CN1752732A - 水气混合物及水下浮游微生物采样器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种水气混合物及水下浮游微生物采样器，它由换位装置、启闭装置、贮存罐三部分组成，其中换位装置、启闭装置分别与载体安装为一体，贮存罐镶嵌在换位装置内部，于启闭装置下方。本发明是能够对水下水气混合物、热液硫化物、微悬浮体、水下浮游微生物及沉淀物进行取样的水下取样工具，采用本发明可以无压力突变采样，保持样品温度和压力，防止采样空间边界扰动，可以对样品起到保真效果，使得分析数据能更准确地反映样品的原始成分与状态，它集样品采集、贮存功能于一体，在同一采样空间可以样品进行多次采样。
Description
技术领域
本发明涉及水下取样工具，具体地说是一种适用于深海矿产资源和生物资源调查、深海环境监测和极地探索等的水气混合物及水下浮游微生物采样器。
背景技术
水下采样器的采样机理大致可分为三类：一类是依靠采样器的重力冲入水下沉积物层。在采样器冲入沉积物层的过程中，采样器腔内的水合物受到压缩，水合物从采样器的泄压阀处流出。当腔内压力低于泄压阀的阈值时，泄压阀关闭。提起采样器，采样器内沉积物下滑，采样器腔内出现真空度。利用这种真空度吸住沉积物层及部分水气混合物。
这类方法结构简单，易于操作。不足之处是对采样环境造成大的扰动，影响二次采样；所取样品的压力小于采样空间的压力。采样器浮起时，样品易受外界环境影响，同时不能有选择地进行取样；样品要借助另外的保温保压容器进行输送；另外，这种抛入式的作业方法很难对同一采样点进行重复取样。
另一类是将敞口的采样器置入采样空间，然后将采样器的敞口封闭，水气混合物便密封在采样器内。此类的作业环境达到一定深度时，敞口的封闭性能较差。
第三类是用泵将采样器的阀门吸开，使样品被吸入采样器。这类采样器在进行多次采样时，靠链条实现样品的移位，阀门在开启过程耗费能量相对较大，并且链条在转动过程中的跳动也不能保证采样器准确移位。
发明内容
本发明提供一种能保证样品的品质、不扰动待采集样品的环境、可以对同一采样点进行重复取样的水气混合物及水下浮游微生物采样器。
本发明技术方案如下：
由换位装置、启闭装置、贮存罐三部分组成，其中换位装置、启闭装置分别与载体安装为一体，贮存罐镶嵌在换位装置内部，于启闭装置下方；
其中：
贮存罐由单向阀、罐盖、罐体组成，所述罐盖设有两个凹型通孔，单向阀安装在罐盖的凹型通孔下方，并置于罐体内；罐盖与罐体为一体结构；罐体通过其侧壁的凸台安装在换位装置的转盘内，并位于启闭装置定位体的下方；
换位装置包括电磁充油码盘、换位装置基座、转盘上盖、转盘、转盘驱动齿轮、减速机、减速机轴承、减速机轴、码盘基座；所述电磁充油码盘安装在码盘基座的顶部，其轴穿过码盘基座与换位装置基座的中心轴固连，码盘基座与转盘上盖连接成一体；装有转盘上盖的转盘上设有多个用于放置贮存罐的孔，转盘通过转盘轴承置于换位装置基座的轴肩上，减速机的减速机轴通过减速机轴承安装在换位装置基座与减速机机座之间，转盘驱动齿轮安装在减速机轴上并与转盘啮合；换位装置基座固定在载体上；所述换位装置基座的边缘向上的突起支撑部分置于转盘下方；
启闭装置由吸管、拉簧、凸轮、定位体、叶片泵、启闭装置基座、水下电机、齿轮、连轴器、传动轴、顶头、启闭装置导向杆组成，所述启闭装置基座固定在载体上；水下电机紧固在启闭装置基座的下方，与水下电机相连的传动轴上安装有主动齿轮，从动齿轮与主动齿轮啮合，并与凸轮固连；凸轮与定位体的上表面接触；吸管支撑杆与定位体固连为一体；取样吸管与动力吸管的一端分别穿过定位体与顶头相连通；动力吸管的另一端与叶片泵相连接；取样吸管的另一端置于取速空间中；连轴器安装在传动轴上；启闭装置导向杆穿过启闭装置基座下部的横梁安装在定位体上，定位体通过拉簧悬设在启闭装置基座下方。
所述罐盖凹型通孔的上表面内凹，凹型通孔的下表面为锥面；所述单向阀由单向阀小球、阀体、预紧力调节螺钉、单向阀弹簧组成，单向阀小球通过预紧力调节螺钉安装在罐盖与阀体之间，并与罐盖凹型通孔的锥面接触，阀体与罐盖旋合；单向阀弹簧安装在阀体的柱状内腔里，并将预紧力作用在单向阀小球的下表面；所述阀体为空心柱状体，其外柱面上方设有螺纹，下方设有一平面；所述预紧力调节螺钉的中心为多边形的内腔。
所述转盘上分布的孔的边缘设有凹槽；所述换位装置基座的轴肩内设有卡簧；所述转盘驱动齿轮与转盘的轮缘处为0.25～1模数齿轮副。
所述动力吸管与吸管弹簧缠绕在一起，吸管弹簧一端设在吸管支撑杆上；所述取样吸管的另一端穿过吸管套环接近待采集样品；所述在定位体通孔处设置的顶头安装有橡胶密封圈；所述水下电机、传动轴与主动齿轮同轴；从动齿轮的轴线与凸轮的偏心轴同轴；所述安装在定位体上表面安装的启闭装置导向杆数量为多个。
本发明工作原理如下：
取样吸管的管口对准待采集样本，转盘将贮存罐转到定位体的下方，此时凸轮由最小偏心半径处向最大偏心半径处转动，定位体在凸轮的挤压下向下运动。
定位体为一盆状物，在内凹的盆缘上设有圆角；盆底内预置两段通孔，通孔出口处设有顶头，分别与吸管(取样吸管和动力吸管)相连，与贮存罐相接触的二个吸管端部安装配有橡胶密封圈的顶头；动力吸管的另一端与叶片泵相连接。
在定位体向下运动过程中，贮存罐沿定位体的圆角滑入定位体下方，吸管端部的顶头与贮存罐的单向阀小球相接触，顶头为中空的柱状体，其与单向阀小球相接触的端面开有豁口；当顶头与单向阀小球相接触时，流体可以从豁口处流进或流出贮存罐。
当吸管端部作用在单向阀小球的压力大于单向阀弹簧向上的预紧力时，单向阀小球被迫离开单向阀的锥面，单向阀开启，取样吸管与叶片泵通过贮存罐的内腔形成回路。
叶片泵的转向决定样品的流动方向，从而可以将样品吸入或吹出贮存罐；叶片泵的流量决定了样品的流动状态；在流体紊流的状态下，可以实现对取样空间的无扰动取样作业。
在取样过程中，顶头的密封圈将贮存罐与非取样空间隔离，保证了样品的纯度。
取样完成后，顶头与单向阀小球分离，在单向阀弹簧预紧力的作用下，单向阀小球贴在贮存罐的锥面上，单向阀关闭，贮存罐与外界隔离。此时，贮存罐的腔内压力为样品在取样空间时的压力。这个压力在贮存罐上浮过程中不会改变。
在贮存罐的内胆表面镀抗酸碱腐蚀的镀层；在镀层的内底衬有绝热材料；这种措施可以保持样品的温度、压力、酸碱度等周围环境不会改变。
多个贮存罐安装在同一个转盘上，通过转盘的转动来变换贮存罐的位置，这种结构可以实现在一个取样点处采集多个样品。
综上所述，本发明具有以下优点：
1.采样效率高。本发明在采样过程几乎不扰动待采集样品的周围环境；同时，贮存罐能通过转盘来变换工作位置与非工作位置。因此，可以实现对在一个采样点进行多次样本采集工作。
2.保证样品的品质(压力、温度、酸碱度等)。本发明所述结构使样品不因压力、温度、酸碱度等周围环境变化而发生品质变化。例如克服了热液硫化物因温度降低而凝固，小颗粒水下冰因压力减小而升华，水下浮游微生物因体内压力大于外部压力而导致爆炸，水下火山口周围的浮游微生物因酸碱度的降低而死亡以及样品的某些化学成份在运输过程中被稀释等困难。
3.贮运安全，方便。使用本发明时，贮存罐可以从转盘上取下进行单个运送，分别处理。
4.能耗低。采用本发明时，作业环境中的压力大于贮存罐的腔内压力。在外压作用下，凸轮可以节省大量能量来打开单向阀。此时，贮存罐腔内压力与采样空间的压力平衡。因此，叶片泵可以用少量能源来造成贮存罐内腔与外腔的压差。
5.封闭性能好。实施本发明时，随着采样器浮出水面，贮存罐腔内压力与外界压力的压力差变大；单向阀小球与贮存罐内壁之间的作用力随之增大。这种结果导致单向阀小球与贮存罐接触更越紧密，封闭性能更好。
6.可以实现无边界扰动、无压力差采样。在本发明所述中，叶片泵控制样品的流动状态，使样品保持紊流状态，可实现在采样过程中对采样空间的无边界扰动。
7.定位准确。与现有技术靠链条实现样品移位、在转动过程中链条出现的跳动问题相比，本发明采用转盘驱动齿轮与转盘的轮缘处构成的小模数齿轮副技术，使贮存罐随转盘一起转动，这种齿轮副可以实现转盘的小角度转动，保证了贮存罐位置变换的精确度。换位装置基座具有支撑机构，使转盘在受到定位体向下的作用力时，给转盘提供向上的支撑力，使转盘依然保持在工作平面，为贮存罐位置变换提供了平衡度。另外，由于电磁充油码盘的轴与换位装置基座的中心轴固连，本发明可以检测出转盘转过的角度，从而得出贮存罐的位置；加之，定位体的圆角与罐盖的圆角的定位关糸以及顶头与罐盖上凹型通孔的定位作用，进一步保证了贮存罐位置变换的精确度。
附图说明
附图1是本发明水气混合物及水下浮游微生物采样器原理图。
附图2是本发明水气混合物及水下浮游微生物采样器的总体视图。
附图3是附图2的俯视图。
附图4是附图3的A-A视图。
附图5是附图4的B-B视图。
附图6是附图4中贮存罐俯视图。
附图7是附图6的C-C视图。
附图8是附图4中启闭装置的仰视图。
附图9是附图4中启闭装置的主视图。
附图10是附图9的D-D视图。
附图11是附图4中换位装置的俯视图。
附图12是附图11的E-E视图。
其中：1为取样吸管，2为拉簧，3为凸轮，4为定位体，5为动力吸管，6为叶片泵，7为转盘，8为贮存罐，9为单向阀弹簧，10为单向阀小球，11为吸管弹簧，12为换位装置基座，13为吸管支撑杆，14为启闭装置基座，15为水下电机，16为减速机机座，17为减速机，18为主动齿轮，19为从动齿轮，20为连轴器，21为传动轴，22为电磁充油码盘，23为罐盖，24为阀体，25为预紧力调节螺钉，26为罐体，27为转盘轴承，28为卡簧，29为密封圈，30为顶头，31为拉簧螺母，32为电机安装挡块，33为吸管套环，34为启闭装置导向杆，35为转盘驱动齿轮，36为转盘上盖，37为减速机轴承，38为减速机轴，39为码盘基座，40为横梁。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明水气混合物及水下浮游微生物采样器主要由换位装置、启闭装置、贮存罐三部分组成，其中换位装置、启闭装置分别与载体(例如水下机器人)安装为一体，贮存罐镶嵌在换位装置内部，于启闭装置下方。
1.贮存罐
贮存罐8主要由单向阀小球10、罐盖23、阀体24、预紧力调节螺钉25、罐体26、单向阀弹簧9组成(如附图1、4、6、7所示)，其中：罐盖23设有两个凹型通孔，即进口与出口；凹型通孔的上表面内凹，利于顶头30滑入通孔；凹型通孔的下表面制成锥面，使单向阀小球10可以与锥面紧密接触；在罐盖23的锥面底部制出内螺纹；阀体24通过罐盖23的内螺纹与罐盖23旋合为一体。单向阀小球10安装在罐盖23与阀体24之间并与罐盖23的锥面接触；单向阀弹簧9通过预紧力调节螺钉25安装在阀体24的柱状内腔里并与单向阀小球10的下表面接触；预紧力调节螺钉25与阀体24的内螺纹旋合；罐盖23以焊接方式与罐体26结合成一体。
阀体24为空心柱状体，其外部柱面上端攻外螺纹，与罐盖23形成螺纹副；阀体24外部柱面下端设有一平面，以方便板手夹持。
预紧力调节螺钉25的中心为正六边形的内腔，通过内六角板手调节预紧力调节螺钉25与罐盖23间的距离，来调节单向阀弹簧9的预紧力，并以此预紧力来保证不同水深的工作需求。
通过转盘上盖36将罐体26侧壁的凸台安装在转盘7的凹槽内。
当顶头30作用在单向阀小球10上的压力大于单向阀弹簧9的预紧力时，单向阀小球10与罐盖23的锥面形成缝隙，贮存罐8进出口处的单向阀开启，贮存罐8内腔与顶头30内腔相通，流体通过顶头30流入贮存罐8内。
当顶头30作用在单向阀小球10上的压力小于单向阀弹簧9的预紧力时，单向阀小球10与罐盖23的锥面紧密接触，于是单向阀小球10封闭了贮存罐8内腔。
此外，凭借罐体26的侧壁处的三处凸台(如附图6所示)来固定贮存罐8。
2.换位装置
换位装置主要由电磁充油码盘22、转盘轴承27、卡簧28、换位装置基座12、转盘上盖36、转盘7、转盘驱动齿轮35、减速机机座16、减速机17、减速机轴承37、减速机轴38、码盘基座39组成(如图3、4、5、11、12所示)，其中：转盘7为盘状结构，其周边均布多个圆形的孔，每个孔的边缘设有凹槽。贮存罐8置于转盘7的孔内，转盘上盖36用螺栓将贮存罐8侧壁的凸台压在转盘7的凹槽内，使贮存罐8、转盘7、转盘上盖36成为一体。
换位装置基座12通过螺纹孔固定在载体上；转盘7置于换位装置基座12的轴肩上，通过转盘轴承27与转盘7的中心轴形成转动副。卡簧28嵌入换位装置基座12的轴肩内，限制贮存罐8、转盘7、转盘上盖36的轴向移动，使贮存罐8只能绕换位装置基座12的中心轴转动。
电磁充油码盘22的端面用螺钉固定在码盘基座39的底部，并使电磁充油码盘22的轴穿过码盘基座39与换位装置基座12的中心轴固连。由螺钉将码盘基座39与转盘上盖36连接成一体。
换位装置基座12的边缘向上设有突起的支撑部分，于转盘7下方，它与转盘7的下表面构成滑动副并对转盘7起支撑作用。
减速机17的减速机轴38通过减速机轴承37安装在换位装置基座12与减速机机座16之间，转盘驱动齿轮35安装在减速机轴38上并与转盘7啮合。
减速机轴承37通过减速机轴38的轴肩限制了转盘驱动齿轮35的轴向滑动，使它绕减速机轴38转动。于是，减速机17由减速机轴38将力矩传递给转盘驱动齿轮35。转盘驱动齿轮35与转盘7的轮缘处构成小模数齿轮副并以此来驱动转盘7转动。贮存罐8随转盘7一起转动，从而实现位置变换。
转盘驱动齿轮35与转盘7轮缘处的齿轮构成小模数齿轮副(所述转盘驱动齿轮35与转盘7的轮缘处为0.25～1模数，本实施例模数为1)，这种齿轮副可以实现转盘7的小角度转动，保证了贮存罐8位置变换的精确度；换位装置基座12与转盘7的下表面构成滑动摩擦副，这种结构不但使转盘7在转动过程中保持平衡，同时也使转盘7在受到定位体4向下的作用力时，给转盘7提供向上的支撑力，使转盘7依然保持在工作平面。
当转盘7绕换位装置基座12的中心轴转动时，码盘基座39带动码盘本体与转盘7一起转动；由于电磁充油码盘22的轴与换位装置基座12的中心轴固连，所以码盘本体与码盘转轴形成相对运动；由这种相对运动检测出转盘7转过的角度，从而得出贮存罐8的位置。
3.启闭装置
启闭装置主要由取样吸管1、拉簧2、凸轮3、定位体4、动力吸管5、叶片泵6、吸管弹簧11、吸管支撑杆13、启闭装置基座14、水下电机15、主动齿轮18、从动齿轮19、连轴器20、传动轴21、密封圈29、顶头30、拉簧螺母31、电机安装挡块32、吸管套环33、启闭装置导向杆34组成(如图2、3、4、8、9、10所示)，其中：
启闭装置基座14通过螺纹孔固定在载体上；水下电机15由电机安装挡块32紧固在启闭装置基座14的下方，主动齿轮18与传动轴21固连并安装在启闭装置基座14的安装孔内，从动齿轮19与凸轮3固连并与主动齿轮18啮合；水下电机15、传动轴21与主动齿轮18同轴；从动齿轮19的轴线与凸轮3的偏心轴同轴；连轴器20安装在传动轴21上；转动力矩由水下电机15经连轴器20传递给传动轴21；传动轴21带动主动齿轮18驱动从动齿轮19与凸轮3一起转动。
启闭装置导向杆34焊接在定位体4上表面(本实施例有3个，为三角形分布)，穿过启闭装置基座14下部的横梁40安装在定位体4，由拉簧2和拉簧螺母31将定位体4悬设在启闭装置基座14下方。这时，凸轮3与定位体4的上表面接触安装。
吸管支撑杆13及吸管套环33分别与定位体4焊接为一体；动力吸管5与挂在吸管支撑杆13上的吸管弹簧11绕合成一体；取样吸管1与动力吸管5的一端分别穿过定位体4与顶头30相连通；在定位体4的通孔处的顶头30的密封槽内嵌入橡胶密封圈29；动力吸管5的另一端与叶片泵6相连结；取样吸管1的另一端穿过吸管套环33直接靠近待采集样品。
当水下电机15通过传动轴21带动连轴器20驱动主动齿轮18转动时，由主动齿轮18通过从动齿轮19将转动力矩作用在凸轮3上，使凸轮3绕转动轴22转动。当凸轮3向最大偏心半径处转动时，定位体4向下运动；反之，当凸轮3向最小偏心半径处转动时，定位体4向上运动。启闭装置导向杆34与启闭装置基座14之间的作用力在拉簧2的配合下引导了定位体4的上下运动。
拉簧螺母31可以调节拉簧2作用在定位体4上的预紧力，使凸轮3与定位体4始终接触；从而保证定位体4上下运动的灵敏性。吸管弹簧11与动力吸管5缠绕在一起，可使动力吸管5有一定的伸缩性，当定位体4上下运动或吸管发生热胀冷缩时，防止吸管断裂；吸管套环33防止取样吸管1被传动轴21缠绕。
具体操作过程如下：
1.对同一地点的多个样本的采集过程
在采样器进入取样环境过程中，罐体26侧面的凸台被转盘上盖36压在转盘7的沟槽中，使罐体26与转盘7形成一体。转盘7的轮缘与转盘驱动齿轮35构成齿轮副并依此使贮存罐8定位。
本发明开始作业时，取样吸管1对准待采集样品，凸轮3转动使定位体4压向贮存罐8。在定位体4向下运动的过程中，定位体4的圆角与罐盖23的圆角接触，并依靠圆角的弧面引导定位体4与贮存罐8同心。当定位体4向下移动到一定位置时，定位体4的顶头30与贮存罐8的弧形凹坑接触，顶头30沿弧形凹坑滑进贮存罐8的进出口使贮存罐实现二次定位，并将进出口处的海水向外挤出。定位体4继续运动，顶头30利用自身所带的密封圈29将贮存罐8的入口及出口与外界隔离；定位体4的顶头30推动单向阀小球10，使球体与罐盖23通孔下部的锥面形成间隙，单向阀打开。
取样吸管1通过定位体4的内孔与贮存罐8内腔相通；动力吸管5通过定位体4的另一个内孔将叶片泵6与贮存罐8内腔联通；于是，叶片泵6与取样吸管1连通。将取样吸管1的一端对准待采集样品，通过控制叶片泵6的压力与流量来控制采样器的采样速度和样品流动状态；叶片泵6的转向决定了样品吸入或吹出贮存罐8的运动。这时，凸轮3停止旋转；取样吸管1、定位体4、贮存罐8、动力吸管5、叶片泵6形成回路。
单个贮存罐8装满样品后，凸轮3旋向最小半径处，定位体4抬升。顶头30随定位体4向上运动；单向阀小球10在单向阀弹簧9预紧力的作用下，球体和锥面接触并产生微弹性形变，将单向阀封闭，贮存罐8保持封闭状态。在此过程中，顶头30所带的密封圈29将贮存罐8的入口及出口与外部空间隔离。
凸轮3旋转到最小半径处时，定位体4与贮存罐8完全分离。转盘7将贮存罐8转离定位体4下方，同时，下一个贮存罐由转盘7带动而进入取样工作位置(定位体4下方)；实现对同一地点的下一个样本的采集。在采样过程中，本发明无大的运动，所以对取样空间几乎没有扰动。
固连在定位体4上的拉簧2使定位体4与凸轮3始终接触，并使定位体4与启闭装置基座14连为一体；和拉簧2同心的启闭装置导向杆34引导了定位体4的上下运动方向。转盘上的电磁充油码盘22用来监测转盘7的转动角度，保证贮存罐8准确进入工作位置。
动力吸管5穿过吸管套环33置于贮存罐8上方，防止了吸管在转盘7旋转过程中被缠绕；取样吸管1与吸管弹簧11缠绕为一体，由于吸管弹簧11的伸缩吸收了吸管在定位体4上下运动过程中的作用力，避免了吸受拖拉作用而发生断裂；同时，由于热液对吸管造成热变形，这个结构也有效地克服了热变形对吸管所造成的影响。
取样完成后，凸轮3转到最小半径处，定位体4在拉簧2的拉力作用下抬离贮存罐8。
2.通过贮存罐来保证水气混合物及水下浮游微生物样品的品质
本发明所采集的样品贮存在贮存罐8的内腔。罐盖23的两个通孔分别构成贮存罐8的进孔与出孔。单向阀小球10在单向阀弹簧9的压力作用下与罐盖23通孔下表面的锥面接触；材质在接触面之间的弹性形变形成了贮存罐8的机械性密封。
取样作业时，顶头30将单向阀弹簧9的预紧力抵消，锥面与单向阀小球10之间形成间隙，叶片泵6使贮存罐8的进口与出口之间形成压力差。当进口处压力大于出口处压力时，样品由罐盖23的通孔经单向阀小球10的球体表面沿阀体24流入贮存罐8内腔；反之，当贮存罐8进口处压力小于出口处压力时，样品由阀体24从罐盖23的通孔处吹出贮存罐8。
阀体24保证了弹簧的作用力方向；预紧力调节螺钉25通过螺纹的旋合程度而决定单向阀弹簧9的预紧力大小，从而保证密封质量。
当本发明采样器离开取样环境时，由于贮存罐8的内腔压力大于外部压力，单向阀小球10始终处于密封状态，样品被安全保存在贮存罐8内腔。
取出样品时，用定位体4开启单向阀8；叶片泵6将样品吹出贮存罐8。
本发明贮存罐8罐体的内壁由绝热材料作衬底，在绝热材料表面镀上耐腐蚀层。这样，既可以保证样品的温度在短时间内不会降低，又能保证样品的酸碱度不会受到破坏。
Claims (13)
1.一种水气混合物及水下浮游微生物采样装置，其特征在于：由换位装置、启闭装置、贮存罐三部分组成，其中换位装置、启闭装置分别与载体安装为一体，贮存罐镶嵌在换位装置内部，于启闭装置下方；其中：
贮存罐(8)由单向阀、罐盖(23)、罐体(26)组成，所述罐盖(23)设有两个凹型通孔，单向阀安装在罐盖(23)的凹型通孔下方，并置于罐体(26)内；罐盖(23)与罐体(26)为一体结构；罐体(26)通过其侧壁的凸台安装在换位装置的转盘7内，并位于启闭装置定位体(4)的下方；
换位装置包括电磁充油码盘(22)、换位装置基座(12)、转盘上盖(36)、转盘(7)、转盘驱动齿轮(35)、减速机(17)、减速机轴承(37)、减速机轴(38)、码盘基座(39)，所述电磁充油码盘(22)安装在码盘基座(39)的顶部，其轴穿过码盘基座(39)与换位装置基座(12)的中心轴固连，码盘基座(39)与转盘上盖(36)连接成一体；装有转盘上盖(36)的转盘(7)上分布有多个用于放置贮存罐(8)的孔，转盘(7)通过转盘轴承(27)置于换位装置基座(12)的轴肩上，减速机(17)的减速机轴(38)通过减速机轴承(37)安装在换位装置基座(12)与减速机机座(16)之间，转盘驱动齿轮(35)安装在减速机轴(38)上并与转盘(7)啮合；换位装置基座(12)固定在载体上；所述换位装置基座(12)的边缘向上设有突起的支撑部分，位于转盘(7)下方；
启闭装置由吸管、拉簧(2)、凸轮(3)、定位体(4)、叶片泵(6)、启闭装置基座(14)、水下电机(15)、齿轮、连轴器(20)、传动轴(21)、顶头(30)、启闭装置导向杆(34)组成，所述启闭装置基座(14)固定在载体上；水下电机(15)紧固在启闭装置基座(14)的下方，与水下电机(15)相连的传动轴(21)上安装有主动齿轮(18)，从动齿轮(19)与主动齿轮(18)啮合，并与凸轮(3)固连；凸轮(3)与定位体(4)的上表面接触安装；吸管支撑杆(13)与定位体(4)固为一体；取样吸管(1)与动力吸管(5)的一端分别穿过定位体(4)与顶头(30)相连通；动力吸管(5)的另一端与叶片泵(6)相连接；取样吸管(1)的另一端接近待采集样品；连轴器(20)安装在传动轴(21)上；启闭装置导向杆(34)穿过启闭装置基座(14)下部的横梁(40)安装在定位体(4)上，定位体(4)通过拉簧(2)悬设在启闭装置基座(14)下方。
2.按照权利要求1所述水气混合物及水下浮游微生物采样装置，其特征在于：所述罐盖(23)的凹型通孔上表面为内凹结构，下表面为锥面。
3.按照权利要求1或2所述水气混合物及水下浮游微生物采样装置，其特征在于：所述单向阀由单向阀小球(10)、阀体(24)、预紧力调节螺钉(25)、单向阀弹簧(9)组成，单向阀小球(10)通过预紧力调节螺钉(25)安装在罐盖(23)与阀体(24)之间，并与罐盖(23)的锥面接触连接，阀体(24)与罐盖(23)旋合；单向阀弹簧(9)安装在阀体(24)的柱状内腔里，并与单向阀小球(10)的下表面接触。
4.按照权利要求2所述水气混合物及水下浮游微生物采样装置，其特征在于：所述阀体(24)为空心柱状体，其外柱面上方设有螺纹，下方设有一平面；阀体(24)内腔下方设有内螺纹。
5.按照权利要求2所述水气混合物及水下浮游微生物采样装置，其特征在于：所述预紧力调节螺钉(25)的中心为多边形的内腔。
6.按照权利要求1所述水气混合物及水下浮游微生物采样装置，其特征在于：分布在换位装置中的所述转盘(7)上的孔的边缘设有与罐体(26)侧壁凸台相适应的凹槽。
7.按照权利要求1所述水气混合物及水下浮游微生物采样装置，其特征在于：所述换位装置基座(12)的轴肩内设有卡簧(28)。
8.按照权利要求1所述水气混合物及水下浮游微生物采样装置，其特征在于：所述转盘驱动齿轮(35)与转盘(7)的轮缘处为0.25～1模数齿轮副。
9.按照权利要求1所述水气混合物及水下浮游微生物采样装置，其特征在于：所述启闭装置中动力吸管(5)与吸管弹簧(11)缠绕在一起，吸管弹簧(11)一端设在吸管支撑杆(13)上；所述取样吸管(1)的一端穿过吸管套环(33)接近待采集样品；取样吸管(1)与动力吸管(5)的另一端分别穿过定位体(4)与顶头(30)相连通。
10.按照权利要求1所述水气混合物及水下浮游微生物采样装置，其特征在于：所述定位体(4)置于贮存罐(8)上方；顶头(30)与所述罐盖(23)的凹型通孔相对应。
11.按照权利要求1所述水气混合物及水下浮游微生物采样装置，其特征在于：所述在定位体(4)通孔处的顶头(30)安装有橡胶密封圈(29)。
12.按照权利要求1所述水气混合物及水下浮游微生物采样装置，其特征在于：所述水下电机(15)、传动轴(21)与主动齿轮(18)同轴；从动齿轮(19)的轴线与凸轮(3)的偏心轴同轴。
13.按照权利要求1所述水气混合物及水下浮游微生物采样装置，其特征在于：所述安装在定位体(4)上表面的启闭装置导向杆(34)数量为多个。
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