CN109911335A - 一种基于大棚种植培养基灌装系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大棚种植培养基灌装系统，包括机架，机架上设置有传输机构、灌装机构、冷却水循环系统、灭菌机构、培养基承托架、控制机构；本发明通过将灌装系统和冷却水循环系统集成在一起，实现将培养基的灌装与冷却集中完成，降低了外部环境对培养基的污染的概率。同时灭菌装置的设置将位于本发明中的培养基与外部环境完全隔绝，从而进一步降低了培养基被污染的概率。最后，传输机构和培养基承托架的设置在一定程度上将原本需要多人完成的工作缩减为只需两个人即可完成，降低了生产劳动成本。

Description

一种基于大棚种植培养基灌装系统

技术领域

本发明涉及种植领域，特别是一种基于大棚种植培养基灌装系统。

背景技术

培养基易受到细菌的感染，因此在灌装过程中对环境要求比较高，目前实验用小批量的培养基灌装都靠人工实现，生产效率低，且灌装质量难以保证。

为了实现高速生产的目的，培养基灌装一般通过灌装生产线来实现，现有的灌装生产线一方面采购成本高、设备大而重，维修困难，不适用于培养基的自动灌装，另一方面，由于灌装后培养基需冷却才能封盖，培养基与外界接触时间过长，更容易受到细菌污染，质量无法得到有效控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种克服上述技术问题的基于大棚种植培养基灌装系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于大棚种植培养基灌装系统，包括机架，其特征在于：所述机架上设置有传输机构、灌装机构、冷却水循环系统、灭菌机构、培养基承托架、控制机构；

所述机架包括L形工作台、支撑工作台的支腿、将培养基与外部环境隔离的隔离室；

所述传输机构包括设置于工作台上的L形输送槽，所述输送槽的进料端立壁上设置有推送培养基前进的第一推送装置，所述输送槽外侧L形立壁上设置有推送培养基承托架换向前进的第二推送装置；所述第一推送装置、第二推送装置依次动作；

所述灌装机构设置于传输机构进料端上方；

所述冷却水循环系统设置于工作台下方，冷却水循环系统的进水部与输送槽的出料端相连通、所述冷却水循环系统的出水部与输送槽的进料端相连通；所述冷却水循环系统与输送槽形成冷却水的闭合回路；

所述灭菌结构设置于隔离室的顶部；

所述培养基承托架与输送槽滑动连接。

进一步地，所述输送槽拐角处设置有喇叭形过渡区。

进一步地，所述灌装机构包括培养基存储罐、放料装置；所述培养基存储罐设置于所述的隔离室上方，所述放料枪设置于隔离室中并与所述培养基存储罐相连通。

进一步地，所述隔离室中设置有挂载所述放料枪的挂载装置。

进一步地，所述灭菌机构为层流罩。

进一步地，所述灭菌机构还包括紫外线消毒灯，所述紫外线消毒灯绕设于层流罩外缘。

进一步地，所述培养基承托架包括架设于传输通道上表面的承载盘、设置于承载盘底部的助推板，所述助推板的外侧面与输送槽之间滑动配合。

进一步地，所述控制结构采用PLC逻辑控制模块进行控制。

本发明的有益效果为：本发明结构简单，集培养基的灌装和冷却步骤于一体，省去了培养基在空气中降温的过程，极大的降低了培养基被污染的概率；同时本发明操作方便，两个人即可实现流水线形式的培养基灌装工作，极大地提升了工作效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明另一种视角的结构示意图；

图3是本发明中承托装置的结构示意图；

图4是本发明中输送槽的结构示意图。

附图标记：100.机架 110.工作台 120.支腿 130.隔离室 200.传输机构 210.输送槽 211.内侧L形立壁 212.外侧L形立壁 213.进料端挡板 214.出料端挡板 220.第一推送装置 221.点触开关 230.第二推送装置 300.灌装机构 310.培养基存储罐 320.放料装置 321.软管 322.阀门 400.冷却水循环系统 410.热交换器 420.进水部 430.出水部440.管道 500.灭菌机构 510. 紫外线消毒灯 600.培养基承托架 610.承载盘 620.助推板 700.控制机构 800.挂载装置

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

如图1～4所示的一种基于大棚种植培养基灌装系统，包括机架100、传输机构200、灌装机构300、冷却水循环系统400、灭菌机构500、培养基承托架600 以及控制机构700。

结合图1、图2，机架100，其整体结构为L形。具体的，包括呈L形结构的工作台110，设置于工作台底面起支撑作用的支腿120，以及设置在工作台上的隔离室130。其中工作台的材质为不锈钢，以防止机架生锈对培养基造成污染。隔离室为亚克力板制成的L形透明腔室，方便工作人员对隔离室内部进行观察，隔离室两端为敞开，以方便处于次数的工人进行上料和下料操作。

结合图1、图2，传输机构200设置于工作台110的上表面。详细的，传输机构包括输送槽210，该输送槽为上部敞口的L形水池结构，包括平行设置的内侧L形立壁211及外侧L形立壁212，以及设置在输送槽的进料端设置有进料端挡板213，在输送槽的出料端设置有出料端挡板214。内侧L形立壁、外侧L 形立壁、进料端挡板、出料端挡板的高度相同，同时上述四者通过电焊焊接在工作台的上表面上。

结合图1、图2所示，在进料端挡板213上固定有第一推送装置220，该第一推送装置外设一个点触开关221。为了节约成本以及维护方便，优选的，第一推送装置为气缸结构即第一气缸，第一气缸的活塞杆可活动的穿过进料端挡板，且在该活塞杆端部设置有一块矩形的推板，该推板用于增大第一推送装置与培养基承托装置的接触面积，以防止出现因为作用在培养基承托架600上的推力不均衡而导致培养基承托架倾覆的情况出现。工作时，第一气缸的活塞杆沿X 轴方向来回动作，以推动培养基承托架沿X轴方向移动。

同时在外侧L形立壁212的拐角处则固定安装有第二推送装置230。为了节约制作成本以及维护方便，优选的，该第二推送装置同样为气缸即第二气缸，第二气缸的活塞杆与外侧L形立壁之间为滑动配合，在第二气缸的活塞杆端部同样设置有一块推板，工作时，第二气缸的活塞杆沿Y轴方向来回动作，以推动经由第一推送装置推送进入预定位置的培养基承托架沿Y轴方向移动。

结合图1、图2所示的灌装机构300，所述灌装机构设置在传输机构200的上方，详细的，该灌装机构包括安装在隔离室130上方的培养基储存罐310以及设置在隔离室内部的放料装置320。在本实施例中，培养基存储罐包括：存放培养基的不锈钢材质的存储罐本体、设置在存储罐本体内部对培养基进行高温灭菌的高温灭菌装置(图中未示出)、将培养基进行均匀混合的搅拌装置(图中未示出)以及将存储罐本体中的培养基压出培养基本体的压力增补装置(图中未示出)。

放料装置320则包括与存储罐本体底部连通并穿过隔离室的亚克力板而进入其内部的软管321，在该软管的出料端设置有一个可手动控制卡关的阀门322，该阀门由不锈钢、聚乙烯等耐腐蚀材质制成。

结合图1、图2和图3所示的冷却水循环系统，详细的，所述的冷却水循环系统包括一台热交换器410、与输送槽底部连通并位于输送槽出料端一侧的进水部420、与输送槽底部连通并位于输送槽进料端一侧的出水部430。其中热交换器与进水部、出水部之间通过管道440相连通，以形成一个由输送槽、热交换器、出水部、进水部、管道组成的供冷却水循环的闭合回路。其中进水部、出水部通过电焊与工作台连接。且进水部、出水部均为不锈钢材质。

结合图1、图2所示的灭菌机构，所述的灭菌机构500设置于隔离室130的顶部，详细的，其形状为适配输送槽形状的L形。在本实施例中，为了保证隔离室在非密封环境下的培养基与外部空气的良好隔离，灭菌机构为层流罩，以使隔离室内始终处于正压状态，从而将外部空气隔绝在隔离室外部。该层流罩详细包括箱体、风机、高效空气过滤器、阻尼层等常规组成部件。同时环绕层流罩外缘还设置有一圈紫外线消毒灯510，以进一步加强灭菌机构灭菌效果。

结合图1、图2和图3所示的培养基承托架600，所述的培养基承托架600 架设于输送槽210的上方，详细的，承托架为一个矩形结构，包括一块架设于输送槽上部端面的承载盘610，该承载盘为矩形，在承载盘中对称的开设有两个置物孔611，该置物孔沿承载盘的长度方向布置，且中心对称。该置物孔的直径略小于灌装培养基的培养皿的上沿直径，同时承载盘的下表面为光滑平面，以方便其在输送槽上的滑动。在承载盘的下表面上设置有一个助推板620，该助推板620为回形结构，其下底面不与冷却水水面接触，以防止助推板在经过冷却水循环系统400的出水部430时被出水部喷出的冷却水冲击到而导致其倾覆。同时助推板的外侧面与输送槽的内、外侧L形立壁之间为滑动配合关系，以达到一个将承载盘限定在输送槽上方目的，不至于出现培养基承托架在输送槽中定位不准而导致第一推送装置第二推送装置不能有效的将其推送前进的情况。

结合图1、图2所示的控制机构700，所述的,控制机构设置于机架100旁边。在本发明中，传输机构、灌装机构、冷却水循环系统、灭菌机构中的电器部分均与控制机构实现电连接。而为了实现上述多个电器的控制联锁功能，控制结构采用PLC逻辑控制模块进行控制。在本实施例中，为了方便工作人员的操作，控制柜带有控制面板。

工作原理：首先，工作人员将培养基放入至存储罐本体中，而后通过控制机构700启动搅拌装置将培养基进行搅匀，其中搅拌装置的转速为120～150rpm，于此同时启动高温灭菌装置将培养基加热至140℃～180℃，1～2小时，以对培养基进行高温灭菌。当灭菌完成后，压力增补装置工作，已使存储罐本体中的培养基能够从与其连通的放料装置中压出。其中，为了保证放料过程的稳定性，存储罐本体内的压力为1.5个标准大气压。

当灌装机构中的培养基准备就绪后，工人随即启动冷却水循环系统400，灭菌机构500工作，同时冷却水循环系统、灭菌机构、传输装置之间实现电子联锁。即当上述三者中任意一个出现非正常工作状态，其他两个也相应停止工作，以方便工作人员检查。

于此同时，工人将空置的培养基承托架600放置到输送槽210中，而后将空置的培养皿放置到培养基承托架的放置孔611中，当培养皿放置完成后，工人拿动发料装置320，并打开放料装置中的阀门，向培养皿中灌入经过消毒的培养基。当培养皿灌装完培养基后，工人踩下与第一推送装置连接的点触开关221，将一个启动信号送至控制机构700，此时控制机构将启动信号反馈至第一推送装置220，并按照预设程序驱动第一推送装置将其前方的培养基承托架600向前推送出至少一个培养基承托架纵向长度的距离。当第一推送装置将培养基承托架 600沿X轴方向向前推出至预定距离后，第一推送装置复位，同时第二推送装置230动作，第二推送装置将被推送至设定位置的培养基承托架600沿Y轴方向向前推进。其中第一推送装置与第二推送装置之间的对培养基支撑架的推送时间存在5s的间隔。以保证培养基承托架先被第一推送装置推入至预定位置后，第二推送装置才会对入位的培养基承托架进行推送操作。

在本实施例的基础上，为了适当降低经过第一推送装置220对培养基承托架600的推送距离的精度，以简化第一推送装置调试伸出距离的难度。结合图4 所示，优选的，在输送槽的内侧L形立壁211的拐角处设置有一个倒角。该倒角的角度在45°～60°之间。所述的内侧L形立壁倒角形成的斜边与外侧L形立壁之间形成一个夹角α在30°～45°之间的喇叭状过渡区。

当被第一推送装置推入至预定位置时，即使因为第一推送装置因为长时间使用而出现细微偏差，也可通过该喇叭形的过渡区进行纠偏。

在在本实施例的基础上，在输送槽的进料端上方还设置有一个挂载装置 800，用于挂载工作人员用完后的发料装置。该挂载装置与隔离室的顶部固定连接，且为了节省制作成本，本发明中的挂载装置为不锈钢支撑的挂钩。其弯钩处正好能将放料装置卡住。

Claims (8)

1.一种基于大棚种植培养基灌装系统，包括机架，其特征在于：所述机架上设置有传输机构、灌装机构、冷却水循环系统、灭菌机构、培养基承托架、控制机构；

所述机架包括L形工作台、支撑工作台的支腿、将培养基与外部环境隔离的隔离室；

所述传输机构包括设置于工作台上的L形输送槽，所述输送槽的进料端立壁上设置有推送培养基前进的第一推送装置，所述输送槽外侧L形立壁上设置有推送培养基承托架换向前进的第二推送装置；所述第一推送装置、第二推送装置依次动作；

所述灌装机构设置于传输机构进料端上方；

所述冷却水循环系统设置于工作台下方，冷却水循环系统的进水部与输送槽的出料端相连通、所述冷却水循环系统的出水部与输送槽的进料端相连通；所述冷却水循环系统与输送槽形成冷却水的闭合回路；

所述灭菌结构设置于隔离室的顶部；

所述培养基承托架与输送槽滑动连接。

2.如权利要求1所述的一种基于大棚种植培养基灌装系统，其特征在于：所述输送槽拐角处设置有喇叭形过渡区。

3.如权利要求1所述的一种基于大棚种植培养基灌装系统，其特征在于：所述灌装机构包括培养基存储罐、放料装置；所述培养基存储罐设置于所述的隔离室上方，所述放料枪设置于隔离室中并与所述培养基存储罐相连通。

4.如权利要求1所述的一种基于大棚种植培养基灌装系统，其特征在于：所述隔离室中设置有挂载所述放料枪的挂载装置。

5.如权利要求1所述的一种基于大棚种植培养基灌装系统，其特征在于：所述灭菌机构为层流罩。

6.如权利要求5所述的一种基于大棚种植培养基灌装系统，其特征在于：所述灭菌机构还包括紫外线消毒灯，所述紫外线消毒灯绕设于层流罩外缘。

7.如权利要求1所述的一种基于大棚种植培养基灌装系统，其特征在于：所述培养基承托架包括架设于传输通道上表面的承载盘、设置于承载盘底部的助推板，所述助推板的外侧面与输送槽之间滑动配合。

8.如权利要求1至7任意一项所述的一种基于大棚种植培养基灌装系统，其特征在于：所述控制结构采用PLC逻辑控制模块进行控制。