一种用于好氧菌培养的倾斜摇管的制作方法

本实用新型属于微生物培养领域，具体地说是一种用于好氧菌培养的倾斜摇管。

背景技术：

一般情况下（一个大气压，２０摄氏度）下，氧在水中的溶解度仅为６．２ml/l，这些氧只能保证氧化８．３mg的葡萄糖，仅相当培养基中常用葡萄糖浓度的１‰，氧的供应始终是好氧菌生长、繁殖中的限制因子，传统的摇管培养又称振荡培养，一般将三角瓶内培养液的瓶口用８层纱布包扎，以利于通气和防止杂菌污染，然后把它放到往复式或旋转式摇床上做有节奏的振荡，以达到提高溶氧量的目的，但三角瓶内的液量不能太多，过多的话底部的培养菌种得不到良好的发育，影响菌种质量，而三角瓶内液量太少，要达到规定的菌种量就只能增加单次设备数量或增加培养次数，增加设备数量成本增多，增加培养次数，生产周期延长，均不利于工业化生产。

技术实现要素：

本实用新型提供一种用于好氧菌培养的倾斜摇管，用以解决现有技术中的缺陷。

本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种用于好氧菌培养的倾斜摇管，包括支撑台，支撑台的顶面固定安装两个纵向且相互平行的竖直板，两竖直板之间设有数个纵向排列的水平板，水平板的两侧面分别固定连接对应的竖直板的内壁，水平板的顶面分别设有数个竖向的通孔，通孔内分别通过转轴连接套筒的外周，套筒的内部分别设有摇管，摇管为倒圆台形，摇管的顶部外周分别设有气体单向阀，气体单向阀位于套筒的上方，摇管的底部分别设有出液口，套筒的底面分别开设有通孔，出液口的底端分别穿过对应的通孔位于套筒的下方，出液口的底端分别设有电磁阀，摇管的顶面分别通过环形夹子连接可折叠式风管的底部，可折叠式风管的顶部内壁分别固定连接密封板的外周，密封板的顶面中部分别设有进气口，进气口的一侧分别设有进液口，水平板的上方分别设有支撑板，支撑板的顶面分别固定连接数个横向排列的加热装置的底面，加热装置与摇管一一对应，加热装置的上方设有鼓风机，鼓风机通过风管连接各加热装置的进气口，加热装置的出气口通过风管穿过密封板顶面的进气口与对应的摇管内部连通，套筒的底面分别通过传动杆连接扇形齿轮的顶面，扇形齿轮的圆心位于对应转轴的中心线上，两竖直板之间设有数条水平且纵向排列的双面齿条，双面齿条的上部齿纹分别与对应的扇形齿轮齿纹啮合，支撑台的上方设有电机，电机的输出轴固定安装数个纵向排列的齿轮，双面齿条的下部齿纹分别与对应的齿轮啮合，双面齿条的外周分别设有导向限位装置，摇管内分别设有温度传感器，最左侧套筒的底面设有位置传感器，位置传感器、各温度传感器、各电磁阀、各加热装置、鼓风机、电机分别电路连通外部控制回路。

如上所述的一种用于好氧菌培养的倾斜摇管，所述的水平板分别由数个水平的环形板与数个小竖板组成，排列从左向右依次按“小竖板、环形板、小竖板、环形板、小竖板”的顺序横向连接组成的一体结构。

如上所述的一种用于好氧菌培养的倾斜摇管，所述的套筒、摇管均为透明材质，套筒的外周设有竖向的计量刻度。

如上所述的一种用于好氧菌培养的倾斜摇管，所述的所述的外部控制回路包括电源、plc控制器，plc控制器电路连接各温度控制器、各加热装置、各电磁阀、鼓风机、电机、位置传感器。

如上所述的一种用于好氧菌培养的倾斜摇管，所述的导向限位装置分别由两个第一滑槽、两个第二滑槽、滑块组成，两竖直板的内壁分别开设有数个横向的第一滑槽，两竖直板的第一滑槽一一对应，双面齿条的两端分别位于对应的第一滑槽内且能沿之横向滑动，双面齿条的前后面中部分别开设有横向的第二滑槽，滑槽内分别设有数个横向排列的滑块，滑块分别能沿对应的第二滑槽横向滑动，滑块分别固定连接竖直的导向杆的底端，导向杆的顶面分别固定安装在水平板的底面。

本实用新型的优点是：该实用新型旨在解决现有技术中的不足，该实用新型摇管为倒圆台型，顶部容积大于底部容积，培养液随着摇管倾斜角度的增大，液面与空气的接触面相比于圆柱管、三角瓶更大，并且使液体底面距液体表面的相对距离变得更短，底部的好氧菌能与更多的与氧气接触进而良好发育，在保证产量的同时又保证了质量，通过鼓风机不断鼓风增大了摇管内的气体流通，保证了培养液内的氧气充足，通过调节进入的空气温度保证了培养温度相对恒定，使用时，操作人员向摇管内注入培养液、菌种，操作人员通过外部控制回路设定初始位置、培养温度范围、培养时长、摇振频率、摇振最大角度，外部控制回路根据输入信号设定控制鼓风机工作时长、电机的正反转圈数、频率，随后外部控制回路控制鼓风机、电机工作，鼓风机通过气管不断向各摇管内注入新鲜空气，摇管内压力增大，摇管内的培养液含氧浓度增大，当摇管内的气体压力达到气体单向阀设定的开启压力时，气体单向阀打开并排出摇管内的气体，通过鼓风机的不断鼓风使新鲜空气不断进入摇管内，保证了摇管内氧气含量的充足，与此同时，电机顺时针转动分别通过齿轮带动对应的双面齿条向右运动，横向齿条分别通过扇形齿轮、传动杆带动对应的套筒的底部向右沿对应的转轴摆动，使摇管内的液体与空气的接触面积逐渐变大，液体变浅使菌种更好的与氧气接触，当摇管到达设定摇振最大角度，电机反转带动套筒的底部向左运动，摇管内的液面先变小后变大，通过摇管带动液体运动使液体内的溶氧量进一步提高，当摇管再次到达摇振最大角度时，电机正转带动套筒的底部向右运动，当摇管的培养液温度低于最低设定值时，位于其内的温度传感器发送信号给外部控制回路，外部控制回路控制加热装置工作，加热后的空气进入该摇管使其内部温度升高，当培养时间到达设定值时，该摇管内的温度传感器发送信号给外部控制回路外部控制回路控制加热装置停止工作，当摇振时长到达设定值时，外部控制回路控制鼓风机停止工作，位于最左侧套筒底面的位置传感器发送距支撑台面顶面的距离信号给外部控制回路，外部控制回路控制电机的转动使摇管回到初始位置，随后外部控制回路控制各摇管的电磁阀打开，各摇管内的培养液排出，通过鼓风机的不断输送氧气增加了气体流动性，保证了氧气浓度，通过摇管顶部容积的增大使培养液在摇振时与气体接触面积更大，培养液液面差相对变小，使摇杆底部的菌种能更好的发育，从而在保证产量的同时提高了质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；图2是图1的a向视图放大图；图3是图1的电路结构框图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种用于好氧菌培养的倾斜摇管，如图所示，包括支撑台1，支撑台1固定安装在实验室内，支撑台1的顶面固定安装两个纵向且相互平行的竖直板2，两竖直板2之间设有数个纵向排列的水平板3，水平板3的两侧面分别固定连接对应的竖直板2的内壁，水平板3的顶面分别设有数个竖向的通孔，各通孔的中心连线垂直于竖直板2，通孔内分别通过转轴连接套筒4的外周，每个套筒4前后面均设置一个转轴，每个套筒4对应的两转轴中心线共线且纵向设置，套筒4为倒圆台形，套筒4的内部分别设有摇管5，摇管5的外周分别与对应的套筒4的内壁固定连接，摇管5为倒圆台形，摇管5的顶部外周分别设有气体单向阀，气体单向阀位于套筒4的上方，摇管5的底部分别设有出液口19，用户在支撑台1与水平板3之间设置顶部开口容器即可承接出液口19内排出的培养液，套筒4的底面分别开设有通孔，出液口19的底端分别穿过对应的通孔位于套筒4的下方，出液口19的底端分别设有电磁阀，摇管5的顶面分别通过环形夹子连接可折叠式风管6的底部，环形夹子可为喉箍，打开喉箍后，用户即可向摇管5内添加物料，可折叠式风管6的顶部内壁分别固定连接密封板7的外周，密封板7的顶面中部分别设有进气口，进气口的一侧分别设有进液口，水平板3的上方分别设有支撑板9，支撑板9的两端分别与对应的竖直板2的内壁固定连接，支撑板9分别与对应的水平板3平行，支撑板9的顶面分别固定连接数个横向排列的加热装置8的底面，加热装置8为空气加热器，加热装置8与摇管5一一对应，加热装置8的上方设有鼓风机10，鼓风机10吊装在实验室内，鼓风机10通过风管连接各加热装置8的进气口，加热装置8的出气口通过风管穿过密封板7顶面的进气口与对应的摇管5内部连通，套筒4的底面分别通过传动杆11连接扇形齿轮12的顶面，传动杆11的顶面分别固定连接对应套筒4的顶面，传动杆11的底面分别固定连接对应扇形齿轮12的顶面，传动杆11分别与对应的扇形齿轮12共竖向中心线，扇形齿轮12的圆心位于对应转轴的中心线上，两竖直板2之间设有数条水平且纵向排列的双面齿条13，双面齿条13的上部齿纹分别与对应的扇形齿轮12齿纹啮合，支撑台1的上方设有电机15，电机15通过支架安装在支撑台1的顶面，电机15的输出轴固定安装数个纵向排列的齿轮16，齿轮16的内圈分别与电机15的输出轴外周固定连接，电机15的输出轴前端通过支架连接支撑台1的顶面，双面齿条13的下部齿纹分别与对应的齿轮16啮合，双面齿条13的外周分别设有导向限位装置，导向限位装置分别为对应双面齿条13的横向运动提供导向限位作用，摇管5内分别设有温度传感器，最左侧套筒4的底面设有位置传感器，位置传感器、各温度传感器、各电磁阀、各加热装置8、鼓风机10、电机15分别电路连通外部控制回路。该实用新型旨在解决现有技术中的不足，该实用新型摇管5为倒圆台型，顶部容积大于底部容积，培养液随着摇管5倾斜角度的增大，液面与空气的接触面相比于圆柱管、三角瓶更大，并且使液体底面距液体表面的相对距离变得更短，底部的好氧菌能与更多的与氧气接触进而良好发育，在保证产量的同时又保证了质量，通过鼓风机10不断鼓风增大了摇管5内的气体流通，保证了培养液内的氧气充足，通过调节进入的空气温度保证了培养温度相对恒定，使用时，操作人员向摇管5内注入培养液、菌种，操作人员通过外部控制回路设定初始位置，即位置传感器距对应的双面齿条13顶面的最短距离、培养温度范围、培养时长、摇振频率，即电机15的正反转频率、摇振最大角度，即电机15的单次正反转圈数，外部控制回路根据输入信号设定控制鼓风机10工作时长、电机15的正反转圈数、频率，随后外部控制回路控制鼓风机10、电机15工作，鼓风机10通过气管不断向各摇管5内注入新鲜空气，摇管5内压力增大，摇管5内的培养液含氧浓度增大，当摇管5内的气体压力达到气体单向阀设定的开启压力时，气体单向阀打开并排出摇管5内的气体，通过鼓风机10的不断鼓风使新鲜空气不断进入摇管5内，保证了摇管5内氧气含量的充足，与此同时，电机15顺时针转动分别通过齿轮16带动对应的双面齿条13向右运动，横向齿条13分别通过扇形齿轮12、传动杆11带动对应的套筒4的底部向右沿对应的转轴摆动，使摇管5内的液体与空气的接触面积逐渐变大，液体变浅使菌种更好的与氧气接触，当摇管5到达设定摇振最大角度，即电机正转圈数到达设定值时，电机15反转带动套筒4的底部向左运动，摇管5内的液面先变小后变大，通过摇管5带动液体运动使液体内的溶氧量进一步提高，当摇管5再次到达摇振最大角度时，电机15正转带动套筒4的底部向右运动，当摇管5的培养液温度低于最低设定值时，位于其内的温度传感器发送信号给外部控制回路，外部控制回路控制加热装置8工作，加热后的空气进入该摇管5使其内部温度升高，当培养时间到达设定值时，该摇管5内的温度传感器发送信号给外部控制回路外部控制回路控制加热装置8停止工作，当摇振时长到达设定值时，外部控制回路控制鼓风机10停止工作，位于最左侧套筒11底面的位置传感器发送距支撑台面1顶面的距离信号给外部控制回路，外部控制回路控制电机15的转动使摇管5回到初始位置，随后外部控制回路控制各摇管5的电磁阀打开，各摇管5内的培养液排出，通过鼓风机10的不断输送氧气增加了气体流动性，保证了氧气浓度，通过摇管5顶部容积的增大使培养液在摇振时与气体接触面积更大，培养液液面差相对变小，越接近水面，含氧量越高，使摇杆5底部的菌种能更好的发育，从而在保证产量的同时提高了质量。

具体而言，如图1所示，本实施例所述的水平板3分别由数个水平的环形板与数个小竖板组成，排列从左向右依次按“小竖板、环形板、小竖板、环形板、小竖板”的顺序横向连接组成的一体结构。水平板3上的通孔即为环形板内圈，即环形板内圈通过轴承连接套筒4的外周，套筒4的外周直径远小于环形板的内径，该结构能为摇管5提供摇摆的空间、稳定的支撑，且结构简单，耗材少，成本低。

具体的，如图1或2所示，本实施例所述的套筒4、摇管5均为透明材质，套筒4的外周设有竖向的计量刻度。套筒4、摇管5为透明材质方便操作人员观察培养液体的注入量，套筒4设有刻度能使造作人员更准确的把控培养液体的注入量，提高好氧菌培养液的配比精度、注入量精度。

进一步的，如图3所示，本实施例所述的所述的外部控制回路包括电源、plc控制器，plc控制器电路连接各温度控制器、各加热装置8、各电磁阀、鼓风机10、电机15、位置传感器。电源为整个电路提供电能，使用时，工人给plc控制器设定初始位置，即位置传感器距对应的双面齿条13顶面的最短距离、培养温度范围、培养时间、最大摆动角度，即电机15的单次正反转圈数、摇振频率，即电机15的正反转频率，plc控制器控制鼓风机10、电机15工作，新鲜空气经气管进入各摇管5内，电机15分别通过齿轮16带动对应的双面齿条13横向运动，横向齿条13分别通过扇形齿轮12、传动杆11带动对应的套筒4、摇杆5沿对应的转轴摇摆，当某摇管5的培养液温度低于最低设定值时，位于其内的温度传感器发送信号给plc控制器，plc控制器控制且对应的加热装置8工作，加热后的空气进入该摇管5使其内部温度升高并维持在设定温度范围，保证菌种在适宜的温度下生长，当培养时间到达设定值时，plc控制器控制鼓风机10停止工作，与此同时，位于最左侧套筒11底面的位置传感器发送距支撑台面1顶面的距离信号给plc控制器，plc控制电机15的转动使摇管5最终回到初始位置，随后plc控制器控制各电磁阀打开，各摇管2内的培养液排出，通过plc控制器实时控制摇管5内的反应温度，使其培养环境恒定，有利于有氧菌种的培养，全程自动操作，相比于三角瓶往复振床摇荡的手动取液，方便省事。

更进一步的，如图1所示，本实施例所述的导向限位装置分别由两个第一滑槽14、两个第二滑槽17、滑块18组成，两竖直板2的内壁分别开设有数个横向的第一滑槽14，两竖直板2的第一滑槽14一一对应，双面齿条13的两端分别位于对应的第一滑槽14内且能沿之横向滑动，双面齿条13的前后面中部分别开设有横向的第二滑槽17，滑槽17内分别设有数个横向排列的滑块18，滑块18分别能沿对应的第二滑槽17横向滑动，滑块18分别固定连接竖直的导向杆的底端，导向杆的顶面分别固定安装在水平板3的底面。第一滑槽14为对应的双面齿条13的横向运动提供导向作用，当齿条过长时受到竖向力会产生弯曲，影响双面齿条13与扇形齿轮12之间的配合精度，造成设备运行不一致甚至设备损坏，导向杆、滑轨、滑槽组成限位机构，防止了双面齿条13的形变，保证了使双面齿条13与扇形齿轮12之间的配合，有利于设备正常运行。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。