生物制药微生物培养系统的制作方法

1.本发明涉及生物制药技术领域，具体为生物制药微生物培养系统。


背景技术：

2.微生物培养系统广泛用于微生物学、生物医学、基因重组和生物制品等领域的科研、教学和生产中，不同的微生物需要不同的生存环境。
3.而对于需氧型微生物进行培养时现有装置不具备调整内部氧气分布范围的功能，进而使得微生物代谢产生的二氧化碳全部堆积到下部，影响微生物接触到氧气进而使得微生物生长繁殖速度变慢或停止。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供生物制药微生物培养系统，具备能够调节氧气分布的优点，解决了二氧化碳的堆积使得需氧型微生物生长繁殖减慢或停止的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：生物制药微生物培养系统，包括支撑腔和固定连接在支撑腔上的箱体，所述箱体上设有观察窗，所述箱体上转动连接有箱门，所述支撑腔内固定连接有安装板，所述安装板上固定连接有电机，所述电机的输出端固定连接有驱动轴，所述驱动轴上远离电机的一端固定连接有偏心轮，所述偏心轮上开设有用于放置需氧微生物培养皿的凹槽，所述偏心轮上设有一个第一连杆和五个第二连杆，所述第一连杆固定连接在所述偏心轮上，所述第二连杆转动连接在所述偏心轮上，所述箱体内转动连接有圆盘，所述圆盘上转动连接有六个圆形阵列设置的转杆，六个所述转杆上均固定连接有第三连杆，一个所述第一连杆和五个所述第二连杆远离所述偏心轮的一端分别一一对应与所述第三连杆转动连接，六个所述转杆的顶部均固定连接有用于扰动所述箱体内气流以使得氧气在所述箱体内分布均匀的转板，所述偏心轮与所述圆盘不位于同一轴线上。
6.优选的，所述箱体内设有用于向所述箱体内补充氧气的补充机构，所述补充机构包括用于盛放氧气的盒体，所述盒体固定连接在所述箱体的外壁上，所述盒体上固定连接有注气管，所述注气管上设有电磁阀，所述箱体内固定连接有用于控制所述电磁阀的二氧化碳浓度传感器，所述注气管贯穿所述箱体并延伸至所述支撑腔内，所述注气管上位于所述箱体内的一段上开设有用于向所述箱体内注入氧气的侧孔，所述箱体上固定连接有释放管，所述释放管上设有第一单向阀，所述盒体上固定连接有贯穿所述箱体的安装筒，所述安装筒内滑动连接有圆柱棘轮，所述圆柱棘轮的一端固定连接有矩形板，所述圆柱棘轮的另一端固定连接有安装环，所述矩形板滑动连接在所述盒体内，且所述矩形板的外壁与所述盒体的内壁贴合。
7.优选的，所述补充机构还包括固定连接在所述安装筒上的圆环，所述圆环上固定连接有两个对称设置的立板，两个所述立板上均滑动连接有安装杆，两组所述安装杆的一端均固定连接有用于卡接所述圆柱棘轮的卡块，两组所述安装杆的另一端均固定连接有用于防止所述安装杆脱离所述立板的限位块，所述安装杆上套接有第一弹簧，所述第一弹簧
的两端分别与所述卡块和所述立板相抵。
8.优选的，所述补充机构还包括同轴固定连接在所述安装环上的活塞筒，所述活塞筒内滑动连接有活塞杆，所述活塞杆上远离所述活塞筒的一端固定连接有推板，六个所述转板交替与所述推板相抵，所述活塞筒上套接有第二弹簧，所述第二弹簧的两端分别与所述安装环和所述推板相抵。
9.优选的，所述补充机构上设有用于维持所述箱体内湿度的加湿机构，所述加湿机构包括固定连接在所述支撑腔上的水箱，所述活塞筒上固定连接有进气管和出气管，所述进气管和所述出气管上均设有第二单向阀，所述进气管远离所述活塞筒的一端贯穿所述箱体并延伸至其外部，所述出气管远离所述活塞筒的一端贯穿所述箱体并与所述水箱相连通，所述水箱上固定连接有泄压管，所述泄压管上设有压力阀。
10.优选的，所述加湿机构还包括固定连接在所述水箱上的出水管，所述出水管远离所述水箱的一端贯穿所述箱体并延伸至其内部固定连接有雾化喷头，所述出水管上固定连接有竖管，所述竖管与所述注气管远离所述盒体的一端固定连接，所述竖管内滑动连接有用于控制所述注气管上侧孔开闭的控制杆，所述控制杆上开设有通孔，所述通孔间歇与所述出水管相连通，所述控制杆的外壁与所述竖管和所述注气管的内壁贴合。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
12.1、本发明通过设置补充机构使得培养皿内的需氧微生物消耗掉氧气之后能够进行补充，维持微生物的正常繁殖，通过设置加湿机构使得箱体内能够保持接近饱和的湿度，便于微生物的生长，通过设置加热机构使得微生物的生长温度能够适宜。
附图说明
13.图1为本发明的外观结构示意图；
14.图2为本发明的内部结构示意图；
15.图3为本发明图2中a部分的结构示意图；
16.图4为本发明偏心轮处的结构示意图；
17.图5为本发明活塞筒处的结构示意图；
18.图6为本发明图5中b部分的结构示意图；
19.图7为本发明水箱处的结构示意图；
20.图8为本发明图7中c部分的结构示意图。
21.图中：1、支撑腔；11、安装板；2、箱体；21、释放管；22、第一单向阀；23、观察窗；24、箱门；25、记忆金属片；26、竖板；3、电机；31、驱动轴；32、偏心轮；33、凹槽；34、第二连杆；35、转板；351、转杆；352、第三连杆；36、圆盘；361、摩擦环；362、摩擦块；363、第一连杆；37、推杆；371、圆板；372、拉簧；374、矩形块；38、压敏开关；4、盒体；41、注气管；411、电磁阀；412、侧孔；42、矩形板；421、安装筒；422、圆环；43、圆柱棘轮；431、立板；432、卡块；433、安装杆；434、第一弹簧；435、限位块；44、活塞筒；441、活塞杆；442、推板；443、安装环；444、第二弹簧；45、进气管；451、第二单向阀；46、出气管；47、二氧化碳浓度传感器；5、水箱；51、泄压管；511、压力阀；52、出水管；521、雾化喷头；53、竖管；531、挡环；54、控制杆；541、通孔；542、第三弹簧。
具体实施方式
22.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。
23.实施例一
24.本发明提供一种技术方案：生物制药微生物培养系统，包括支撑腔1和固定连接在支撑腔1上的箱体2，箱体2上设有观察窗23，箱体2上转动连接有箱门24，支撑腔1内固定连接有安装板11，安装板11上固定连接有电机3，电机3的输出端固定连接有驱动轴31，驱动轴31上远离电机3的一端固定连接有偏心轮32，偏心轮32上开设有用于放置需氧微生物培养皿的凹槽33，偏心轮32上设有一个第一连杆363和五个第二连杆34，第一连杆363固定连接在偏心轮32上，第二连杆34转动连接在偏心轮32上，箱体2内转动连接有圆盘36，圆盘36上转动连接有六个圆形阵列设置的转杆351，六个转杆351上均固定连接有第三连杆352，一个第一连杆363和五个第二连杆34远离偏心轮32的一端分别一一对应与第三连杆352转动连接，六个转杆351的顶部均固定连接有用于扰动箱体2内气流以使得氧气在箱体2内分布均匀的转板35，偏心轮32与圆盘36不位于同一轴线上。
25.参照图1、图2和图4，电机3处于工作状态时电机3上的驱动轴31转动，进而固定连接在驱动轴31上的偏心轮32转动，进而转动的偏心轮32带动第一连杆363以偏心轮32为圆心转动，偏心轮32与圆盘36的圆心不再同一轴线上，且转杆351定轴转动在圆盘36上，进而当第一连杆363转动时便能通过第三连杆352拉动转杆351以使得圆盘36发生定轴转动，由于第一连杆363与第三连杆352之间为转动连接，从而当转杆351跟随圆盘36转动至距离偏心轮32最远位置时第一连杆363便能拉动第三连杆352使得第一连杆363与第三连杆352成为同一直线状态，同时在第三连杆352与第一连杆363逐渐趋于同一直线的过程中转杆351发生转动，从而固定连接在转杆351上的转板35发生转动，进而转动的转板35能对箱体2内的气体进行扰流，使得氧气和二氧化碳在箱体2内能够均匀的分布，避免需氧微生物代谢产生的二氧化碳全部堆积在箱体2内的下部而影响需氧微生物的繁殖，通过第二连杆34连接的第三连杆352与通过第一连杆363连接的第三连杆352的运动形式相同，即六个转板35都能在运行至距离偏心轮32最远位置时摆动至最大限度，六个转板35交替的摆动能够增强对箱体2内气体的扰流程度，与偏心轮32固定连接的第一连杆363能够具有足够的强度使得偏心轮32在转动时带动圆盘36转动。
26.观察窗23的设置能够便于工作人员了解到箱体2内培养皿的情况。
27.实施例二
28.在实施例一的基础上，更进一步的是，箱体2内设有用于向箱体2内补充氧气的补充机构，补充机构包括用于盛放氧气的盒体4，盒体4固定连接在箱体2的外壁上，盒体4上固定连接有注气管41，注气管41上设有电磁阀411，箱体2内固定连接有用于控制电磁阀411的二氧化碳浓度传感器47，注气管41贯穿箱体2并延伸至支撑腔1内，注气管41上位于箱体2内的一段上开设有用于向箱体2内注入氧气的侧孔412，箱体2上固定连接有释放管21，释放管21上设有第一单向阀22，盒体4上固定连接有贯穿箱体2的安装筒421，安装筒421内滑动连接有圆柱棘轮43，圆柱棘轮43的一端固定连接有矩形板42，圆柱棘轮43的另一端固定连接
有安装环443，矩形板42滑动连接在盒体4内，且矩形板42的外壁与盒体4的内壁贴合。
29.参照图2和图7，当盒体4内的压力大于第二弹簧444的弹力时，此时推板442受到转板35的挤压便会推动活塞杆441在活塞筒44内滑动，且连接在活塞筒44上的进气管45和出气管46上都设置有第二单向阀451，进而当活塞杆441在活塞筒44内滑动时能够通过进气管45将外部空气抽进活塞筒44再通过出气管46将抽得的空气注入到水箱5内，当电磁阀411关闭时箱体2内的压力则处于恒定状态，在第三弹簧542的作用下控制杆54将侧孔412和出水管52都进行封堵，进而此时水箱5内的压力会因出气管46不断向水箱5内部通入空气而增大，当增大至一定限度时水箱5上泄压管51上设置的压力阀511便会开启一瞬间对水箱5进行泄压，防止水箱5压力过大而炸裂，而泄压后的水箱5内仍具有一定的压力。
30.补充机构还包括固定连接在安装筒421上的圆环422，圆环422上固定连接有两个对称设置的立板431，两个立板431上均滑动连接有安装杆433，两组安装杆433的一端均固定连接有用于卡接圆柱棘轮43的卡块432，两组安装杆433的另一端均固定连接有用于防止安装杆433脱离立板431的限位块435，安装杆433上套接有第一弹簧434，第一弹簧434的两端分别与卡块432和立板431相抵，补充机构还包括同轴固定连接在安装环443上的活塞筒44，活塞筒44内滑动连接有活塞杆441，活塞杆441上远离活塞筒44的一端固定连接有推板442，六个转板35交替与推板442相抵，活塞筒44上套接有第二弹簧444，第二弹簧444的两端分别与安装环443和推板442相抵。
31.参照图2、图4、图5和图6，六个转板35在交替摆动的同时也能交替的接触到推板442且交替的对推板442进行推动，当推板442受到推动时会使得活塞杆441向盒体4的方向滑动，当盒体4内的压力小于第二弹簧444的弹力时推板442便能通过第二弹簧444推动安装环443向靠近盒体4的方向移动，进而固定连接在安装环443上的圆柱棘轮43通过安装筒421向盒体4内滑动，使得固定连接在圆柱棘轮43上的矩形板42与圆柱棘轮43同向向盒体4内滑动，由于矩形板42与盒体4的内壁贴合，进而在矩形板42滑动时能够对盒体4内的氧气进行加压，同时在圆柱棘轮43向盒体4内滑动时圆柱棘轮43上的牙首先会推动两个对称设置的卡块432以使得两个对称设置的卡块432克服第一弹簧434的弹力而相互远离，圆柱棘轮43继续向盒体4的方向运动使得圆柱棘轮43上推开卡块432的牙运行至安装筒421内部，进而此时两个卡块432不再受到圆柱棘轮43的力，随后第一弹簧434的弹力再使得两个卡块432相互靠近，卡住圆柱棘轮43上的牙，使得圆柱棘轮43不会向远离盒体4的方向滑动，进盒体4内被加压的氧气能够保持住一定的压力。
32.补充机构上设有用于维持箱体2内湿度的加湿机构，加湿机构包括固定连接在支撑腔1上的水箱5，活塞筒44上固定连接有进气管45和出气管46，进气管45和出气管46上均设有第二单向阀451，进气管45远离活塞筒44的一端贯穿箱体2并延伸至其外部，出气管46远离活塞筒44的一端贯穿箱体2并与水箱5相连通，水箱5上固定连接有泄压管51，泄压管51上设有压力阀511，加湿机构还包括固定连接在水箱5上的出水管52，出水管52远离水箱5的一端贯穿箱体2并延伸至其内部固定连接有雾化喷头521，出水管52上固定连接有竖管53，竖管53与注气管41远离盒体4的一端固定连接，竖管53内滑动连接有用于控制注气管41上侧孔412开闭的控制杆54，控制杆54上开设有通孔541，通孔541间歇与出水管52相连通，控制杆54的外壁与竖管53和注气管41的内壁贴合，加湿机构还包括固定连接在竖管53内的挡环531，挡环531上固定连接有第三弹簧542，第三弹簧542的顶部固定连接在控制杆54的底
部。
33.参照图1、图2、图7和图8，随着时间的推移需氧微生物逐渐将氧气消耗而产生二氧化碳，当二氧化碳浓度达到预定值时二氧化碳浓度传感器47便会控制电磁阀411开启，此时盒体4内高压状态下的氧气便能通过注气管41进行流动，当氧气在注气管41内流动时会使得注气管41内的压力增大，且控制杆54与注气管41的内壁贴合，进而此状态下能使得控制杆54克服第三弹簧542的弹力向下滑动，当控制杆54向下滑动时控制杆54上的通孔541首先与出水管52连通，进而此时内部具有压力的水箱5内的水便能在其压力作用下通过出水管52流动而后从雾化喷头521处喷出至箱体2内，使得箱体2内的湿度能够维持在需氧微生物需要的范围，同时当水从雾化喷头521喷出之后也能够使得箱体2内的灰尘得以沉降，避免灰尘进入到培养皿内影响微生物的生长，控制杆54受氧气通入的压力继续滑动时控制杆54最终不再对注气管41上的侧孔412进行封堵，进而此时氧气能够通过侧孔412进入到箱体2内，对箱体2内的氧气进行补充，在氧气通入到箱体2之前雾化喷头521已经喷出水使得灰尘被吸附沉降，进而高压氧气通入箱体2时不会将灰尘吹起。
34.实施例三
35.在实施例二的基础上，更进一步的是，箱体2内设有用于维持其内部温度的加热机构，加热机构包括固定连接在箱体2内的摩擦块362，圆盘36上固定连接有摩擦环361，摩擦环361与摩擦块362贴合，箱体2的内壁上固定连接有用于控制电机3的压敏开关38，箱体2内固定连接有竖板26，竖板26上滑动连接有推杆37，推杆37的一端固定连接有圆板371，推杆37的另一端与压敏开关38间歇相抵，推杆37上套接有拉簧372，拉簧372的两端分别固定连接在圆板371和竖板26上，推杆37上固定连接有矩形块374，箱体2的侧壁上固定连接有记忆金属片25，记忆金属片25与矩形块374间歇相抵。
36.参照图2、图3和图4，由于摩擦块362与摩擦环361贴合，进而在摩擦环361跟随圆盘36在转动的过程中能够与摩擦块362产生相对摩擦，进而摩擦块362与摩擦环361的摩擦能够产生热量以维持微生物成长所需要的温度，当温度达到最高限度时记忆金属片25受到热量产生形变对矩形块374进行推动，由于矩形块374固定连接在推杆37上，进而推杆37远离压敏开关38，此时电机3停止工作，进而圆盘36不再转动，此时摩擦块362与摩擦环361不再相对摩擦，此时温度不再上升，当温度下降至一定程度时记忆金属片25则不再推矩形块374进行推动，进而在拉簧372的作用下推杆37接触到压敏开关38使得电机3开启继续工作，使得摩擦块362与摩擦环361摩擦继续产生热量。
37.工作原理：该生物制药微生物培养系统，使用时打开箱门24将配置好的需氧微生物培养皿放置在偏心轮32上的凹槽33内，然后将箱门24关闭，接通控制电机3的电源。
38.当电机3处于工作状态时电机3上的驱动轴31转动，进而固定连接在驱动轴31上的偏心轮32转动，进而转动的偏心轮32带动第一连杆363以偏心轮32为圆心转动，偏心轮32与圆盘36的圆心不再同一轴线上，且转杆351定轴转动在圆盘36上，进而当第一连杆363转动时便能通过第三连杆352拉动转杆351以使得圆盘36发生定轴转动，由于第一连杆363与第三连杆352之间为转动连接，从而当转杆351跟随圆盘36转动至距离偏心轮32最远位置时第一连杆363便能拉动第三连杆352使得第一连杆363与第三连杆352成为同一直线状态，同时在第三连杆352与第一连杆363逐渐趋于同一直线的过程中转杆351发生转动，从而固定连接在转杆351上的转板35发生转动，进而转动的转板35能对箱体2内的气体进行扰流，使得
氧气和二氧化碳在箱体2内能够均匀的分布，避免需氧微生物代谢产生的二氧化碳全部堆积在箱体2内的下部而影响需氧微生物的繁殖，通过第二连杆34连接的第三连杆352与通过第一连杆363连接的第三连杆352的运动形式相同，即六个转板35都能在运行至距离偏心轮32最远位置时摆动至最大限度，六个转板35交替的摆动能够增强对箱体2内气体的扰流程度，与偏心轮32固定连接的第一连杆363能够具有足够的强度使得偏心轮32在转动时带动圆盘36转动。
39.六个转板35在交替摆动的同时也能交替的接触到推板442且交替的对推板442进行推动，当推板442受到推动时会使得活塞杆441向盒体4的方向滑动，当盒体4内的压力小于第二弹簧444的弹力时推板442便能通过第二弹簧444推动安装环443向靠近盒体4的方向移动，进而固定连接在安装环443上的圆柱棘轮43通过安装筒421向盒体4内滑动，使得固定连接在圆柱棘轮43上的矩形板42与圆柱棘轮43同向向盒体4内滑动，由于矩形板42与盒体4的内壁贴合，进而在矩形板42滑动时能够对盒体4内的氧气进行加压，同时在圆柱棘轮43向盒体4内滑动时圆柱棘轮43上的牙首先会推动两个对称设置的卡块432以使得两个对称设置的卡块432克服第一弹簧434的弹力而相互远离，圆柱棘轮43继续向盒体4的方向运动使得圆柱棘轮43上推开卡块432的牙运行至安装筒421内部，进而此时两个卡块432不再受到圆柱棘轮43的力，随后第一弹簧434的弹力再使得两个卡块432相互靠近，卡住圆柱棘轮43上的牙，使得圆柱棘轮43不会向远离盒体4的方向滑动，进盒体4内被加压的氧气能够保持住一定的压力；
40.当盒体4内的压力大于第二弹簧444的弹力时，此时推板442受到转板35的挤压便会推动活塞杆441在活塞筒44内滑动，且连接在活塞筒44上的进气管45和出气管46上都设置有第二单向阀451，进而当活塞杆441在活塞筒44内滑动时能够通过进气管45将外部空气抽进活塞筒44再通过出气管46将抽得的空气注入到水箱5内，当电磁阀411关闭时箱体2内的压力则处于恒定状态，在第三弹簧542的作用下控制杆54将侧孔412和出水管52都进行封堵，进而此时水箱5内的压力会因出气管46不断向水箱5内部通入空气而增大，当增大至一定限度时水箱5上泄压管51上设置的压力阀511便会开启一瞬间对水箱5进行泄压，防止水箱5压力过大而炸裂，而泄压后的水箱5内仍具有一定的压力；
41.随着时间的推移需氧微生物逐渐将氧气消耗而产生二氧化碳，当二氧化碳浓度达到预定值时二氧化碳浓度传感器47便会控制电磁阀411开启，此时盒体4内高压状态下的氧气便能通过注气管41进行流动，当氧气在注气管41内流动时会使得注气管41内的压力增大，且控制杆54与注气管41的内壁贴合，进而此状态下能使得控制杆54克服第三弹簧542的弹力向下滑动，当控制杆54向下滑动时控制杆54上的通孔541首先与出水管52连通，进而此时内部具有压力的水箱5内的水便能在其压力作用下通过出水管52流动而后从雾化喷头521处喷出至箱体2内，使得箱体2内的湿度能够维持在需氧微生物需要的范围，同时当水从雾化喷头521喷出之后也能够使得箱体2内的灰尘得以沉降，避免灰尘进入到培养皿内影响微生物的生长；
42.控制杆54受氧气通入的压力继续滑动时控制杆54最终不再对注气管41上的侧孔412进行封堵，进而此时氧气能够通过侧孔412进入到箱体2内，对箱体2内的氧气进行补充，在氧气通入到箱体2之前雾化喷头521已经喷出水使得灰尘被吸附沉降，进而高压氧气通入箱体2时不会将灰尘吹起；
43.氧气的通入使得箱体2内气体的总量增大，而通过设置释放管21能够使得多余的气体被排出箱体2，使得箱体2内的气压保持稳定，释放管21上设置第一单向阀22能够防止玩不空气进入到箱体2内对培养皿造成污染；当箱体2内的二氧化碳浓度降低之后，二氧化碳浓度传感器47便会控制电磁阀411关闭，此时注气管41内气压恢复，在第三弹簧542的作用下控制杆54恢复到原位置，继续对出水管52和注气管41进行封堵。
44.由于摩擦块362与摩擦环361贴合，进而在摩擦环361跟随圆盘36在转动的过程中能够与摩擦块362产生相对摩擦，进而摩擦块362与摩擦环361的摩擦能够产生热量以维持微生物成长所需要的温度，当温度达到最高限度时记忆金属片25受到热量产生形变对矩形块374进行推动，由于矩形块374固定连接在推杆37上，进而推杆37远离压敏开关38，此时电机3停止工作，进而圆盘36不再转动，此时摩擦块362与摩擦环361不再相对摩擦，此时温度不再上升，当温度下降至一定程度时记忆金属片25则不再推矩形块374进行推动，进而在拉簧372的作用下推杆37接触到压敏开关38使得电机3开启继续工作，使得摩擦块362与摩擦环361摩擦继续产生热量。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。