Прибор для культивирования микроорганизмов

Прибор для культивирования микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 30h, 14

42d, 4at

Заявлено 08Х.1964 (№ 899628/31-16) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 27.1111.1965. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 2.Х.1965

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

МПК С 12k

G 01d

УДК 616.093:576.8.

093.33 (088.8) Автор изобретения

В. Н. Чернов

Заявитель

ПРИБОР ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Подписная группа М 139

При культивировании микроорганизмов важным обстоятельством является интенсивная продувка окислителя через биомассу, причем в оптимальном случае объем газовой смеси должен изменяться пропорционально количеству биомассы.

Приборы для культивирования микроорганизмов, содержащие культуральные сосуды, нефелометр ические датчики и регистрирующее устройство, известны.

Предлагаемый прибор, в отличие от известных, содержит коммутатор, последовательно подключающий датчики плотности биомассы каждого сосуда к исполнительным механизмам, задающим интенсивность подачи газовой смеси к сосудам. Такое устройство прибора обеспечивает подачу газовой смеси, пропорциональной количеству биомассы при,параллельном культивировании микроорганизмов.

Преобразование сигналов датчиков плотности биомассы в перемещения исполнительных механизмов осуществляется электронными усилителями, нагрузкой которых служат, например, реверсивные двигатели, оси которых жестко связаны с исполнительными механизмами, выполненными, например, в виде кулачка.

В приборе установлен механический фиксатор в виде, например, тормозной колодки, управляемой электромагнитом, что позволяет поддерживать заданное положение исполнительного механизма на период оборота коммутатора.

5 Периодическое управление реверсивными двигателями и электромагнитами механических фиксаторов каждого культурального сосуда производится релейными схемами. На фиг. 1 изображена принципиальная

)0 электрическая схема предлагаемого прибора; на фиг. 2 — дифференциальный манометр с исполнительным механизмом; на фиг. 3— форма импульсов срабатывания основных элементов прибора; на фиг. 4 — устройство

15 фиксаторов.

В культуральные сосуды 1 газовая смесь подается по трубопроводам 2, проходя через регуляторы расхода 3 и сужающие устройства 4. Статические давления до и после су20 жающих отверстий в трубопроводах подаются во внутренние полости измерительных устройств, например, колокольных дифференциальных манометров 5. В зависимости от величины перепада статических давлений коло25 кол б манометра занимает определенное положение по вертикали. Индикация положения колокола производится с помощью дифференциальной фотоэлектрической схемы, включающей фотоэлементы 7 и 8. В корпусе

30 дпфманометра против фотоэлементов распо174332

60

65 ложены прозрачные окна 9 и 10. Окна выполнены в виде вытянутых прямоугольников, лежащих горизонтально на больших основаниях.

Прн неподвижной диафрагме 11 величина светового потока от лампы 12, попадающего на фотоэлемент 7 канала сравнения, не зависит от положения колокола, т. к. отверстие 13 имеет форму вытянутого прямоугольника, меньшие стороны которого расположены горизонтально. Световой поток к фотоэлементу 8 измерительного канала будет меняться в зависимости от положения колокола, т. к. отверстие 14 выполнено в виде треугольника.

Разностный сигнал с фотоэлементов подается на усилительные схемы и затем на исполнительный механизм, который обеспечивает увеличение или уменьшение площади проходного сечения участка трубопровода, изменяя тем самым расход газовой смеси, поступающей в культуральный сосуд.

Если изменить положение диафрагмы 11, то равновесное состояние схемы наступит в другом положении колокола, т. е. при другом расходе.

В предлагаемом приборе изменение положения диафрагмы каждой стабилизирующей схемы производится автоматически в соответствии с величиной нефелометрического показателя культуральной жидкости (каждый культуральный сосуд снабжен своим стабилизатором) .

Многоточечный автоматический нефелометр

15 обеспечивает измерение и регистрацию нефелометрических данных для каждого культурального сосуда. Электрические сигналы со светоприемных нефелометрических головок

16 поступают к ламелям коммутатора 17.

Щетка 18 коммутатора поочередно подключает измеряемые величины к входному усилителю 19, откуда сигнал подается на усилитель 20 мощности и далее на реверсивный двигатель 21, связанный с регистрирующим устройством.

Периодичность «опроса» нефелометрических данных в культуральных сосудах задается частотой замыкания контактов 22 и 23.

Кулачковая пара, состоящая из кулачка 24 и толкателя 25, управляет состоянием указанной контактной группы. Замыкание контактов 22 и 28 приводит к срабатыванию реле

26, что, в с вою очередь, обусловливает замыкание его контактов 27 и 28. Срабатывание этих контактов обеспечивает включение печатающего механизма 29. Размыкание контактов 22 и 28 приводит к отпусканию реле 26, возврату печатающего механизма в исходное состояние и перемещению щеток 18 и 80 на следующую ламель коммутаторов 17 и 31 (печатающий механизм связан с коммутаторами путем храповой пары). Кулачки 32 и

24 установлены на одной оси вращения. Толкатель 88 воздействует на контакты 84 и 85.

Замыкание этих контактов приводит к срабатыванию реле 86. управляющего включением

50 схемы автоматики 87 регулятора расхода (каждый регулятор имеет свою схему автоматики) . Пнсть щетки коммутирующих устройств в начальном состоянии находится в положении, изображенном на фиг. 1. Это состояние соответствует подключению к нефелометру 15 (первой слева) головки 16, с помощью которой снимается соответствующий параметр культуральной жидкости в левом сосуде. Пусть при этом импульс 1 (см. фиг.

8), изображающий промежуток времени замыкания контактов 22 и 28, привел схему в исходное состояние, изображенное на фиг. 1.

После окончания этого сигнала регистрирующее устройство анализатора будет двигаться вдоль его шкалы до тех пор, пока сигнал рассогласования на управляющей обмотке реверсивного двигателя 21 не станет равным нулю. Когда измерение установится, замыкаются контакты 84 и 85, управляемые кулач: ком 32 (см. фиг. 3). Срабатывание реле 86 обусловливает замыкание его контактов 88 и

89 на время действия управляющего импульса 11. Это приводит к срабатыванию реле 40, которое блокируется через свои контакты 41 и 42. В рассматриваемый момент времени обмотка реле подключается к источнику питания 43 через коммутатор 81 и его щетку, находящуюся в это время в положении, изображенном на фиг.1. Срабатывание реле 40 приводит к замыканию его контактов 44 и 45.

Прп этом управляющая обмотка реверсивного двигателя 46 подключается к выходу усилителя 20 мощности (т. е. параллельно управляющей обмотке двигателя 21 автоматического нефелометра). Реверсивный двигатель 46 (см. фиг. 2) механически связан с исполнительным механизмом профильным кулачком 47, который с помощью тол кателя 48. прижимаемым к поверхности кулачка пружиной 49, воздействует на диафрагму 11, увеличивая или уменьшая световой поток к фотоэлементу 7 канала сравнения. Профиль кулачка построен таким образом, чтобы изменение светового потока в канале сравнения обеспечивало для каждого нефелометрического значения оптимальный расход газовой смеси.

Заданное положение кулачка 47 обеспечивается специальным механическим фиксатором следующим образом. С реверсивного двигателя 46 вращательное движение передается кулачку47 при помощи валика 50 (см. фиг.

4), на котором жестко установлен барабан

51. Положение барабана может фиксироваться тормозной колодкой 52. Колодка прижимается к наружной поверхности барабана пружиной 58. При включении обмотки электромагнита 54 его сердечник 55, преодолевая усилие пружины, втягивается внутрь катушки, выводя из соприкосновения поверхности тормозной колодки и барабана. В этом положении при включении реверсивного двигателя кулачок 47 может повертываться на определенный угол, соответствующий изменению

174332

30

45 ные схемы. измеряемой величины. Электромапшт приходит в исходное состояние (см. фиг. 4) в момент подачи управляющего импульса 1П (кулачок 24 с момента формирования импульса

1 сделал полный оборот).

Включение электромагнита производится с помощью реле 56 схемы автоматики (см. фиг. 1}.

Срабатывание реле 86 приводит к замыканию его контактов 57 и 58. При этом реле 56 включается и блокируется через свои контакты 59 и 60. В цепь нормально разомкнутых контактов 61 и 62 реле включена обмотка электромагнита 54. В момент замыкания этих контактов, соответствующий подаче управляющего импульса !1, обмотка электромагнита подключается к источнику питания 48. Как уже описывалось ранее, в это же время уггравляюшая обмотка реверсивного двигателя

46 подключается к выходной цепи усилителя

20 мощности. благодаря чему происходи г коррекция фазы установки двигателя 46 и поворот кулачка 47.

В цепь блокировки реле 56 включены нормально замкнутые контакты 68 и 64 реле 26, которое срабатывает при замыкании контактов 22 и 28. Этот момент соответствует приходу управляющего импульса 1П (см. фпг. 3).

Срабатывание реле 26 приводит к размыканию его контактов 68 и 64 и к отпусканию реле 56. Это, в свою очередь, приводит к отклонению питания от обмотки электромагнита и возвращению его в исходное состояние, при котором подвижная система (см. иа фиг. 4) фиксируется на заданном значении фазы. Во время действия управляющего импульса 111 реле 40 остается во вк,.поченном состоянии, так как щетка 80 коммутатора 81 сше находится в прехснем цоложеппи (см. фиг. 1). Переход щетки и следующее положение IlpoHзойдст лишь с приходом заднего фронта импульса 1П, после чего питание от обмотки реле 40 отключается и оно приходит в исходное состояние. Размыкание его контактов 44 и 45 отключает управляющую обмотку реверсивного двигателя 46 от выходной цепи оконечного усилителя 20 мощности.

С переходом щеток 18 «80, коммутирующих устройство в следующее положение, весь описанный цикл работы повторится для схемы автоматики второго (слева) культурального сосуда и т. д.

1 ак поочередно с заданной периодичностью в каждом культуральном сосуде производятся нефелометрические измерения и корректируется положение кулачком 47 для каждого из регуляторов расхода газовой смеси.

Предмет изобретения

1. Прибор для культивирования микроорганизмов, содержащий культуральные сосуды, нефелометрические датчики и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью подач.r газовой смеси, пропорциональной ко Iè÷ãñòâó биомассы при параллельном культивировании микроорганизмов, в нем установлен коммутатор, последовательно подключающий датчики плотности биомассы каждого сосуда к исполнительным механизмам, задающим интенсивность подачи газовой смеси к сосудам.

2. Прибор по и. 1, отличающийся тем, что, с целью преобразования сигналов датчиков плотности биомассы в перемещения исполниTåëüных механизмов, в нем установлены электронныс усилители, нагрузкой которых являются, например, реверсивные двигатели, осп которых жестко связаны с исполнительными механизмами, выполненными, например, в виде кулачка.

3, Прибор по и, 1, отличающийся тем, что. с целью поддержания заданного положения исполнительного механизма на период цикла сбо;,ота коммутатора, в вем установлен ме..апический фиксатор B виде. например, тормозной колодки, управляемой электромагнитом.

4. Прибор по и. 1, отличающийся тем, птп, с целью периодического управления реверсивными двигателями и электромагнитамп механических фиксаторо, каждого культурального сосуда. в нем установлены релей174352 а7

Фб то" ,г — б

5 1

) I

Фиг.3

Заказ 2678 2 Тираж 450 Формат бум, 60)<99>

Ц1!ПИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4.

Типография, гр. Сагунова, д. 2.

Ссставитель Е. Я, Ланцбург

Редактор А. И. Пименова Техред Л, К. Ткаченко 1(орректор Л. F,. Марисин