一种实验用玻璃器皿灭菌装置的制作方法

本发明属于基因工程技术领域，尤其涉及一种实验用玻璃器皿灭菌装置。

背景技术：

基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。

实验过后的塑料器皿会感染许多细菌，要再次使用需对其灭菌，现有技术中，针对实验塑料器皿灭菌大多采用高压蒸汽灭菌的方法对其进行灭菌，但在灭菌的过程中，操作复杂，所产生的冷凝水直接排放，对环境造成了污染，因此亟需研发一种操作简单、能够对产生的冷凝水统一排放、保护环境的实验用玻璃器皿灭菌装置。

技术实现要素：

(1)要解决的技术问题

本发明为了克服现有技术中，在灭菌的过程操作复杂，所产生的冷凝水直接排放，对环境造成了污染的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种操作简单、能够对产生的冷凝水统一排放、保护环境的实验用玻璃器皿灭菌装置。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种实验用玻璃器皿灭菌装置，包括有底板、高压蒸汽机、支腿、台面、排水管、排水阀门、灭菌箱、蒸汽管、电控阀、出气管、第一卡块、放置板、第二卡块、横杆、挂环、拉线、箱盖、L 型支架、真空泵、按钮、气球、抽真空管和处理箱，底板顶部左侧通过螺栓连接的方式连接有高压蒸汽机，底板顶部右侧竖直对称焊接有支腿，支腿顶部水平焊接有台面，台面底部中间竖直通过法兰连接的方式连接有排水管，排水管上通过丝扣连接的方式连接有排水阀门，台面顶部中间开有集水槽，集水槽与排水管内连通，台面顶部通过螺栓连接的方式连接有灭菌箱，灭菌箱底部与集水槽内连通，高压蒸汽机上通过法兰连接的方式连接有蒸汽管，蒸汽管上通过丝扣连接的方式连接有电控阀，灭菌箱内左侧壁下部通过法兰连接的方式连接有出气管，蒸汽管的末端贯穿灭菌箱左侧壁与出气管的左端通过法兰连接的方式连接，出气管上均匀间隔的开有出气孔，灭菌箱内中部左右两侧对称焊接有第一卡块，灭菌箱内水平设有放置板，放置板上均匀间隔的开有通孔，放置板左右两端对称焊接有第二卡块，第二卡块与第一卡块配合，灭菌箱内上部左右两侧对称通过螺栓连接的方式水平连接有横杆，第二卡块顶部连接有拉线，拉线上系有挂环，挂环套在横杆上，灭菌箱的顶部设有箱盖，箱盖盖合在灭菌箱上，箱盖的左端与灭菌箱的顶部左端铰接连接，灭菌箱的外右侧壁通过螺栓连接的方式连接有L型支架和真空泵，L型支架位于真空泵的上方，L型支架内侧竖直面通过螺钉连接有按钮，灭菌箱右侧壁设有气球，气球与灭菌箱内连通，气球与按钮左右对应，真空泵上通过法兰连接的方式连接有抽真空管，抽真空管贯穿灭菌箱，灭菌箱与抽真空管内连通，底板顶部焊接有处理箱，处理箱位于两支腿之间，处理箱位于排水管的正下方，按钮与高压蒸汽机和电控阀均有电路连接。还包括电气控制系统，电气控制系统包括单片机、温度传感器、压力传感器、电源监测电路、开关量输出/输出电路、继电器输出电路和上位机，温度传感器和压力传感器通过A/D转换电路连接至单片机，电源监测电路连接至复位电路，复位电路连接至单片机，开关量输出/输出电路通过光耦隔离电路连接至单片机，单片机通过继电器输出电路来控制排水阀门、电控阀和真空泵，上位机通过MAX232连接至单片机。所述单片机采用STC89C52，温度传感器使用铂热电阻，压力传感器采用电流环接收器芯片RCV420。

优选地，还包括有除菌过滤器，抽真空管的末端通过螺栓连接的方式连接有除菌过滤器。

优选地，还包括有保护罩，灭菌箱的外右侧壁通过螺栓连接的方式连接有保护罩，L型支架、按钮和气球均位于保护罩内。

优选地，底板的材质为Q235钢。

优选地，处理箱的材质为不锈钢。

优选地，出气孔的孔径为1cm。

(3)有益效果

本发明所提供的一种实验用玻璃器皿灭菌装置，操作简单，灭菌过程中，冷凝水将会集中汇集在集水槽内，高压蒸汽同时对冷凝水一同灭菌，集水槽内的冷凝水将通过排水管排出到处理箱内，保证了冷凝水统一安全的排放，保护了环境。

附图说明

图1为本发明的第一种主视结构示意图。

图2为本发明出气管的立体结构示意图。

图3为本发明的第二种主视结构示意图。

图4为本发明的第三种主视结构示意图。

图5为本发明的电气控制系统结构框图。

附图中的标记为：1-底板，2-高压蒸汽机，3-支腿，4-台面，5-排水管，6-排水阀门，7-集水槽，8-灭菌箱，9-蒸汽管，10-电控阀，11-出气管，12-第一卡块，13-放置板，14-通孔，15-第二卡块，16-横杆，17-挂环，18-拉线，19-箱盖，20-L型支架，21-真空泵，22-按钮，23-气球，24-抽真空管，25-处理箱，26-出气孔，27-除菌过滤器，28-保护罩。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

一种实验用玻璃器皿灭菌装置，如图1-4所示，包括有底板1、高压蒸汽机2、支腿3、台面4、排水管5、排水阀门6、灭菌箱8、蒸汽管9、电控阀10、出气管11、第一卡块12、放置板13、第二卡块15、横杆16、挂环17、拉线18、箱盖19、L型支架20、真空泵21、按钮22、气球23、抽真空管24和处理箱25，底板1顶部左侧通过螺栓连接的方式连接有高压蒸汽机2，底板1顶部右侧竖直对称焊接有支腿3，支腿3顶部水平焊接有台面4，台面4底部中间竖直通过法兰连接的方式连接有排水管5，排水管5上通过丝扣连接的方式连接有排水阀门6，台面4顶部中间开有集水槽7，集水槽7与排水管5内连通，台面4顶部通过螺栓连接的方式连接有灭菌箱8，灭菌箱8底部与集水槽7内连通，高压蒸汽机2上通过法兰连接的方式连接有蒸汽管9，蒸汽管9上通过丝扣连接的方式连接有电控阀10，灭菌箱8内左侧壁下部通过法兰连接的方式连接有出气管11，蒸汽管9的末端贯穿灭菌箱8左侧壁与出气管11的左端通过法兰连接的方式连接，出气管11上均匀间隔的开有出气孔26，灭菌箱8内中部左右两侧对称焊接有第一卡块12，灭菌箱8内水平设有放置板13，放置板13上均匀间隔的开有通孔14，放置板13左右两端对称焊接有第二卡块15，第二卡块15与第一卡块12配合，灭菌箱8内上部左右两侧对称通过螺栓连接的方式水平连接有横杆16，第二卡块15顶部连接有拉线18，拉线18上系有挂环17，挂环17套在横杆16上，灭菌箱8的顶部设有箱盖19，箱盖19盖合在灭菌箱8上，箱盖19的左端与灭菌箱8的顶部左端铰接连接，灭菌箱8的外右侧壁通过螺栓连接的方式连接有L型支架20和真空泵21，L型支架20位于真空泵21的上方，L型支架20内侧竖直面通过螺钉连接有按钮22，灭菌箱8右侧壁设有气球23，气球23与灭菌箱8内连通，气球23与按钮22左右对应，真空泵21上通过法兰连接的方式连接有抽真空管24，抽真空管24贯穿灭菌箱8，灭菌箱8与抽真空管24内连通，底板1顶部焊接有处理箱25，处理箱25位于两支腿3之间，处理箱25位于排水管5的正下方，按钮22与高压蒸汽机2和电控阀10均有电路连接。

还包括有除菌过滤器27，抽真空管24的末端通过螺栓连接的方式连接有除菌过滤器27。

还包括有保护罩28，灭菌箱8的外右侧壁通过螺栓连接的方式连接有保护罩28，L型支架20、按钮22和气球23均位于保护罩28内。

底板1的材质为Q235钢。

处理箱25的材质为不锈钢。

出气孔26的孔径为1cm。

本发明的控制系统包括单片机主控系统、开关量输出/输入主控系统、数据采集系统和人机交互系统，数据采集系统包括设置在灭菌箱8内的温度传感器和压力传感器，开关量输入电路的主要作用是：在灭菌的过程中，用来判断高温高压容器的密封门开关和门限位开关的开与关。开关量输出电路的主要作用是：控制各个固态继电器的通与断，来控制所有的数字阀门的通与断，从而达到控制灭菌器内外的温度和压力作用。

如图5所示，为本发明控制系统结构框图，温度传感器和压力传感器通过A/D转换电路连接至单片机，电源监测电路连接至复位电路，复位电路连接至单片机。开关量输出/输出电路通过光耦隔离电路连接至单片机。单片机通过继电器输出电路来控制排水阀门6、电控阀10和真空泵21。上位机通过MAX232连接至单片机。

单片机采用STC89C52，晶振为12MHz，单片机内部的2个16位定时器，一个用于系统的定时，另外一个用于看门狗电路，保证系统正常运行。温度传感器使用铂热电阻，调理电路对电压信号进行放大、变换，输出0～5V的标准信号，经A/D转换送单片机，完成对温度的采集。压力传感器采用的电流型传感器ETL-200-375系列，BROWN公司生产的精密电流环接收器芯片RCV420，可将压力传感器4～20mA的电流直接转换成0～5V的电压信号，经A/D转换送单片机，完成对压力的采集，采集的数字信号，经过数字滤波变换后，通过通信电路传到PC机上显示，并且与设定的温度等参数进行比较，得到误差与误差变化率，可以提供后续控制的依据。

通信电路，该部分电路主要作用是实现对灭菌器的远程控制与诊断，首先控制系统通过发送的命令和数据来对灭菌器进行各种控制；在通过上传的当前的温度与压力等各种工艺参数来实时的反映灭菌的详细情况。硬件电路使用的芯片是处理器STC89C52和MAX232。

在整个控制过程中，设置定时中断，在中断中完成温度和压力的测量，完成排除真空、升温、恒温灭菌、排空气、干燥、结束等灭菌过程。其中排除真空主要是使灭菌器内部尽量是真空状态，可以根据需要设置脉动次数；蒸汽通过电控阀进入，从而使灭菌器内的温度慢慢上升，在温度上升的过程中，使用模糊控制算法，当温度升到132℃，开始采用PID控制算法。

在本发明的箱盖19上设有排气阀，高温灭菌过程结束后，即打开排气阀，使灭菌箱8内恢复常压，然后通过单片机控制加热管加热，加热管设置在灭菌箱8内左右两侧第一卡块12上，图中未画出。通过加热干燥器皿上的水珠。

工作原理：使用本发明时，操作人员打开箱盖19，然后将需要灭菌的实验塑料器皿放置在灭菌箱8内的放置板13上，盖上箱盖19。启动真空泵21工作，真空泵21工作将灭菌箱8内的空气抽出，使灭菌箱8内处于真空状态，然后关闭真空泵21。打开电控阀10，启动高压蒸汽机2工作，高压蒸汽机2工作将高压蒸汽通过蒸汽管9和出气管11从通气孔进入灭菌箱8内，蒸汽将通过通孔14对放置板13上的塑料器皿进行灭菌，灭菌过程中，高压蒸汽产生的冷凝水将会集中汇集在集水槽7内，并且高压蒸汽对放置板13上的塑料器皿进行灭菌的同时，高压蒸汽同时对冷凝水一同灭菌，能够保证冷凝水的安全排放。受高压蒸汽的作用下气球23将会膨胀，当气球23膨胀触碰到按钮22时，高压蒸汽机2停止工作和电控阀10关闭。此时说明放置板13上的塑料器皿灭菌完成，打开箱盖19，将灭菌完成的放置板13上的塑料器皿取出即可，将挂环17从横杆16上取下，向上拉动挂环17通过拉线18拉动放置板13向上移动，如此能够更加方便的取放塑料器皿；放置或拿出后，将挂环17套在横杆16上，放置板13受自身重力的作用下向下移动，当第一卡块12与第二卡块15配合时，放置板13的位置得到固定。箱盖19被打开后，随着灭菌箱8内的高压蒸汽的减少，气球23内的气体将随之减少。打开排水阀门6，集水槽7内的冷凝水将通过排水管5排出到处理箱25内，如此就对冷凝水进行了统一处理，保护了环境，排完后，关闭排水阀门6。

因为还包括有除菌过滤器27，抽真空管24的末端通过螺栓连接的方式连接有除菌过滤器27，启动真空泵21工作，真空泵21工作将灭菌箱8内的空气抽出时，经除菌过滤器27过滤除菌后排出，更进一步的保护了环境不被污染。

因为还包括有保护罩28，灭菌箱8的外右侧壁通过螺栓连接的方式连接有保护罩28，L型支架20、按钮22和气球23均位于保护罩28内，保护罩28保护了L型支架20、按钮22和气球23不被损坏。

因为底板1的材质为Q235钢，Q235钢的承重能力强，不易腐蚀能够增加底板1的使用寿命。

因为处理箱25的材质为不锈钢，不锈钢耐酸，在长期使用的情况下不易生锈，使得处理箱25更加经久耐用，并易于清洗。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。