CN108184718A - 一种孵化器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种孵化器，包括孵化箱、设置在孵化箱底部的水管、分别和所述设置在孵化箱底部的水管连接的进水管和出水管，通过在进水管内设置具有低临界溶解温度的水凝胶块A，同时在进水管内更靠近孵化箱的位置设置具有高临界溶解温度的水凝胶块B，通过水凝胶块A和水凝胶块B控制通过进水管的水流的温度，实现对孵化箱中温度的控制，保证了所孵化的动物所需要的孵化温度；所述的水凝胶块A和水凝胶块B可以通过配方的调整获得不同的低临界溶解温度和高临界溶解温度，由此根据所要孵化动物的最佳孵化温度范围选择不同配方的水凝胶，从而就可以控制流过孵化箱底部的水流的温度始终处于所要孵化动物的最佳孵化温度范围内。
Description
技术领域
本发明涉及一种孵化器，具体涉及一种可以控制孵化温度的孵化器。
背景技术
孵化器，就是人工孵化的专门设备，可以实现一次性大量的孵化，大大的提高了孵化动物的繁殖，但现有的孵化器存在孵化率比较低的缺点，其主要原因是孵化器内部的温度控制不是很好，导致孵化率偏低。并且，不同的动物具有不同的最佳孵化温度范围，低于或者超过这个温度范围都会影响到蛋的孵化。
温敏性水凝胶是一种随温度变化可以进行可逆性膨胀-收缩变化的水凝胶，对具有低临界溶解温度的水凝胶而言，当所处环境温度低于其低临界溶解温度时，如果所述水凝胶处于一个水环境中，其就会吸水膨胀，体积增大，当所处环境温度高于其低临界溶解温度时，所述水凝胶就会失水收缩，对于具有高临界溶解温度的水凝胶而言，其情况则刚好相反，当所处环境温度低于其高临界溶解温度时，所述水凝胶就失水收缩，当所处环境温度高于其高临界溶解温度时，如果所述水凝胶处于一个水环境中，其就会吸水膨胀，体积增大。
针对上述孵化所存在的问题，并利用上述温敏性水凝胶的特性，为了对孵化器的温度进行控制，申请人经过潜心研究，得到了一种可以控制孵化温度的孵化器，其可以通过对流过进水管的水温控制实现对孵化箱内的温度进行控制，使得孵化温度得到有效保障，保证了孵化过程中的良好环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种孵化器，通过在孵化箱的进水管内设置一块具有低临界溶解温度的温敏性水凝胶块A作为水凝胶温度控制阀A，同时在进水管更靠近孵化箱的位置设置一块具有高临界溶解温度的温敏性水凝胶块B作为水凝胶温度控制阀B，通过水凝胶温度控制阀A和水凝胶温度控制阀B控制通过进水管流过孵化箱底部的水流的温度，从而可以实现对孵化箱的温度进行控制，使得孵化温度得到有效保障，保证了孵化过程中的良好环境。
针对上述目的，本发明的技术方案如下：
一种孵化器，包括孵化箱、设置在孵化箱底部的水管、分别和所述设置在孵化箱底部的水管连接的进水管和出水管，其特征在于：所述进水管内设置有具有低临界溶解温度的水凝胶块A作为水凝胶温度控制阀A和具有高临界溶解温度的水凝胶块B作为水凝胶温度控制阀B，所述水凝胶块B设置在更靠近孵化箱的位置；
所述水凝胶块A和水凝胶块B在吸水完全时均可以完全堵塞所述进水管，使得进水管中的水流不能通过，而在失水收缩后，则不能完全堵塞所述进水管，使得进水管中的水流可以顺利通过；并且所述水凝胶块A和水凝胶块B都是通过一个侧壁与进水管的管壁牢固粘结；
其中，所述水凝胶块A为聚(N,N二乙基丙烯酰胺-co-N-叔丁基丙烯酰胺)水凝胶，水凝胶块B为聚(N,N-二甲基(丙烯酰胺丙基)氨基丙磺酸-co-N,N-二甲基丙烯酰胺)水凝胶。
进一步地，所述水凝胶块A的制备方法如下：
(1)室温下，将单体N,N二乙基丙烯酰胺和N-叔丁基丙烯酰胺添加到二甲基亚砜中，搅拌均匀，制备得到混合均匀的单体溶液；
(2)在上述单体溶液中，加入引发剂偶氮二异丁腈、交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，混合均匀，得到反应液；
(3)将反应液注入模具中，将模具置于70℃环境下聚合，得到凝胶；
(4)将步骤(3)得到的凝胶置于去离子水中，将其中的二甲基亚砜置换掉，得到水凝胶块A。
进一步地，所述水凝胶块A的制备方法中，所述步骤(1)中总的单体质量浓度为10％。
进一步地，所述水凝胶块A的制备方法中，所述步骤(2)中偶氮二异丁腈的加入量为0.1mmol，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺的用量为总的单体质量的4％。
所述水凝胶块A的低临界溶解温度可以从17℃增大到23℃，所述低临界溶解温度可以按照单体中N,N二乙基丙烯酰胺和N-叔丁基丙烯酰胺的配比进行调整，单体中N,N二乙基丙烯酰胺的含量越多，则所述水凝胶块A的低临界溶解温度越大。
进一步地，所述水凝胶块B的制备方法如下：
(1)在0℃环境下将化学交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺加入到去离子水中，搅拌均匀，制备得到混合均匀的交联剂溶液；
(2)保持同样在0℃环境下，将单体N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二甲基(丙烯酰胺丙基)氨基丙磺酸都添加到上述步骤(1)得到的溶液中，搅拌均匀，得到单体溶液；
(3)依旧在0℃环境下，将引发剂过硫酸钾、催化剂四甲基乙二胺分别添加到上述单体溶液中，搅拌均匀，得到反应液；
(4)将反应液注入模具中，将模具置于20℃环境下，使反应液聚合20h，得到所述水凝胶块B。
进一步地，所述水凝胶块B的制备方法中，所述步骤(1)中交联剂溶液的浓度为0.002mol/L；所述步骤(2)中总的单体浓度在0.1-0.3mol/L范围内，其中，N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二甲基(丙烯酰胺丙基)氨基丙磺酸的摩尔比为1:9。
进一步地，所述水凝胶块B的制备方法中，所述过硫酸钾的添加量为0.074mmol，四甲基乙二胺的添加量为0.1mmol。
所述水凝胶块B的高临界溶解温度可以根据总的单体浓度调整，当总的单体浓度从0.1mol/L增加0.3mol/L时，所述制备得到的水凝胶块B的高临界溶解温度可以从25℃增大到35℃。
由于水凝胶温度控制阀A是具有低临界溶解温度的水凝胶块体，因此，当进水管中水流的温度低于其低临界溶解温度时，所述水凝胶温度控制阀A就会吸收进水管中的水，发生体积膨胀，直到完全将进水管堵塞，即此时所述水凝胶温度控制阀A相当于处于关闭的状态，因此低于其低临界溶解温度的水流自然就不能通过所述进水管；当进水管中水流的温度高于其低临界溶解温度时，此时由于环境温度高于水凝胶温度控制阀A的低临界溶解温度，因此所述水凝胶温度控制阀A发生失水，体积收缩，当收缩后的体积不能完全将进水管堵塞时，这些温度高于其低临界溶解温度的水流自然可以通过水凝胶温度控制阀A，即，此时所述水凝胶温度控制阀A相当于处于打开的状态；而水凝胶温度控制阀B是具有高临界溶解温度的水凝胶块体，因此，当进水管中水流的温度高于其高临界溶解温度时，所述水凝胶温度控制阀B就会吸收进水管中的水，发生体积膨胀，直到完全将进水管堵塞，即此时所述水凝胶温度控制阀B相当于处于关闭的状态，因此高于其高临界溶解温度的水自然就不能通过所述进水管；当进水管中水流的温度低于其高临界溶解温度时，此时由于环境温度低于水凝胶温度控制阀B的高临界溶解温度，因此所述水凝胶温度控制阀B发生失水，体积收缩，当收缩后的体积不能完全将进水管堵塞时，这些温度低于其高临界溶解温度的水流自然可以通过水凝胶温度控制阀B，即，此时所述水凝胶温度控制阀B相当于处于打开的状态。
由于在进水管中同时设置了具有低临界溶解温度的水凝胶温度控制阀A和具有高临界溶解温度的水凝胶温度控制阀B，使得只有水温处于水凝胶温度控制阀A的低临界溶解温度-水凝胶温度控制阀B的高临界溶解温度范围内的水流才能通过进水管顺利地流过孵化箱的底部；并且通过对水凝胶块A和水凝胶块B的配方进行调整，可以得到水凝胶块A的低临界溶解温度刚好是所孵化动物的最佳孵化温度的下限，而水凝胶块B的高临界溶解温度刚好是最佳孵化温度的上限；由此，就可以有效地控制孵化箱的温度处于所孵化动物的最佳孵化温度范围内，使得孵化温度得到有效保障，保证了孵化过程中的良好环境。
相比于现有技术，本发明所述的孵化器的有益效果在于：
(1)本发明通过对流过孵化箱底部的水温进行控制，从而控制了孵化箱内的温度，使得孵化温度得到了有效保障，保证了孵化过程中的良好环境；
(2)本发明通过在进水管内同时设置具有低临界溶解温度的水凝胶温度控制阀A和具有高临界溶解温度的水凝胶温度控制阀B，可以有效地将流过孵化箱底部的水温控制在水凝胶温度控制阀A的低临界溶解温度和水凝胶温度控制阀B的高临界溶解温度之间，由此可以给所要孵化的动物提供一个良好的孵化环境；
(3)本发明所述的孵化器结构简单，并且设置步骤也不复杂，可以实现有效地对孵化箱的温度进行控制；
(4)本发明所述的水凝胶块A和水凝胶块B可以通过其配方的调整获得具有不同低临界溶解温度和高临界溶解温度值的水凝胶块，由此可以根据孵化箱中所孵化动物的最佳孵化温度范围的不同来选择不同配方的水凝胶块，从而就可以控制流过孵化箱底部的水流的温度始终处于所孵化动物的最佳孵化温度范围内。
附图说明
图1为本发明所述孵化器的结构示意图；
其中，1-孵化箱，2-进水管，3-设置在孵化箱底部的水管，4-出水管，5-水凝胶块A(水凝胶温度控制阀A)，6-水凝胶块B(水凝胶温度控制阀B)。
具体实施例
下面结合说明书中的附图对所述孵化器进行清楚、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。
水凝胶块A(即水凝胶温度控制阀A)的制备：
(1)室温下，将单体N,N二乙基丙烯酰胺和N-叔丁基丙烯酰胺添加到二甲基亚砜溶剂中，搅拌均匀，制备得到混合均匀的单体溶液，总的单体质量浓度为10％，其中N,N二乙基丙烯酰胺的质量浓度为6％，N-叔丁基丙烯酰胺的质量浓度为4％；
(2)在上述单体溶液中，加入引发剂偶氮二异丁腈0.1mmol、交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，混合均匀，得到反应液，其中交联剂的用量为总的单体质量的4％；
(3)将反应液注入模具中，将模具置于70℃环境下聚合，得到凝胶；
(4)将步骤(3)得到的凝胶置于大量去离子水中，将其中的二甲基亚砜置换掉，得到水凝胶块A。
水凝胶块B(即水凝胶温度控制阀B)的制备：
(1)在0℃环境下将化学交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺加入到去离子水中，搅拌均匀，制备得到混合均匀的浓度为0.002mol/L的化学交联剂溶液；
(2)保持同样在0℃环境下，将单体N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二甲基(丙烯酰胺丙基)氨基丙磺酸都添加到上述溶液中，搅拌均匀，得到单体溶液，总的单体浓度为0.1mol/L，其中，单体N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二甲基(丙烯酰胺丙基)氨基丙磺酸的摩尔比为1:9。
(3)依旧在0℃环境下，将引发剂过硫酸钾、催化剂四甲基乙二胺分别添加到上述单体溶液中，搅拌均匀，得到反应液，其中引发剂过硫酸钾的添加量为0.074mmol，催化剂四甲基乙二胺的添加量为0.1mmol；
(4)将反应液注入模具中，将模具至于20℃环境下，使反应液聚合20h，得到所述水凝胶块B。
孵化器的设置：
一种孵化器，包括孵化箱1、设置在孵化箱底部的水管3、分别和所述设置在孵化箱底部的水管连接的进水管2和出水管4，将上述制备得到的水凝胶块A 5的一个侧壁牢固黏贴在所述进水管2的内部管壁上，接着将上述制备得到的水凝胶块B 6的一个侧壁也牢固黏贴在所述进水管2的内部管壁上，并且所述水凝胶块B 6相对于水凝胶块A 5而言要黏贴在更靠近孵化箱1的位置，所述牢固黏贴是指在水流的冲刷下所述水凝胶块A 5和所述水凝胶块B 6不会从进水管2的管壁上脱落，如此就得到了本发明所述的孵化器。以上所述仅为本发明的优选实施例，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的相关技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，其中所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种孵化器，包括孵化箱、设置在孵化箱底部的水管、分别和所述设置在孵化箱底部的水管连接的进水管和出水管，其特征在于：所述进水管内设置有具有低临界溶解温度的水凝胶块A作为水凝胶温度控制阀A和具有高临界溶解温度的水凝胶块B作为水凝胶温度控制阀B，所述水凝胶块B设置在更靠近孵化箱的位置；
所述水凝胶块A和水凝胶块B在吸水完全时均可以完全堵塞所述进水管，使得进水管中的水流不能通过，而在失水收缩后，则不能完全堵塞所述进水管，使得进水管中的水流可以顺利通过；并且所述水凝胶块A和水凝胶块B都是通过一个侧壁与进水管的管壁牢固粘结；
其中，所述水凝胶块A为聚(N,N二乙基丙烯酰胺-co-N-叔丁基丙烯酰胺)水凝胶，水凝胶块B为聚(N,N-二甲基(丙烯酰胺丙基)氨基丙磺酸-co-N,N-二甲基丙烯酰胺)水凝胶。
2.根据权利要求1所述的一种孵化器，其特征在于：所述水凝胶块A的制备方法如下：
(1)室温下，将单体N,N二乙基丙烯酰胺和N-叔丁基丙烯酰胺添加到二甲基亚砜中，搅拌均匀，制备得到混合均匀的单体溶液；
(2)在上述单体溶液中，加入引发剂偶氮二异丁腈、交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，混合均匀，得到反应液；
(3)将反应液注入模具中，将模具置于70℃环境下聚合，得到凝胶；
(4)将步骤(3)得到的凝胶置于去离子水中，将其中的二甲基亚砜置换掉，得到水凝胶块A。
3.根据权利要求2所述的一种孵化器，其特征在于：
所述步骤(1)中总的单体质量浓度为10％。
4.根据权利要求2或3所述的一种孵化器，其特征在于：
所述步骤(2)中偶氮二异丁腈的加入量为0.1mmol，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺的用量为总的单体质量的4％。
5.根据权利要求1所述的一种孵化器，其特征在于：所述水凝胶块B的制备方法如下：
(1)在0℃环境下将化学交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺加入到去离子水中，搅拌均匀，制备得到混合均匀的交联剂溶液；
(2)保持同样在0℃环境下，将单体N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二甲基(丙烯酰胺丙基)氨基丙磺酸都添加到上述步骤(1)得到的溶液中，搅拌均匀，得到单体溶液；
(3)依旧在0℃环境下，将引发剂过硫酸钾、催化剂四甲基乙二胺分别添加到上述单体溶液中，搅拌均匀，得到反应液；
(4)将反应液注入模具中，将模具置于20℃环境下，使反应液聚合20h，得到所述水凝胶块B。
6.根据权利要求5所述的一种孵化器，其特征在于：
所述步骤(1)中交联剂溶液的浓度为0.002mol/L；所述步骤(2)中总的单体浓度在0.1-0.3mol/L范围内，其中，N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二甲基(丙烯酰胺丙基)氨基丙磺酸的摩尔比为1:9。
7.根据权利要求5或6所述的一种孵化器，其特征在于：
所述过硫酸钾的添加量为0.074mmol，四甲基乙二胺的添加量为0.1mmol。
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