CN216778182U - 原位多通道水体富集过滤和固定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于深海原位水体富集过滤和固定领域，具体地说是一种原位多通道水体富集过滤和固定装置，包括富集过滤部分、多通道转换部分、泵注入部分、控制和电源部分，富集过滤、固定为各部分液体通道相互流通完成。本实用新型满足水体微生物的富集过滤需求，使用蠕动泵多泵头方式和多通道转动阀体完成水体的高通量过滤和各种底液注入；本实用新型取样通道多，固定效果好，工作灵活稳定，并可快速、有效地获取过滤膜样品，并进行原位固定，其连通性和封闭性使用单项阀体去完成，减小了大量的外部结构和额外阀体，其具有极大的实用性。
Description
技术领域
本实用新型属于深海原位水体富集过滤和固定领域，具体地说是一种原位多通道水体富集过滤和固定装置。
背景技术
高通量、快速、精确富集过滤水体过滤样品是开展海洋水体微生物研究的首要条件，因此国内主要海洋研究机构都开展了相关设备的研发。现有水下设备分为直取式水体设备、原位富集过滤式取样设备、原位富集固定式设备等，其种类繁多，有保真保压取样器、深海微生物开盖式培养舱、深海微生物原位富集装置、八通道深海原位微生物培养装置、格板式微生物培养装置、美国Mclane公司的大体积水样抽滤采样系统、深海热液喷口微生物过滤采样装置、多级膜过滤保压取样器、中国科学院深海科学与工程研究所研制的原位微生物过滤固定装置、水体悬沙原位分时次取样与过滤系统(CN 113069807 A)等等。
综上所述，涉及到富集过滤系统的比较多，但涉及到深水区多通道富集过滤和固定系统的就极少，其涉及到多通道阀和固定液的注入，比较常见的使用方法是多通道电磁阀完成多通道的流体通断，固定液的注入使用额外电动泵完成注入，但使用同一泵和转动阀完成此项工作的还未发现。
实用新型内容
针对蠕动泵和转动阀体的特点，本实用新型的目的在于提供一种原位多通道水体富集过滤和固定装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
本实用新型的一种结构包括蠕动泵、多通道转动阀及富集过滤组件，所述蠕动泵具有至少两个蠕动泵通道，其中一个所述蠕动泵通道的入口经外界输入通道连接有杂质过滤器，另一个所述蠕动泵通道的入口连接固定液，所述多通道转动阀与蠕动泵之间设有输入通道，所述输入通道的一端与多通道转动阀的转动阀输入口连通，所述输入通道的另一端分出与蠕动泵通道数量相同的支通道，每个所述支通道均与一个蠕动泵通道的出口相连；所述多通道转动阀具有多个转动阀输出口，各所述转动阀输出口随多通道转动阀转动，各所述转动阀输出口的一端在转动过程中分别与转动阀输入口连通，各所述转动阀输出口的另一端分别连接有过滤通道，每个所述过滤通道上均设有富集过滤组件；所述富集过滤组件包括过滤通道、过滤器及缓存箱，所述过滤通道的一端与多通道转动阀上的转动阀输出口连接，另一端依次连接所述过滤器、缓存箱。
其中：所述蠕动泵及多通道转动阀分别与控制和电源系统相连，所述控制和电源系统对蠕动泵、多通道转动阀分别进行控制和供电，完成所述多通道转动阀的正反向转换及蠕动泵的正反向运动。
各所述支通道为平行通道，每个所述支通道上均设置有只能向多通道转动阀进液的单向阀。
每个所述富集过滤组件还具有立式微量水表及单向阀，所述缓存箱的进液端与过滤器的出液端相连，所述缓存箱的出液端依次连接立式微量水表、单向阀。
本实用新型的另一种结构包括蠕动泵、多通道转动阀、二位三通阀及富集过滤组件，所述多通道转动阀与蠕动泵之间设有输出通道，所述输出通道的一端与多通道转动阀的转动阀输出口连通，所述输出通道的另一端与蠕动泵的蠕动泵入口连通，所述多通道转动阀具有多个转动阀输入口，各所述转动阀输入口随多通道转动阀转动，各所述转动阀输入口的一端在转动过程中分别与转动阀输出口连通，其中一个所述转动阀输入口的另一端连接固定液，其他转动阀输入口的另一端分别连接有过滤通道，每个所述过滤通道上均设有富集过滤组件；所述富集过滤组件包括杂质过滤器、过滤器输入通道、缓存箱、过滤器、三通及过滤器输出通道，所述过滤器输出通道的一端与转动阀输入口的另一端相连，所述过滤器输出通道的另一端与三通的一个接口连接，所述三通的第二个接口依次连接过滤器、缓存箱，所述杂质过滤器通过过滤器输入通道与缓存箱相连，所述三通的第三个接口接有排水管路；所述蠕动泵的蠕动泵出口与二位三通阀的二位三通阀入口连接，所述二位三通阀的二位三通阀常开出口通过管路接有排水口，所述二位三通阀的二位三通阀常闭出口与多通道接头的进液端相连，所述多通道接头具有与富集过滤组件数量相同的接头，每个接头均通过固定液通道接至一个富集过滤组件中的过滤器输入通道。
所述蠕动泵、多通道转动阀及二位三通阀分别与控制和电源系统相连，所述控制和电源系统对蠕动泵、多通道转动阀及二位三通阀分别进行控制和供电，完成所述多通道转动阀的正反向转换、蠕动泵的正反向运动及二位三通阀常开出口与常闭出口转换。
所述三通的一个接口与转动阀输入口之间的过滤器输出通道上设有立式微量水表，所述杂质过滤器与缓存箱之间的过滤器输入通道上设有只能向缓存箱进液的单向阀，所述固定液通道接至单向阀与缓存箱之间。
所述多通道转动阀的多通道阀芯上沿圆周方向均匀设有多个转动阀输出口或沿圆周方向均匀设有多个转动阀输入口，所述多通道转动阀具有一个转动阀输入口或具有一个转动阀输出口，所述多通道阀芯通过水下联轴器与水下电机的输出端相连，所述水下电机驱动多通道阀芯旋转、进行所述多通道转动阀上各通道的转换，所述多通道转动阀的多通道转动阀通讯端口通过多通道转动阀控制电缆与控制和电源系统相连，所述多通道转动阀通讯端口为水下电机的控制和供电端口。
本实用新型的优点与积极效果为：
1.本实用新型取样通道多，固定效果好，工作灵活稳定，并可快速、有效地获取过滤膜样品，并进行原位固定。
2.本实用新型结构小巧紧凑，设计简洁，其连通性使用单向阀体去完成，减小了大量的外部结构和额外阀体。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的结构示意图；
图2为图1中多通道转动阀的结构示意图
图3为本实用新型实施例二的结构示意图；
其中：1为单向阀A，2为立式微量水表，3为缓存箱，4为过滤器，5为过滤通道，6为转动阀输出口，7为转动阀输入口，8为输入通道，9为单向阀B，10为单向阀C，11为外界输入通道，12为蠕动泵通道A，13为蠕动泵通道B，14为蠕动泵，15为固定液，16为多通道转动阀，17为蠕动泵控制电缆，18为多通道转动阀控制电缆，19为控制和电源系统，20为蠕动泵通道A出口，21为蠕动泵通道A入口，22为蠕动泵通道B入口，23为蠕动泵通道B出口，24为杂质过滤器，25为多通道转动阀通讯端口，26为水下电机，27为水下联轴器，28为多通道阀芯，29为过滤器输入通道，30为单向阀D，31为三通，32为过滤器输出通道，33为输出通道，34为蠕动泵入口，35为蠕动泵出口，36为多通道接头，37为固定液通道，38为二位三通阀控制电缆，39为二位三通阀入口，40为二位三通阀常闭出口，41为二位三通阀常开出口，42为二位三通阀，43为排水口。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
实施例一
如图1及图2所示，本实施例包括蠕动泵14、多通道转动阀16、富集过滤组件及控制和电源系统19，蠕动泵14具有至少两个蠕动泵通道，其中一个蠕动泵通道的入口经外界输入通道11连接有杂质过滤器24，另一个蠕动泵通道的入口连接固定液15，若有更多的蠕动泵通道，可用于连通其他可注入的水体，多通道转动阀16与蠕动泵14之间设有输入通道8，输入通道8的一端与多通道转动阀16的转动阀输入口7连通，输入通道8的另一端分出与蠕动泵通道数量相同的支通道，每个支通道均与一个蠕动泵通道的出口相连；各支通道为平行通道，每个支通道上均设置有只能向多通道转动阀16进液的单向阀，利用各个单向阀流通转换。本实施例具有两个蠕动泵通道，分别为蠕动泵通道A12及蠕动泵通道B13，蠕动泵通道A12的蠕动泵通道A入口21经外界输入通道11连接有杂质过滤器24，蠕动泵通道B13的蠕动泵通道B入口22与固定液15连接，输入通道8的另一端分出两个支通道、分别与蠕动泵通道A12的蠕动泵通道A出口20及蠕动泵通道B13的蠕动泵通道B出口23相连；蠕动泵通道B出口23与输入通道8的支通道上设有只能向多通道转动阀16进液的单向阀B9，蠕动泵通道A出口20与输入通道8的支通道上设有只能向多通道转动阀16进液的单向阀C10。
多通道转动阀16具有多个转动阀输出口6，各转动阀输出口6随多通道转动阀16转动，各转动阀输出口6的一端在转动过程中分别与转动阀输入口7连通，各转动阀输出口6的另一端分别连接有过滤通道5，每个过滤通道5上均设有富集过滤组件。
本实施例的富集过滤组件包括过滤通道5、过滤器4、缓存箱3、立式微量水表2及单向阀A1，过滤通道5的一端与多通道转动阀16上的转动阀输出口6连接，另一端与过滤器4的进液端连接，过滤器4的出液端与缓存箱3的进液端连接，缓存箱3的出液端依次连接立式微量水表2及单向阀A1；缓存箱用于固定液的过滤缓存，再经单向阀A1扩散，先扩散缓存箱3中的固定液，使过滤器4中的固定液持续更长时间。立式微量水表2可以测量各个过滤通道5中过滤器4所过滤的水体流量。
本实施例的多通道转动阀16的多通道阀芯28上沿圆周方向均匀设有多个转动阀输出口6，多通道转动阀16具有一个转动阀输入口7，多通道阀芯28通过水下联轴器27与水下电机26的输出端相连，水下电机26驱动多通道阀芯28旋转、进行多通道转动阀16上各通道的转换，多通道转动阀16的多通道转动阀通讯端口25通过多通道转动阀控制电缆18与控制和电源系统19相连，多通道转动阀通讯端口25为水下电机26的控制和供电端口。蠕动泵14通过蠕动泵控制电缆17与控制和电源系统19相连，控制和电源系统19对蠕动泵14、多通道转动阀16分别进行控制和供电，完成多通道转动阀16的正反向转换及蠕动泵14的正反向运动。
本实施例中各单向阀的开启压力为0.1MPa，反向压力为1MPa；过滤通道5的所有管路为法国saint-gobain(圣戈班)公司生产；过滤器4为MILLIPORE的不锈钢平板过滤器(142mm或者90mm)；固定液为RNAlater液体。本实施例的控制和电源系统19为现有技术，在此不再赘述。
本实施例原位多通道水体富集过滤和固定方法，包括如下步骤：
步骤一，岸基端整体拆解清洗工作；对装置整体进行分解拆卸，然后进行清洗；
步骤二，清洗后进行组装，初始状态下，固定液15装入RNAlater液体；
步骤三，利用船上缆绳将装置下放到所需水深，进行富集过滤和固定工作；控制和电源系统19控制多通道转动阀16将转动阀输入口7与一个转动阀输出口6连通，开启蠕动泵14上的蠕动泵通道A12，使得外界水体依次经过杂质过滤器24、外界输入通道11、蠕动泵通道A入口21、蠕动泵通道A出口20、单向阀C10、输入通道8、转动阀输入口7、转动阀输出口6后进入一个过滤通道5，再通过该过滤通道5上的过滤器4、缓存箱3、立式微量水表2、单向阀A1后扩散，在流经过滤器4时，外界水体富集过滤到过滤器4上面；
步骤四，反向开启蠕动泵14上与固定液15连接的蠕动泵通道B13，使得固定液15依次经过蠕动泵通道B入口22、蠕动泵通道B出口23、单向阀B9、输入通道8、转动阀输入口7、转动阀输出口6后进入同一个过滤通道5，再通过该过滤通道5上的过滤器4、缓存箱3、立式微量水表2、单向阀A1后扩散，在流经过滤器4时，固定液15过滤到过滤器4上面，缓存箱3实现固定液15的微量存储；即，经过过滤器4的固定液进入缓存箱3，向外扩散时先扩散缓存箱3中的固定液，使过滤器4中的固定液持续更长时间；
步骤五，控制和电源系统19控制多通道转动阀16将转动阀输入口7与下一个转动阀输出口6连通，实现其他过滤通道5的过滤，并重复步骤三、步骤四；
步骤六，岸基端取样和取膜工作；回收到岸基端，拆卸各过滤器4，取出过滤膜，完成整体作业。
实施例二
如图2及图3所示，本实施例包括蠕动泵14、多通道转动阀16、二位三通阀42、富集过滤组件及控制和电源系统19，多通道转动阀16与蠕动泵14之间设有输出通道33，输出通道33的一端与多通道转动阀16的转动阀输出口6连通，输出通道33的另一端与蠕动泵14的蠕动泵入口34连通，多通道转动阀16具有多个转动阀输入口7，各转动阀输入口7随多通道转动阀16转动，各转动阀输入口7的一端在转动过程中分别与转动阀输出口6连通，其中一个转动阀输入口7的另一端连接固定液15，其他转动阀输入口7的另一端分别连接有过滤通道，每个过滤通道上均设有富集过滤组件。
本实施例的富集过滤组件包括杂质过滤器24、单向阀A1、过滤器输入通道29、缓存箱3、过滤器4、三通31、立式微量水表2、过滤器输出通道32及单向阀D30，过滤器输出通道32的一端与转动阀输入口7的另一端相连，过滤器输出通道32的另一端与三通31的一个接口连接，三通31的第二个接口与过滤器4的出液端连接，过滤器4的进液端与缓存箱3的出液端连接，杂质过滤器24通过过滤器输入通道29与缓存箱3的进液端相连，过滤器输入通道29上设有只能向缓存箱3进液的单向阀A1；三通31的第三个接口接有排水管路，排水管路上设有只能向外界排水的单向阀D30。
本实施例的蠕动泵14的蠕动泵出口35与二位三通阀42的二位三通阀入口39连接，二位三通阀42的二位三通阀常开出口41通过管路接有排水口43，二位三通阀42的二位三通阀常闭出口40与多通道接头36的进液端相连，多通道接头36具有与富集过滤组件数量相同的接头，每个接头均通过固定液通道37接至一个富集过滤组件中的过滤器输入通道29、位于单向阀A1与缓存箱3之间。
本实施例的多通道转动阀16的多通道阀芯28上沿圆周方向均匀设有多个转动阀输入口7，多通道转动阀16具有一个转动阀输出口6，多通道阀芯28通过水下联轴器27与水下电机26的输出端相连，水下电机26驱动多通道阀芯28旋转、进行多通道转动阀16上各通道的转换，多通道转动阀16的多通道转动阀通讯端口25通过多通道转动阀控制电缆18与控制和电源系统19相连，多通道转动阀通讯端口25为水下电机26的控制和供电端口。蠕动泵14通过蠕动泵控制电缆17与控制和电源系统19连接，二位三通阀42通过二位三通阀控制电缆38与控制和电源系统19相连，控制和电源系统19对蠕动泵14、多通道转动阀16及二位三通阀42分别进行控制和供电，完成多通道转动阀16的正反向转换、蠕动泵14的正反向运动及二位三通阀42常开出口与常闭出口转换。
本实施例中各单向阀的开启压力为0.1MPa，反向压力为1MPa；过滤通道5的所有管路为法国saint-gobain(圣戈班)公司生产；过滤器4为MILLIPORE的不锈钢平板过滤器(142mm或者90mm)；固定液为RNAlater液体。本实施例的控制和电源系统19为现有技术，在此不再赘述。
本实施例原位多通道水体富集过滤和固定方法，包括如下步骤：
步骤一，岸基端整体拆解清洗工作；对装置整体进行分解拆卸，然后进行清洗；
步骤二，清洗后进行组装，初始状态下，固定液15装入RNAlater液体；
步骤三，利用船上缆绳将装置下放到所需水深，进行富集过滤和固定工作；控制和电源系统19控制多通道转动阀16将一个连接富集过滤组件的转动阀输入口7与转动阀输出口6连通，开启蠕动泵14，二位三通阀42的二位三通阀常开出口41打开，与转动阀输出口6连通的转动阀输入口7所连接的富集过滤组件工作，外界水体依次经过杂质过滤器24、单向阀A1、过滤器输入通道29、缓存箱3、过滤器4、三通31、过滤器输出通道32、转动阀输入口7、转动阀输出口6、输出通道33、蠕动泵入口34、蠕动泵出口35、二位三通阀入口39、二位三通阀常开出口41、排水口43排出，或/和外界水体在经过过滤器4后由三通31的第三个接口、经单向阀D由排水管路排出，在流经过滤器4时，外界水体富集过滤到过滤器4上面；
步骤四，多通道转动阀16将与固定液15连接的转动阀输入口7与转动阀输出口6连通，开启蠕动泵14，二位三通阀42的二位三通阀常闭出口40打开，固定液15依次经过转动阀输入口7、转动阀输出口6、输出通道33、蠕动泵入口34、蠕动泵出口35、二位三通阀入口39、二位三通阀常闭出口40、多通道接头36、固定液通道37、缓存箱3、富集外界水体的过滤器4后由三通31第三个接口、经单向阀D30由排水管路排出，在流经富集外界水体的过滤器4时，固定液15过滤到过滤器4上面，缓存箱3实现固定液15的微量存储；
步骤五，控制和电源系统19控制多通道转动阀16将转动阀输出口6与下一个转动阀输入口7连通，实现其他过滤通道的过滤，并重复步骤三、步骤四；
步骤六，岸基端取样和取膜工作；回收到岸基端，拆卸各过滤器4，取出过滤膜，完成整体作业。
本实用新型结构小巧紧凑，耐腐蚀性能强，富集过滤通道多，可广泛应用于需要严格固定的的大洋深海水体样品。本实用新型满足深海水体的高通量过滤和固定需求，满足DNA和RNA的原始数据的获取，可用于深海微生物研究。
Claims (8)
1.一种原位多通道水体富集过滤和固定装置，其特征在于：包括蠕动泵(14)、多通道转动阀(16)及富集过滤组件，所述蠕动泵(14)具有至少两个蠕动泵通道，其中一个所述蠕动泵通道的入口经外界输入通道(11)连接有杂质过滤器(24)，另一个所述蠕动泵通道的入口连接固定液(15)，所述多通道转动阀(16)与蠕动泵(14)之间设有输入通道(8)，所述输入通道(8)的一端与多通道转动阀(16)的转动阀输入口(7)连通，所述输入通道(8)的另一端分出与蠕动泵通道数量相同的支通道，每个所述支通道均与一个蠕动泵通道的出口相连；所述多通道转动阀(16)具有多个转动阀输出口(6)，各所述转动阀输出口(6)随多通道转动阀(16)转动，各所述转动阀输出口(6)的一端在转动过程中分别与转动阀输入口(7)连通，各所述转动阀输出口(6)的另一端分别连接有过滤通道(5)，每个所述过滤通道(5)上均设有富集过滤组件；所述富集过滤组件包括过滤通道(5)、过滤器(4)及缓存箱(3)，所述过滤通道(5)的一端与多通道转动阀(16)上的转动阀输出口(6)连接，另一端依次连接所述过滤器(4)、缓存箱(3)。
2.根据权利要求1所述的原位多通道水体富集过滤和固定装置，其特征在于：所述蠕动泵(14)及多通道转动阀(16)分别与控制和电源系统(19)相连，所述控制和电源系统(19)对蠕动泵(14)、多通道转动阀(16)分别进行控制和供电，完成所述多通道转动阀(16)的正反向转换及蠕动泵(14)的正反向运动。
3.根据权利要求1所述的原位多通道水体富集过滤和固定装置，其特征在于：各所述支通道为平行通道，每个所述支通道上均设置有只能向多通道转动阀(16)进液的单向阀。
4.根据权利要求1所述的原位多通道水体富集过滤和固定装置，其特征在于：每个所述富集过滤组件还具有立式微量水表(2)及单向阀，所述缓存箱(3)的进液端与过滤器(4)的出液端相连，所述缓存箱(3)的出液端依次连接立式微量水表(2)、单向阀。
5.一种原位多通道水体富集过滤和固定装置，其特征在于：包括蠕动泵(14)、多通道转动阀(16)、二位三通阀(42)及富集过滤组件，所述多通道转动阀(16)与蠕动泵(14)之间设有输出通道(33)，所述输出通道(33)的一端与多通道转动阀(16)的转动阀输出口(6)连通，所述输出通道(33)的另一端与蠕动泵(14)的蠕动泵入口(34)连通，所述多通道转动阀(16)具有多个转动阀输入口(7)，各所述转动阀输入口(7)随多通道转动阀(16)转动，各所述转动阀输入口(7)的一端在转动过程中分别与转动阀输出口(6)连通，其中一个所述转动阀输入口(7)的另一端连接固定液(15)，其他转动阀输入口(7)的另一端分别连接有过滤通道，每个所述过滤通道上均设有富集过滤组件；所述富集过滤组件包括杂质过滤器(24)、过滤器输入通道(29)、缓存箱(3)、过滤器(4)、三通(31)及过滤器输出通道(32)，所述过滤器输出通道(32)的一端与转动阀输入口(7)的另一端相连，所述过滤器输出通道(32)的另一端与三通(31)的一个接口连接，所述三通(31)的第二个接口依次连接过滤器(4)、缓存箱(3)，所述杂质过滤器(24)通过过滤器输入通道(29)与缓存箱(3)相连，所述三通(31)的第三个接口接有排水管路；所述蠕动泵(14)的蠕动泵出口(35)与二位三通阀(42)的二位三通阀入口(39)连接，所述二位三通阀(42)的二位三通阀常开出口(41)通过管路接有排水口(43)，所述二位三通阀(42)的二位三通阀常闭出口(40)与多通道接头(36)的进液端相连，所述多通道接头(36)具有与富集过滤组件数量相同的接头，每个接头均通过固定液通道(37)接至一个富集过滤组件中的过滤器输入通道(29)。
6.根据权利要求5所述的原位多通道水体富集过滤和固定装置，其特征在于：所述蠕动泵(14)、多通道转动阀(16)及二位三通阀(42)分别与控制和电源系统(19)相连，所述控制和电源系统(19)对蠕动泵(14)、多通道转动阀(16)及二位三通阀(42)分别进行控制和供电，完成所述多通道转动阀(16)的正反向转换、蠕动泵(14)的正反向运动及二位三通阀(42)常开出口与常闭出口转换。
7.根据权利要求5所述的原位多通道水体富集过滤和固定装置，其特征在于：所述三通(31)的一个接口与转动阀输入口(7)之间的过滤器输出通道(32)上设有立式微量水表(2)，所述杂质过滤器(24)与缓存箱(3)之间的过滤器输入通道(29)上设有只能向缓存箱(3)进液的单向阀，所述固定液通道(37)接至单向阀与缓存箱(3)之间。
8.根据权利要求1或5所述的原位多通道水体富集过滤和固定装置，其特征在于：所述多通道转动阀(16)的多通道阀芯(28)上沿圆周方向均匀设有多个转动阀输出口(6)或沿圆周方向均匀设有多个转动阀输入口(7)，所述多通道转动阀(16)具有一个转动阀输入口(7)或具有一个转动阀输出口(6)，所述多通道阀芯(28)通过水下联轴器(27)与水下电机(26)的输出端相连，所述水下电机(26)驱动多通道阀芯(28)旋转、进行所述多通道转动阀(16)上各通道的转换，所述多通道转动阀(16)的多通道转动阀通讯端口(25)通过多通道转动阀控制电缆(18)与控制和电源系统(19)相连，所述多通道转动阀通讯端口(25)为水下电机(26)的控制和供电端口。
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2022
- 2022-01-25 CN CN202220194524.9U patent/CN216778182U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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