一种海水微生物采样设备

技术领域

本发明涉及微生物采样技术领域，尤其涉及一种海水微生物采样设备。

背景技术

海洋环境监测是基于海洋生态环境保护的重要组成部分，对海水成分的分析又是海洋环境监测的重要内容。由于光照、压强等原因，不同深度海水的浮游生物和无机物成分和含量是不同的，需要将不同深度的海水采集回来做实验分析。

现有中国专利：一种海洋监测用深度不同的海水水质采样装置（CN112763265A）；采用压力弹簧的不同劲度系数，适应不同深度海水的压强，从而将不同区域的采样腔依次打开；然而，上述装置在对深层的海水进行采样时，上方浅水的压力弹簧依然受到海水压强的挤压而无法恢复，浅水采样腔还处于打开状态，深层的海水依然会进入到浅水采样腔中，导致不同深度的海水混合在一起；

因此，迫切需要一种能够在采集到对应深度的水样之后，采集腔就能迅速关闭的一种海水微生物采样设备。

发明内容

为了克服现有技术，上方浅水的压力弹簧依然受到海水压强的挤压而无法恢复，深层的海水依然会进入到浅水采样腔中，导致不同深度的海水混合在一起的缺点，本发明提供一种海水微生物采样设备。

技术方案：一种海水微生物采样设备，包括有支撑板、连接架、圆板、圆环、连接板、连接环、采样瓶和盖板；支撑板上设置有连接架；连接架上固接有圆板；圆板设置有若干个圆环；每个圆环各固接有若干个连接板；同一圆环上的所有连接板共同固接有一个连接环；连接环上设置有采样瓶；采样瓶的内侧面开有若干个竖向的通水槽；采样瓶滑动连接有盖板；还包括有圆筒、伸缩杆、承压盘、收卷辊、牵引绳、连接杆、夹块、长条和锥型块；盖板与采样瓶之间连接有弹簧；连接环固接有下端开口的圆筒；圆筒内部设置有伸缩杆，圆筒与伸缩杆的中轴线处于同一直线；伸缩杆伸缩部设置有一个承压盘；承压盘和圆筒的内顶面之间通过弹簧连接；伸缩杆固定部为中空状，且内部设置有收卷辊；伸缩杆伸缩部设置有通槽；收卷辊收卷有牵引绳；通槽的孔径大于牵引绳的直径；牵引绳依次穿过通槽、承压盘和采样瓶，并与盖板相连接；伸缩杆伸缩部的顶面固接有连接杆；连接杆活动连接有若干个呈对称设置的夹块，且夹块与伸缩杆伸缩部之间通过扭簧连接；通过夹块夹持住牵引绳；每个夹块各固接有一个长条；伸缩杆固定部的内侧面设置有锥型块，且锥型块位于夹块的上方；当长条移动触碰到锥型块，长条带动夹块旋转松开牵引绳。

此外，特别优选的是，还包括有储气筒；伸缩杆的固定部连通有储气筒。

此外，特别优选的是，还包括有输气管；储气筒设置有压力泵；伸缩杆的固定部与储气筒之间设置有单向阀；储气筒设置有输气管；承压盘的下部设置为气囊结构；承压盘的气囊结构外环面设置有若干个喷气孔，且喷气孔朝向于圆筒的内壁；每个喷气孔各设置有一个单向阀。

气囊结构此外，特别优选的是，还包括有气阀；储气筒上部设置有气阀。

此外，特别优选的是，还包括有耐压单元，耐压单元包括有承载筒、储气囊、按压板和压缩弹簧；采样瓶下部固接有承载筒；采样瓶的外侧面设置有若干个压缩弹簧；压缩弹簧设置有若干个呈对称设置的按压板；承载筒设置有储气囊，且储气囊分为内、外两层；储气囊的横截面为U型；储气囊的内层位于按压板和承载筒之间，且储气囊的外层位于承载筒的外侧，储气囊包裹住承载筒。

此外，特别优选的是，还包括有收集单元，收集单元包括有套筒、驱动电机、桨叶和螺旋网；采样瓶的内底面设置有桨叶；承载筒的内底面安装有驱动电机，且驱动电机的输出轴与桨叶固接；采样瓶中部设置有螺旋网；采样瓶的内底面中部设置有套筒，且套筒的直径大于螺旋网的直径。

此外，特别优选的是，还包括有伸缩环；同一圆环上相邻的两个连接板之间共同设置有一个滤网；圆环下部安装有伸缩环，伸缩环由电动推杆和滑动圆环组成；伸缩环的伸缩部外侧面设置有若干个刷毛。

此外，特别优选的是，还包括有动力电机；连接架与支撑板为转动连接；支撑板内部设置有动力电机，且动力电机的输出轴与圆板固接。

此外，特别优选的是，还包括有注气管；圆环设置为中空结构；圆环下部设置有若干个出气孔；圆环连通有注气管，且注气管穿过圆板。

此外，特别优选的是，还包括有导向辊；承载筒的底部设置有导向辊，且牵引绳绕过导向辊。

有益效果：随着支撑板及其连接部件继续向下移动时，承压盘所受到的海水压强越来越大，承压盘便会向上移动越多，从而使得伸缩杆的伸缩部、连接杆、夹块和长条继续向上移动，当长条与锥型块接触时，受到锥型块的导向之后，两个长条便会转动打开，从而带动两个夹块对称打开，使得夹块不再夹持牵引绳，由于通槽的孔径大于牵引绳的直径，原本呈弯曲状态的牵引绳，便会在通槽中快速的向下移动，使得牵引绳由紧绷状态转变为松弛状态，如此，牵引绳便失去了对盖板的拉力，盖板在与其连接的弹簧的弹性复位作用力下便会快速在采样瓶内向下移动，使得通水槽被封堵住，不再与外界连通，海水便再无法进入，如此，能够避免不同深度的海水混合在一起。

不同圆筒内部的弹簧的所能承受的压力各不相同，当其圆筒移动到对应的深度时，其内部的弹簧才会受到海水压强的作用向上压缩，以此实现不同深度的海水微生物取样工作。

本发明通过使得承压盘向外膨胀紧贴圆筒内侧面的同时，从喷气孔向圆筒内侧面喷出气体，将圆筒内侧面沾附的物、杂质向下吹除，避免卡于该部分颗粒物、杂质便会卡于承压盘与圆筒的内侧面之间，而影响圆筒的密封性。

当储气囊深入海水时，储气囊的外层受到海水压强的作用力，随着海水深度的增加，储气囊外层的空气便会逐渐被压迫至储气囊的内层中，从而使得储气囊内层逐渐向内膨胀，逐渐对压缩弹簧进行压缩，如此，通过储气囊和压缩弹簧对海水压强起步逐步缓释的作用，从而增强采样瓶的耐压能力。

本发明通过桨叶搅动采样瓶中的海水，使得海水呈旋涡状，旋涡状态的海水会逐渐将海水中的细小藻类向旋涡的中部区域聚集，使得细小藻类被螺旋网拦截从而附着于螺旋网上当采样瓶中的海水转动一段时间，细小藻类的均附着于螺旋网上之后，使桨叶停止转动，使得海水慢慢的平静下来，此时，位于螺旋网上的细小藻类便会沉降于套筒中，对细小藻类进行收集，如此，便实现了海水和细小藻类的分离。

附图说明

图1为本发明海水微生物采样设备公开的结构示意图；

图2为本发明海水微生物采样设备公开的圆板的结构示意图；

图3为本发明海水微生物采样设备公开的圆环和连接环的组合结构示意图；

图4为本发明海水微生物采样设备公开的爆炸图；

图5为本发明海水微生物采样设备公开的耐压单元的组合结构示意图；

图6为本发明海水微生物采样设备公开的采样瓶的结构剖视图；

图7为本发明海水微生物采样设备公开的圆环的结构示意图；

图8为本发明海水微生物采样设备公开的圆筒的结构剖视图；

图9为本发明海水微生物采样设备公开的伸缩杆的结构剖视图；

图10为本发明海水微生物采样设备公开的连接杆、夹块、长条和锥型块的组合结构示意图。

在图中：1-支撑板，2-连接架，3-圆板，4-圆环，5-连接板，6-连接环，7-采样瓶，8-盖板，9-圆筒，10-伸缩杆，11-承压盘，12-收卷辊，13-牵引绳，14-连接杆，15-夹块，16-长条，17-锥型块，101-储气筒，102-输气管，103-气阀，201-承载筒，202-储气囊，203-按压板，204-压缩弹簧，205-伸缩环，301-驱动电机，302-桨叶，303-螺旋网，304-套筒，401-动力电机，402-注气管，501-导向辊，10a-通槽，11a-喷气孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种海水微生物采样设备，如图1-图10所示，包括有支撑板1、连接架2、圆板3、圆环4、连接板5、连接环6、采样瓶7和盖板8；支撑板1上设置有连接架2；连接架2上固接有圆板3；圆板3设置有至少三个呈环形阵列分布的圆环4；每个圆环4各固接有至少四个呈环形阵列分布的连接板5；同一圆环4上的所有连接板5共同固接有一个连接环6；连接环6上设置有采样瓶7；采样瓶7的内侧面开有若干个竖向的通水槽；采样瓶7滑动连接有盖板8；

还包括有圆筒9、伸缩杆10、承压盘11、收卷辊12、牵引绳13、连接杆14、夹块15、长条16和锥型块17；盖板8与采样瓶7之间连接有弹簧；连接环6固接有下端开口的圆筒9；圆筒9内部设置有伸缩杆10，圆筒9与伸缩杆10的中轴线处于同一直线；伸缩杆10伸缩部设置有一个承压盘11；承压盘11和圆筒9的内顶面之间通过弹簧连接；伸缩杆10固定部为中空状，且内部设置有收卷辊12；伸缩杆10伸缩部设置有通槽10a；收卷辊12收卷有牵引绳13；通槽10a的孔径大于牵引绳13的直径；牵引绳13依次穿过通槽10a、承压盘11和采样瓶7，并与盖板8相连接；伸缩杆10伸缩部的顶面固接有连接杆14；连接杆14铰接有两个呈对称设置的夹块15，且夹块15与伸缩杆10伸缩部之间通过扭簧连接；通过夹块15夹持住牵引绳13；每个夹块15各固接有一个长条16；伸缩杆10固定部的内侧面设置有锥型块17，且锥型块17位于夹块15的上方；当长条16移动触碰到锥型块17，长条16带动夹块15旋转松开牵引绳13。

本发明海水微生物采样工作具体如下：

当需要进行采样作业时，由操作员将支撑板1连接于吊装设备上，再控制吊装设备对支撑板1及其连接部件进行吊装，使得支撑板1及其连接部件逐步沉入海水中；当支撑板1及其连接部件下沉至待取样深度，且超出承压盘11所连接弹簧的承受范围时，承压盘11便会受到海水压强的作用力，从而在圆筒9内向上移动，并压迫着伸缩杆10的伸缩部在伸缩杆10的固定部内向上滑动，从而伸缩杆10的伸缩部带动连接杆14和夹块15向上移动，从而夹块15对其所夹持着的牵引绳13施加一个向上的拉动力，从而牵引绳13对盖板8施加一个向下的拉动力，使得盖板8在采样瓶7内向下滑动，使得通水槽露出，使通水槽与外界连通，海水便能够顺利的通过通水槽流入至采样瓶7中，实现基本的取样功能，此过程中，海水流向参见图5；

随着支撑板1及其连接部件继续向下移动时，承压盘11所受到的海水压强越来越大，承压盘11便会向上移动越多，从而使得伸缩杆10的伸缩部、连接杆14、夹块15和长条16继续向上移动，当长条16与锥型块17接触时，受到锥型块17的导向之后，两个长条16便会转动打开，从而带动两个夹块15对称打开，使得夹块15不再夹持牵引绳13，由于通槽10a的孔径大于牵引绳13的直径，原本呈弯曲状态的牵引绳13，便会在通槽10a中快速的向下移动，使得牵引绳13由紧绷状态转变为松弛状态，如此，牵引绳13便失去了对盖板8的拉力，盖板8在与其连接的弹簧的弹性复位作用力下便会快速在采样瓶7内向下移动，使得通水槽被封堵住，不再与外界连通，海水便再无法进入，如此，避免不同深度的海水混合在一起。

需要注意的是，不同圆筒9内部的弹簧的所能承受的压力各不相同，当其圆筒9移动到对应的深度时，其内部的弹簧才会受到海水压强的作用向上压缩，以此实现不同深度的海水微生物取样工作。

实施例2

在实施例1的基础上，如图4-9所示，还包括有储气筒101；伸缩杆10的固定部连通有储气筒101。

在承压盘11带动伸缩杆10的伸缩部在伸缩杆10的固定部内向上滑动时，会导致伸缩杆10固定部内的气压快速加强，导致伸缩杆10固定部内的部件不断受到气压的压迫，因此，需要让伸缩杆10固定部内的气体有流通空间；

因此，在承压盘11带动伸缩杆10的伸缩部在伸缩杆10的固定部内向上滑动时，伸缩杆10固定部内的空气会被压迫至储气筒101中，进行暂存，当伸缩杆10的伸缩部向下移动时，伸缩杆10固定部的负压便会将储气筒101中的空气便会抽回至伸缩杆10固定部中。

还包括有输气管102；储气筒101设置有压力泵；伸缩杆10的固定部与储气筒101之间设置有单向阀；储气筒101设置有输气管102；承压盘11的下部设置为气囊结构；承压盘11的气囊结构外环面设置有若干个喷气孔11a，且喷气孔11a朝向于圆筒9的内壁；每个喷气孔11a各设置有一个单向阀。

在承压盘11向上移动之后，圆筒9原本被承压盘11所遮盖的部位，便会与海水接触，海水中存在大量细小的颗粒物、杂质等，因此，会有部分颗粒物、杂质与圆筒9内侧面接触，当承压盘11向下移动时，该部分颗粒物、杂质便会卡于承压盘11与圆筒9的内侧面之间，影响圆筒9的密封性；

因此，在承压盘11向下移动之前，先控制储气筒101通过输气管102将承压盘11内部的空气抽出，使承压盘11的下部气囊结构收缩，再控制储气筒101通过输气管102向承压盘11的下部输入空气，如此，便使得承压盘11向外膨胀紧贴圆筒9内侧面的同时，从喷气孔11a向圆筒9内侧面喷出气体，将圆筒9内侧面沾附的杂质向下吹除，避免杂质卡于承压盘11与圆筒9的内侧面之间，而影响圆筒9的密封性。

还包括有气阀103；储气筒101上部设置有气阀103。

将气阀103与外设的注气设备相连接；

随后，由于伸缩杆10的固定部处于密封状态，当圆筒9上升至其取样区域之上时，承压盘11便会受到与其相连接的弹簧的复位作用力而向下移动复位，然而，当承压盘11和伸缩杆10的伸缩部需要向下移动时，伸缩杆10固定部的负压，便会对伸缩杆10的伸缩部产生极大的吸力，导致伸缩杆10的伸缩部难以向下移动，承压盘11以及与其相连接的弹簧便难以复位，无法进行下一次的取样工作。

因此，当圆筒9上升至其取样区域之上时，控制注气设备通过气阀103向储气筒101中注入空气，再从储气筒101中向伸缩杆10的固定部中注入空气，使伸缩杆10固定部不再处于负压状态，以便伸缩杆10的伸缩部能够正常移动。

实施例3

在实施例2的基础上，如图3-5所示，还包括有耐压单元，耐压单元包括有承载筒201、储气囊202、按压板203和压缩弹簧204；采样瓶7下部固接有承载筒201；采样瓶7的外侧面设置有若干个压缩弹簧204；压缩弹簧204设置有两个呈对称设置的按压板203；承载筒201设置有储气囊202，且储气囊202分为内、外两层；储气囊202的横截面为U型；储气囊202的内层位于按压板203和承载筒201之间，且储气囊202的外层位于承载筒201的外侧，储气囊202包裹住承载筒201。

目前，现有多深度海水采集器存在的问题在于，海水采集器采用的是框架结构，深入深层海水采水时，深层海水内部压力很大，这就要求每一个采水瓶均需要采用耐压能力强的材料制作，成本高昂，需要根据不同的海水深度选用不同的耐压材料采水瓶，由于采水瓶多次承受压力差的较大变化，容易发生损坏；

初始时，储气囊202内部储存有二分之一的空气，压缩弹簧204未受到压力时，处于伸展状态，因此，压缩弹簧204会迫使按压板203按压储气囊202的内层，使得储气囊202中的空气均被压迫至储气囊202的外层，如图5所示，储气囊202的外层处于向外膨胀的状态，而储气囊202的内层处于压缩状态；当储气囊202深入海水时，储气囊202的外层受到海水压强的作用力，随着海水深度的增加，储气囊202外层的空气便会逐渐被压迫至储气囊202的内层中，从而使得储气囊202内层逐渐向内膨胀，逐渐对压缩弹簧204进行压缩，如此，通过储气囊202和压缩弹簧204对海水压强起步逐步缓释的作用，从而增强采样瓶7的耐压能力。

实施例4

在实施例3的基础上，如图5-6所示，还包括有收集单元，收集单元包括有套筒304、驱动电机301、桨叶302和螺旋网303；采样瓶7的内底面设置有桨叶302；承载筒201的内底面安装有驱动电机301，且驱动电机301的输出轴与桨叶302固接；采样瓶7中部设置有螺旋网303；采样瓶7的内底面中部设置有套筒304，且套筒304的直径大于螺旋网303的直径。

本发明主要目的是采集海水中的微生物，而将海水和海水中的细小藻类一并采集至采样瓶7中，在后续微生物检测工作时，还需要将细小藻类从海水中分离出来，才可进行微生物检测工作，增加不必要的操作步骤；

因此，当采样瓶7采集到海水之后，且盖板8封堵住采样瓶7上的通水槽之后，控制驱动电机301的输出轴带动桨叶302进行转动，从而通过桨叶302搅动采样瓶7中的海水，使得海水呈旋涡状，旋涡状态的海水会逐渐将海水中的细小藻类向旋涡的中部区域聚集，使得细小藻类被螺旋网303拦截从而附着于螺旋网303上当采样瓶7中的海水转动一段时间，细小藻类的均附着于螺旋网303上之后，使桨叶302停止转动，使得海水慢慢的平静下来，此时，位于螺旋网303上的细小藻类便会沉降于套筒304中，对细小藻类进行收集，如此，便实现了海水和细小藻类的分离。

还包括有伸缩环205；同一圆环4上相邻的两个连接板5之间共同设置有一个滤网；圆环4下部安装有伸缩环205，伸缩环205由电动推杆和滑动圆环4组成；伸缩环205的伸缩部外侧面设置有若干个刷毛。

还包括有动力电机401；连接架2与支撑板1为转动连接；支撑板1内部设置有动力电机401，且动力电机401的输出轴与圆板3固接。

还包括有注气管402；圆环4设置为中空结构；圆环4下部设置有若干个出气孔；圆环4连通有注气管402，且注气管402穿过圆板3。

将注气管402与外设的注气设备相连接；

海水中存在大量漂浮的藻类，当采样瓶7对海水进行采集时，藻类会跟随海水进入到采样瓶7中，缠绕于桨叶302和螺旋网303上，影响桨叶302和螺旋网303的正常工作；

因此，本发明通过连接板5上的滤网，对进入到采样瓶7中的海水进行过滤，拦截海水中的藻类，避免藻类进入到采样瓶7中；

当滤网对藻类进行拦截之后，滤网便会附着藻类和颗粒物，堵塞住滤网，影响海水的正常流通；

因此，控制伸缩环205的伸缩部上下移动，通过伸缩环205的伸缩部上的刷毛将滤网进行疏通，防止滤网被海水中的颗粒物堵塞，影响海水的正常流通；

然而，刷毛的作用仅能将滤网上的颗粒物清除，而滤网上的藻类依然会附着于滤网上；

因此，控制动力电机401的输出轴带动圆板3及其连接部件转动，在离心力的作用下将滤网上附着的藻类向外甩出，使藻类远离采样瓶7，以此清除藻类。

然而，为采集到不同深度的海水，采样瓶7设置有多个，且所有的采样瓶7共同形成一个同心圆，因此，仅有处于同心圆外围区域的滤网上的藻类能够被甩出，处于同心圆中心区域的滤网上依然存在藻类；

因此，控制注气设备通过注气管402注入至圆环4中，再从圆环4上的出气孔向下喷出气流，通过该股气流将滤网上附着的藻类向外侧吹出，实现藻类的清除。

还包括有导向辊501；承载筒201的底部设置有导向辊501，且牵引绳13绕过导向辊501。

需要注意的是，在牵引绳13对盖板8进行牵引时，牵引绳13会与采样瓶7底部产生摩擦，造成严重的磨损；

因此，本发明通过导向辊501对牵引绳13进行导向，减缓牵引绳13的磨损，增加牵引绳13的使用寿命。

应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。