[發明專利]深海熱液口極端環境模擬系統

有效

• 申請號: 201910131901.7
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109777731B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 劉浩;葉聰
• 申請（專利權）人: 中國船舶科學研究中心（中國船舶重工集團公司第七0二研究所）
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/12;C12M1/02;C12M1/00
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 孫力堅;聶啟新

本發明涉及深海熱液口極端環境模擬系統，包括工控機，多臺水泵的電機控制器并連于工控機，各水泵分別與壓力傳感器和單向閥連接，各壓力傳感器接入工控機，各單向閥的出口匯總并與截止閥的入口連接，截止閥的出口與第一硬管的一端連接，第一硬管的另一端伸入反應釜內部，反應釜布置于沙浴池的內部；還包括與反應釜連接的第二硬管，第二硬管與另一個截止閥的入口連接，另一個截止閥的出口與過濾器的入口連接，過濾器的出口分別與電動針閥的入口、針閥組的入口連接，電動針閥與工控機連接，所述電動針閥的出口及針閥組的出口均與廢液容器連接。本發明可以持續工作長達一年的時間并且可以模擬全球所有海洋熱液口的環境，為微生物長期生長提供基礎。

技術領域

本發明涉及微生物學培養技術領域，尤其涉及深海熱液口極端環境模擬系統。

背景技術

溫度高達三百多攝氏度的滾燙熱液從海底熱液噴口向上噴射，當遇到冰冷的海水時會礦化成高13米的煙囪狀金屬硫化物，在煙囪狀金屬硫化物附近還群集著大量海底生物，這些微生物具有嗜熱、耐壓或嗜壓、抗毒等一些列特點，由于其處于深海極端熱液環境，通過科考船取回的樣本十分有限，而這些嗜熱或嗜壓的微生物又容易因為環境條件改變而死亡。因此必須在實驗室建立深海熱液口極端環境模擬系統，將熱液噴口附近的微生物在人工模擬的深海熱液環境下培養研究，由此可以對海底熱液噴發及周圍的獨特生命形式作深入的研究，從而為人類研究生命起源和深海生物圈提供一個重要的窗口。

發明內容

本申請人針對上述現有問題，進行了研究改進，提供一種深海熱液口極端環境模擬系統，本發明可以為深海微生物提供最高溫度400℃、最高壓力為250MPa的熱液口模擬環境，其可以保持系統內部0.1～10ml/min的營養液流動，并在此情況下進行一年時間的持續不間斷工作。

本發明所采用的技術方案如下：

深海熱液口極端環境模擬系統，包括工控機，多臺水泵的電機控制器并連于工控機，各水泵的入口連接營養液容器，各水泵的出口分別與壓力傳感器和單向閥連接，各壓力傳感器的電信號端接入工控機，各單向閥的出口通過管路匯總，所述管路匯總的出口與截止閥的入口連接，所述截止閥的出口與第一硬管的一端連接，所述第一硬管的另一端伸入反應釜內部并浸沒于釜內溶液底部，所述反應釜布置于沙浴池的內部，所述沙浴池的電信號控制口也與工控機連接；還包括與反應釜連接的第二硬管，所述第二硬管與另一個截止閥的入口連接，在所述第二硬管上還與另一臺接入工控機的壓力傳感器連接，所述另一個截止閥的出口與過濾器的入口連接，所述過濾器的出口分別與電動針閥的入口、針閥組的入口連接，所述電動針閥的電信號端與工控機連接，所述電動針閥的出口及針閥組的出口均與廢液容器連接。

其進一步技術方案在于：

于所述反應釜的頂部還通過硬管連接有保護反應釜安全的爆破片，在安裝有爆破片的硬管中間處還纏敷第一冰袋；

所述安全閥的出口連接廢液容器，在安裝有安全閥的硬管中間處纏敷有第二冰袋；

各單向閥匯總的管路出口與截止閥入口之間設置用于添加樣品的第一截止閥組，在所述過濾器入口與另一個截止閥出口之間還設置用于取出樣品的第二截止閥組；

所述水泵為超高壓超微流量水泵，所述水泵的最高輸出壓力為260～300MPa，其輸出流量在0.1～10ml/min之間連續可調；

所述反應釜采用鈦合金材料制成，所述反應釜的的封蓋和釜體之間采用硬密封；

所述爆破片的爆破壓力為270～300MPa；

所述安全閥的設置壓力為260～270MPa；

所述第一硬管的中間處彎折形成蛇形管，所述第一硬管的蛇形管部分浸沒于第一冷卻水容器內；所述第二硬管的中間處也彎折成是蛇形管，所述第二硬管的蛇形管部分浸沒于第二冷卻水容器內。

本發明的有益效果如下：