CN104971638A - 搅拌装置及齿轮组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种搅拌装置以及齿轮组，该搅拌装置包含：至少一齿轮；至少一搅拌棒套；以及至少一连接部，连接该齿轮及该搅拌棒套；其中，该齿轮、该连接部及该搅拌棒套皆为中空状，且该齿轮通过该连接部转动该搅拌棒套。本发明的搅拌装置利用该齿轮带动搅拌棒套的特性进行搅拌，除了可在单位面积内达到最大的处理通量，更可有效降低彼此交叉污染问题。此外，于齿轮组中，通过特殊的中空的齿轮以及其加长的中空轴承，更增加了搅拌装置的准直性。

Description

搅拌装置及齿轮组

技术领域

本发明是关于一种搅拌装置及齿轮组；特别是提供一种具有中空齿轮的搅拌装置及中空齿轮组。

背景技术

现今市面上的搅拌器，充斥许多种类，例如磁力搅拌器、震荡式搅拌器等等，其用于搅拌溶液或反应试剂，可加速溶质的溶解或防止凝固产生。

其中，磁力搅拌器(magnetic stirrer)是一种通过快速旋转的磁性搅拌子来搅拌液体的实验室设备。在此一装置下藉由旋转的磁铁来使搅拌子旋转，从而实现搅拌溶液。因为绝大部分化学反应可以发生在玻璃烧杯中，而玻璃等材料不会屏蔽磁场，所以搅拌子在玻璃烧杯中可以正常工作。同时，由于搅拌子大小的限制(搅拌子有多种型号与尺寸)，磁力搅拌器的缺点即明显在于只能适用于相对比较小的实验(溶液体积约小于4公升)。但在应付大体积溶液和黏性液体方面，磁力搅拌器表现不佳，需要使用传统的机械搅拌器。此外，磁力搅拌器通常使用于开放式的生物或化学反应溶液中，若磁性搅拌子本身被污染，极有可能造成生物或化学反应的污染。

此外，利用磁力的方式尚有自动化的磁珠操作平台，而自动化的磁珠操作平台在机构上最主要的核心部分之一即在于磁铁吸引磁珠的方式，也就是利用一支永久磁铁棒或电磁铁棒，插入搅拌棒套内，将磁珠固定在磁铁磁极端的搅拌棒套的外壁上。而该设计概念，在一次操作需少于32检体量，已有许多机型流通于市场上，但要再增加单次检体的处理量上，会遇到机台体积无法符合实验室需求；或是在有限空间内操作过多的检体，无法避免交叉污染的问题。

另，震荡式搅拌器是利用能将电压震荡转化为机械性震动的压电陶瓷(Piezoelectic ceramic)换能器(Transducer)制造成为震荡式搅拌器构造，其可应用在生物或化学分析步骤(包括固定化、清洗、相互作用)中，其构造包括有一可控制震荡频率的震荡单元，一受震荡单元传动震荡的传动部，一与传动部组接并受传动部连动的搅拌单元，于该搅拌单元组设有一个以上的搅拌棒，令震荡单元产生特定频率的震荡，藉由传动部带动搅拌单元，藉由精确控制震荡频率，震幅及震荡的时间，达到搅拌或是增加反应速率的目的。然而，该搅拌器却有可能造成震荡时空气进入样品终而导致污染的情况，或是可能有截面积的设计不吻合的问题。

因此，目前仍需开发一种搅拌器，其可适用于生物化学反应且反应过程不导致污染的产生，同时可在单位面积下处里大通量的样本，以符合产业的需求。

发明内容

缘此，本发明的目的是提供一种搅拌装置以及齿轮组，搅拌装置利用旋转搅拌的特性进行搅拌，除了可在单位面积内达到最大的处理通量，更可有效降低彼此交叉污染问题。此外，于齿轮组中，通过特殊的中空的齿轮以及其加长的轴承，更增加了搅拌装置的准直性。

因此，本发明提供一种搅拌装置，其包含：至少一齿轮，其具有一轴承；至少一搅拌棒套；以及至少一连接部；其中，该连接部的一端连接该轴承，该连接部的另一端连接该搅拌棒套，且该齿轮通过该连接部转动该搅拌棒套。

较佳地，该搅拌装置可更包含马达，该马达可通过联轴器控制齿轮。

较佳地，当该齿轮为多个时，可彼此相邻排列而形成至少一列的齿轮组。

较佳地，当该齿轮组为两列以上时，彼此相邻两列的齿轮组可上下交错排列。

较佳地，当该齿轮组为两列以上时，彼此相邻两列的齿轮组可呈同一平面排列。较佳地，该齿轮为一磁性齿轮。

较佳地，该齿轮可具有相同尺寸规格或具有不同尺寸规格的齿轮。

较佳地，该齿轮组的齿轮之间可通过两两彼此相邻排列而相互转动。

较佳地，该搅拌装置可更包含齿轮箱以装设该齿轮。

较佳地，该轴承及该连接部呈中空状。

较佳地，该齿轮可更包含一中空轴承；其中，该轴承两端长度的差值(L＝L2-L1)为5mm-20mm，较佳为10mm-15mm。

较佳地，该搅拌棒套为可拆式搅拌棒套。

较佳地，该搅拌棒套一端为封闭部且另一端为开口部；其中该搅拌棒套的开口部可使该连接部插入以相互结合。

较佳地，该搅拌装置可更包含磁棒；其中磁棒可穿越该齿轮、该连接部并插入该搅拌棒套以进行磁吸作用。

更进一步地，本发明亦提供一种齿轮组，其包含：多个齿轮，其中每一个该齿轮具有一轴承，且该齿轮为中空状以使该轴承穿过该齿轮，且该多个齿轮可两两彼此相邻排列，形成至少一列的齿轮组。

较佳地，当齿轮组为两列以上时，相邻两列的齿轮组可上下交错排列。

较佳地，当该齿轮组为两列以上时，彼此相邻两列的齿轮组可呈同一平面排列，且该齿轮可为一磁性齿轮。

较佳地，该多个齿轮为具有相同尺寸规格或具有不同尺寸规格的齿轮。

较佳地，该多个齿轮通过两两彼此相邻排列而相互转动。

较佳地，该齿轮组更可进一步包含齿轮箱以装设该齿轮。

较佳地，该轴承可为一中空轴承；其中，该中空轴承两端长度的差值(L＝L2-L1)为5mm-20mm，较佳为10mm-15mm。

本发明所提供的一种搅拌装置以及齿轮组，具备下述优点：

1.本发明利用的齿轮为中空的齿轮，利于磁棒插入且穿越连接部以伸入搅拌棒套进行磁吸作用；

2.本发明的齿轮具备经加长的中空轴承，可增加搅拌装置的准直性；

3.齿轮组中相邻两列的齿轮上下交错，仅同列的两两相邻相互带动而转动，可避免齿轮四方交叠造成净摩擦力过大的问题；以及

4.本发明的搅拌装置可避免实验过程污染的问题。

本发明一个或一个以上实施例的细节将于所附图式和以下描述中予以阐述。根据这些描述和图式和申请专利范围，将可容易地了解本发明的其他特征、目的和优点。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1A为本发明搅拌装置的主要构成组件的示意图；

图1B为将本发明搅拌装置的主要构成组件结合的示意图；

图1C为本发明搅拌装置另一态样的构成组件的示意图；

图1D为本发明搅拌装置的中空齿轮及轴承的示意图；

图2A为本发明齿轮组的一实施态样的示意图；

图2B为本发明齿轮组的另一实施态样的透视图；

图3A为本发明搅拌装置的一实施态样应用于样品槽的示意图；以及

图3B为本发明搅拌装置的一实施态样的构造侧视图。

主要元件标号说明：

10、10’：搅拌装置

101：齿轮

1011：中空轴承

1031：封闭部

1032：开口部

102：连接部

103：搅拌棒套

104：磁棒

105：马达

106：齿轮箱

107：联轴器

108：一般齿轮

109：样品槽

110：入力轴齿轮

具体实施方式

本发明的优点及特征将参照例示性实施例及附图进行更详细地描述而更容易理解。然而，本发明可以不同形式来实现且不应该被理解仅限于此处所陈述的实施例。相反地，对所属技术领域具有通常知识者而言，所提供的此些实施例将使本揭露更加透彻与全面且完整地传达本发明的范畴，且本发明将仅为所附加的申请专利范围所定义。在图中，成分或组件的尺寸及相对尺寸为了清晰易懂而以夸示方法表示。整篇说明书中，一样的组件符号指的是相同的组件。如本文中所使用的，术语“及/或”包含任何及所有一或多相关所列对象的组合。

除非另外定义，所有使用于本文的术语(包含科技及科学术语)具有与本发明所属该领域的技术人士一般所理解相同的意思。将更可理解的是，例如于一般所使用的字典所定义的那些术语应被理解为具有与相关领域的内容一致的意思，且除非明显地定义于本文，将不以过度理想化或过度正式的意思理解。

除非本文另外清楚地指出，单数形式“一”、“至少一”与“该”用于本文中可包含多个指涉物。

以下将配合图式详细叙述例示实施例。然而，这些实施例可以包含于不同的形式中，且不应被解释为用以限制本发明的申请专利范围。这些实施例的提供使得本发明的揭露完整与明了，熟知此技术之人将能经由该些实施例了解本发明的范畴。本发明提供一种搅拌装置以及齿轮组；其中，搅拌装置是利用马达带动中空的齿轮组进而使搅拌棒套旋转来达到搅拌的功能，此种方式可在单位面积内达到最大的处理通量，更可有效降低彼此交叉污染问题。此外，通过特殊的中空齿轮以及具备的加长轴承，更增加了搅拌装置的准直性。

图1A为本发明搅拌装置的主要构成组件的示意图。请参阅图1A，本发明提供一种搅拌装置10，其主要包含至少一齿轮101、至少一连接部102、以及至少一搅拌棒套103，其中该齿轮101包含一中空轴承1011，其穿过该齿轮101。其中该中空轴承1011的设计亦可根据使用者的需求，设计为非中空轴承或其他几何结构的变化，不受特别限制。其中，齿轮101的材料可为耐磨擦材质的磁性材料，耐磨擦材质的金属材料或耐磨擦材质的塑胶材料；其中，耐磨擦材质的磁性材料可包含钕铁硼磁铁(Nd₂Fe₁₄B)及钐钴磁铁(SmCo₅)，耐磨擦材质的金属材料可包含铸钢或铸铁等，耐磨擦材质的塑胶材料可包含聚缩醛(polyacetal)、聚己内酰胺(polycaprolactam)或聚四氟乙烯(polytetrafluoroethene)等，连接部的材料可为金属材料或塑胶材料；其中，金属材料可包含铸钢或铸铁等，塑胶材料可包含聚缩醛、聚己内酰胺或聚四氟乙烯等，搅拌棒套的材料以不遮蔽磁场的塑胶材料为主，可为聚丙烯(polypropylene)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚苯乙烯(polystyrene)或聚乙烯(polyethylene)等。

图1B为将本发明搅拌装置10的主要构成组件结合的示意图，如图1B所示，连接部102的一端用于连接中空轴承1011，另一端连接搅拌棒套103，且齿轮101及连接部102皆为中空状。具体的连接方式为连接部102的一端可使该齿轮101的中空轴承1011穿入连接部102而相互结合，连接部102的另一端可与该搅拌棒套103结合。因此，齿轮101可通过中空轴承1011连结连接部102进而转动搅拌棒套103，以达到旋转搅拌的功能。用于本发明的搅拌棒套103的一实施态样为可拆式搅拌棒套，且搅拌棒套103一端为封闭部1031且另一端为开口部1032，搅拌棒套103的开口部1032可使连接部102插入以相互结合。该搅拌装置的优点在于，通过连接部102的特殊设计，可进行下方耗材(例如：搅拌棒套103)的快速且自动化更换以确保耗材的准直性；此外，在使用时，耗材亦可自动化地插入与退出连接部102，大幅简化传统类似的搅拌装置的操作过程，及减少样品污染等问题。

图1C为本发明搅拌装置另一态样的构成组件的示意图。如图1C所示，本发明的一种搅拌装置10’可更包含磁棒104。当本发明的搅拌装置10’需具备磁吸功能时，可利用磁棒104穿过中空的齿轮101的中空轴承1011、连接部102并进入搅拌棒套103以使得搅拌棒套103具有磁吸功能。此外，应注意的是，如图1D所示，图1D为本发明搅拌装置的中空齿轮101及轴承的一态样的示意图，为了增加本发明的搅拌装置的准直性及摩擦力，将本发明其中一端的轴承长度加长至L2，以达到上述的目的。故本发明所谓的经加长的中空轴承1011，除齿轮本身的厚度M之外，包含一端的长度L1及另一端的长度L2；其中，L2的长度大于L1，其差值为L(L＝L2-L1)。若该差值(L)过短，则会因为摩擦力不足而脱落，若该差值(L)过长，则易产生偏心旋转的问题。故，较佳地，该差值(L)为5mm-20mm，较佳的差值(L)为10mm-15mm。

此外，本发明另提供一种齿轮组，其由图2所示。图2A为本发明齿轮组的一实施态样(齿轮组呈同一平面排列)的示意图，本实施态样所提供的齿轮组包含多个齿轮101，其中每一个该齿轮101具有一中空轴承1011(图未示)，且多个齿轮101两两彼此相邻排列以形成多列的齿轮组，多个齿轮101通过两两彼此相邻排列而转动。当齿轮组为两列以上时，彼此相邻两列的齿轮组可呈同一平面排列，且该齿轮101可为一磁性齿轮，磁性齿轮的优点在于没有摩擦力，故可在同一平面上无限排列及延伸。此外，齿轮组装设于齿轮箱106，而此实施态样中的齿轮箱106为半开放性的齿轮箱。然而，本实施态样仅为例示性，该齿轮箱106的设计亦可为封闭式，不受特别的限制。

图2B为本发明齿轮组的另一实施态样(齿轮组成上下排列)的透视图，由此一实施态样可知，当该齿轮组为两列以上时，彼此相邻两列的齿轮101可呈上下交错排列。相邻两排的齿轮101上下交错，仅由同一列中彼此相邻的齿轮101带动旋转，优点在于避免齿轮101四方的交叠所造成净摩擦力过大的问题，而此一齿轮排列的设计较佳适合用于一般材质的齿轮，以耐磨擦材质较佳，例如:金属材料或塑胶材料；其中，金属材料可包含铸钢或铸铁等，塑胶材料可包含聚缩醛、聚己内酰胺或聚四氟乙烯等。再者，联轴器(图未示)通过设置于齿轮箱106中的入力轴齿轮110来带动一般齿轮108及本发明的齿轮101旋转，带动方式仅为例示性，非为限制性，例如：并排的齿轮、横杆带动等方式等，皆可带动本发明的中空齿轮101旋转。

本发明的齿轮101的数量、材质、排列方式及带动方式皆可依实际使用时视情况调整，无需特别限制。

更进一步地，图3A为本发明搅拌装置的一实施态样示意图，其中，以本发明的搅拌装置应用于样品槽109(例如：96槽位)的实施态样。请参阅图3A，本发明的搅拌装置可更包含马达105，该马达105可进一步通过联轴器107进一步地控制齿轮101，使得齿轮101可通过连接部102进一步带动搅拌棒套103而进行搅拌的功能。此外，本发明的搅拌装置可更包含齿轮箱106以装设齿轮101。当不需进行磁吸作用而仅进行一般旋转搅拌时，磁棒104可通过一控制单元(图未示)将磁棒104移动于齿轮箱106上方，而搅拌动作是利用马达105通过联轴器107控制齿轮101的转动，使得齿轮101可通过连接部102进一步带动搅拌棒套103而进行旋转搅拌的功能。当进行磁吸作用时，磁棒104可藉由控制单元(图未示)控制该磁棒104穿过中空状的齿轮101的中空轴承1011、连接部102以进入搅拌棒套103中，以使搅拌棒套103具有磁吸作用，以吸附样品槽109(例如：96槽位)中的磁珠(图未示)。

图3B为本发明搅拌装置的一实施态样的构造侧视图。其中，可看出当齿轮101为多个时，可两两彼此相邻排列而形成至少一列的齿轮组，而当齿轮组为两列以上时，彼此相邻两列的齿轮组上下交错，本实施态样中齿轮组为8列(上排4列、下排4列)，每列之间彼此上下交错，每一列具有12个齿轮101，所制成的搅拌装置可同时将96根搅拌棒套103插入96根连接部102(图中仅显示使用多根搅拌棒套103)，并藉由齿轮的两两齿轮相互带动转动的方式，同时进行多达96孔槽位(即样品槽109)的生物化学等反应。此外，若需要进行磁吸作用时，96根磁棒104亦可同时穿过齿轮101、连接部102而进入搅拌棒套103中。

本实施例的应用仅为例示性说明，非为限制性。本发明的搅拌装置中的齿轮组，一列齿轮的个数以及总列数等均可视需求而设计，而磁棒104以及搅拌棒套103亦可依齿轮的个数而调整。此外，本发明中的齿轮101可为相同尺寸的规格或可为不同尺寸的规格，皆可视情况而调整。

其它实施态样

所有揭露于本说明书的特征可使用任何方式结合。本说明书所揭露的特征可使用相同、相等或相似目的的特征取代。因此，除了特别陈述强调处之外，本说明书所揭露的特征为一系列相等或相似特征中的一个实施例。

此外，依据本说明书揭露的内容，熟悉本技术领域者可轻易依据本发明的基本特征，在不脱离本发明的精神与范围内，针对不同使用方法与情况作适当改变与修饰，因此，其它实施态样亦包含于申请专利范围中。

Claims (26)

1.一种搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置包含：

至少一齿轮，其具有一轴承；

至少一搅拌棒套；以及

至少一连接部；

其中，所述连接部的一端连接所述轴承，所述连接部的另一端连接所述搅拌棒套，且所述齿轮通过所述连接部转动所述搅拌棒套。

2.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置还包含一马达。

3.如权利要求2所述的搅拌装置，其特征在于，所述马达通过一联轴器控制所述齿轮。

4.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，当所述齿轮为多个时，所述齿轮彼此相邻排列而形成至少一列的齿轮组。

5.如权利要求4所述的搅拌装置，其特征在于，当所述齿轮组为两列以上时，彼此相邻两列的所述齿轮组上下交错排列。

6.如权利要求4所述的搅拌装置，其特征在于，当所述齿轮组为两列以上时，彼此相邻两列的所述齿轮组呈同一平面排列。

7.如权利要求6所述的搅拌装置，其特征在于，所述齿轮为一磁性齿轮。

8.如权利要求4所述的搅拌装置，其特征在于，所述齿轮为具有相同尺寸规格或具有不同尺寸规格的齿轮。

9.如权利要求4所述的搅拌装置，其特征在于，所述齿轮组的所述齿轮之间通过彼此相邻排列而相互转动。

10.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置进一步包含一齿轮箱以装设所述齿轮。

11.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述轴承及所述连接部呈中空状。

12.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述轴承两端长度的差值为5mm-20mm。

13.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌棒套为能拆式搅拌棒套。

14.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌棒套一端为封闭部且另一端为开口部。

15.如权利要求14所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌棒套的开口部使所述连接部插入以相互结合。

16.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置还包含至少一磁棒。

17.如权利要求16所述的搅拌装置，其特征在于，所述磁棒通过穿越所述齿轮的所述轴承、所述连接部并插入所述搅拌棒套以进行磁吸作用。

18.一种齿轮组，其特征在于，所述齿轮组包含：

多个齿轮，其中每一个所述齿轮具有一轴承，且所述齿轮为中空状以使所述轴承穿过所述齿轮，及多个所述齿轮彼此相邻排列，形成至少一列的齿轮组。

19.如权利要求18所述的齿轮组，其特征在于，当所述齿轮组为两列以上时，相邻两列的所述齿轮组上下交错排列。

20.如权利要求18所述的齿轮组，其特征在于，当所述齿轮组为两列以上时，相邻两列的所述齿轮组呈同一平面排列。

21.如权利要求20所述的齿轮组，其特征在于，所述齿轮为一磁性齿轮。

22.如权利要求18所述的齿轮组，其特征在于，多个所述齿轮为具有相同尺寸规格或具有不同尺寸规格的齿轮。

23.如权利要求18所述的齿轮组，其特征在于，多个所述齿轮通过彼此相邻排列而相互转动。

24.如权利要求18所述的齿轮组，其特征在于，所述齿轮组进一步包含一齿轮箱以装设所述齿轮。

25.如权利要求18所述的齿轮组，其特征在于，所述轴承为中空轴承。

26.如权利要求25所述的齿轮组，其特征在于，所述中空轴承两端长度的差值为5mm-20mm。