CN117281045B - 一种植物组织培养罐的调温*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物组织培养罐的调温***，调温***包括供给单元、包覆在植物组织培养罐外表面的控温层以及连通供给单元与控温层的输送单元，还包括与供给单元连通的调温水箱，供给单元运载温度不同的多种液体并经由输送单元导入、导出控温层和/或调温水箱。本发明中，调温***中增设了调温水箱，且调温水箱和控温层都连接到供给单元，从而使调温水箱和控温层形成与供给单元并联的回路，调温水箱和控温层可同时与供给单元循环交换热介质，且调温水箱和控温层可由供给单元串联为一个调温回路，使得调温水箱中直接与控温层进行循环，确保了调温回路能够在调温***的供给源损坏、维修时单独对植物组织培养罐进行调温，提高了调温***的容错性。

Description

一种植物组织培养罐的调温***

技术领域

本发明属于植物组织培育装置技术领域，具体地说，涉及一种植物组织培养罐的调温***。

背景技术

科技人员研发出一种利用植物体离体的组织或细胞进行规模化培育的方法和培养装置。通过将植物的根、茎、叶等剥离，诱导出愈伤组织、不定根，然后使用这些愈伤组织、不定根在培养装置中进行规模化地生产。

为了方便地调控培养装置内培养液的温度，在培养装置的外侧包覆有能够与培养装置进行热传递的控温层，控温层中可通入温度不同的液体介质用于调整和维持培养液的温度。通常，培养装置的控温层通过管路直接连接液体介质的供给源，并且多个控温层与一个供给源并联形成一个能够维持若干培养装置的循环***。但是，该循环***的容错性极差，供给源损坏或进行检修时会导致循环***中的所有培养装置失去调控培养液温度的能力，引起巨大损失。

申请号为202310491603.5的中国发明专利公开了一种CHO细胞培养用调温发酵罐，属于细胞培养技术领域，它解决了现有发酵罐调温不便、CHO细胞发酵制备效率低等问题。包括由前向后依次连通设置的两个预制罐组件、双轴发酵罐和接收罐，双轴发酵罐的左侧依次设置空压机和种子罐，种子罐的前侧设置蒸汽罐，第二个预制罐组件的两侧均设置分流组件，蒸汽罐与同侧的分流组件连接，双轴发酵罐的右侧设置冷却器，冷却器的前侧设置热水循环机构，热水循环机构以及冷却器均与同侧的分流组件连通，种子罐以及冷却器均与双轴发酵罐连通。

但是，该发明中热水循环机构与发酵罐一一对应连接，属于闭环的换热调温回路，换热介质只能由热水循环机构进行加热并供给发酵罐，导致规模化设置发酵罐占用太大的场地，并且发酵罐规模化设置后需要对所有发酵罐的调温回路进行合并优化以提高换热调温的效率。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种植物组织培养罐的调温***，以实现既减少对应于每个植物组织培养罐的换热回路中的设备，又确保每个植物组织培养罐的换热回路能够在调温***损坏、维修时独立调温，以提高调温***的容错性的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种植物组织培养罐的调温***，包括供给单元、包覆在植物组织培养罐外表面的控温层以及连通供给单元与控温层的输送单元，还包括与供给单元连通的调温水箱，供给单元运载温度不同的多种液体并经由输送单元导入、导出控温层和/或调温水箱；

调温水箱设置有容水腔，容水腔和控温层通过输送单元与供给单元连接形成循环回路；输送单元包括连通供给单元与容水腔的进水管和出水管；

供给单元包括并联设置的热水供给主管和热水回收主管，输送单元包括热水供给分管和热水回收分管，热水供给分管一端连接热水供给主管、另一端连接控温层，热水回收分管一端连接控温层、另一端连接热水回收主管；

进水管连接热水供给主管，出水管连接热水回收主管，将容水腔与控温层串联在同一回路中；

供给单元包括冷冻水供给主管和蒸汽供给主管，输送单元包括连通调温水箱与供给单元的具有多个支路的进液管和出液管；

调温***还包括换热结构，以及与进液管各个支路中串联的气动阀电连接的总控单元，总控单元用于控制进液管向调温水箱的换热结构输送冷冻水和高温蒸汽的比例。

进一步地，所述换热结构贴靠所述容水腔设置。

进一步地，所述进水管中串联设置水泵，用于将所述容水腔中的水输送至所述控温层。

进一步地，所述进水管上设置有与所述水泵并联的支管，支管的两端分别连接在所述水泵与所述进水管连通的进水端、出水端。

进一步地，所述供给单元包括与所述冷冻水供给主管并联设置的冷排管道，

所述进液管包括冷冻水进液管，所述出液管包括冷冻水出液管，冷冻水进液管一端连接冷冻水供给主管、另一端连接所述换热结构，冷冻水出液管一端连接所述换热结构、另一端连接冷排管道。

进一步地，所述供给单元包括与所述蒸汽供给主管并联设置的热排管道，

所述进液管包括蒸汽进液管，所述出液管包括蒸汽出液管，蒸汽进液管一端连接蒸汽供给主管、另一端连接所述换热结构，蒸汽出液管一端连接所述换热结构、另一端连接热排管道。

进一步地，所述蒸汽进液管上设置有两条并联的支路，一条串联有手动阀和气动阀、另一条仅串联手动阀，用于在自动控制失灵时手动控制所述蒸汽进液管的通断。

进一步地，所述蒸汽出液管在与所述调温水箱连接的一端***为两条管路，一条串联有单向阀和气动阀、另一条仅串联气动阀。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、调温***中增设了调温水箱，并且调温水箱和控温层都连接到供给单元，从而使调温水箱和控温层形成与供给单元并联的回路，调温水箱和控温层可同时与供给单元循环交换热介质，并且调温水箱和控温层可由供给单元串联为一个调温回路，使得调温水箱中直接与控温层进行循环，确保了调温回路能够在调温***的供给源损坏、维修时单独对植物组织培养罐进行调温，提高了调温***的容错性。

2、使调温水箱和植物组织培养罐并联地连通供给单元，既可以使供给单元同时向调温水箱和控温层输送热水，又可以使调温水箱向控温层输送热水，从而为调温***增加了一个备用的供热源，能够确保植物组织培养罐在供给单元损坏或维护时正常地维持和调节植物组织培养罐内营养液的温度。

3、通过在调温水箱中设置换热结构，使得调温水箱中的热水在供给单元运行时一直保持在设定温度，从而确保调温水箱在供给单元停止供给或者维护时能够立即向控温层输送热水，无需等待调温水箱的水进行加热，保证调温***的备用换热回路能够快速接替主换热回路维持植物组织培养罐的正常温度。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明中一种植物组织培养罐的调温***的示意图；

图2是本发明中一种连级培养装置的管路结构的示意图；

图3是本发明中另一种连级培养装置的管路结构的示意图；

图4是本发明中一种进气结构与植物组织培养罐连接的示意图；

图5是本发明中一种进气结构的示意图；

图6是本发明中一种进气结构的剖面示意图。

其中：A100、供气主管；B100、蒸汽供给主管；C100、冷冻水回收主管；D100、冷却水回收主管；E100、热水回收主管；C200、冷冻水供给主管；E200、热水供给主管；D200、冷却水供给主管；200、植物组织培养罐；201、种子罐；202、发酵罐；300、冷排管道；400、热排管道；410、降压过滤器；420、排放支路；C20、冷冻水供给分管；D20、冷却水供给分管；E20、热水供给分管； C10、冷冻水回收分管；D10、冷却水回收分管；E10、热水回收分管；1、主管路；2、分管路；3、连级培养装置；4、气动阀；5、手动阀；6、输入管；11、罐壁；40、进气结构；41、进气部；42、曝气部；43、导管；431、进气段；432、出气段；433、过渡段；44、座板；45、速拆接头；451、密封槽；51、接口；52、叠压件；521、通孔；53、轮毂套件；531、支撑环；532、凹槽；533、连接孔；54、密封圈；A110、进气支路；A120、止回阀；A130、过滤装置；A140、滤消支路；A150、罐消支路；A160、备用支路；A170、排气管路；A180、气体过滤器；A1、供给单元；A2、输送单元；31、控温层；A3、调温水箱；A301、容水腔；A21、进水管；A211、水泵；A212、支管；A22、出水管；A23、换热结构；A24、进液管；A241、冷冻水进液管；A242、蒸汽进液管；A25、出液管；A251、冷冻水出液管；A252、蒸汽出液管。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “内”、“外”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。

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”、“接触”、“连通”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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1和图3所示，本发明的实施例中，介绍一种植物组织培养罐200的调温***。调温***包括供给单元A1、包覆在植物组织培养罐200外表面的控温层31以及连通供给单元A1与控温层31的输送单元A2。其中，供给单元A1运载温度不同的多种液体并经由输送单元A2导入、导出控温层31。供给单元A1包括若干平行排列的主管路1，且每条主管路1分别用于向植物组织培养罐200或控温层导入、导出不同的物质。

特别地，调温***还包括与供给单元A1连通的调温水箱A3。调温水箱A3与植物组织培养罐200并列地连接在供给单元A1上。供给单元A1能够运载温度不同的多种液体并经由输送单元A2导入、导出调温水箱A3。所述调温水箱A3中的水循环至所述控温层与植物组织培养罐200换热后回流至所述调温水箱A3中。

本实施例中，调温***中增设了调温水箱A3，并且调温水箱A3和控温层31都连接到供给单元A1，从而使调温水箱A3和控温层31形成与供给单元A1并联的回路，调温水箱A3和控温层31可同时与供给单元A1循环交换热介质，并且调温水箱A3和控温层31可由供给单元A1串联为一个调温回路，使得调温水箱A3中直接与控温层31进行循环，确保了调温回路能够在调温***的供给源损坏、维修时单独对植物组织培养罐200进行调温，提高了调温***的容错性。

如图1、图3所示，本发明的实施例中，介绍一种植物组织培养罐200的调温***。调温***增设有调温水箱A3和换热结构A23。

具体地，调温水箱A3设置有容水腔A301，用于盛放和加热可输入控温层的液体。此外，换热结构A23贴靠容水腔A301设置，能够与容水腔A301中的液体进行换热，从而在调温水箱A3和控温层之间形成一个可向控温层供热的循环回路。

其中，容水腔A301和所述控温层31通过所述输送单元A2与所述供给单元A1连接形成循环回路。所述输送单元A2包括连通所述供给单元A1与容水腔A301的进水管A21和出水管A22，由所述调温水箱A3维持植物组织培养罐200的温度。

进一步地，供给单元A1包括热水供给主管E200、冷冻水供给主管C200和蒸汽供给主管B100。它们各自运载热水、冷冻水和高温蒸汽。

所述输送单元A2包括连通调温水箱A3与供给单元A1的进液管A24和出液管A25。进液管A24具有若干支路，能够将冷冻水和高温蒸汽送入调温水箱A3或换热结构A23。

调温***还包括总控单元。总控单元与进液管A24各个支路中串联的气动阀电连接，能够调节向调温水箱A3和换热结构A23输送冷冻水、高温蒸汽的流量比。冷冻水、高温蒸汽进入调温水箱A3或换热结构A23，能够与容水腔A301中的热水进行换热，从而确保热水输送进入控温层31中时符合植物组织培养罐的需要。甚至，在供给单元A1无法直接向控温层31输送热水时，可以利用调温水箱A3向控温层31输送热水，维持植物组织培养罐200的运行。

另一个实施例中，调温水箱A3中可以设置电加热结构，直接对容水腔中的液体进行加热。从而，在无法直接由热水供给主管E200向控温层31提供热水时，可以控制热水供给主管E200和热水回收主管直接连通控温层31和调温水箱A3。这样，调温水箱A3与控温层31之间就形成一个单独的循环回路，能够利用调温水箱A3直接向控温层31输送热水，确保培养罐对热水温度的需求。

特别地，在供给单元A1正常运行时，控温层31既可以通入热水供给主管直接供给的热水，也可以同时通入从调温水箱A3中送来的热水。此时，可以将容水腔A201中热水的水温进一步提升，然后再输送进入热水供给主管，能够对热水供给主管中的热水起到温度补偿的作用，从而更加精细地调整控制培养罐的温度。

本实施例中，使调温水箱A3和植物组织培养罐200并联地连通供给单元A1，既可以使供给单元A1同时向调温水箱A3和控温层输送热水，又可以使调温水箱A3向控温层输送热水，从而为调温***增加了一个备用的供热源，能够确保植物组织培养罐200在供给单元A1损坏或维护时正常地维持和调节植物组织培养罐200内营养液的温度。

如图1、图3所示，本发明的实施例中，介绍一种植物组织培养罐200的调温***。该调温***中，调温水箱A3设置有换热结构A23，为了节省资源，换热结构A23与供给单元A1连通，可以由供给单元A1加热或冷却容水腔A301内的热水。

具体地，所述调温水箱A3具有贴靠所述容水腔A301设置的换热结构A23。所述输送单元A2包括连通所述供给单元A1与换热结构A23的进液管A24和出液管A25，用于向换热结构A23分别导入、导出温度不同的液体。

本实施例中，通过在调温水箱A3中设置换热结构A23，使得调温水箱A3中的热水在供给单元A1运行时一直保持在设定温度，从而确保调温水箱A3在供给单元A1停止供给或者维护时能够立即向控温层输送热水，无需等待调温水箱A3的水进行加热，保证调温***的备用换热回路能够快速接替主换热回路维持植物组织培养罐200的正常温度。

如图1所示，本发明的实施例中，介绍一种植物组织培养罐200的调温***。

所述供给单元A1包括并联设置的热水供给主管E200和热水回收主管E100，所述输送单元A2包括热水供给分管E20和热水回收分管E10，热水供给分管E20一端连接热水供给主管E200、另一端连接所述控温层31，热水回收分管E10一端连接所述控温层31、另一端连接热水供给主管E200。

所述进水管A21连接热水供给主管E200，所述出水管A22连接热水回收主管E100，将所述容水腔A301与所述控温层31串联在同一回路中。

另一个实施例中， 所述进水管A21中串联设置水泵A211，用于将所述容水腔A301中的水输送至所述控温层31。

本实施例中，供给单元A1分别设置了用于供给和回收热水的主管，并且通过与各主管对应的分管连成完整循环回路，使得供给单元A1和调温水箱A3都能够与植物组织培养罐200进行热量的交换，从而为不定根等植物体离体组织的增殖提供了稳定的生长条件。调温水箱A3的进水管A21串联水泵A211，为调温水箱A3和控温层构成的循环回路提供动力，能够独自循环热水。

如图1、图3所示，本发明的实施例中，介绍一种植物组织培养罐200的调温***。

为了减小供给单元A1与调温水箱A3之间输送热水的阻力，避免水泵A211阻挡热水流入调温水箱A3，在所述进水管A21上设置有与所述水泵A211并联的支管A212。支管A212的两端分别连接在所述水泵A211与所述进水管A21连通的进水端、出水端，从而使供给单元A1向调温水箱A3流入的热水从支管A212绕开水泵A211。

本实施例中，通过在设有水泵A211的进水管A21上并联设置支管A212，减小了供给单元A1向调温水箱A3输送热水的阻力。

如图1和图2所示，本发明的实施例中，介绍一种植物组织培养罐200的调温***。

为了降低调温水箱A3中的热水的温度，所述供给单元A1包括并联设置的冷冻水供给主管C200和冷排管道300，用于输送至换热结构A23并与容水腔A301内的热水进行热传递。

特别地，所述进液管A24包括冷冻水进液管A241。所述出液管A25包括冷冻水出液管A251。冷冻水进液管A241一端连接冷冻水供给主管C200、另一端连接所述换热结构A23，冷冻水出液管A251一端连接所述换热结构A23、另一端连接冷排管道300。

本实施例中，供给单元A1中通过设置冷冻水供给主管C200和冷排管道300，并且与换热结构A23连接，使得调温***能够快速调整换热结构A23与调温水箱A3进行换热，确保调温水箱A3中的热水始终保持在设定温度。

如图1、图3所示，本发明的实施例中，介绍一种植物组织培养罐200的调温***。

为了提升调温水箱A3中的热水的温度，所述供给单元A1包括并联设置的蒸汽供给主管B100和热排管道400，用于输送至换热结构A23并与容水腔A301内的热水进行热传递。

特别地，所述进液管A24包括蒸汽进液管A242。所述出液管A25包括蒸汽出液管A252。蒸汽进液管A242一端连接蒸汽供给主管B100、另一端连接所述换热结构A23，蒸汽出液管A252一端连接所述换热结构A23、另一端连接热排管道400。

本实施例中，供给单元A1中通过设置蒸汽供给主管B100和热排管道400，并且与换热结构A23连接，使得调温***能够快速调整换热结构A23与调温水箱A3进行换热，确保调温水箱A3中的热水始终保持在设定温度。

如图1、图3所示，本发明的实施例中，介绍一种植物组织培养罐200的调温***。

为了确保控制蒸汽进液管A242的可靠性和安全性，所述蒸汽进液管A242上设置有两条并联的支路：一条串联有手动阀5和气动阀4、另一条仅串联手动阀5，用于在自动控制失灵时手动控制所述蒸汽进液管A242的通断。

另一个实施例中，调温水箱A3与热排管道400之间连接有蒸汽出液管A252。所述蒸汽出液管A252在与所述调温水箱A3连接的一端***为两条管路，一条串联有单向阀和气动阀4、另一条仅串联气动阀4。

本实施例中，通过分别在蒸汽进液管A242和蒸汽出液管A252上设置两条并联的用于控制通断状态的管路，使得调温水箱A3的蒸汽循环回路既能够通过气动实现自动化控制，又可以在自动控制失效或维护时通过手动切换蒸汽循环回路的通断，避免了调温水箱A3中无法使用供给单元A1加热的情况，提高了调温***的稳定性、可靠性。

实施例二

如图2和图3所示，本发明的实施例中，介绍一种连级培养装置3的管路结构。其中，连级培养装置3至少包括两个用于培育植物体离体组织或细胞的植物组织培养罐200。特别地，两个植物组织培养罐200之间为并联关系，由供给源通过管路结构与每个植物组织培养罐单独进行空气、养料、热量、清洗以及消毒等物质的供给。

具体地，管路结构包括：主管路1和分管路2。主管路1与连级培养装置3之间是分隔设置的。

其中，主管路1并列连接多个装置，同时若干主管路1沿直线延伸并且相互平行。每个罐体都设有用于与主管路1交换或循环物质的分管路2。分管路2连接在主管路1与连级培养装置3之间并将主管路1与连级培养装置3连通。

本实施例中，将连接到培养装置的管路结构按照截流面积的大小进行了优化排列，其中，主管路1的截流面积大，用于集中供给物质；分管路2的截流面积小，用于将主管路1的物质导入培养装置。不同的主管路1之间相互平行设置，既使得每一条主管路1的延伸方向上能够连接多条分管路2，还便于维护时能够快速地对管路进行识别，从而提高管路结构的规整性，减少了管路对空间的无效占用。

如图2所示，本发明的实施例中，介绍一种连级培养装置3的管路结构。

具体地，连级培养装置至少设置有两个体积不等的植物组织培养罐200。以具有两个植物组织培养罐的培养装置为例。为方便区分，将体积小的植物组织培养罐称为种子罐，体积较大的植物组织培养罐称为发酵罐。

为了减少培育出的不定根、不定芽等向培养装置接种的次数，实现对不定根、不定芽等多次循环增殖的目的，将用于培育植物体离体组织或细胞的植物组织培养罐区分地设为种子罐201和发酵罐202。

其中，种子罐201用于孕育不定根、不定芽，作为发酵罐202下一周期快速培育增殖不定根、不定芽的种子。

特别地，种子罐201体积比发酵罐202体积小，是发酵罐202体积的1/3到1/5。

实际生产中转种和回种的过程是，种子罐201中的培养液及不定根全部导入发酵罐202后，先将发酵罐202的营养液提升至设定水位以稀释不定根的浓度，然后立即将稀释浓度后的不定根和营养液的混合液体反输送到种子罐201中。

具体地，所述连级培养装置3至少分别设有一个种子罐201和一个发酵罐202，种子罐201和发酵罐202通过所述分管路2并联至所述主管路1。并且，种子罐201与发酵罐202之间连接有输种管和反种管。

输种管用于将种子罐201中的不定根培养液及不定根全部导入发酵养罐200中。反种管用于将发酵罐202中稀释后的混合液体回送至种子罐201中。

本实施例中，通过将连级培养装置设为种子罐201和发酵罐202，减少了向培养装置接种的次数，实现了对不定根、不定芽等多次循环增殖的目的，大大提高了规模化生产植物组织的效率。

如图2和图3所示，本发明的实施例中，介绍一种连级培养装置3的管路结构。其中，主管路1具有若干并且相互平行设置，每个主管路1中运载有不同的介质。

特别地，主管路1包括热水供给主管E200和热水回收主管E100。相应的，所述分管路2包括热水供给分管E20和热水回收分管E10。

热水供给分管E20一端与所述连级培养装置3连通、另一端与热水供给主管E200连通用于向所述连级培养装置3输入热水。热水回收分管E10一端与所述连级培养装置3连通、另一端与热水回收主管E100连通用于将所述连级培养装置3中的热水导出。

另一个实施例中，所述主管路1包括冷冻水供给主管C200和冷冻水回收主管C100。相应的，所述分管路2包括冷冻水供给分管C20和冷冻水回收分管C10。

冷冻水供给分管C20一端与所述连级培养装置3连通、另一端与冷冻水供给主管C200连通用于向所述连级培养装置3输入冷冻水。冷冻水回收分管C10一端与所述连级培养装置3连通、另一端与冷冻水回收主管C100连通用于将所述连级培养装置3中的冷冻水导出。

另一个实施例中，所述主管路1包括冷却水供给主管D200和冷却水回收主管D100。相应的，所述分管路2包括冷却水供给分管D20和冷却水回收分管D10。

冷却水供给分管D20一端与所述连级培养装置3连通、另一端与冷却水供给主管D200连通用于向所述连级培养装置3输入冷却水。冷却水回收分管D10一端与所述连级培养装置3连通、另一端与冷却水回收主管D100连通用于将所述连级培养装置3中的冷却水导出。

本实施例中，管路结构分别设置了用于供给和回收不同温度介质的主管路1，并且通过与主管路1对应的分管路2连成完整循环回路，使得管路结构能够与培养装置进行热量的交换，从而为不定根等植物体离体组织的增殖提供了稳定的生长条件。而不同主管路1之间平行排列使得管路结构规整，便于维护。

如图2和图3所示，本发明的实施例中，介绍一种连级培养装置3的管路结构。

为了单独控制连级培养装置中每个植物组织培养罐200的物质循环，在所述热水供给分管E20、所述冷冻水供给分管C20和所述冷却水供给分管D20上设有用于控制管路通断的气动阀4。

本实施例中，通过在管路上串联气动阀4，使得连级培养装置的管路能够实现通断状态的自动化控制，可以使管路的通断控制更加方便和迅速。

如图2和图3所示，本发明的实施例中，介绍一种连级培养装置3的管路结构。

为提高管路控制的可靠性，使得管路在气动阀4失效或维护时依然能够变换通断的状态，以维持培养装置持续工作。所述热水供给分管E20、所述冷冻水供给分管C20和所述冷却水供给分管D20上还设有用于控制管路通断的手动阀5。

具体地，手动阀5与所述气动阀4为串联连接。

本实施例中，通过在管路上串联手动阀5，使得连级培养装置的管路在气动阀4失效或维护时依然能够变换通断的状态，以维持连级培养装置持续工作，提高了管路结构的可靠性。

如图1所示，本发明的实施例中，介绍一种连级培养装置3的管路结构。

为了减少在培养装置上开设的连接端口，所述热水供给分管E20、所述冷冻水供给分管C20和所述冷却水供给分管D20同时与一条设置在所述连级培养装置3上的输入管6相连。

本实施例中，通过在培养装置上设置输入管6，并使多种分管与输入管6并联，减少了培养装置的连接端口，既能够降低制作培养装置的难度，又可以提高培养装置的密封性。

如图1、图2和图3所示，本发明的实施例中，介绍一种连级培养装置3的管路结构。

为了提高管路结构的安全性和可靠性，在管路结构增设一条能够直接排走高热量介质的回路，以方便循环回路的维护。主管路1中还设有具备降压过滤器410的热排管道400。所述输入管6与所述分管路2之间设有连通降压过滤器410的排放支路420，主管路1中供给的介质可不经过连级培养装置直接通入热排管道400。

另一个实施例中，为使分管路2共用一条输入管6后能够准确地形成循环回路，在所述热水回收分管E10、所述冷冻水回收分管C10和所述冷却水回收分管D10上设有用于控制管路通断的气动阀4和/或手动阀5。

所述热水回收分管E10、所述冷冻水回收分管C10和所述冷却水回收分管D10上的气动阀4和/或手动阀5，用于与所述热水供给分管E20、所述冷冻水供给分管C20和所述冷却水供给分管D20上的气动阀4和/或手动阀5对应匹配，从而形成完整的循环回路。

实施例三

如图1和图2所示，本发明的实施例中，介绍一种植物组织培养罐200的供气***。供气***包括供气主管A100以及与供气主管A100连接的进气支路A110。

为了更好地将空气分解为溶于培养液的小气泡，增加空气在培养液中的溶解率，供气***还包括设置在植物组织培养罐200侧壁上的进气结构40。进气结构40的一端伸入植物组织培养罐200内，进气结构40的另一端悬伸在植物组织培养罐200外侧并与进气支路A110连接，用于将供气主管A100内的气体送入植物组织培养罐200。

本实施例中，供气主管A100连接至供气设备能够提供压力稳定的空气，若干植物组织培养罐200可经由进气支路并联至供气主管A100，通过并列的多个进气支路将供气主管A100内运载的空气分别输送至各个植物组织培养罐200，再通过进气结构40将空气分散开并在培养液内形成大量细密的气泡，提高培养液中的空气含量，从而更好地促进不定根等生长和增殖。

如图1、图2和图3所示，本发明的实施例中，介绍一种植物组织培养罐200的供气***。

为了防止植物组织培养罐200内液体流入所述进气支路A110，供气***中还设有止回阀A120。止回阀A120串联设置在所述进气结构40与所述进气支路A110之间。

具体地，如图4、图5和图6所示，进气结构40包括进气部41、曝气部42以及连接进气部41和曝气部42的导管43。其中导管43设为直杆状，进气部41和曝气部42分别连接在导管43的两端。

特别地，曝气部42的中心设有空腔。空腔与导管43连通并且空腔的腔壁上设有从曝气部42外侧连通至空腔内的微孔。大量的微孔密集且均匀分布于整个腔壁。止回阀A120位于植物组织培养罐200的罐壁11外，并且以一端连接进气部41，另一端连接进气支路A110。

本实施例中，通过在进气结构40的进气部41增设止回阀A120，使得与连通植物组织培养罐200内连通的进气支路A110只能单向的向植物组织培养罐200输送空气，避免了植物组织培养罐200内的不定根和培养液倒流进入管路中，提高了植物组织培养罐200***的安全可靠性。

如图1、图2和图3所示，本发明的实施例中，介绍一种植物组织培养罐200的供气***。

由于空气中含有大量的杂质、微生物和细菌，为避免微生物和细菌等在培养液繁殖然后消耗培养液中的养料，甚至导致植物体离体细胞病变、腐败，供气***中还设置有过滤装置A130。

具体地，过滤装置A130串联设置在所述进气支路A110中。这样空气通过过滤装置A130时细菌和杂质就被滤除掉，从而进入植物组织培养罐200内的空气大大的净化了。

现有过滤装置A130的滤芯基本采用聚四氟等材质，而聚四氟材质的滤芯在使用一段时间后容易被杂质等击穿，导致滤芯失去滤除细菌和杂质的能力，所以滤芯的使用寿命较短。为了延长滤芯的使用寿命，增加维护过滤装置A130的周期，设置滤芯由硅酸盐材料制成。

本实施例中，通过改良滤芯材质，由硅酸盐材料制作滤芯，利用硅酸盐的高硬度、高强度的特性提高了滤芯的强度，大大地延长了滤芯的使用寿命，增加了维护过滤装置A130的周期，使得植物组织培养罐200能够工作运行更长的时间。

如图1所示，本发明的实施例中，介绍一种植物组织培养罐200的供气***。

为能够方便地对供气***进行消毒，供气***中还连通设置有蒸汽供给主管B100。

具体地，蒸汽供给主管B100设有连接到所述进气支路A110的滤消支路A140。滤消支路A140与所述进气支路A110的连接端设在所述过滤装置A130的进口与所述进气支路A110的连接端之前。

本实施例中，使用滤消支路A140连接过滤装置A130和蒸汽供给主管B100，使得过滤装置A130可以在供气***开启前先通入高温蒸汽进行消毒处理，确保了过滤装置A130上的细菌和杂质等被清理干净、处于良好的工况，大大提升了过滤装置A130的过滤效果，确保了进入植物组织培养罐200的空气的洁净度，有利于维持植物组织培养罐200的良好生长环境。

如图1所示，本发明的实施例中，介绍一种植物组织培养罐200的供气***。为使高温蒸汽能够直接通入植物组织培养罐200内，还设有与所述植物组织培养罐200连通的罐消支路A150。

具体地，罐消支路A150的一端连接在所述蒸汽供给主管B100上，罐消支路A150的另一端连接在所述过滤装置A130的出口与所述进气支路A110的连接端之后。从而使蒸汽供给主管B100和供气主管A100共用一个与植物组织培养罐200连接的管路。减少了在植物组织培养罐200上设置的连接端口，既能够降低制作培养装置的难度，又可以提高培养装置的密封性。

如图1、图2和图3所示，本发明的实施例中，介绍一种植物组织培养罐200的供气***。

供气***还设有用于手动切换通断状态的备用支路A160。备用支路A160的进口端与所述供气主管A100连接，备用支路A160的出口端连接在滤消支路A140与所述进气支路A110的连接端之前。使得备用支路A160与进气支路A110并列地连接在供气主管A100上，并且同时连通到过滤装置A130之前。

本实施例中，供气主管A100的空气既可以通过进气支路A110向植物组织培养罐200输送，又可以通过备用支路A160向植物组织培养罐200输送，从而为供气***增加了一个备用的控制回路，能够确保植物组织培养罐200在进气支路A110损坏或维护时正常地维持和调节植物组织培养罐200内营养液的空气含量，确保不定根的生长条件稳定可控。

如图1、图2所示，本发明的实施例中，介绍一种植物组织培养罐200的供气***。

为增加植物组织培养罐200内培养液的空气含量，增加供气***向植物组织培养罐200输送空气的连接端，至少两个所述进气结构40对称地分布在所述植物组织培养罐200的罐底。

具体地，多个进气结构40与同一进气支路A110相连，并且连接在所述罐消支路A150与所述进气支路A110的连接端之后，从而进气支路A110中的空气可以通过多个进气结构40同步地通入植物组织培养罐200内，极大地提高了空气与培养液的接触面。

本实施例中，设置供气***与植物组织培养罐200通过多个进气结构40连通，能够使空气从多个位置处进入植物组织培养罐200内，增大了空气与培养液的接触面，有效地提高了空气的溶解率，并且有利于空气从植物组织培养罐200的四周充分扩散至培养液中。

如图1、图2所示，本发明的实施例中，介绍一种植物组织培养罐200的供气***。

为保持植物组织培养罐200内的气压值稳定，供气***还包括排气管路A170。排气管路A170的一端与所述植物组织培养罐200的顶部连接，排气管路A170另一端与外界连通能够将植物组织培养罐200内的废气直接排放到大气中。

另一个实施例中，排气管路A170中还串联设置有气体过滤器A180，用于将植物组织培养罐200内气体中含有的水分和养料截留在植物组织培养罐200内。

为了确保气体过滤器A180长期处于低温状态以提高对过滤废气中水分、养料以及养料的效果，所述气体过滤器A180上设置有包覆滤芯的降温结构，用来对所述气体过滤器A180进行降温。

特别地，降温结构设有用于导入、导出液体的管路。管路可通入低温的冷却水，或者低温的冷冻水。冷冻水与冷却水的差别在于冷冻水比冷却水温度地10-20°。

本实施例中，植物组织培养罐200的顶部设置有排气管路A170，从而通过排气管路A170和进气结构40控制进、出植物组织培养罐200的气体，能够利用供气***控制植物组织培养罐200内的气压值稳定，并且能够根据植物组织的最佳生长气压对应调节进气和出气的速度，确保不定根获取到充足的空气。同时，排气管路A170中串联气体过滤器A180既可以避免外界杂质通过排气管路A170进入植物组织培养罐200内，又可以防止植物组织培养罐200内的水分和养料扩散到外界中。

实施例四

如图5所示，本发明的实施例中，介绍一种设置在植物组织培养罐200上的进气结构40。进气结构40包括进气部41、曝气部42以及连接进气部41和曝气部42的导管43。其中导管43设为直杆状，进气部41和曝气部42分别连接在导管43的两端。

特别地，曝气部42的中心设有空腔。空腔与导管43连通并且空腔的腔壁上设有从曝气部42外侧连通至空腔内的微孔。大量的微孔密集且均匀分布于整个腔壁。

优选地，曝气部42由钛合金材料制成，使得不定根无法附着在曝气部42的外表面，从而避免不定根堆积腐坏。

本实施例中，通过在曝气部42的侧壁上密集地开设大量微孔，并使所有微孔都连通开设在曝气部42中心的空腔，使得由导气管进入曝气部42空腔内的气体能够同时从所有微孔中喷向溶液中，从而同时在溶液中形成大量的小气泡，小气泡从曝气部42的外表面向外运动并且上浮避免了小气泡聚合成大气泡，提高了气体与溶液的接触和溶解率，并且大量小气泡在溶液中分散地上浮运动推动了溶液的循环流动进一步提高了溶氧效果。

如图6所示，本发明的另一个实施例中，介绍一种进气结构40的曝气部42。为了减少在曝气部42上开设微孔的时间，并且确保在曝气部42上的微孔分布的更加均匀，能够更好地将空气分解为溶于培养液的小气泡。设置曝气部42由大量直径小于1mm的金属材质的小颗粒堆叠后烧结在一起，构成中心具有空腔的壳体。

具体地，小颗粒设为球形。大量的小颗粒贴近粘连并且相邻小颗粒之间具有间隙。间隙沿曝气部42的径向方向依次排布并且相连，形成从腔壁内表面延伸至腔壁外表面的微孔。如此，曝气部42的外表面布满了微孔，类似于筛网的网孔。

优选地，设置小颗粒由金属钛合金制成，可以避免不定根附着在曝气部42的外表面。

本实施例中，通过小颗粒烧结粘连的方法设置曝气部42，使得形成在曝气部42上的微孔分布的更加均匀，从而能够更好地将空气分解为溶于培养液的小气泡，有利于增加空气在培养液中的溶解率。

如图6所示，本发明的另一个实施例中，介绍一种能够更加方便地安装到植物组织培养罐上的进气结构40。

具体地，设置进气机构的曝气部42呈长柱形，使曝气部42的一端与导管43连接。设置曝气部42的中心轴线与导管43端头的中心轴线重合并且沿直线向远离所述导管43的方向延伸。同时，导管43为长直形状，从而使曝气部42与导管43重合中心轴线设置。

本实施例中，将曝气部42设为长柱形并从导管43的端头向外延伸，能够减小在植物组织培养罐上开设开口的直径并且使进气结构40与培养液的接触面更大，有利于充分将空气分散溶于培养液中。

如图6所示，本发明的另一个实施例中，介绍一种能够更方便固定的进气结构40。进气结构40上设置的座板44位于进气部41和曝气部42的中间，将进气部41和曝气部42分隔开。

具体地，座板44连接在所述导管43上并且沿着导管43的径向向外延伸，形成导管43垂直地穿过座板44中心的形状。特别地，座板44位于导管43的两端头之间，所述曝气部42分布于座板44的一侧，所述进气部41设置在座板44的另一侧。

优选地，座板44设置为圆形的平板状，从而使得进气结构40在安装时可以绕导管43进行旋转。

本实施例中，在进气结构40上设置座板44，使进气结构40与植物组织培养罐安装连接更加方便，还使得进气结构40能够绕着导管43进行旋转，减少装配工作的难度。

如图6所示，本发明的另一个实施例中，介绍一种进气效果更好的进气结构40。为了使空气进入培养液时更好地溶解，优化调整了进气结构40的导管43。

具体地，设置导管43包括长直的进气段431。进气段431分别向所述座板44的两侧至少悬伸出一段长度，从而有利于曝气部42和进气部41更好地连接固定到导管43上。

设置曝气部42和进气部41分别与进气段431悬伸出所述座板44侧面的端头连接，从而将曝气部42和进气部41分隔在座板44的两侧。

本发明的另一个实施例中，为了增加曝气部42安装到植物组织培养罐后在植物组织培养罐中的位置，所述导管43还设有与所述进气段431成夹角设置的出气段432。

出气段432一端与所述进气段431连接、另一端与所述曝气部42连接。特别地，设置出气段432与进气段431之间的夹角大于90°。

在另一个实施例中，为了配合座板44进一步拓宽曝气部42在植物组织培养罐内的位置范围，所述导管43还设有连接在所述进气段431和所述出气段432之间的过渡段433。

具体地，设置过渡段433平行于所述座板44。过渡段433的一端与进气段431连接、另一端与所述出气段432连接。出气段432与过渡段433倾斜设置并从过渡段433向远离所述座板44的方向延伸。

本实施例中，优化导管43包含有多条直段并且相邻直段呈弯折连接设置，使得进气结构40安装到植物组织培养罐时，通过旋转进气结构40确保曝气部42能够处于植物组织培养罐的更多位置上，增大了曝气部42在植物组织培养罐内的可悬停的位置范围，有利于气泡从曝气部42的四周充分扩散至培养液中。

如图5、图6所示，本发明的另一个实施例中，介绍一种能够快速进行连接的进气结构40。进气结构40的进气部41包括速拆接头45。

具体地，进气部41中速拆接头45设在导管43的端头。速拆接头45呈圆锥形。并且，速拆接头45的圆锥形底面与所述导管43的进气口端面重合。导管43的进气口位于底面的中心。速拆接头45的锥面朝着所述座板44并且逐渐收缩于所述导管43的外周面。

如图6所示，本发明的另一个实施例中，介绍一种具有密封进气结构40的速拆接头45。

速拆接头45的圆锥形底面设有密封槽451。密封槽451从底面向速拆接头45的内部凹陷并且在底面上形成凹口。特别地，密封槽451环绕在所述导管43进气口的外周。

如图4所示，本发明还提供一种具有上述任一进气结构40的植物组织培养罐200。植物组织培养罐200的罐底设置为倒置的圆锥形。圆锥形的侧壁上开设有用于连接进气结构40的接口51。所述进气结构40与接口51连接设置，并且其曝气部42位于植物组织培养罐200的空腔内，进气部41悬伸于植物组织培养罐200的外侧。

本实施例中，植物组织培养罐200通过设置上述进气结构40，在培育不定根时，可以使空气在溶液中形成大量的小气泡，小气泡从曝气部42向外、向上运动促进了营养液的循环流动，并且大量小气泡分散在溶液中进一步提高了气体与营养液的接触和溶解率，为不定根的增殖提供了稳定的条件，有利于提高不定根的培育效率和品质。

如图4所示，本发明的另一个实施例中，介绍一种与培养罐连接时能够绕自身中心轴线旋转任意角度的进气结构的安装组件。该安装组件包括呈环形的叠压件52。

固定安装进气结构40时，叠压件52和培养罐上的接口51以端面相连接并且将座板44夹在两者中间，从而叠压件52与接口51未贴紧时能够转动座板44，以调整进气结构40相对培养罐的位置和姿态。

具体地，叠压件52设为中心具有环孔的环形结构。叠压件52与所述座板44套接并且以其环孔的边缘与所述座板44朝向植物组织培养罐外侧的板面抵接，用于将所述进气结构40夹持在植物组织培养罐上。

另一个实施例中，安装组件还包括外周面呈柱形的轮毂套件53。轮毂套件53嵌套在所述接口51中并以其外周面与所述接口51连接。特别地，轮毂套件53的轴线垂直于培养罐的罐壁11表面，并且沿自身的轴向向所述罐壁11的内、外侧凸出。

同时，轮毂套件53上形成中心孔的内周面与所述座板44连接。

进一步地，轮毂套件53朝向罐壁11内的一端设有支撑环531。支撑环531沿径向从轮毂套件53的内周面向轮毂套件53的中心轴线延伸，并且形成可穿过曝气部42的通孔521。

所述座板44从罐壁11外侧套接在所述轮毂套件53的内周面，并且座板44与支撑环531相抵接。

另一个实施例中，介绍一种密封性更好的安装组件。该安装组件中包括用于填充接触面之间缝隙的密封圈54。

具体地，密封圈54由橡胶材质制成，具有弹性和良好地延展性。并且，密封圈54设置在所述座板44与所述支撑环531之间，并由所述座板44中朝向罐内的端面与所述支撑环531的端面夹持。

特别地，座板44与支撑环531夹压密封圈54时，使得密封圈54的厚度减小，从而座板44与支撑环531相靠近的端面上的凸凹被密封圈54填充，提高了进气结构40安装组件的密封性。

进一步地，支撑环531设置在轮毂套件53中位于罐壁11内的端头处。支撑环531上的通孔521与轮毂套件53的中心孔重合中心轴线设置。并且，支撑环531的端面一个与轮毂套件53的端面平齐、另一个位于轮毂套件53的中心孔内。

特别地，支撑环531上位于轮毂套件53的中心孔内的端面上开设有凹槽532。凹槽532的开口朝向罐壁11的外侧。密封圈54嵌设在凹槽532内并且凸出于支撑环531的端面。安装固定进气结构40时，座板44挤压密封圈54，使密封圈54变形填充满凹槽532。

本实施例中，安装组件的座板44与轮毂套件53间隙的套接配合，座板44套入轮毂套件53的中心孔内可灵活地旋转，通过叠压件52从座板44的另一侧进行挤压将座板44夹持固定在轮毂套件53中。

具体地，轮毂套件53凸出于培养罐罐壁11外侧的端面上设有连接孔533。连接孔533沿着轮毂套件53的轴向延伸，用于固定叠压件52。

所述叠压件52与所述轮毂套件53以端面相连接，将所述座板44夹持在中间。并且叠压件52上设有与连接孔533对应的通孔521，用于穿设固定螺钉。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本发明的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围。

Claims (7)

1.一种植物组织培养罐的调温***，包括供给单元(A1)、包覆在植物组织培养罐外表面的控温层(31)以及连通供给单元(A1)与控温层(31)的输送单元(A2)，其特征在于，

还包括与供给单元(A1)连通的调温水箱(A3)，供给单元(A1)运载温度不同的多种液体并经由输送单元(A2)导入、导出控温层(31)和/或调温水箱(A3)；

调温水箱(A3)设置有容水腔(A301)，容水腔(A301)和控温层(31)通过输送单元(A2)与供给单元(A1)连接形成循环回路；输送单元(A2)包括连通供给单元(A1)与容水腔(A301)的进水管(A21)和出水管(A22)；

供给单元(A1)包括并联设置的热水供给主管(E200)和热水回收主管(E100)，输送单元(A2)包括热水供给分管(E20)和热水回收分管(E10)，热水供给分管(E20)一端连接热水供给主管(E200)、另一端连接控温层(31)，热水回收分管(E10)一端连接控温层(31)、另一端连接热水回收主管(E100)；

进水管(A21)连接热水供给主管(E200)，出水管(A22)连接热水回收主管(E100)，将容水腔(A301)与控温层(31)串联在同一回路中；

供给单元(A1)包括冷冻水供给主管(C200)和蒸汽供给主管(B100)，输送单元(A2)包括连通调温水箱(A3)与供给单元(A1)的具有多个支路的进液管(A24)和出液管(A25)；

调温***还包括换热结构(A23)，以及与进液管(A24)各个支路中串联的气动阀电连接的总控单元；换热结构(A23)贴靠容水腔(A301)设置，总控单元用于控制进液管(A24)向调温水箱(A3)、换热结构(A23)输送冷冻水和高温蒸汽的比例；

植物组织培养罐(200)的锥形罐底设有进气结构(40)，进气结构(40)可与蒸汽供给主管(B100)连通；

进气结构(40)包括位于植物组织培养罐(200)内的曝气部(42)、悬伸在罐壁外侧的进气部(41)以及支撑曝气部(42)与罐壁间隔的导管(43)；

导管(43)包括垂直于罐壁的进气段(431)、与罐壁平行的过渡段(433)以及与过渡段(433)成钝角设置的出气段(432)；进气结构(40)上设有圆形平板状的座板(44)，座板(44)安装在植物组织培养罐(200)的接口(51)处；进气段(431)垂直地穿过座板(44)的中心并且分别向座板(44)的两侧至少悬伸出一段长度；

曝气部(42)从出气段(432)的端头沿直线延伸形成长柱状，曝气部(42)设有与导管(43)连通的空腔(421)，空腔的腔壁上设有若干密集分布、连通空腔(421)内外的微孔，微孔由大量直径小于1mm的小颗粒堆叠并且不同小颗粒之间的间隙从腔壁的内表面延伸至腔壁外表面形成。

2.根据权利要求1所述的一种植物组织培养罐的调温***，其特征在于，所述进水管(A21)中串联设置水泵(A211)，用于将所述容水腔(A301)中的水输送至所述控温层(31)。

3.根据权利要求2所述的一种植物组织培养罐的调温***，其特征在于，所述进水管(A21)上设置有与所述水泵(A211)并联的支管(A212)，支管(A212)的两端分别连接在所述水泵(A211)与所述进水管(A21)连通的进水端、出水端。

4.根据权利要求1所述的一种植物组织培养罐的调温***，其特征在于，所述供给单元(A1)包括与所述冷冻水供给主管(C200)并联设置的冷排管道(300)，

所述进液管(A24)包括冷冻水进液管(A241)，所述出液管(A25)包括冷冻水出液管(A251)，冷冻水进液管(A241)一端连接冷冻水供给主管(C200)、另一端连接所述换热结构(A23)，冷冻水出液管(A251)一端连接所述换热结构(A23)、另一端连接冷排管道(300)。

5.根据权利要求4所述的一种植物组织培养罐的调温***，其特征在于，所述供给单元(A1)包括与所述蒸汽供给主管(B100)并联设置的热排管道(400)，

所述进液管(A24)包括蒸汽进液管(A242)，所述出液管(A25)包括蒸汽出液管(A252)，蒸汽进液管(A242)一端连接蒸汽供给主管(B100)、另一端连接所述换热结构(A23)，蒸汽出液管(A252)一端连接所述换热结构(A23)、另一端连接热排管道(400)。

6.根据权利要求5所述的一种植物组织培养罐的调温***，其特征在于，所述蒸汽进液管(A242)上设置有两条并联的支路，一条串联有手动阀(5)和气动阀(4)、另一条仅串联手动阀(5)，用于在自动控制失灵时手动控制所述蒸汽进液管(A242)的通断。

7.根据权利要求6所述的一种植物组织培养罐的调温***，其特征在于，所述蒸汽出液管(A252)在与所述调温水箱(A3)连接的一端***为两条管路，一条串联有单向阀和气动阀(4)、另一条仅串联气动阀(4)。