CN112642505A - 生物制剂恒温试验用的梯度温控池 - Google Patents

生物制剂恒温试验用的梯度温控池 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种生物制剂恒温试验用的梯度温控池，解决需要现有的水浴装置只能有一个固定的温度，不能满足带温度梯度试验需求的问题。本装置自流槽的进口端高于出口端，自流槽的槽底设置有反向流动的换热回流管，自流槽的进口端连接有热水罐，自流槽的出口端连接有冷水罐，冷水罐通过回流泵连接一进二出的三通阀，三通阀两个出口的流量比可调，三通阀的第一出口连接换热回流管的进口端、换热回流管的出口连接回流罐，三通阀的第二出口直连至回流罐，回流罐通过补水泵及加热器连接热水罐。本发明在经过一段时间稳定运行后，在自流槽中形成一个相对稳定的梯度温控区间，满足不同温度的恒温水浴试验需求。

Description

生物制剂恒温试验用的梯度温控池
技术领域
本发明属于生物、医药、基因技术领域，涉及一种生物制剂试验装置，特别涉及一种生物制剂恒温试验用的梯度温控池。
背景技术
近年来，我国的经济和科技飞速发展，在生命科学的领域也取得了长足的进步，我国的相关企业投入大量的资源用于生物、医药、基因工程等相关领域的研发。生物、医药、基因工程等相关领域的发展，离不开大量的试验研究，而生物制剂的试验，一般对试验温度都有着比较恒定的要求。恒温试验一般通过水浴方式来实现，常规的恒温试验每个水浴装置只能有一个固定的温度，当包含了温度梯度的试验设计进行时，不同温度梯度的试验组往往需要多个水浴装置，或者采用同一套水浴装置先后进行试验，这无疑会给试验带来不可预计的误差。
发明内容
本发明的目的在于解决需要现有的水浴装置只能有一个固定的温度，不能满足带温度梯度试验需求的问题，提供一种生物制剂恒温试验用的梯度温控池，可以通过自流槽和回流换热管的反向流热交换，形成从一端向另一端温度逐渐降低的梯度温控池，方便多个不同温度需求的恒温试验同时进行。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种生物制剂恒温试验用的梯度温控池，其特征在于：包括自流槽，自流槽的进口端高于出口端，自流槽的槽底设置有换热回流管，换热回流管的流向与自流槽相反，所述自流槽的进口端连接有热水罐，自流槽的出口端连接有冷水罐，冷水罐通过回流泵连接一进二出的三通阀，三通阀两个出口的流量比可调，三通阀的第一出口连接换热回流管的进口端、换热回流管的出口连接回流罐，三通阀的第二出口直连至回流罐，回流罐通过补水泵连接热水罐，补水泵和热水罐之间设有带温控的加热器，所述自流槽沿流动方向设置有若干温度计。本装置中，自流槽倾斜设置形成重力自流体，热水罐的水从进口端进入自流槽后经过自流槽向出口端流动并落入冷水罐，冷水罐的水经过换热回流管与自流槽中的水流换热，使自流槽中的水流从进口端向出口端形成明显的温度梯度，考虑到环境散热以及温度梯度变化率控制需求，换热回流管的水流量可以通过三通阀调节控制。回流后的水进入回流罐，并根据热水罐的消耗量进行等量补水，补水过程中进行加热确保热水罐水温稳定。本装置与现有精准控温的恒温水浴装置区别在于，本装置并非在自流槽的某个点精确控温到某个特定温度，而是根据热水罐的水温以及自流槽的流量控制，在经过一段时间稳定运行后，在自流槽中形成一个相对稳定的梯度温控区间，试验人员可以根据恒温水浴的具体需求，按照自流槽侧方的温度计选择梯度温控区间合适的点架设水浴烧杯，进行恒温水浴试验。
作为优选，所述热水罐和自流槽的进口端之间设置有调节阀。
作为优选，所述回流泵、补水泵的流量与调节阀流量保持一致。本系统的水流形成闭合的内循环。
作为优选，所述自流槽进口端设置进水端板，进水端板中部设有横向设置的进水口；所述自流槽出口端设置出水端板，出水端板下部均匀设置有多行多列均匀排列的出水口，出水口的总面积与进水口面积相同，出水端板的前侧设置有可上下抽动调节出水量的调节板，所述调节板上设置有若干跟出水口上下错位可调的调水口。通过调节板和调节阀对应，控制自流槽水量稳定。
作为优选，所述自流槽的两侧壁相对设置侧板，两侧板的内壁相对设置有沿水流方向延伸的波浪形卡槽，两侧板的波浪形卡槽之间设有定位架杆，定位架杆上设置一个或者多个圆环形的烧杯架，烧杯架上架设有用于水浴恒温试验的烧杯。试验人员可以根据自流槽的温度区间和对应温度的位置，选择合适的温度点通过定位架杆架设烧杯进行恒温水浴试验。
作为优选，同一个定位架杆上各烧杯架的内径总和不超过定位架杆长度的1/2。当定位架杆放慢烧杯时，能保证自流槽的水流基本稳定。
作为优选，所述烧杯的外壁抱设有C字形的橡胶套，所述橡胶套架设在烧杯架的上端面，橡胶套背向开口的一侧设置有竖向延伸块，竖向延伸块向上延伸至烧杯顶面上方、并向内挑设有横向延伸块，横向延伸块的内端设有插入烧杯的内温探头，竖向延伸块的下端向下设置有外温探头，横向延伸块顶面设置有内外温显示屏。橡胶套避免烧杯与烧杯架碰撞，同时，橡胶套设置温度检测的内温探头、外温探头，方便水浴温度选择。
作为优选，C字形的橡胶套与烧杯抱夹时，烧杯底面与外温探头底端平齐。外温探头入水深度稳定，可以用作烧杯高度的定位基准。
作为优选，所述换热回流管为沿自流槽流向设置的直管、弯管、螺旋管或蛇形管。增大换热回流管行程可以使温度梯度拉开。
作为优选，所述自流槽为直槽、弧形槽或S型槽。弯折的自流槽可以对水流形成一定的缓冲，减缓流速。
本发明根据热水罐的水温以及自流槽的流量控制，在经过一段时间稳定运行后，在自流槽中形成一个相对稳定的梯度温控区间，满足不同温度的恒温水浴试验需求；在高投入、高试验强度的生物制剂领域，能大大降低试验的经济成本和时间成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的一种结构示意图。
图2是本发明的一种自流槽侧板结构示意图。
图3是本发明的一种定位架杆结构示意图。
图4是本发明的一种烧杯抱夹结构示意图。
图5是本发明的图4结构的俯视示意图。
图6是本发明的一种自流槽进水端板结构示意图。
图7是本发明的一种自流槽出水端板结构示意图。
图8是本发明的一种自流槽出口端的调节板结构示意图。
图9是本发明的另一种自流槽的槽型结构示意图。
图中：1、热水罐，2、调节阀，3、自流槽，4、冷水罐，5、回流泵，6、三通阀，7、换热回流管，8、回流罐，9、补水泵，10、加热器，11、温度计，12、侧板，13、波浪形卡槽，14、定位架杆，15、烧杯架，16、橡胶套，17、竖向延伸块，18、外温探头，19、内温探头，20、内外温显示屏，21、烧杯，22、进水端板，23、进水口，24、出水端板，25、出水口，26、调节板，27、调水口。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步说明。
实施例：一种生物制剂恒温试验用的梯度温控池，如图1所示。本装置包括自流槽3，自流槽3的进口端高于出口端，自流槽的槽底设置有换热回流管7，换热回流管7的流向与自流槽3相反。自流槽3的进口端连接有热水罐1，热水罐与自流槽进口端之间设有调节阀2。自流槽3的出口端连接有冷水罐4，冷水罐4通过回流泵5连接一进二出的三通阀6，三通阀6两个出口的流量比可调，三通阀6的第一出口连接换热回流管7的进口端、换热回流管7的出口连接回流罐8，三通阀的第二出口直连至回流罐。回流罐8通过补水泵9连接热水罐1，补水泵和热水罐之间设有带温控的加热器10。回流泵5、补水泵9的流量与调节阀2流量保持一致。自流槽的侧方沿流动方向设置有若干温度计11。
如图2所示，自流槽3的两侧壁相对设置侧板12，两侧板的内壁相对设置有沿水流方向延伸的波浪形卡槽13，波浪形卡槽13的每个波谷均形成一个朝上的卡接位。两侧板的波浪形卡槽13之间设有定位架杆14。如图3所示，定位架杆14上设置三个圆环形的烧杯架15，烧杯架上架设有用于水浴恒温试验的烧杯。同一个定位架杆14上各烧杯架的内径总和不超过定位架杆长度的1/2。
如图4所示，烧杯21的外壁抱设有C字形的橡胶套16，所述橡胶套架设在烧杯架的上端面，避免烧杯直接卡设在烧杯架上发生磕碰。橡胶套16背向开口的一侧设置有竖向延伸块17，竖向延伸块向上延伸至烧杯顶面上方、并向内挑设有横向延伸块，横向延伸块的内端设有插入烧杯的内温探头19，竖向延伸块的下端向下设置有外温探头18，横向延伸块顶面设置有内外温显示屏20。C字形的橡胶套16与烧杯21抱夹时，烧杯21底面与外温探头18底端平齐。
如图6所示，自流槽3进口端设置进水端板22，进水端板中部设有横向设置的进水口23；如图7所示，所述自流槽3出口端设置出水端板24，出水端板下部均匀设置有多行多列均匀排列的出水口25，出水口的总面积与进水口面积相同；如图8所示，出水端板的前侧设置有可上下抽动调节出水量的调节板26，所述调节板上设置有若干跟出水口上下错位可调的调水口27。
自流槽3可以为图1所示的直槽，也可以为弧形槽或图9所示的S型槽。同样，换热回流管7可以为沿自流槽延伸的直管、弯管、螺旋管或蛇形管。
本装置的使用方式举例说明如下，假设恒温水浴试验需要的水浴温度包含28℃、32℃、36℃等几个点，那么初始热水罐的水温控制在42℃，初始冷水罐水温控制在20℃，回水罐水温在20℃～42℃，控制自流槽水流流量，考虑环境散热因素，调节三通阀控制从换热回流管进行热交换的水流量，使自流槽出水端温度处于22℃左右，自由运行一段时间以后，热水罐水温不变，由于冷水罐输入的水温超过初始水温，冷水罐水温升高至22℃以上，由于换热回流管进口端的初始水温略微上升，自流槽出口端的水文也会略有上升，经过一段时间运行后，自流槽形成一个稳定的梯度温控区间，如果自流槽出水端的水温过高，则可以继续调节三通阀增大换热回流管的水流量。水温梯度下限在22～25℃之间，水文梯度上限略低于42℃，满足试验需求，本装置无需追求水文的精准控制而设置大量的传感器、控制器及反馈机制，只要经过简单的调节满足试验需求即可达到要求，大大降低了试验控制成本和设备成本，在高投入、高试验强度的生物制剂领域，能大大降低试验的经济成本和时间成本。

Claims (10)

1.一种生物制剂恒温试验用的梯度温控池，其特征在于：包括自流槽，自流槽的进口端高于出口端，自流槽的槽底设置有换热回流管，换热回流管的流向与自流槽相反，所述自流槽的进口端连接有热水罐，自流槽的出口端连接有冷水罐，冷水罐通过回流泵连接一进二出的三通阀，三通阀两个出口的流量比可调，三通阀的第一出口连接换热回流管的进口端、换热回流管的出口连接回流罐，三通阀的第二出口直连至回流罐，回流罐通过补水泵连接热水罐，补水泵和热水罐之间设有带温控的加热器，所述自流槽沿流动方向设置有若干温度计。
2.根据权利要求1所述的生物制剂恒温试验用的梯度温控池，其特征在于：所述热水罐和自流槽的进口端之间设置有调节阀。
3.根据权利要求2所述的生物制剂恒温试验用的梯度温控池，其特征在于：所述回流泵、补水泵的流量与调节阀流量保持一致。
4.根据权利要求2或3所述的生物制剂恒温试验用的梯度温控池，其特征在于：所述自流槽进口端设置进水端板，进水端板中部设有横向设置的进水口；所述自流槽出口端设置出水端板，出水端板下部均匀设置有多行多列均匀排列的出水口，出水口的总面积与进水口面积相同，出水端板的前侧设置有可上下抽动调节出水量的调节板，所述调节板上设置有若干跟出水口上下错位可调的调水口。
5.根据权利要求1或2或3所述的生物制剂恒温试验用的梯度温控池，其特征在于：所述自流槽的两侧壁相对设置侧板，两侧板的内壁相对设置有沿水流方向延伸的波浪形卡槽，两侧板的波浪形卡槽之间设有定位架杆，定位架杆上设置一个或者多个圆环形的烧杯架，烧杯架上架设有用于水浴恒温试验的烧杯。
6.根据权利要求5所述的生物制剂恒温试验用的梯度温控池，其特征在于：同一个定位架杆上各烧杯架的内径总和不超过定位架杆长度的1/2。
7.根据权利要求5所述的生物制剂恒温试验用的梯度温控池，其特征在于：所述烧杯的外壁抱设有C字形的橡胶套，所述橡胶套架设在烧杯架的上端面，橡胶套背向开口的一侧设置有竖向延伸块，竖向延伸块向上延伸至烧杯顶面上方、并向内挑设有横向延伸块，横向延伸块的内端设有插入烧杯的内温探头，竖向延伸块的下端向下设置有外温探头，横向延伸块顶面设置有内外温显示屏。
8.根据权利要求5所述的生物制剂恒温试验用的梯度温控池，其特征在于：C字形的橡胶套与烧杯抱夹时，烧杯底面与外温探头底端平齐。
9.根据权利要求1或2或3所述的生物制剂恒温试验用的梯度温控池，其特征在于：所述换热回流管为沿自流槽流向设置的直管、弯管、螺旋管或蛇形管。
10.根据权利要求1或2或3所述的生物制剂恒温试验用的梯度温控池，其特征在于：所述自流槽为直槽、弧形槽或S型槽。
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