箍；17、支撑座；18、第一电动通气阀；19、第二电动通气阀；20、液氮；21、第二密封圈；22、第一密封圈；23、把手。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2所示，本实施例的深海潜器用生物低温保存装置，包括空心圆柱体结构的耐压围壁5，耐压围壁5内底部位置通过支撑架结构安装有底部舱口盖6，底部舱口盖6的舱门外部中间位置与耐压围壁5内壁之间安装有驱动其启闭的液压缸12，耐压围壁5内壁面上部位置安装有圆锥导向筒9，圆锥导向筒9的底面通过销轴安装有托盘11，托盘11向下打开，托盘11的底部一端设置有挡块，托盘11上部与圆锥导向筒9内壁面之间通过拉伸弹簧10连接，耐压围壁5的顶面通过铰链机构安装有顶部舱口盖7，顶部舱口盖7上安装有电动通海阀8；在耐压围壁5的外壁面从外到内依次安装有空心的球形结构的外层耐压壳体1、中间层耐压壳体3和内层耐压壳体4，外层耐压壳体1、中间层耐压壳体3和内层耐压壳体4的体积从大到小依次递减，外层耐压壳体1和中间层耐压壳体3之间填充有聚氨酯保温层2，中间层耐压壳体3和内层耐压壳体4之间充有三分之一容积的液氮20；还包括固定在外层耐压壳体1外壁的支撑座17，支撑座17上通过抱箍16安装有高压氮气瓶15，高压氮气瓶15的顶部通过高压气管14通入耐压围壁5内，高压气管14上安装有瓶头电磁阀13。

在内层耐压壳体4的内壁上对称安装有第一电动通气阀18和第二电动通气阀19，同时，第一电动通气阀18和第二电动通气阀19穿透内层耐压壳体4，与内层耐压壳体4的外部连通。

底部舱口盖6打开时，其端部与挡块触碰。

底部舱口盖6通过第一密封圈22与支撑架结构密封连接。

顶部舱口盖7通过第二密封圈21与耐压围壁5顶部内壁面密封连接。

顶部舱口盖7的外部还安装有把手23。

本发明的具体结构为：

外层耐压壳体1、中间层耐压壳体3、内层耐压壳体4分别焊接在耐压围壁5的外璧上，外层耐压壳体1与中间层耐压壳体3之间填充聚氨酯保温层2，中间层耐压壳体3与内层耐压壳体4充有三分之一容积的液氮20。第一电动通气阀18、第二电动通气阀19位于内层耐压壳体4的腔内，并安装在内层耐压壳体4的内壁上，一端穿透内层耐压壳体4后与外腔连通。

其中底部舱口盖6、顶部舱口盖7分别通过销轴装配在耐压围壁5的底部和顶部，圆锥导向筒9焊接在耐压围壁5的内侧，托盘11通过销轴连接在圆锥导向筒9的底部，拉伸弹簧10—端连接在圆锥导向筒9的内壁上，另一端连接在托盘11上，使托盘11保持与圆锥导向筒9的底部贴合。液压缸12一端连接在耐压围壁5的内侧，另一端通过销轴连接在底部舱口盖6上。电动通海阀8拧紧在顶部舱口盖7上，其一端向下穿透顶部舱口盖7后与耐压围壁5的内腔连通。

其中支撑座17焊接在外层耐压壳体1的外壁上，高压氮气瓶15通过抱箍16连接在支撑座17上，高压氮气瓶15的瓶头连接有瓶头电磁阀13，瓶头电磁阀13左端连接高压气管14，高压气管14穿过耐压围壁5连接至耐压围壁5的内腔。

实际使用过程中：

在深海潜器下潜前，

手动关闭顶部舱口盖7，并通过深海潜器上配置的驱动控制箱发出指令，驱动液压缸12关闭底部舱口盖6，并关闭电动通海阀8、第一电动通气阀18、第二电动通气阀19。

当深海潜器下潜到预定深度，并通过艏部的机械手完成深海生物样品的采集后，通过深海潜器上配置的驱动控制箱发出指令，打开电动通海阀8，外界高压海水通过电动通海阀8流入耐压围壁5的内腔中，当耐压围壁5内腔中充满外界高压海水后，操控深海潜器的艏部机械手打开顶部舱口盖7，并将采集的生物样品放至耐压围壁5的内腔中，生物样品会沿着圆锥导向筒9滑落在托盘11上，之后，操控机械手关闭顶部舱口盖7，并通过驱动控制箱发出指令打开瓶头电磁阀13，高压氮气瓶15内的高压氮气沿着高压气管14通至耐压围壁5的内腔底部，将耐压围壁5内的高压海水通过开启状态的电动通海阀8吹除至舷外，直至吹干为止，之后关闭电动通海阀8及瓶头电磁阀13。

通过驱动控制箱发出指令，驱动液压缸12打开底部舱口盖6，底部舱口盖6在打开的过程中，底部舱口盖6右端会触及托盘11底部的挡块，使托盘11克服拉伸弹簧10的拉力绕着销轴向下旋转，以致于托盘11上放置的生物样品会掉落在内层耐压壳体4的内腔中，此时驱动液压缸12关闭底部舱口盖6，托盘11在拉伸弹簧10的作用恢复原位，之后打开第一电动通气阀18、第二电动通气阀19，液氮20汽化后的低温氮气通过第一电动通气阀18、第二电动通气阀19达放置有生物样品的内层耐压壳体4内，从而完成生物样品的液氮低温保存。

当深海潜器作业完毕，

上浮至水面母船上后，驱动液压缸12打开底部舱口盖6，并打开电动通海阀8，同时手动开启顶部舱口盖7，取出海生物样品进行试验室观测、培养及研究。

通过上述方法即可方便的完成对深海生物的低温保存工作，其结构紧凑，使用可靠性好。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.一种深海潜器用生物低温保存装置，其特征在于：包括空心圆柱体结构的耐压围壁(5)，所述耐压围壁(5)内底部位置通过支撑架结构安装有底部舱口盖(6)，所述底部舱口盖(6)的舱门外部中间位置与耐压围壁(5)内壁之间安装有驱动其启闭的液压缸(12)，所述耐压围壁(5)内壁面上部位置安装有圆锥导向筒(9)，所述圆锥导向筒(9)的底面通过销轴安装有托盘(11)，托盘(11)向下打开，所述托盘(11)的底部一端设置有挡块，所述托盘(11)上部与圆锥导向筒(9)内壁面之间通过拉伸弹簧(10)连接，所述耐压围壁(5)的顶面通过铰链机构安装有顶部舱口盖(7)，所述顶部舱口盖(7)上安装有电动通海阀(8)；在耐压围壁(5)的外壁面从外到内依次安装有空心的球形结构的外层耐压壳体(1)、中间层耐压壳体(3)和内层耐压壳体(4)，所述外层耐压壳体(1)、中间层耐压壳体(3)和内层耐压壳体(4)的体积从大到小依次递减，所述外层耐压壳体(1)和中间层耐压壳体(3)之间填充有聚氨酯保温层(2)，中间层耐压壳体(3)和内层耐压壳体(4)之间充有三分之一容积的液氮(20)；还包括固定在外层耐压壳体(1)外壁的支撑座(17)，所述支撑座(17)上通过抱箍(16)安装有高压氮气瓶(15)，所述高压氮气瓶(15)的顶部通过高压气管(14)通入耐压围壁(5)内，所述高压气管(14)上安装有瓶头电磁阀(13)。

2.如权利要求1所述的一种深海潜器用生物低温保存装置，其特征在于：在内层耐压壳体(4)的内壁上对称安装有第一电动通气阀(18)和第二电动通气阀(19)，同时，第一电动通气阀(18)和第二电动通气阀(19)穿透内层耐压壳体(4)，与内层耐压壳体(4)的外部连通。

3.如权利要求1所述的一种深海潜器用生物低温保存装置，其特征在于：所述底部舱口盖(6)打开时，其端部与挡块触碰。

4.如权利要求1所述的一种深海潜器用生物低温保存装置，其特征在于：所述底部舱口盖(6)通过第一密封圈(22)与支撑架结构密封连接。

5.如权利要求1所述的一种深海潜器用生物低温保存装置，其特征在于：所述顶部舱口盖(7)通过第二密封圈(21)与耐压围壁(5)顶部内壁面密封连接。

6.如权利要求1所述的一种深海潜器用生物低温保存装置，其特征在于：所述顶部舱口盖(7)的外部还安装有把手(23)。