CN110317723A - 可自动封口的深海微生物原位定植富集培养罐 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及深海科学研究或微生物学装置领域，具体而言，涉及一种可自动封口的深海微生物原位定植富集培养罐，其包括罐体和密封盖，罐体外壁固定有导向块，导向块上带有导向孔；密封盖上连接有盖连接杆，盖连接杆一端与密封盖铰接，另一端与导向块铰接；导向孔内配合安装有活动导杆，活动导杆的上端与盖连接杆接触安装；罐体外壁还安装有复位弹簧，复位弹簧另一端与盖连接杆连接；该发明所涉及的培养罐解决了海底富集培养罐在培养结束，培养罐回收过程中，海水涌入培养罐内部，破坏培养罐内微生物的富集样品的问题，该发明所涉及的培养罐结构简单，成本低，不需要机电控制装置，使用方式简单，提高了富集采样装置的可靠性。

Description

可自动封口的深海微生物原位定植富集培养罐
技术领域
本发明涉及海洋科学或微生物学装置领域，具体而言，涉及一种可自动封口的深海微生物原位定值富集培养罐。
背景技术
科学研究表明，利用深海环境的特殊性可以定植培养富集具有特殊功能的微生物。深海微生物的富集培养是一个长时间的过程，一般采用微生物培养罐，罐内预先放置营养物，搭载在深海长期工作站上在海底长期工作，在海底工作时为了保证富集培养罐内部与外部海水环境相通，要保证罐内微生物定植富集物处于深海环境中；因此需要培养罐处于打开状态，而培养罐罐口敞开，但是在富集培养结束，培养罐随海底工作站从海底升起的过程中，又会有大量海水涌入培养罐内部，对培养罐内的微生物起到干扰或者破坏的作用，影响定植培养样品的效果。
深海原位定植富集培养罐的封口，一般通过控制装置控制密封盖的动作实现密封。由于微生物原位富集一般在海底工作时间数月或长达一年以上，才能产生较好的微生物定向富集效果。采用控制装置需要长期有效的可靠性高的电池和高可靠性的控制装置，还需要知道何时回收海底工作站，以便控制封口装置在回收前启动封口动作。采用控制技术的方式不仅需要可靠的深海遥控通讯技术和深海电源装置、深海密封机构驱动等，也需要预置封口时间或遥控发出封口信号，这对于海上特别是深海应用中技术难度大、成本高昂。
因此，设计一种结构、操作简单、使用成本低，回收过程中封口效果好的培养罐是目前深海微生物定植培养采样中的一个重要内容。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种可自动封口的深海原位微生物富集培养罐，以解决现有技术中海底富集培养罐在培养结束、培养罐回收过程中，海水从培养罐开口处涌入培养罐内部，污染培养罐内微生物样品的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种可自动封口的深海微生物原位定植富集培养罐，包括罐体和密封盖，罐体外壁固定有导向块，导向块上带有导向孔；密封盖上连接有盖连接杆，盖连接杆一端与密封盖铰接，另一端与导向块铰接；导向孔内配合安装有活动导杆，活动导杆的上端与盖连接杆接触安装；罐体外壁还安装有复位弹簧，复位弹簧另一端与盖连接杆连接。
进一步的，导向块包括上导向块和下导向块，上导向块和下导向块上均带有导向孔，导向孔之间同轴心。
进一步的，罐体的顶部带有罐端盖，罐端盖上安装有密封软垫，罐端盖中间开口。
进一步的，密封盖顶部固定有盖连接块，盖连接块与盖连接杆之间通过销轴Ⅰ铰接在一起。
进一步的，盖连接杆为L形，上导向块上固定有支撑块，支撑块与盖连接杆一端通过销轴Ⅱ铰接。
进一步的，盖连接杆上还固定有连接轴，连接轴两端分别连接有一个复位弹簧。
进一步的，上导向块和下导向块之间的活动导杆上还带有一段螺纹，定位螺母连接在活动导杆上。
进一步的，罐体底部带有固定板，用于将培养罐固定在支架底板上。
本发明具有以下有益效果：
该可自动封口的深海微生物原位定植富集培养罐设置有机械联动自动封口装置，培养罐在海底定植富集培养海底微生物样品的时候，可抛弃的压载块顶起活动导杆；在入水和海底富集过程中，在活动导杆的支撑下，盖连接杆带动密封盖开启，培养罐的罐口打开，当富集过程结束需要回收培养罐时抛弃压载块，培养罐随工作站升起，这时活动导杆对盖连接杆的支撑作用消失，通过复位弹簧的作用将密封盖盖合在罐体上，将罐口密封，防止海水灌入罐体内，避免影响罐内微生物的状态，该自动封口培养罐结构简单，成本低，不需要机电控制装置，使用方式简单，提高了深海微生物定植富集采样装置使用的可靠性。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明结构剖面视图；
图3是本发明工作状态示意图；
图4是本发明安装状态剖面视图；
图5是框架与压载块分离状态示意图；
图6是实施例2活动导杆示意图；
图7是实施例2微生物定植状态示意图；
图8是实施例2回收状态示意图；
其中，上述附图包括以下附图标记：1、罐体；2、密封盖；3、盖连接杆；4、罐端盖；41、密封软垫；5、复位弹簧；6、下导向块；7、活动导杆；8、上导向块；9、盖连接块；10、销轴Ⅰ；11、支撑块；12、销轴Ⅱ；13、连接轴；14、固定板；15、框架；151、底板；16、浮体材料；17、深水声学释放器；18、压载块；19、挂钩；20、定植物。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1-5所示，本发明所涉及的培养罐可搭载在深海长期工作站底部，固定在一个大的框架15上，框架上除了安装有若干个本发明所涉及的培养罐之外，还安装有深水声学释放器17以及浮体材料16，框架固定在一个大的压载块18上，压载块上带有挂钩19，挂钩通过深水声学释放器与框架连接，进而培养罐可放置在海底收集海底微生物；
本发明所述的可自动封口的深海微生物原位定植富集培养罐，包括罐体1和密封盖2，罐体内提前放置定植物20，用于微生物富集培养，罐体的顶部带有罐端盖4，罐端盖4上安装有密封软垫41，罐端盖中间开口，用于收集海底微生物到罐体内部；罐端盖的密封软垫尺寸与密封盖尺寸相适应，密封软垫的高度略高于罐端盖，密封盖通过密封软垫将罐端盖上的开口盖严；收集微生物的时候，密封盖处于开启状态，密封盖为聚氨酯等弹性材料，增强密封效果。
密封盖上连接有盖连接杆3，盖连接杆一端与密封盖铰接，另一端与上导向块铰接；密封盖顶部固定有盖连接块9，盖连接块与盖连接杆之间通过销轴Ⅰ10铰接在一起，密封盖通过盖连接块和销轴连接到盖连接杆上，密封盖可以绕销轴Ⅰ转动。罐体外壁还安装有两个复位弹簧5，复位弹簧另一端与盖连接杆连接。
盖连接杆为L形，上导向块上固定有支撑块11，支撑块与盖连接杆一端通过销轴Ⅱ12铰接，盖连接杆上还固定有连接轴13，罐体外壁的复位弹簧另一端连接在连接轴上，为保证受力均匀，连接轴两端分别连接有一个复位弹簧；富集状态下，复位弹簧处于拉伸状态，复位弹簧用于在微生物收集完毕之后，通过驱动盖连接杆活动，带动密封盖复位，将密封盖压紧在罐端盖上，由于密封软垫的作用，可以将开口密封更家严实，防止海水涌入。
罐体外壁固定有导向块，导向块包括上导向块8和下导向块6，上导向块和下导向块上均带有导向孔，导向孔之间同轴心；活动导杆7穿过上导向块和下导向块的导向孔，活动导杆的上端与盖连接杆接触安装，活动导杆的长度根据培养罐的安装位置决定，当活动导杆顶起盖连接杆时，复位弹簧被拉长，盖连接杆被活动导杆顶起，带动罐密封盖上升，罐端盖上的开口打开，海水与罐内部联通；当活动导杆下降，复位弹簧回缩，盖连接杆由于复位弹簧的作用摆动下降，使密封盖压到罐端盖上，实现密封。
罐体底部带有固定板14，用于将培养罐固定在框架的底板151上，将培养罐固定在框架上。
微生物富集阶段，活动导杆下端支撑在框架底部的底板上或者直接抵在压载块上，活动导杆上部抵在盖连接杆上，将盖连接杆撑起，此时，密封盖处于打开状态，罐端盖的开口呈打开状态，此时处于微生物定植富集状态。
在原位富集完毕，培养罐准备上升的时候，深水声学释放器从压载块的挂钩上脱落，在浮体材料的作用下，整个框架带动培养罐以及深水声学释放器脱离压载块，逐渐上升，上升过程中，由于活动导杆下端没有支撑，活动导杆沿着导向孔下降，对盖连接杆的支撑作用消失，盖连接杆在复位弹簧的作用下回落，带动密封盖回落到罐端盖开口上，实现密封动作，保证培养罐上升过程中不与外部海水连通，实现密封作用。
本发明的使用过程如下所述：
耐海水腐蚀框架、浮体材料、深水声学释放器、培养罐以及压载块共同组成了海底微生物原位定植培养的微生物深海长期工作站，培养罐固定在框架底板上，浮体材料用于保证框架及其上安装的培养罐等在海水中的浮力大于海水比重，声学释放器安装在框架中间，上部与框架相联结，下部带有脱钩装置与压载块的挂钩相连，带有压载块的深海长期工作站自重较大，可以从海面上投放至海中，自由下降至海底，当需要回收海底工作站培养罐时，通过深水声学释放器甲板控制单元遥控水下的深水声学释放器脱钩，使声学释放器与压载块挂钩脱开，压载块与微生物深海长期工作站的其他部分脱离，失去压载块的工作站的其他部分由于浮力大于自重可以自由上浮至海面，将培养罐回收，声学释放器部分和压载块部分为现有技术，在此其工作原理以及脱钩过程不再详述。
上升脱钩过程中，由于活动导杆下端没有支撑，活动导杆沿着导向孔下降掉落，因此对盖连接杆的支撑作用消失，因此盖连接杆在复位弹簧的作用下回落，带动密封盖回落到罐端盖上，将罐端盖上的开口密封，保证了培养罐在深海工作站上浮过程中的密封性，有效防止培养罐在上升过程中海水灌入培养罐内部，破坏培养罐中微生物的富集状态。
培养罐可采用钛合金、聚四氟乙烯等无污染耐腐蚀材料制作，避免对微生物环境产生污染影响。
实施例2
如图6-图8所示，本实施例与实施例1的区别在于上导向块和下导向块之间的活动导杆上还带有一段螺纹，定位螺母71连接在活动导杆上，在培养罐上升过程中，活动导杆下落，由于定位螺母的限制作用，定位螺母卡在下导导向块的导向孔上面，活动导杆不会掉落到海底，而是随着培养罐上升至海面，更有利于设备的重复利用。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“前端”、“后端”、“左右”“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (8)

1.一种可自动封口的深海微生物原位定植富集培养罐，包括罐体(1)和密封盖(2)，其特征在于，罐体(1)外壁固定有导向块，导向块上带有导向孔；密封盖(2)上连接有盖连接杆(3)，盖连接杆(3)一端与密封盖(2)铰接，另一端与导向块铰接；导向孔内配合安装有活动导杆(7)，活动导杆(7)的上端与盖连接杆(3)接触安装；罐体(1)外壁还安装有复位弹簧(5)，复位弹簧(5)另一端与盖连接杆(3)连接。
2.根据权利要求1所述的可自动封口的深海微生物原位定植富集培养罐，其特征在于，导向块包括上导向块(8)和下导向块(6)，上导向块(8)和下导向块(6)上均带有导向孔，导向孔之间同轴心。
3.根据权利要求1所述的可自动封口的深海微生物原位定植富集培养罐，其特征在于，罐体(1)的顶部带有罐端盖(4)，罐端盖(4)上安装有密封软垫(41)，罐端盖(4)中间开口。
4.根据权利要求1所述的可自动封口的深海微生物原位定植富集培养罐，其特征在于，密封盖(2)顶部固定有盖连接块(15)，盖连接块(15)与盖连接杆(3)之间通过销轴Ⅰ(10)铰接在一起。
5.根据权利要求1所述的可自动封口的深海微生物原位定植富集培养罐，其特征在于，盖连接杆(3)为L形，上导向块(8)上固定有支撑块(11)，支撑块(11)与盖连接杆(3)通过销轴Ⅱ(12)铰接。
6.根据权利要求1所述的可自动封口的深海微生物原位定植富集培养罐，其特征在于，盖连接杆(3)上还固定有连接轴(13)，连接轴(13)两端分别连接有一个复位弹簧(5)。
7.根据权利要求1所述的可自动封口的深海微生物原位定植富集培养罐，其特征在于，上导向块(8)和下导向块(6)之间的活动导杆(7)上还带有一段螺纹，定位螺母(71)连接在活动导杆(7)上。
8.根据权利要求1所述的可自动封口的深海微生物原位定植富集培养罐，其特征在于，罐体(1)底部带有固定板(14)，用于将培养罐固定在框架(15)的底板(151)上。
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