CN111334423A - 微生物培养箱 - Google Patents

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张慧
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丁志平
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Abstract

本发明公开了一种微生物培养箱，包括：培养室，培养室内培养架的结构包括：转轴和托盘，托盘至少有一层，每层托盘包括若干独立的扇形托盘单元，每个扇形托盘单元上均设置有一个用于放置培养皿的培养皿放置部，转轴外壁的轴向上设置有若干圈卡接槽，卡接槽的圈数与托盘的层数相对应，同一圈的卡接槽在转轴的周向上间隔布置；每一层托盘中的每个扇形托盘单元均可拆卸支撑在转轴上对应一圈的一个卡接槽中，转轴的下端穿过内壳体活动支承在外壳体上，所述的转轴与旋转驱动机构连接，在旋转驱动机构的驱动下转轴能带动其上的托盘旋转。本发明的优点在于：大大增加了培养皿的放置数量，托盘的灵活性大大提高，培养室内的培养环境稳定性好。

Description

微生物培养箱
技术领域
本发明涉及微生物实验设备技术领域，具体涉及微生物培养箱。
背景技术
微生物检验是一种临床医学检验手段，在流行病学诊断过程中起着关键性的作用。在微生物实验中，通常需要相对微生物进行培养观察，然后再展开后续的免疫治疗研究、医学护理研究等等。因此，有效培养微生物极为重要。
培养箱中设置有培养室，微生物的培养通常都是在微生物培养箱的培养室进行。微生物培养箱的作用在于：给微生物一个适合的、均一稳定的培养环境。然而目前的微生物培养箱存在以下缺陷：培养室内一次可放置培养皿的数量有限，培养箱内环境的稳定性差，均一性差。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：提供一种微生物培养箱，其能放置更多的培养皿，并能提供稳定均一的培养环境。
为了实现上述目的，所采用的技术方案包括：微生物培养箱，包括：外壳体和内壳体，内壳体的内部为培养室，培养室的前端设置有操作门，操作门铰连接在外壳体上，操作门一侧的外壳体与内壳体之间形成设备室，培养室内设置有培养架，培养架的结构包括：转轴和托盘，托盘至少有一层，每层托盘包括若干独立的扇形托盘单元，每个扇形托盘单元上均设置有一个用于放置培养皿的培养皿放置部，转轴外壁的轴向上设置有若干圈卡接槽，卡接槽的圈数与托盘的层数相对应，同一圈的卡接槽在转轴的周向上间隔布置，一圈中卡接槽的数量与一层托盘中扇形托盘单元的数量相对应；每一层托盘中的每个扇形托盘单元均可拆卸支撑在转轴上对应一圈的一个卡接槽中，每个扇形托盘单元与卡接槽之间的连接结构包括：设置在扇形托盘单元里端的向外凸出的卡挡块，卡挡块包括本体和卡挡部，卡挡部位于本体的端部并分别向本体两侧凸出；所述的卡接槽包括槽体，槽体外设置有上、下贯通的上部槽口和下部槽口，上部槽口周向的宽度大于下部槽口，下部槽口周向上的宽度刚好能容纳卡挡块的本体，下部槽口的两侧设置有卡挡壁，卡挡壁与槽体之间形成卡挡区，每个卡挡块的卡挡部只能通过上部槽口进入至槽体中，位于槽体中的卡挡块向下能使得本体卡设在下部槽口中、且使得卡挡部卡挡在卡挡壁内侧的卡挡区中，从而将扇形托盘单元卡接安装在卡接槽中；转轴的下端穿过内壳体活动支承在外壳体上，所述的转轴与旋转驱动机构连接，在旋转驱动机构的驱动下转轴能带动其上的托盘旋转。
进一步地，前述的微生物培养箱，其中，培养室内培养架的上方设置有若干第一喷嘴，若干第一喷嘴通过管路与蒸汽发生器相连接，所述的蒸汽发生器设置在设备室内，设备室内还设置有水箱，所述的蒸汽发生器上连接有蒸汽发生器进水管，蒸汽发生器进水管通过泵与水箱连通。
更进一步地，前述的微生物培养箱，其中，内壳体的底部设置有向下凹陷的排水凹槽，排水凹槽的底部连接有排水管，内壳体的底部由高向低倾斜至排水凹槽，所述的排水管与外壳体底部的排出口相连通。
进一步地，前述的微生物培养箱，其中，培养室内设置有带混合腔的第二喷嘴，第二喷嘴固定安装在内壳体上，第二喷嘴位于水箱上方，第二喷嘴的混合腔连接有加湿进水管路和进气管，加湿进水管路通过加湿控制阀与水箱相连通；进气管与进气控制阀相连接，进气控制阀与外壳体上进气口相连通，进气口用于与输入至培养室内的外部的气源相连接。
再进一步地，前述的微生物培养箱，其中，培养室内的顶部设置有温度传感器和湿度传感器。
进一步地，前述的微生物培养箱，其中，设备室内设置有真空泵，真空泵抽真空的一端与培养室相连通，真空泵的排气端通过外壳体与大气连通。
进一步地，前述的微生物培养箱，其中，设备室内设置有温度调节装置，所述的温度调节装置包括：温度调节管道，温度调节管道固定安装在内壳体上并与培养室相连通，温度调节管道的另一端安装有风机，所述的风机与循环管道相连通，循环管道与开设在内壳体上的循环风口连通，所述的温度调节管道中设置有冷却管和电加热器，在风机的作用下，培养室内的气体能不断通过循环管道经温度调节管道再进入至培养室内。
进一步地，前述的微生物培养箱，其中，旋转驱动机构的结构包括：内壳体的底部与外壳体的底部之间水平设置有驱动轴，驱动轴活动支承在外壳体底部的轴承中，驱动轴的一端设置有主动锥齿轮，主动锥齿轮与从动锥齿轮相啮合，所述的从动锥齿轮设置在转轴上，驱动轴伸入至设备室并安装在设备室内的电机的输出轴相连接。
进一步地，前述的微生物培养箱，其中，设备室外的外壳体上设置有带显示屏的控制面板。
进一步地，前述的微生物培养箱，其中，每个扇形托盘单元的里端还设置有弧形的定位挡板，定位挡板位于卡挡块的内侧且向下凸出于扇形托盘单元，当扇形托盘单元卡接安装在卡接槽中时，定位挡板贴合卡挡在转轴的外壁上。
本发明的优点是：一、大大增加了培养室内培养皿的放置数量。二、扇形托盘单元与转轴之间可拆卸支撑，使得托盘的灵活性大大提高，工作人员可以根据需要，在转轴上放置对应数量的扇形托盘单元，并能根据需要选择适合的放置位置。空置的扇形托盘单元可以拆卸下来，避免微生物污染。三、培养室内的加热自循环模式和降温自循环模式，能促进培养室内气体流动，从而能大大提高培养室内培养环境均一性和稳定性。四、转轴可转动的结构使得培养过程中，通过控制转轴间歇性转动而使得每一个培养皿不会受到放置位置的影响，即：使得每一个培养皿都处在均一培养环境下，从而大大提高微生物培养效果。
附图说明
图1是本发明所述的微生物培养箱俯视方向所示的结构示意图。
图2是图1中A-A剖视方向的结构示意图。
图3是图1中B-B剖视方向的结构示意图。
图4是扇形托盘单元的结构示意图。
图5是转轴的结构示意图。
图6是图2中E部分的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2、图3所示，微生物培养箱，包括：外壳体1和内壳体2，内壳体2的内部为培养室3，培养室3内的顶部设置有LED灯33，培养室3内的顶部还设置有温度传感器31和湿度传感器32。培养室3的前端设置有操作门4，操作门4铰连接在外壳体1上，操作门4一侧的外壳体1与内壳体2之间形成设备室9，培养室3内设置有培养架。
培养架的结构包括：转轴6和托盘5，托盘5至少有一层，每层托盘5均包括若干独立的扇形托盘单元51，每个扇形托盘单元51上均设置有一个用于放置培养皿10的培养皿放置部511，转轴6外壁的轴向上设置有若干圈卡接槽61，卡接槽61的圈数与托盘5的层数相对应，同一圈的卡接槽61在转轴6的周向上均匀间隔布置，一圈中卡接槽61的数量与一层托盘5中扇形托盘单元51的数量相对应；每一层托盘5中的每个扇形托盘单元51均可拆卸支撑在转轴6上对应一圈的一个卡接槽61中。
本实施例中，如图4、图5、图6所示，每个扇形托盘单元51与卡接槽61之间的连接结构包括：设置在扇形托盘单元51里端的向外凸出的卡挡块7，卡挡块7包括本体71和卡挡部72，卡挡部72位于本体71的端部并分别向本体71两侧凸出。所述的卡接槽61包括槽体611，槽体611外设置有上、下贯通的上部槽口612和下部槽口613，上部槽口612周向的宽度大于下部槽口613，下部槽口613周向上的宽度刚好能容纳卡挡块7的本体71，下部槽口613的两侧设置有卡挡壁614，卡挡壁614与槽体611之间形成卡挡区，每个卡挡块7的卡挡部72只能通过上部槽口612进入至槽体611中，位于槽体611中的卡挡块7向下能使得本体71卡设在下部槽口613中、且使得卡挡部72卡挡在卡挡壁614内侧的卡挡区中，从而将扇形托盘单元51卡接安装在卡接槽61中。本实施例中，每个扇形托盘单元51的里端还设置有弧形的定位挡板512，定位挡板512位于卡挡块7的内侧且向下凸出于扇形托盘单元51，当扇形托盘单元51卡接安装在卡接槽61中时，定位挡板512贴合卡挡在转轴6的外壁上。
拆卸时，只需将扇形托盘单元51向上抬起，使得卡挡块7的本体71脱离下部槽口613、卡挡部72脱离卡挡壁614与槽体611之间的卡挡区，扇形托盘单元51的卡挡块7就能通过上部槽口612与卡接槽61脱离。
转轴6的下端穿过内壳体2的底部活动支承在外壳体1的底部，所述的转轴6与旋转驱动机构连接，在旋转驱动机构的驱动下转轴6能带动其上的托盘5旋转。本实施例中，旋转驱动机构的结构包括：内壳体2的底部与外壳体1的底部之间水平设置有驱动轴8，驱动轴8活动支承在外壳体1底部的轴承中，驱动轴8的一端设置有主动锥齿轮81，主动锥齿轮81与从动锥齿轮82相啮合，所述的从动锥齿轮82设置在转轴6上，驱动轴8伸入至设备室9并与安装在设备室9内的电机83的输出轴相连接。
上述结构的培养架的优点在于：一、充分利用了培养室3内的空间，增加了可放置的培养皿10的数量，还能引导培养皿10整齐放置。二、每个扇形托盘单元51与转轴6之间的可拆卸连接结构简单，安装和拆卸都十分方便，工作人员使用便捷。同时还极大的方便了清洗，微生物培养时可根据实际需要安装上相应数量的扇形托盘单元51，从而避免微生物对空置的扇形托盘单元51的污染。三、转轴6可转动的结构，这能实现在微生物培养过程转轴6间歇性转动，从而间歇性变换培养架上的培养皿10在培养室3内的位置，避免同一培养皿10位置固定，从而使得所有培养皿10都能在均一稳定的培养环境下，不受放置位置的影响。
为了实现对培养室3内部的灭菌和清洁，本实施例中培养室3内培养架的上方设置有若干第一喷嘴11，第一喷嘴11的数量通常可以为1～3个。第一喷嘴11通过管路与蒸汽发生器12相连接，所述的蒸汽发生器12设置在设备室9内，设备室9内还设置有水箱13，所述的蒸汽发生器12上连接有蒸汽发生器进水管121，蒸汽发生器进水管121通过泵14与水箱13连通。
为了能将清洁或蒸汽灭菌时产生的水排出，本实施例中，内壳体2的底部设置有向下凹陷的排水凹槽21，排水凹槽21的底部连接有排水管22，内壳体2的底部由高向低倾斜至排水凹槽21，所述的排水管22与外壳体1底部的排出口103相连通。
本实施例中，培养室3内设置有带混合腔151的第二喷嘴15，第二喷嘴15固定安装在内壳体2上，第二喷嘴15位于水箱13上方，第二喷嘴15的混合腔151连接有加湿进水管路16和进气管17，加湿进水管路16通过加湿控制阀161与水箱13相连通。进气管17与进气控制阀18相连接，进气控制阀18与外壳体1上进气口101相连通，进气口101用于与输入至培养室3内的外部的气源相连接。培养室3通过外部的气源、进气控制阀18、第二喷嘴15实现进气。
本实施例中，设备室9内设置有真空泵91，真空泵91抽真空的一端与培养室3相连通，真空泵91的排气端通过外壳体1与大气连通。通过真空泵91实现培养室3内排气功能。
为了对培养室3内进行很好的温度调节，设备室9内设置有温度调节装置，所述的温度调节装置包括：温度调节管道92，温度调节管道92固定安装在内壳体2上并与培养室3相连通，温度调节管道92的另一端安装有风机93，所述的风机93与循环管道94相连通，循环管道94与开设在内壳体2上的循环风口21连通。温度调节管道92中设置有冷却管95和电加热器96，冷却管95与冷却介质相连通，冷却介质可以是冰水等等。在风机93的作用下，培养室3内的气体能不断通过循环管道94经温度调节管道92再进入至培养室3内。温度调节装置可实现加热自循环模式和降温自循环模式。加热自循环模式：开启风机93以及电加热器96，在风机93的作用下，培养室3内的气体不断经循环风口21、循环管道94、电加热器96加热后经温度调节管道92再进入至培养室3内。当温度传感器31检测到温度达到微生物培养所需的设定温度时，停止加热自循环。降温自循环模式：开启风机93以及冷却管95。在风机93的作用下，培养室3内的气体不断经循环风口21、循环管道94、冷却管95降温后再经温度调节管道92进入至培养室3内。当温度传感器31检测到温度达到微生物培养所需的设定温度时，停止降温自循环。采用培养室3内部自循环的加热和降温，其目的在于：通过气流流动，大大提高培养室3内环境的均匀性。
为了便于控制，设备室9外的外壳体1上设置有带显示屏的控制面板102，控制面板102位于操作门4的一侧。使用过程中所有功能，如进气、加热自循环、降温自循环、蒸汽灭菌、排水、排气等等，都可以集成在控制面板102上，从而便于工作人员操控。
工作原理如下：微生物培养前需要先对培养室3进行高温蒸汽灭菌。高温蒸汽灭菌步骤包括：将操作门4关闭，蒸汽发生器12工作，蒸汽发生器12产生的高温蒸汽经第一喷嘴11喷入至培养室3内，从而对培养室3进行高温蒸汽灭菌。温度传感器31实时监测培养室3内的温度，确保培养室3在设定的灭菌时间内保持灭菌温度，从而实现有效灭菌。高温蒸汽液化产生的水汇聚在排水凹槽21中，然后从排水管22向外排出。
接着，开启真空泵91，真空泵91将培养室3内的气体排空。
然后，向培养室3内通入适合微生物培养的气体，通常为5%氧气、10%二氧化碳和85%氮气的混合气体。混合气体从进气口101经进气控制阀18从进气管17进入第二喷嘴15的混合腔151，根据需要打开加湿进水管路16，使得水箱14内的水在混合腔151中负压的吸附下进入至混合腔151中，水与混合气体在混合腔151中混合由第二喷嘴15喷入至培养室3内。湿度传感器32检测到培养室3内湿度达到设定值时，加湿进水管路16上的加湿控制阀161关闭。一段时间后关闭进气控制阀18。
接着，开启加热自循环模式。当温度传感器31检测到温度达到微生物培养所需的设定温度时，停止加热自循环。
再接着，将装载有培养物的每个培养皿10放置于培养架上扇形托盘单元51的培养皿放置部511中，从而就开始微生物培养。
在培养过程中，温度传感器31检测到培养室3内温度偏低，则会重启加热自循环模式，如检测到培养室3内温度偏高，则会开启降温自循环模式。此外，转轴6间歇性转动，从而间歇性变换培养架上的培养皿10在培养室3内的位置。
本发明的优点在于：一、大大增加了培养室3内培养皿10的放置数量。二、扇形托盘单元51与转轴6之间可拆卸支撑，使得托盘5的灵活性大大提高，工作人员可以根据需要，在转轴6上放置对应数量的扇形托盘单元51，并能根据需要选择适合的放置位置。空置的扇形托盘单元51可以拆卸下来，避免微生物污染。三、培养室3内的加热自循环模式和降温自循环模式，能促进培养室3内气体流动，从而能大大提高培养室3内培养环境均一性和稳定性。四、转轴6可转动的结构使得培养过程中，通过控制转轴6间歇性转动而使得每一个培养皿不会受到放置位置的影响，即：使得每一个培养皿10都处在均一培养环境下，从而大大提高微生物培养效果。

Claims (10)

1.微生物培养箱，包括：外壳体和内壳体，内壳体的内部为培养室，培养室的前端设置有操作门，操作门铰连接在外壳体上，操作门一侧的外壳体与内壳体之间形成设备室，培养室内设置有培养架，其特征在于：培养架的结构包括：转轴和托盘，托盘至少有一层，每层托盘包括若干独立的扇形托盘单元，每个扇形托盘单元上均设置有一个用于放置培养皿的培养皿放置部，转轴外壁的轴向上设置有若干圈卡接槽，卡接槽的圈数与托盘的层数相对应，同一圈的卡接槽在转轴的周向上间隔布置，一圈中卡接槽的数量与一层托盘中扇形托盘单元的数量相对应；每一层托盘中的每个扇形托盘单元均可拆卸支撑在转轴上对应一圈的一个卡接槽中，每个扇形托盘单元与卡接槽之间的连接结构包括：设置在扇形托盘单元里端的向外凸出的卡挡块，卡挡块包括本体和卡挡部，卡挡部位于本体的端部并分别向本体两侧凸出；所述的卡接槽包括槽体，槽体外设置有上、下贯通的上部槽口和下部槽口，上部槽口周向的宽度大于下部槽口，下部槽口周向上的宽度刚好能容纳卡挡块的本体，下部槽口的两侧设置有卡挡壁，卡挡壁与槽体之间形成卡挡区，每个卡挡块的卡挡部只能通过上部槽口进入至槽体中，位于槽体中的卡挡块向下能使得本体卡设在下部槽口中、且使得卡挡部卡挡在卡挡壁内侧的卡挡区中，从而将扇形托盘单元卡接安装在卡接槽中；转轴的下端穿过内壳体活动支承在外壳体上，所述的转轴与旋转驱动机构连接，在旋转驱动机构的驱动下转轴能带动其上的托盘旋转。
2.根据权利要求1所述的微生物培养箱，其特征在于：培养室内培养架的上方设置有若干第一喷嘴，若干第一喷嘴通过管路与蒸汽发生器相连接，所述的蒸汽发生器设置在设备室内，设备室内还设置有水箱，所述的蒸汽发生器上连接有蒸汽发生器进水管，蒸汽发生器进水管通过泵与水箱连通。
3.根据权利要求2所述的微生物培养箱，其特征在于：内壳体的底部设置有向下凹陷的排水凹槽，排水凹槽的底部连接有排水管，内壳体的底部由高向低倾斜至排水凹槽，所述的排水管与外壳体底部的排出口相连通。
4.根据权利要求2或3所述的微生物培养箱，其特征在于：培养室内设置有带混合腔的第二喷嘴，第二喷嘴固定安装在内壳体上，第二喷嘴位于水箱上方，第二喷嘴的混合腔连接有加湿进水管路和进气管，加湿进水管路通过加湿控制阀与水箱相连通；进气管与进气控制阀相连接，进气控制阀与外壳体上进气口相连通，进气口用于与输入至培养室内的外部的气源相连接。
5.根据权利要求4所述的微生物培养箱，其特征在于：培养室内的顶部设置有温度传感器和湿度传感器。
6.根据权利要求2或3所述的微生物培养箱，其特征在于：设备室内设置有真空泵，真空泵抽真空的一端与培养室相连通，真空泵的排气端通过外壳体与大气连通。
7.根据权利要求2或3所述的微生物培养箱，其特征在于：设备室内设置有温度调节装置，所述的温度调节装置包括：温度调节管道，温度调节管道固定安装在内壳体上并与培养室相连通，温度调节管道的另一端安装有风机，所述的风机与循环管道相连通，循环管道与开设在内壳体上的循环风口连通，所述的温度调节管道中设置有冷却管和电加热器，在风机的作用下，培养室内的气体能不断通过循环管道经温度调节管道再进入至培养室内。
8.根据权利要求2或3所述的微生物培养箱，其特征在于：旋转驱动机构的结构包括：内壳体的底部与外壳体的底部之间水平设置有驱动轴，驱动轴活动支承在外壳体底部的轴承中，驱动轴的一端设置有主动锥齿轮，主动锥齿轮与从动锥齿轮相啮合，所述的从动锥齿轮设置在转轴上，驱动轴伸入至设备室并安装在设备室内的电机的输出轴相连接。
9.根据权利要求1或2或3所述的微生物培养箱，其特征在于：设备室外的外壳体上设置有带显示屏的控制面板。
10.根据权利要求1或2或3所述的微生物培养箱，其特征在于：每个扇形托盘单元的里端还设置有弧形的定位挡板，定位挡板位于卡挡块的内侧且向下凸出于扇形托盘单元，当扇形托盘单元卡接安装在卡接槽中时，定位挡板贴合卡挡在转轴的外壁上。
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