深海微生物循環(huán)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。一種深海微生物開蓋式培養(yǎng)艙，其技術(shù)方案是，它包括：它包括：后蓋板（1）、密封艙殼體（2）、前蓋板組件（3）、軟管以及培養(yǎng)艙（5）；本發(fā)明通過前蓋板組件（3）、軟管（4）以及培養(yǎng)艙（5）形成海水循環(huán)回路，通過不斷的循環(huán)海水從而進(jìn)行微生物富集培養(yǎng)，在布放和回收本發(fā)明的過程中，對微生物培養(yǎng)艙體密封，設(shè)置傳感器監(jiān)測微生物培養(yǎng)艙體內(nèi)的水質(zhì)參數(shù)；采用壓力補(bǔ)償裝置（5-4）確保樣品回收時的安全性并有效減輕整套系統(tǒng)重量。
【專利說明】深海微生物循環(huán)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。國際公認(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，國際社會對國際海域遺傳資源普遍重視。無論發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，都認(rèn)識到了管轄之外的海洋遺傳資源的重大潛在應(yīng)用價值。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際社會的高度關(guān)注。
[0003]由于世界先進(jìn)國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，比如美國等國家對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，為其對深海極端環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)及其資源的開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)。
`中蘊(yùn)藏著大量的微生物，但是99.9%的物種不能在實驗室培養(yǎng)。深海觀測技術(shù)的落后成為限制我國深海生態(tài)研究的一個主要瓶頸。雖然我國也進(jìn)行了一定的海洋觀測技術(shù)研究，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家，缺乏針對深海生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)自動觀測方面缺乏自主研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)和成熟設(shè)備，阻礙了深海生態(tài)研究的深入開展，在深海戰(zhàn)略研究發(fā)展上處于不利地位。目前我國急需自主開發(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:為獲取深海水體中的特殊功能微生物提供一種海微生物培養(yǎng)艙。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種深海微生物循環(huán)式培養(yǎng)艙，它包括:后蓋板、密封艙殼體、前蓋板組件、軟管以及培養(yǎng)艙；
[0007]密封艙殼體為兩端開口的空心圓柱體結(jié)構(gòu)；
[0008]前蓋板組件包括:電磁閥A、圓盤、支桿、前蓋板、溶解氧傳感器、PH值傳感器、電磁閥B ;溶解氧傳感器與PH值傳感器安裝在前蓋板上表面的中心位置；前蓋板的下表面通過支桿連接圓盤，圓盤的另一面安裝有電磁閥A與電磁閥B ；
[0009]培養(yǎng)艙包括:培養(yǎng)艙殼體、海水泵和壓力補(bǔ)償裝置；培養(yǎng)艙殼體的一端開口另一端封閉，在其開口端設(shè)有連接法蘭；在培養(yǎng)艙殼體的外壁設(shè)有海水泵與壓力補(bǔ)償裝置；壓力補(bǔ)償裝置包括:端直通接頭、壓力補(bǔ)償腔、活塞以及端蓋；壓力補(bǔ)償腔通過端直通接頭與培養(yǎng)艙殼體內(nèi)部連通、壓力補(bǔ)償腔通過端蓋與外界相通，活塞設(shè)置在壓力補(bǔ)償腔內(nèi)；
[0010]整體連接關(guān)系為:密封艙殼體的后端固定安裝后蓋板，前端固定安裝前蓋板組件中的前蓋板；培養(yǎng)艙殼體通過開口端的連接法蘭安裝在前蓋板，電磁閥A與電磁閥B的閥門兩端均連接有軟管，其中電磁閥A的兩根軟管連通外界與培養(yǎng)艙殼體內(nèi)部，電磁閥B的兩根軟管連通培養(yǎng)艙殼體內(nèi)部與海水泵。
[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，大幅提高我國深海和極地生物資源研究開發(fā)技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力，保障資源的可持續(xù)開發(fā)利用；提高我國深海生態(tài)觀測的技術(shù)水平和生物基因資源的獲取能力，增加國家的戰(zhàn)略資源儲備，保障我國在國際海底事物的話語權(quán)； [0012]2.海水泵與前端蓋組件內(nèi)的電磁閥以及軟管，形成海水循環(huán)回路通過海水泵使海水循環(huán)進(jìn)行微生物富集培養(yǎng)，在布放和回收過程中，關(guān)閉電磁閥實現(xiàn)微生物培養(yǎng)艙體密封，多種傳感器用于監(jiān)測微生物培養(yǎng)艙體內(nèi)的水質(zhì)參數(shù)；
[0013]3.壓力補(bǔ)償腔可自動平衡培養(yǎng)艙體內(nèi)外壓力，從而可確保樣品回收時的安全性并有效減輕整套系統(tǒng)重量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為隱去部分密封艙殼體的本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明中海水循環(huán)回路示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明前蓋板組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明培養(yǎng)艙結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明壓力補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6為本發(fā)明密封艙殼體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]其中，1_后蓋板、2_密封艙殼體、3_如蓋板組件、3_1_電磁閥、3_2_圓盤、3_3_支桿、3-4-前蓋板、3-5-溶解氧傳感器、3-6-PH值傳感器、4-軟管、5-培養(yǎng)艙、5_1_培養(yǎng)艙殼體、5-2-海水泵、5-3-嵌入式單向閥、5-4-壓力補(bǔ)償裝置、5-4-1-端直通接頭、5_4_2_壓力補(bǔ)償腔、5-4_3_活塞、5-4_4_端蓋。
【具體實施方式】
[0021]參見附圖1，一種深海微生物循環(huán)式培養(yǎng)艙，它包括:后蓋板1、密封艙殼體2、前蓋板組件3、軟管4以及培養(yǎng)艙5 ；
[0022]密封艙殼體2為兩端開口的空心圓柱體結(jié)構(gòu)；
[0023]參見附圖3，前蓋板組件3包括:電磁閥A3-1、圓盤3_2、支桿3_3、前蓋板3_4、溶解氧傳感器3-5、PH值傳感器3-6、電磁閥B3-7 ;溶解氧傳感器3_5與PH值傳感器3_6安裝在前蓋板3-4上表面的中心位置；前蓋板3-4的下表面通過支桿3-3連接圓盤3-2，圓盤3-2的另一面安裝有電磁閥A3-1與電磁閥B3-7 ；
[0024]參見附圖4、5，培養(yǎng)艙5包括:培養(yǎng)艙殼體5-1、海水泵5_2和壓力補(bǔ)償裝置5_4 ；培養(yǎng)艙殼體5-1的一端開口另一端封閉，在其開口端設(shè)有連接法蘭；，在培養(yǎng)艙殼體5-1的外壁設(shè)有海水泵5-2與壓力補(bǔ)償裝置5-4 ;壓力補(bǔ)償裝置5-4包括:端直通接頭5-4-1、壓力補(bǔ)償腔5-4-2、活塞5-4-3以及端蓋5-4-4 ;壓力補(bǔ)償腔5_4_2通過端直通接頭5_4_1與培養(yǎng)艙殼體5-1內(nèi)部連通、壓力補(bǔ)償腔5-4-2通過端蓋5-4-4與外界相通，活塞5_4_3設(shè)置在壓力補(bǔ)償腔5-4-2內(nèi)；在布放和回收過程中，隨著深度的變化，外界海水壓力變化，培養(yǎng)艙殼體5-1內(nèi)外壓差增大，壓力補(bǔ)償裝置5-4在海水的作用下開始運(yùn)動；隨著活塞5-4-3的運(yùn)動，培養(yǎng)艙殼體5-1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)償裝置5-4可自動平衡培養(yǎng)艙體內(nèi)外壓力，從而可確保樣品回收時的安全性并有效減輕重量；
[0025]參見附圖2，整體連接關(guān)系為:密封艙殼體2的后端固定安裝后蓋板1，前端固定安裝前蓋板組件3中的前蓋板3-4 ;培養(yǎng)艙殼體5-1通過開口端的連接法蘭安裝在前蓋板3-4，電磁閥A3-1與電磁閥B3-7的閥門兩端均連接有軟管4，其中電磁閥A3-1的兩根軟管4連通外界與培養(yǎng)艙殼體5-1內(nèi)部，電磁閥B3-7的兩根軟管4連通培養(yǎng)艙殼體5-1內(nèi)部與海水泵5-2 ;通過海水泵5-2向外抽水形成海水循環(huán)回，海水從與外界相同的軟管4進(jìn)入培養(yǎng)艙殼體5-1內(nèi)后，從海水泵5-2向外排除，通過不斷的循環(huán)海水從而進(jìn)行微生物富集培養(yǎng)；在布放和回收本發(fā)明的過程中，關(guān)閉電磁閥3-1實現(xiàn)微生物培養(yǎng)艙體密封，溶解氧傳感器3-5與PH值傳感器3-6用于監(jiān)測微生物培養(yǎng)艙體內(nèi)的水質(zhì)參數(shù)；
[0026]較優(yōu)的，為了實現(xiàn)對培養(yǎng)艙5壓力的雙重保險，培養(yǎng)艙5還包括:培養(yǎng)艙5還包括一個安裝在培養(yǎng)艙殼體5-1上的嵌入式單向閥5-3，通過嵌入式單向閥5-3的開啟實現(xiàn)培養(yǎng)艙殼體5-1內(nèi)部與外界的相通；當(dāng)培養(yǎng)艙殼體5-1內(nèi)壓力與外界海水壓力相差到設(shè)定數(shù)值時，嵌入式單向閥5-3開啟，海水進(jìn)入培養(yǎng)艙殼體5-1內(nèi)，以確保實現(xiàn)培養(yǎng)艙內(nèi)、外壓平衡；
[0027]參見附圖6，密封艙殼體2由殼體2-1、加強(qiáng)筋2-2以及緊定螺釘2_3組成；殼體2-1的材料為7075鋁，加強(qiáng)筋2-2的材料為30CrMnSi，加強(qiáng)筋2_2由緊定螺釘2_3固定安裝在殼體2-1的內(nèi)壁，采用此結(jié)構(gòu)可在滿足密封艙殼體2強(qiáng)度要求的條件下盡量減輕其重量;
[0028]較優(yōu)的， 為保障更好的防水，在密封艙殼體2與后蓋板1、前蓋板3-4的連接處采用O型圈進(jìn)行密封。
【權(quán)利要求】
1.一種深海微生物循環(huán)式培養(yǎng)艙，其特征是，它包括:后蓋板(I)、密封艙殼體(2)、前蓋板組件(3)、軟管以及培養(yǎng)艙(5)； 所述密封艙殼體(2)為兩端開口的空心圓柱體結(jié)構(gòu)； 所述如蓋板組件(3)包括:電磁閥A (3_1 )、圓盤(3_2)、支桿(3_3)、如蓋板(3_4)、溶解氧傳感器(3-5)、PH值傳感器(3-6)、電磁閥B (3-7);所述溶解氧傳感器(3-5)與所述PH值傳感器(3-6)安裝在所述前蓋板(3-4)上表面的中心位置；所述前蓋板(3-4)的下表面通過所述支桿(3-3)連接所述圓盤(3-2)，所述圓盤(3-2)的另一面安裝有所述電磁閥A (3-1)與所述電磁閥B (3-7)； 所述培養(yǎng)艙(5)包括:培養(yǎng)艙殼體(5-1)、海水泵(5-2)和壓力補(bǔ)償裝置(5-4);所述培養(yǎng)艙殼體(5-1)的一端開口另一端封閉，在其開口端設(shè)有連接法蘭；在所述培養(yǎng)艙殼體(5-1)的外壁設(shè)有所述海水泵(5-2)與所述壓力補(bǔ)償裝置(5-4);所述壓力補(bǔ)償裝置(5-4)包括:端直通接頭(5-4-1)、壓力補(bǔ)償腔(5-4-2)、活塞(5-4-3)以及端蓋(5_4_4);所述壓力補(bǔ)償腔(5-4-2 )通過所述端直通接頭(5-4-1)與所述培養(yǎng)艙殼體(5-1)內(nèi)部連通、所述壓力補(bǔ)償腔(5-4-2 )通過所述端蓋(5-4-4 )與外界相通，所述活塞(5-4-3 )設(shè)置在所述壓力補(bǔ)償腔(5-4-2)內(nèi)； 整體連接關(guān)系為:所述密封艙殼體(2)的后端固定安裝所述后蓋板(1)，前端固定安裝所述前蓋板組件(3)中的所述前蓋板(3-4);所述培養(yǎng)艙殼體(5-1)通過開口端的連接法蘭安裝在所述前蓋板(3-4)，所述電磁閥A (3-1)與所述電磁閥B (3-7)的閥門兩端均連接有所述軟管，其中所述電磁閥A (3-1)的兩根所述軟管連通外界與所述培養(yǎng)艙殼體(5-1)內(nèi)部，所述電磁閥B (3-7)的兩根所述軟管連通所述培養(yǎng)艙殼體(5-1)內(nèi)部與所述海水泵(5-2)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種深海微生物循環(huán)式培養(yǎng)艙，其特征是，所述培養(yǎng)艙(5)還包括一個安裝在所述培養(yǎng)艙殼體(5-1)封 閉端的嵌入式單向閥(5-3)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種深海微生物循環(huán)式培養(yǎng)艙，其特征是，所述密封艙殼體(2)由殼體(2-1)、加強(qiáng)筋(2-2)以及緊定螺釘(2-3)組成；所述殼體(2-1)的材料為7075鋁，所述加強(qiáng)筋(2-2)的材料為30CrMnSi，所述加強(qiáng)筋(2-2)由所述緊定螺釘(2_3)固定安裝在所述殼體(2-1)的內(nèi)壁。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種深海微生物循環(huán)式培養(yǎng)艙，其特征是，所述密封艙殼體(2)與所述后蓋板(I)、所述前蓋板(3-4)的連接處采用O型圈進(jìn)行密封。
【文檔編號】C12M1/00GK103484360SQ201310403809
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】林江, 任翀, 黃楠, 黃強(qiáng), 劉曉東 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一〇研究所