阅读说明：本技术 一种深海微生物原位过滤专用定量泵 (Special constant delivery pump for deep-sea microorganism in-situ filtration ) 是由 陈家旺 何巍涛 王玉红 肖婧 王豪 黄越 孙瑜霞 于 2019-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种泵,尤其是涉及一种深海微生物原位过滤专用定量泵。包括泵体和底座；底座端面上相对设有前保持架和后保持架,前保持架和后保持架顶端与底端通过相互平行的直线导杆与往复丝杠相连；导杆滑块安装在直线导杆上,丝杠滑块安装在往复丝杠上,导杆滑块和丝杠滑块通过滑块固定架连结为一体；往复丝杠末端通过键槽与电机相连；泵体后侧通过泵体紧固块固定在前保持架上,泵体内设有活塞,活塞后端开有盲孔并与连杆一端相连；连杆另一端与滑块固定架相连。本发明,可以实现低流量下的长时间工作；相比于传统离心泵的叶轮机构,对电机输出轴转速的需求也更低；相比于传统柱塞泵的凸轮机构,更为稳定可靠。(The invention relates to a pump, in particular to a special quantitative pump for in-situ filtration of deep-sea microorganisms. Comprises a pump body and a base; the end surface of the base is oppositely provided with a front retainer and a rear retainer, and the top ends and the bottom ends of the front retainer and the rear retainer are connected with a reciprocating screw rod through linear guide rods which are parallel to each other; the guide rod sliding block is arranged on the linear guide rod, the screw rod sliding block is arranged on the reciprocating screw rod, and the guide rod sliding block and the screw rod sliding block are connected into a whole through a sliding block fixing frame; the tail end of the reciprocating screw rod is connected with the motor through a key slot; the rear side of the pump body is fixed on the front retainer through a pump body fastening block, a piston is arranged in the pump body, and the rear end of the piston is provided with a blind hole and is connected with one end of a connecting rod; the other end of the connecting rod is connected with the sliding block fixing frame. The invention can realize long-time work under low flow; compared with an impeller mechanism of a traditional centrifugal pump, the requirement on the rotating speed of the output shaft of the motor is lower; compared with the cam mechanism of the traditional plunger pump, the cam mechanism is more stable and reliable.)

一种深海微生物原位过滤专用定量泵

技术领域

本发明涉及一种泵，尤其是涉及一种深海微生物原位过滤专用定量泵。

背景技术

海洋，尤其是深海区域是人类在未来几十年中的重点研究开发区域。深海环境具有低温、高压、高盐等特点，生活在深海环境中的生物往往具有许多独特的性状。其中，对深海微生物的采集和研究，不仅有助于人类了解海洋生命的起源过程，还对生物酶学和生物制药产业的发展有着重要的意义。原位海水中的微生物含量较少，通过直接采集原位海水样品来提取微生物的方式效率较低。现有的采样装置大多使用微孔滤膜对海水中的微生物进行原位富集，以获得高浓度的样品。为了驱动海水持续流过滤膜，需要一种可以在深海环境下长时间工作的泵。同时，为了改善过滤效果，泵需要具有较低的流量，使海水有充足的时间通过滤膜；为了实现多级过滤，泵需要具有较大的输出压差。国内现有的潜水泵工作深度十分有限，无法满足深海微生物过滤工作的需求。常见的离心泵和轴流泵由于叶片式结构的限制，很难实现低流量高压差的工况，且高速转动的叶片轴在深海环境下会承受很大的负载，大大缩短工作寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种深海微生物原位过滤专用定量泵。

本发明提供了一种深海微生物原位过滤专用定量泵，包括泵体；还包括底座、出口单向阀、入口单向阀、往复丝杠和导杆滑块；

底座端面上相对设有前保持架和后保持架，前保持架和后保持架顶端与底端通过相互平行的直线导杆与往复丝杠相连；导杆滑块安装在直线导杆上，丝杠滑块安装在往复丝杠上，导杆滑块和丝杠滑块通过滑块固定架连结为一体；往复丝杠末端通过键槽与电机相连；

泵体后侧通过泵体紧固块固定在前保持架上；泵体为长圆筒状，前端设有端盖，后端开口，端盖上开有通孔，孔内装设有入口单向阀与出口单向阀；泵体内设有活塞，活塞后端开有盲孔并与连杆一端相连；连杆另一端与滑块固定架相连。

作为一种改进，泵体固定架、前保持架和后保持架均通过沉头螺栓固定在底座上。

作为一种改进，端盖与泵体之间采用O型圈进行密封。

作为一种改进，活塞与泵体内表面之间采用O型圈作动密封。

作为一种改进，单向阀为外置式直通单向阀。

作为一种改进，入口单向阀和出口单向阀的安装方向相反。

作为一种改进，单向阀与端盖之间通过锥形自紧螺纹进行固定和密封。

作为一种改进，连杆共有四根，并进行四角排布以增强稳定性。

作为一种改进，底座上另有两排通孔用于整套装置的安装固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过往复丝杠和直线导杆的组合构成了一套稳定的往复直线运动机构，当使用电机驱动往复丝杠单向旋转时，活塞会在泵体中做往复直线运动，从而产生持续的抽吸作用，使原位海水持续从入口流向出口，为过滤工作提供基础。泵的输出流量可以通过电机输出轴的转速进行控制和调节，可以实现低流量下的长时间工作；泵的最大输出压差由电机输出轴的最大转矩和往复丝杠参数决定，在实现流量调节的同时可以保持稳定的输出压差。相比于传统离心泵的叶轮机构，往复丝杠机构具有更强的承载能力，对电机输出轴转速的需求也更低；相比于传统柱塞泵的凸轮机构，往复丝杠机构在工作中不会出现周期性的载荷波动，更为稳定可靠。只要配合合适的深水电机和深水电源，该套装置理论上可以在全海深下进行工作。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明中泵体内部结构示意图。

其中：1-入口单向阀；2-U型抱箍；3-泵体紧固块；4-直线导杆；5-滑块固定架；6-导杆滑块；7-底座；8-出口单向阀；9-泵体固定架；10-泵体；11-前保持架；12-往复丝杠；13-连杆；14-丝杠滑块；15-后保持架；16-端盖；17-活塞。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。

如图1所示，一种深海微生物原位过滤专用定量泵，包括泵体10。还包括出口单向阀1、入口单向阀8、泵体固定架9、前保持架11、后保持架15、泵体紧固块3、直线导杆4、往复丝杠12、导杆滑块6、丝杠滑块14、滑块固定架5、U型抱箍2、连杆13和底座7。

如图2所示，泵体10为长圆筒状，外表面有前后两道环形凹槽，前侧凹槽通过U型抱箍2固定在泵体固定架9上，泵体固定架9通过沉头螺栓固定在底座7上，后侧凹槽通过泵体紧固块3固定在前保持架11上。直线导杆4两端开有螺纹盲孔，分别通过螺栓固定在前保持架11和后保持架15上，导杆滑块6为长方形，可以在直线导杆4上自由滑动。往复丝杠12上开有两道旋向相反、首尾接合的螺纹槽，两端分别通过滚动轴承和孔用挡圈安装在前保持架11和后保持架15上，丝杠滑块14为长方形，可以随着往复丝杠12的旋转做往复直线运动。前保持架11和后保持架15均通过沉头螺栓固定在底座7上。导杆滑块6和丝杠滑块14侧面紧贴，并通过滑块固定架5连结为一体，进行共同运动。端盖16通过螺栓固定在泵体10的一侧，端盖16上开有两个锥形螺纹通孔，分别连接入口单向阀1和出口单向阀8。活塞17可以在泵体10内做直线移动，一侧开有多个螺纹盲孔。连杆13两端带有螺纹，一端固定在活塞17上的螺纹盲孔中，另一端通过螺母固定在滑块固定架5上。底座7上另有两排通孔用于整套装置的安装固定。

本发明的工作原理及过程如下：

1、往复丝杠12是一种特殊的丝杠，表面加工有两道旋向相反、首尾接合的螺纹槽，当丝杠滑块14沿其中一道螺纹槽运动到行程终点时会自动换向，沿另一道螺纹槽做反向运动，如此循环往复；

2、当往复丝杠12在电机轴的驱动下做单向旋转时，丝杠滑块14会在两个行程终点之间做往复直线运动，由于活塞17通过连杆13与滑块固定架5相连，滑块固定架5又与丝杠滑块14相连，故活塞17也会在泵体10中做往复直线运动；

3、当活塞17进行往复直线运动时，会导致泵体10的内腔容积发生周期性变化；当内腔容积增大时，出口单向阀8关闭，外界海水会通过入口单向阀1进入泵体内部；当内腔容积减小时，入口单向阀1关闭，泵体内部的海水会通过出口单向阀8排向外部；通过活塞17的往复运动即可实现对海水持续抽吸和排出；

4、本装置在实际使用中可以根据微生物原位采样的具体需求选择前置或后置，分别用毛细管将出口单向阀8或入口单向阀1与采样筒接口连接即可；

5、为了确保装置的稳定运行，底座7和驱动电机均需要固定在外部框架结构上；

最后需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。