【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物材料制备，具体是一种酶催化软骨修复水凝胶制备装置。
技术介绍
1、软骨组织是人体骨骼系统中的重要组成部分，对关节的正常形态和功能起着至关重要的作用。然而，由于软骨组织内血管和淋巴组织含量极少，其再生能力极为有限。当软骨组织受到损伤或缺失时，往往难以通过自身修复机制恢复，这导致了多种关节疾病和运动障碍的发生。因此，探索有效的软骨修复方法一直是生物医学工程领域的研究热点。
2、水凝胶作为一种潜在的软骨填充材料，因其独特的性质而备受关注。水凝胶具有易于成型、三维亲水网络和理想的生物相容性等特点，这些特性使其成为软骨修复的理想材料。特别是可注射水凝胶，由于其独特的溶胶-凝胶转变特性和可调节的力学性能，在软骨组织工程中具有显著的优势。
3、然而，现有的酶催化软骨修复水凝胶制备技术仍存在一些缺陷：
4、1、酶催化反应的不稳定性：酶催化反应的速率和效率受到多种因素的影响，如温度、ph值、底物浓度以及酶的活性和稳定性等。这些因素的波动可能导致制备过程的不稳定性，进而影响水凝胶的质量和性能。
5、2、制备过程的复杂性：在酶催化软骨修复制备水凝胶的过程中，酶催化反应、水凝胶形成和产品干燥等步骤通常分步骤进行。这些步骤之间的衔接和切换通常需要独立采用专业设备并结合经验进行判断，导致酶催化软骨修复制备水凝胶的成本较高，且水凝胶的质量和性能难以保障。
6、所以本专利技术提出一种酶催化软骨修复水凝胶制备装置，以解决上述问题。
技术实现思路>
1、本专利技术提出了一种酶催化软骨修复水凝胶制备装置，通过一体化设计、精确的物料控制以及智能的过滤等多个方面的优化，提高了水凝胶的制备效率和质量，降低了制备成本。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种酶催化软骨修复水凝胶制备装置，包括外壳，外壳内部从上至下依次设有若干储料腔室、反应腔室和加热腔室，储料腔室内均安装有进样组件，储料腔室通过进样组件与反应腔室连通，反应腔室内安装有搅拌组件和监测组件，反应腔室和加热腔室之间安装有过滤组件，反应腔室和加热腔室通过过滤组件连通；
3、过滤组件包括安装壳、若干连接板、若干连接杆和若干扇叶，安装壳与外壳内侧壁固定连接，安装壳和外壳内侧壁之间设有安装腔室，扇叶均贯穿安装壳侧壁且与安装壳侧壁转动配合，扇叶沿安装壳内侧壁圆周分布，扇叶贯穿安装壳一端均与连接板固定连接，相邻连接板之间铰接有连接杆，安装腔室内固定连接有第一动力件，第一动力件的输出轴与其中一个扇叶贯穿安装壳一端固定连接，安装壳顶部设有滑槽，滑槽内部滑动配合有滤板。
4、采用上述方案后实现了以下有益效果：
5、1、本专利技术装置内部从上至下依次设有储料腔室、反应腔室和加热腔室，这种布局使得材料投放、反应和干燥处理过程能够顺序进行，将酶催化反应、水凝胶形成和产品干燥等步骤无缝衔接并附带各环节的监控，减少材料转移，提高效率，确保水凝胶的质量和性能，并减少污染。
6、2、通过进样组件将储料腔室中的材料按照预设的比例和顺序投入反应腔室中，保证了材料投放的精准性和混合的均匀性，有利于提高水凝胶的质量和性能。
7、3、反应腔室内安装的搅拌组件能够确保材料在反应过程中均匀混合，提高反应效率和产物的均一性。监测组件能够实时监测反应过程，为反应条件的控制提供了依据。同时，控制器可以根据监测数据自动调整反应条件，确保反应过程的稳定性和可控性。
8、4、扇叶的设计允许在需要时通过第一动力件快速转变状态，从而控制滤板的升降，实现反应腔室与加热腔室之间的隔离或连通。扇叶与连接板、连接杆的组合，使得所有扇叶能够同步运动，增强了操作的稳定性和可靠性。滑槽的设计为滤板提供了稳定的滑动轨道，确保了其在升降过程中的平稳性和准确性。
9、5、整个制备过程可以通过控制器进行自动化控制，减少了人工操作的工作量，提高了生产效率。且整个制备过程在一个封闭的设备内进行，减少了有害物质的排放，同时回收再利用的设计也降低了能源消耗。
10、进一步，储料腔室侧壁均设有进料口和用于封闭进料口处的盖体，储料腔室底部设有出料口，进样组件包括若干第二动力件，第二动力件固定连接在外壳内侧壁，第二动力件输出轴上固定连接有凸轮，凸轮的直径均不相等，储料腔室顶壁开设有圆孔，圆孔中穿插有推杆，推杆顶端固定连接有安装板，安装板远离推杆一端安装有滚轮，推杆上套设有弹簧，弹簧一端与安装板固定连接，弹簧另一端与储料腔室顶壁固定连接，推杆伸入储料腔室一端固定连接有推板，推板与储料腔室内侧壁滑动配合，储料腔室内侧壁安装有应变片，出料口处安装有电磁阀，电磁阀信号连接有控制器，控制器与应变片和第二动力件信号连接，控制器对电磁阀和第二动力件的启闭进行控制。
11、有益效果：通过第二动力件驱动凸轮的旋转，利用凸轮的凸起部分与滚轮的接触和脱离来驱动推杆和推板的上下运动，从而实现对储料腔室内材料的精确投放。由于凸轮的直径不相等，可以根据需要调整推杆的运动行程，进而控制材料的投放量，确保反应的准确性和一致性。整个投料过程通过控制器、应变片和第二动力件的配合实现自动化控制，无需人工干预，大大提高了制备过程的自动化程度和操作效率。应变片能够实时检测推板的运动状态，并将数据传输至控制器。控制器根据应变片的信号控制电磁阀的启闭和第二动力件的运转，实现了对投料过程的实时反馈和调整，进一步确保了投料的准确性和可靠性。
12、进一步，反应腔室内顶部固定连接有冷凝板，反应腔室顶部设有收集腔室，收集腔室设有收集口，收集口位于冷凝板一侧下方。
13、有益效果：反应过程中产生的水蒸气在接触到冷凝板时会被迅速冷凝成液态水，并通过预设的收集口流入收集腔室中。这一设计有效地回收了水蒸气，避免了水资源的浪费，同时也有助于保持反应腔室内环境的稳定。通过冷凝回收水蒸气，可以避免水蒸气在反应腔室内积聚，从而减少了水蒸气对反应过程的影响，保证了水凝胶的质量和制备效果。冷凝回收的水可以进一步利用，如用于水浴腔室中，补充水浴腔室的水量，保证催化过程中的温度条件，从而提高了能源利用效率。
14、进一步，加热腔室两侧均设有回收腔室，回收腔室与加热腔室连通，且连通处安装有单向阀。
15、有益效果：通过回收腔室回收洗涤水凝胶的水，并将其重新加热利用，实现了水资源的循环利用，大大降低了水资源的消耗，同时也有助于降低生产成本。回收并加热后的水，其温度可以得到有效控制，保证了在后续制备过程中水的温度条件符合要求，从而有助于提高水凝胶的质量和制备效率。利用加热组件对回收腔室中的水进行加热，不仅避免了使用新水时需要再次加热的能源消耗，而且通过有效利用回收水的热能，进一步提高了能源利用效率。
16、进一步，反应腔室底部外侧设有水浴腔室，水浴腔室顶部与收集腔室连通，回收腔室中安装有水泵，水泵的输出端与水浴腔室底部连通，水浴腔室与收集腔室连通处和与水泵连通处均安装有电动阀，电动阀与控制器信号连接。
17、有益效果本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种酶催化软骨修复水凝胶制备装置，其特征在于：包括外壳，外壳内部从上至下依次设有若干储料腔室、反应腔室和加热腔室，储料腔室内均安装有进样组件，储料腔室通过进样组件与反应腔室连通，反应腔室内安装有搅拌组件和监测组件，反应腔室和加热腔室之间安装有过滤组件，反应腔室和加热腔室通过过滤组件连通；
2.根据权利要求1所述的酶催化软骨修复水凝胶制备装置，其特征在于：储料腔室侧壁均设有进料口和用于封闭进料口处的盖体，储料腔室底部设有出料口，进样组件包括若干第二动力件，第二动力件固定连接在外壳内侧壁，第二动力件输出轴上固定连接有凸轮，凸轮的直径均不相等，储料腔室顶壁开设有圆孔，圆孔中穿插有推杆，推杆顶端固定连接有安装板，安装板远离推杆一端安装有滚轮，推杆上套设有弹簧，弹簧一端与安装板固定连接，弹簧另一端与储料腔室顶壁固定连接，推杆伸入储料腔室一端固定连接有推板，推板与储料腔室内侧壁滑动配合，储料腔室内侧壁安装有应变片，出料口处安装有电磁阀，电磁阀信号连接有控制器，控制器与应变片和第二动力件信号连接，控制器对电磁阀和第二动力件的启闭进行控制。
3.根据权利要求1所述的酶
4.根据权利要求1所述的酶催化软骨修复水凝胶制备装置，其特征在于：加热腔室两侧均设有回收腔室，回收腔室与加热腔室连通，且连通处安装有单向阀。
5.根据权利要求1所述的酶催化软骨修复水凝胶制备装置，其特征在于：反应腔室底部外侧设有水浴腔室，水浴腔室顶部与收集腔室连通，回收腔室中安装有水泵，水泵的输出端与水浴腔室底部连通，水浴腔室与收集腔室连通处和与水泵连通处均安装有电动阀，电动阀与控制器信号连接。
6.根据权利要求1所述的酶催化软骨修复水凝胶制备装置，其特征在于：搅拌组件包括第三动力件，第三动力件与反应腔室顶部内侧壁固定连接，第三动力件的输出轴固定连接有搅拌轴，搅拌轴固定连接有若干搅拌棒。
7.根据权利要求6所述的酶催化软骨修复水凝胶制备装置，其特征在于：搅拌轴上部固定连接有横杆，横杆远离搅拌轴一端固定连接有刮板。
8.根据权利要求1所述的酶催化软骨修复水凝胶制备装置，其特征在于：监测组件包括第一温度传感器、第二温度传感器和pH传感器，第一温度传感器和pH传感器安装在反应腔室内部，第二温度传感器安装在水浴腔室内部，第一温度传感器、第二温度传感器和pH传感器均与控制器信号连接。
9.根据权利要求1所述的酶催化软骨修复水凝胶制备装置，其特征在于：加热腔室底部内侧壁安装有加热组件，加热组件与控制器信号连接，控制器根据监测组件的实时监测数据对加热组件的功率进行控制。
10.根据权利要求1所述的酶催化软骨修复水凝胶制备装置，其特征在于：反应腔室侧壁嵌设有可视窗，可视窗采用透明材料制成，反应腔室侧壁开设有取样口和用于封闭取样口的封盖。
...【技术特征摘要】
1.一种酶催化软骨修复水凝胶制备装置，其特征在于：包括外壳，外壳内部从上至下依次设有若干储料腔室、反应腔室和加热腔室，储料腔室内均安装有进样组件，储料腔室通过进样组件与反应腔室连通，反应腔室内安装有搅拌组件和监测组件，反应腔室和加热腔室之间安装有过滤组件，反应腔室和加热腔室通过过滤组件连通；
2.根据权利要求1所述的酶催化软骨修复水凝胶制备装置，其特征在于：储料腔室侧壁均设有进料口和用于封闭进料口处的盖体，储料腔室底部设有出料口，进样组件包括若干第二动力件，第二动力件固定连接在外壳内侧壁，第二动力件输出轴上固定连接有凸轮，凸轮的直径均不相等，储料腔室顶壁开设有圆孔，圆孔中穿插有推杆，推杆顶端固定连接有安装板，安装板远离推杆一端安装有滚轮，推杆上套设有弹簧，弹簧一端与安装板固定连接，弹簧另一端与储料腔室顶壁固定连接，推杆伸入储料腔室一端固定连接有推板，推板与储料腔室内侧壁滑动配合，储料腔室内侧壁安装有应变片，出料口处安装有电磁阀，电磁阀信号连接有控制器，控制器与应变片和第二动力件信号连接，控制器对电磁阀和第二动力件的启闭进行控制。
3.根据权利要求1所述的酶催化软骨修复水凝胶制备装置，其特征在于：反应腔室内顶部固定连接有冷凝板，反应腔室顶部设有收集腔室，收集腔室设有收集口，收集口位于冷凝板一侧下方。
4.根据权利要求1所述的酶催化软骨修复水凝胶制备装置，其特征在于：加热腔室两侧均设有回收腔室，回收腔室与加热腔室连通，且连通处安装有...
【专利技术属性】
技术研发人员：李贤，张志慧，赵柯郁，杨晓宇，曹慧敏，杜一翔，
申请(专利权)人：内蒙古医科大学附属医院内蒙古自治区心血管研究所，
类型：发明
国别省市：
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