[发明专利]深海冷泉流体保温保压取样器

说明书

本发明涉及深海取样，特别是一种深海冷泉流体保温保压取样器。包括外筒结构和内筒结构，外筒结构包括外筒筒体，外筒筒体的两端分别固定有外筒端盖，两外筒端盖与外筒筒体组成密闭的腔体，内筒结构设置在该腔体内，外筒筒体一侧的端盖外壁固定有取样阀装置，该侧外筒端盖内设有与取样阀装置连通的进样通道。能够维持所取样品原位温度和压力，实现所取样品的高保真，能够有效提高冷泉流体样品的取样率，方便所取样品的转移，可适应深海冷泉极端环境，为深海冷泉流体生态系统及矿产资源研究提供技术及装备支撑。

技术领域

本发明涉及深海取样，特别是一种深海冷泉流体保温保压取样器。

背景技术

深海冷泉是与周围海水温度基本一致，以水、碳氢化合物、硫化氢或二氧化碳为主要成分，并产生物理化学及生物作用，以喷涌或渗漏方式从海底溢出的流体。目前，深海取样器通常是针对深海热液进行保温取样，已有的针对深海冷泉的取样器设计多数是考虑如何维持冷泉样品的原位压力，却没有充分考虑外部温度变化对冷泉样品中微生物活性、气体溶解度变化的影响，在冷泉区进行流体微生物取样时，所取样品随着深潜器上升转移需要花费数个小时，在没有保温材料的情况下，样品的物理化学性质及内部微生物活性将受到外部温度影响而发生变化，使原位取样及陆上实验室培养失去价值。

现有技术中，申请号为201710984626.4、申请名称为“一种深海保压有机物取样器”的专利主要以维持取样区样品压力为主，忽略整个取样转移过程中样品温度变化对微生物活性及各组份物性的影响；申请号为201410624574.6、申请名称为“一种高保温效果的热液取样器”的专利取样装置样品进出口为薄壁管状结构且不共用通道，内径尺寸及位置分布不合理，造成端面开孔过多，接口处容易爆裂及泄露，样品容易被渗入的空气及杂质污染，使原位取样失去意义；申请号201620156199.1、申请名称为“基于可控单向阀串联结构的深海海水保压取样器”的专利，申请号为201510028650.1、申请名称为“一种采水器”的专利，其取样装置无法搭载实时反映所取样品在转移过程中温度和压力变化的检测装置；申请号为200310122819.7、申请名称为“一种手持式深海热液保真采样器”的专利取样装置过于笨重，在充氮泄压、样品转移及清洗时拆卸困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种深海冷泉流体保温保压取样器，能够维持所取样品原位温度和压力，实现所取样品的高保真，能够有效提高冷泉流体样品的取样率，方便所取样品的转移，可适应深海冷泉极端环境，为深海冷泉流体生态系统及矿产资源研究提供技术及装备支撑。

本发明的技术方案是：一种深海冷泉流体保温保压取样器，其中，包括外筒结构和内筒结构，外筒结构包括外筒筒体，外筒筒体的两端分别固定有外筒端盖，两外筒端盖与外筒筒体组成密闭的腔体，内筒结构设置在该腔体内，外筒筒体一侧的端盖外壁固定有取样阀装置，该侧外筒端盖内设有与取样阀装置连通的进样通道；

所述内筒结构包括内筒筒体、充氮皮囊、活塞和测压接头，内筒筒体和外筒筒体之间填充有保温隔热层，内筒筒体的两端分别固定有内筒端盖，两内筒端盖与内筒筒体组成密闭的腔体，充氮皮囊设置在内筒筒体的腔体内，朝向取样阀装置的内筒端盖为内筒进样端端盖，内筒进样端端盖内设有进样通道，该侧内筒端盖与安装有取样阀装置的外筒端盖之间通过PEEK连接体固定连接，PEEK连接体内设有进样通道，实现外筒端盖、PEEK连接体和内筒端盖内进样通道的连通，充氮皮囊的一端与测压接头连接，测压接头的一端与充氮皮囊连接，测压接头的另一端穿过另一侧的内筒端盖，与测压接头螺母连接，充氮皮囊和内筒进样端端盖之间设有活塞，活塞与内筒筒体的内筒壁之间滑动连接，活塞与充氮皮囊接触；

所述取样阀装置包括T型针阀、阀体和单向快速接头，阀体与外筒端盖的外侧壁固定连接，阀体内设有进样通道，单向快速接头设置在阀体内，且固定在外筒端盖的进样通道处，阀体的进样通道的进样端处设有T型针阀，T型针阀通过针阀连接体和六角薄螺母与阀体固定连接，针阀连接体设置在阀体进样端与T型针阀之间，针阀连接体的外部设有六角薄螺母，T型针阀的底部与阀体支架设有针阀密封垫；