深海微生物開(kāi)蓋式培養(yǎng)艙的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于深海微生物原位定植培養(yǎng)系統(tǒng)工具領(lǐng)域，具體涉及一種深海微生物培養(yǎng)艙。一種深海微生物開(kāi)蓋式培養(yǎng)艙，其技術(shù)方案是，它包括：直線軸承（1）、拉簧（2）、壓力補(bǔ)償腔（3）、固定頂板（4）、深海電機(jī)組件（5）、固定底板（6）、軟管（7）和培養(yǎng)艙本體（8）；本發(fā)明通過(guò)深海電機(jī)組件（5）轉(zhuǎn)動(dòng)頂開(kāi)培養(yǎng)艙本體（8）的端蓋，在完全開(kāi)放的狀態(tài)下進(jìn)行微生物富集培養(yǎng)，在布放和回收過(guò)程中，關(guān)閉培養(yǎng)艙本體（8）的端蓋實(shí)現(xiàn)微生物培養(yǎng)艙體密封。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)深海原位狀態(tài)的微生物富集培養(yǎng)；采用壓力補(bǔ)償腔（3）可確保樣品回收時(shí)的安全性并有效減輕整套系統(tǒng)重量。
【專利說(shuō)明】深海微生物開(kāi)蓋式培養(yǎng)艙
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于深海微生物原位定植培養(yǎng)系統(tǒng)工具領(lǐng)域，具體涉及一種深海微生物培養(yǎng)艙。
【背景技術(shù)】
[0002]深海是地球上最大的基因資源庫(kù)。國(guó)際公認(rèn)，深海中蘊(yùn)藏著地球行最為豐富的物種多樣性和最大的生物量，而且熱液口可能是地球生命起源的地方。近幾年來(lái)，國(guó)際社會(huì)對(duì)國(guó)際海域遺傳資源普遍重視。無(wú)論發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家，都認(rèn)識(shí)到了管轄之外的海洋遺傳資源的重大潛在應(yīng)用價(jià)值。特別是深海極端環(huán)境中的生物資源和深海熱液口生態(tài)系統(tǒng)及其所蘊(yùn)藏的特殊生物資源引起了國(guó)際社會(huì)的高度關(guān)注。
[0003]由于世界先進(jìn)國(guó)家從事深海生物資源研究已經(jīng)有數(shù)十年的歷史，加上其所具有的先進(jìn)取樣手段，他們已經(jīng)從深海采集了大量的樣品，比如美國(guó)等國(guó)家對(duì)大西洋洋中脊之熱液口和西太平洋洋中脊和裂谷之熱液口的沉積物樣品和生物樣品都已進(jìn)行了較為系統(tǒng)的取樣和研究，基本完成了從事深海極端環(huán)境科學(xué)研究所必須的原始積累，為其對(duì)深海極端環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)及其資源的開(kāi)發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)。
[0004]深海沉積物及水體中蘊(yùn)藏著大量的微生物，但是99.9%的物種不能在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)。深海觀測(cè)技術(shù)的落后成為限制我國(guó)深海生態(tài)研究的一個(gè)主要瓶頸。雖然我國(guó)也進(jìn)行了一定的海洋觀測(cè)技術(shù)研究，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，缺乏針對(duì)深海生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)自動(dòng)觀測(cè)方面缺乏自主研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)和成熟設(shè)備，阻礙了深海生態(tài)研究的深入開(kāi)展，在深海戰(zhàn)略研究發(fā)展上處于不利地位。目前我國(guó)急需自主開(kāi)發(fā)深海生物采樣或培養(yǎng)設(shè)備，以滿足深海生物資源開(kāi)發(fā)利用和生態(tài)系統(tǒng)科學(xué)研究需要。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是:為深海微生物原位定植培養(yǎng)系統(tǒng)提供安全可靠的原位富集、培養(yǎng)工具，提供一種海微生物培養(yǎng)艙。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種深海微生物開(kāi)蓋式培養(yǎng)艙，它包括:直線軸承、拉簧、壓力補(bǔ)償腔、固定頂板、深海電機(jī)組件、固定底板、軟管和培養(yǎng)艙本體；
[0007]培養(yǎng)艙本體包括:培養(yǎng)艙端蓋、導(dǎo)向軸、培養(yǎng)艙殼體和端直通接頭A ;培養(yǎng)艙端蓋與培養(yǎng)艙殼體的開(kāi)口端結(jié)合處設(shè)有O形圈，培養(yǎng)艙端蓋的上表面固定安裝有四根導(dǎo)向軸，培養(yǎng)艙殼體的側(cè)壁設(shè)有端直通接頭A ；
[0008]壓力補(bǔ)償腔包括:壓力補(bǔ)償端蓋、壓力補(bǔ)償殼體、壓力平衡活塞與端直通接頭B ；壓力補(bǔ)償端蓋的中心位置設(shè)有通孔，壓力補(bǔ)償端蓋安裝在壓力補(bǔ)償殼體的開(kāi)口端，壓力平衡活塞安裝在壓力補(bǔ)償殼體的內(nèi)部，通過(guò)O形圈與壓力補(bǔ)償殼體的內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)徑向密封，端直通接頭B設(shè)置在壓力補(bǔ)償殼體的底部；
[0009]深海電機(jī)組件包括:頂蓋、電機(jī)組件殼體、深海機(jī)油、底蓋、水密接插件、壓力平衡活塞、深海電機(jī)和絲杠；頂蓋安裝在電機(jī)組件殼體的開(kāi)口端，并通過(guò)O形圈實(shí)現(xiàn)密封；壓力平衡活塞安裝在電機(jī)組件殼體內(nèi)，與頂蓋配合形成密封腔，深海電機(jī)安裝在密封腔內(nèi)，其輸出軸連接絲杠，絲杠從頂蓋伸出，密封腔內(nèi)注入深海機(jī)油；底蓋安裝在電機(jī)組件殼體的另一開(kāi)口端，其上設(shè)有與深海電機(jī)連接的水密接插件；
[0010]整體連接關(guān)系為:培養(yǎng)艙本體通過(guò)其培養(yǎng)艙殼體安裝在固定底板上，拉簧一端固定安裝在固定底板，另一端連接培養(yǎng)艙端蓋，深海電機(jī)組件與壓力補(bǔ)償腔安裝在培養(yǎng)艙殼體外側(cè)，端直通接頭A與端直通接頭B通過(guò)軟管連接；導(dǎo)向軸配合安裝有直線軸承；固定頂板套接在四根導(dǎo)向軸上，并與絲杠配合連接，四根導(dǎo)向軸的頂部設(shè)有螺母進(jìn)行限位。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:1.本發(fā)明突破深海微生物陸地培養(yǎng)困難的技術(shù)瓶頸，大幅提高我國(guó)深海和極地生物資源研究開(kāi)發(fā)技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力，保障資源的可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用；提高我國(guó)深海生態(tài)觀測(cè)的技術(shù)水平和生物基因資源的獲取能力，增加國(guó)家的戰(zhàn)略資源儲(chǔ)備，保障我國(guó)在國(guó)際海底事物的話語(yǔ)權(quán)；
[0012]2.本發(fā)明設(shè)計(jì)四根導(dǎo)向軸導(dǎo)向，以確保在長(zhǎng)時(shí)間水下工作后，培養(yǎng)艙端蓋回收位置準(zhǔn)確；培養(yǎng)艙端蓋與培養(yǎng)艙殼體口部貼合處設(shè)有O型圈，能夠更好的實(shí)現(xiàn)密封；
[0013]3.壓力補(bǔ)償腔可自動(dòng)平衡培養(yǎng)艙體內(nèi)外壓力，從而可確保樣品回收時(shí)的安全性并有效減輕整套系統(tǒng)重量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為圖1的A-A向示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明壓力補(bǔ)償腔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明深海電機(jī)組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明培養(yǎng)艙本體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]其中，1-直線軸承、2-拉簧、3-壓力補(bǔ)償腔、3-1-壓力補(bǔ)償端蓋、3-2-壓力補(bǔ)償殼體、3_3_壓力平衡活塞、3_4_端直通接頭B、4_固定頂板、5_深海電機(jī)組件、5_1_頂蓋、5-2-電機(jī)組件殼體、5-3-深海機(jī)油、5-4-底蓋、5-5-水密接插件、5-6-壓力平衡活塞、5-7-深海電機(jī)、5-8-絲杠、6-固定底板、7-軟管、8-培養(yǎng)艙本體、8_1_培養(yǎng)艙端蓋、8_2_單向閥安裝座、8-3-嵌入式單向閥、8-4-導(dǎo)向軸、8-5-培養(yǎng)艙殼體、8-6端直通接頭A。
【具體實(shí)施方式】
[0020]參見(jiàn)附圖1，一種深海微生物開(kāi)蓋式培養(yǎng)艙，它包括:直線軸承1、拉簧2、壓力補(bǔ)償腔3、固定頂板4、深海電機(jī)組件5、固定底板6、軟管7和培養(yǎng)艙本體8 ；
[0021]參見(jiàn)附圖5，培養(yǎng)艙本體8包括:培養(yǎng)艙端蓋8-1、導(dǎo)向軸8-4、培養(yǎng)艙殼體8-5和端直通接頭A8-6 ;培養(yǎng)艙端蓋8-1與培養(yǎng)艙殼體8-5的開(kāi)口端結(jié)合處設(shè)有O形圈，培養(yǎng)艙端蓋8-1的上表面固定安裝有四根導(dǎo)向軸8-4，培養(yǎng)艙殼體8-5的側(cè)壁設(shè)有端直通接頭A8-6 ；
[0022]參見(jiàn)附圖3，壓力補(bǔ)償腔3包括:壓力補(bǔ)償端蓋3-1、壓力補(bǔ)償殼體3-2、壓力平衡活塞3-3與端直通接頭B3-4 ;壓力補(bǔ)償端蓋3-1的中心位置設(shè)有通孔，壓力補(bǔ)償端蓋3-1安裝在壓力補(bǔ)償殼體3-2的開(kāi)口端，壓力平衡活塞3-3安裝在壓力補(bǔ)償殼體3-2的內(nèi)部，通過(guò)O形圈與壓力補(bǔ)償殼體3-2的內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)徑向密封，端直通接頭B3-4設(shè)置在壓力補(bǔ)償殼體3-2的底部；[0023]參見(jiàn)附圖4，深海電機(jī)組件5包括:頂蓋5-1、電機(jī)組件殼體5-2、深海機(jī)油5_3、底蓋5-4、水密接插件5-5、壓力平衡活塞5-6、深海電機(jī)5-7和T形絲杠5_8 ;頂蓋5_1安裝在電機(jī)組件殼體5-2的開(kāi)口端，并通過(guò)O形圈實(shí)現(xiàn)密封；壓力平衡活塞5-6安裝在電機(jī)組件殼體5-2內(nèi)，與頂蓋5-1配合形成密封腔，深海電機(jī)5-7安裝在密封腔內(nèi)，其輸出軸連接T形絲杠5-8，絲杠5-8從頂蓋5-1伸出，密封腔內(nèi)注入深海機(jī)油5-3 ;底蓋5_4安裝在電機(jī)組件殼體5-2的另一開(kāi)口端，其上設(shè)有與深海電機(jī)5-7連接的水密接插件5-5，深海電機(jī)5-7通過(guò)水密接插件5-5與外部電源連接；
[0024]整體連接關(guān)系為:培養(yǎng)艙本體8的培養(yǎng)艙殼體8-5安裝在固定底板6上，拉簧2 —端固定安裝在固定底板6，另一端連接培養(yǎng)艙端蓋8-1，深海電機(jī)組件5與壓力補(bǔ)償腔3安裝在培養(yǎng)艙殼體8-5外側(cè)，端直通接頭A8-6與端直通接頭B3-4通過(guò)軟管7連接；導(dǎo)向軸8-4配合安裝有直線軸承I ;固定頂板6套接在四根導(dǎo)向軸8-4上，并與絲杠5-8配合連接，四根導(dǎo)向軸8-4的頂部設(shè)有螺母進(jìn)行限位；
[0025]培養(yǎng)艙本體8在布放前培養(yǎng)艙端蓋8-1處于關(guān)閉狀態(tài),布放后，通過(guò)設(shè)定時(shí)間或水聲通信指令，啟動(dòng)深海電機(jī)組件5，深海電機(jī)5-7轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲杠5-8轉(zhuǎn)動(dòng)，與絲杠5-8配合連接的固定頂板6沿導(dǎo)向軸8-4向上運(yùn)動(dòng)，接觸到導(dǎo)向軸8-4上的螺母后，帶動(dòng)培養(yǎng)艙端蓋8-1向上運(yùn)動(dòng)，使外部海水進(jìn)入培養(yǎng)艙殼體8-5內(nèi)；經(jīng)過(guò)水下工作一定時(shí)間后，啟動(dòng)深海電機(jī)5-7反向轉(zhuǎn)動(dòng)，使絲杠5-8向下移動(dòng)，培養(yǎng)艙端蓋8-1在絲杠5-8和拉簧2的雙重拉動(dòng)下向下運(yùn)動(dòng)，直至關(guān)閉；
[0026]在布放/回收過(guò)程中，隨著深度的變化，外界海水壓力變化，培養(yǎng)艙本體8內(nèi)外壓差增大,壓力補(bǔ)償腔3在海水的作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)；隨著壓力平衡活塞3-3的運(yùn)動(dòng),培養(yǎng)艙殼體8-5內(nèi)部壓力產(chǎn)生變化，直至內(nèi)外壓差近似平衡；壓力補(bǔ)償腔3可自動(dòng)平衡培養(yǎng)艙體內(nèi)外壓力，從而可確保樣品回收時(shí)的安全性并有效減輕重量；
[0027]較優(yōu)的，為實(shí)現(xiàn)更好的密封，培養(yǎng)艙端蓋8-1與培養(yǎng)艙殼體8-5的配合處為錐面設(shè)計(jì)，這樣在培養(yǎng)艙端蓋下降過(guò)`程中，錐面可以起到良好的導(dǎo)向作用。
[0028]較優(yōu)的，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)培養(yǎng)艙本體壓力的雙重保險(xiǎn)，培養(yǎng)艙本體8還包括:單向閥安裝座8-2與嵌入式單向閥8-3 ;單向閥安裝座8-2安裝在培養(yǎng)艙端蓋8-1的中心位置，嵌入式單向閥8-3安裝在單向閥安裝座8-2內(nèi)，通過(guò)嵌入式單向閥8-3的開(kāi)啟實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)艙殼體8-5內(nèi)部與外界的相通；當(dāng)壓力補(bǔ)償殼體3-2內(nèi)壓力與外界海水壓力相差到設(shè)定數(shù)值時(shí)，嵌入式單向閥8-3開(kāi)啟，海水進(jìn)入壓力補(bǔ)償殼體3-2內(nèi)，以確保實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)艙內(nèi)、外壓平衡，后續(xù)培養(yǎng)艙端蓋8-1的順利開(kāi)啟。
【權(quán)利要求】
1.一種深海微生物開(kāi)蓋式培養(yǎng)艙，其特征是，它包括:直線軸承(I)、拉簧(2)、壓力補(bǔ)償腔(3)、固定頂板(4)、深海電機(jī)組件(5)、固定底板(6)、軟管(7)和培養(yǎng)艙本體(8)； 所述培養(yǎng)艙本體(8)包括:培養(yǎng)艙端蓋(8-1)、導(dǎo)向軸(8-4)、培養(yǎng)艙殼體(8-5)和端直通接頭A (8-6);所述培養(yǎng)艙端蓋(8-1)與培養(yǎng)艙殼體(8-5)的開(kāi)口端結(jié)合處設(shè)有O形圈，所述培養(yǎng)艙端蓋(8-1)的上表面固定安裝有四根導(dǎo)向軸(8-4),所述培養(yǎng)艙殼體(8-5)的側(cè)壁設(shè)有端直通接頭A (8-6)； 所述壓力補(bǔ)償腔(3)包括:壓力補(bǔ)償端蓋(3-1)、壓力補(bǔ)償殼體(3-2)、壓力平衡活塞(3-3)與端直通接頭B (3-4);所述壓力補(bǔ)償端蓋(3-1)的中心位置設(shè)有通孔，所述壓力補(bǔ)償端蓋(3-1)安裝在所述壓力補(bǔ)償殼體(3-2)的開(kāi)口端，所述壓力平衡活塞(3-3)安裝在所述壓力補(bǔ)償殼體(3-2)的內(nèi)部，通過(guò)O形圈與所述壓力補(bǔ)償殼體(3-2)的內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)徑向密封，所述端直通接頭B (3-4)設(shè)置在所述壓力補(bǔ)償殼體(3-2)的底部； 所述深海電機(jī)組件(5)包括:頂蓋(5-1)、電機(jī)組件殼體(5-2)、深海機(jī)油(5-3)、底蓋(5-4)、水密接插件(5-5)、壓力平衡活塞(5-6)、深海電機(jī)(5-7)和絲杠(5_8);所述頂蓋(5-1)安裝在所述電機(jī)組件殼體(5-2)的開(kāi)口端，并通過(guò)O形圈實(shí)現(xiàn)密封；所述壓力平衡活塞(5-6)安裝在所述電機(jī)組件殼體(5-2)內(nèi)，與所述頂蓋(5-1)配合形成密封腔，所述深海電機(jī)(5-7)安裝在所述密封腔內(nèi)，其輸出軸連接所述絲杠(5-8)，絲杠(5-8)從所述頂蓋(5-1)伸出，所述密封腔內(nèi)注入所述深海機(jī)油(5-3 );所述底蓋(5-4)安裝在所述電機(jī)組件殼體(5-2)的另一開(kāi)口端，其上設(shè)有與所述深海電機(jī)(5-7)連接的所述水密接插件(5-5)；整體連接關(guān)系為:所述培養(yǎng)艙本體(8)通過(guò)其所述培養(yǎng)艙殼體(8-5)安裝在所述固定底板(6)上，所述拉簧(2) —端固定安裝在所述固定底板(6)，另一端連接所述培養(yǎng)艙端蓋(8-1)，所述深海電機(jī)組件(5)與所述壓力補(bǔ)償腔(3)安裝在所述培養(yǎng)艙殼體(8-5)外側(cè)，所述端直通接頭A (8-6)與所述端直通接頭B (3-4)通過(guò)所述軟管(7)連接；所述導(dǎo)向軸(8-4 )配合安裝有所述直線軸承(I);所述固定頂板(6 )套接在所述四根導(dǎo)向軸(8-4 )上，并與所述絲杠(5-8)配合連接，所述四根導(dǎo)向軸(8-4)的頂部設(shè)有螺母進(jìn)行限位。
2.如權(quán)利要求1所述的``一種深海微生物開(kāi)蓋式培養(yǎng)艙,其特征是,所述培養(yǎng)艙端蓋(8-1)與所述培養(yǎng)艙殼體(8-5)的配合處為錐面設(shè)計(jì)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種深海微生物開(kāi)蓋式培養(yǎng)艙，其特征是，所述培養(yǎng)艙本體(8)還包括:單向閥安裝座(8-2)與嵌入式單向閥(8-3);所述單向閥安裝座(8-2)安裝在所述培養(yǎng)艙端蓋(8-1)的中心位置，所述嵌入式單向閥(8-3)安裝在所述單向閥安裝座(8-2)內(nèi)，通過(guò)所述嵌入式單向閥(8-3)的開(kāi)啟實(shí)現(xiàn)所述培養(yǎng)艙殼體(8-5)內(nèi)部與外界的相通；當(dāng)所述壓力補(bǔ)償殼體(3-2)內(nèi)壓力與外界海水壓力相差到設(shè)定數(shù)值時(shí)，所述嵌入式單向閥(8-3 )開(kāi)啟，海水進(jìn)入所述壓力補(bǔ)償殼體(3-2 )內(nèi)。
【文檔編號(hào)】C12M1/00GK103484355SQ201310402995
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】黃楠, 任翀, 張翠蘭, 林江, 黃強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一〇研究所