CN106000201A - 柔性固定式单管自动漩涡振荡器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性固定式单管自动漩涡振荡器，包括漩涡振荡器主系统(1)以及与漩涡振荡器主系统(1)的偏心转动轴相连的旋转托盘(8)，在漩涡振荡器主系统(1)的外壳上固定设置支撑框架，在支撑框架内设置用于柔性固定振荡管顶部的双层框架，所述双层框架相对于支撑框架上下移动，所述双层框架位于旋转托盘(8)的正上方；双层框架上设有用于与支撑框架相定位的锁紧装置。采用该振荡器能实现不需要人力维持的情况下进行全自动漩涡振荡。

Description

柔性固定式单管自动漩涡振荡器

技术领域

本发明属于实验设备领域，尤其涉及物料漩涡振荡混合时所需的自动化漩涡振荡器。

背景技术

在自然科学实验中，往往要将几种物料进行混合至均一，常见的形式如流体物料的混合，或在流体中溶解固体溶质。在很多情况下，这种混合过程如果靠手震荡是比较费时费力的，而且效果也不理想。因此现在出现了很多机械混合器，比如摇床、滚轴混合器、三维转动混合器，这些虽然都是全自动的，但都是力度较弱的混合方式，而且有些需要震动管具有密封盖，液体会进行上下左右不规则震动，也因此限制了其震动力度不能过大，对需要剧烈混合或难溶体系的溶解是不合适的。目前现有的一种混合器即漩涡振荡混合器是可以提供剧烈震荡的，其特点是混合管下端做快速偏心圆周运动，上端相对不动，这样就使管内的液体产生剧烈的漩涡转动，提供剧烈的震荡环境，而且因上端位置基本稳定，所以不是振荡管的每一部分都在做与振荡器轴相同幅度的偏心转动，振荡管重心的偏心转动幅度比振荡器轴的偏心转动幅度要小，因此系统较平稳，同时管内混合液的漩涡液高稳定，液体不会在剧烈震动下溢出振荡管；其工作过程一般都是半自动，即需要依靠手持容器管的上端，下端接触振荡器的托盘来实现，打开漩涡振荡器，托盘进行偏心震动，因此带动与之静摩擦接触的容器管下端也进行偏心震动，从而使容器管内的混合液自下而上产生漩涡式旋转。

目前市面上的漩涡振荡器基本都属于半自动，其需要依靠手的抓持作用，时间久了手会因为管壁对手指的高频振动而产生痛感，而且震荡时，实验人员必须跟振荡管一起陪同在振荡器旁，浪费时间，尤其是针对难溶物等需要长时间震荡的情况下，以上两个缺点就尤为显著。

模拟半自动漩涡振荡效果的全自动漩涡振荡器并不好实现，其不能仅靠一个紧固件固定牢振荡管就能替代人手的作用，因为人手的抓持作用其实有一定的柔性，下端做相对较大角度偏心振荡时，上端因为跟下端在一根管内也必须做小角度振荡，因此，如果上端固定死就会导致下端振荡也不能进行。要实现振荡管下端作大角度偏心振动，上端基本不动，但可被迫做小角度跟随运动，需要巧妙的配件和运作方式，来构建漩涡混合剧烈程度以及振荡管稳定性与半自动式完全一样的全自动漩涡振荡器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种柔性固定式单管自动漩涡振荡器，采用该振荡器能实现不需要人力维持的情况下进行全自动漩涡振荡。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种柔性固定式单管自动漩涡振荡器，包括漩涡振荡器主系统以及与漩涡振荡器主系统的偏心转动轴相连的旋转托盘，在漩涡振荡器主系统的外壳上固定设置支撑框架，在支撑框架内设置用于柔性固定振荡管顶部的双层框架，所述双层框架能相对于支撑框架上下移动，所述双层框架位于旋转托盘的正上方；双层框架上设有用于与支撑框架相定位的锁紧装置。

作为本发明的柔性固定式单管自动漩涡振荡器的改进：双层框架由位于上层的实体橡皮层和位于下层的镂空橡皮层组成，在镂空橡皮层的中心位置处设置镂空孔；

实体橡皮层和镂空橡皮层依靠连接件固定相连。

作为本发明的柔性固定式单管自动漩涡振荡器的进一步改进：镂空孔为星形镂空孔。

作为本发明的柔性固定式单管自动漩涡振荡器的进一步改进：支撑框架由均匀位于漩涡振荡器主系统外围的4根框架支撑杆组成，框架支撑杆与漩涡振荡器主系统的外壳固定相连；

所述锁紧装置包括紧固螺丝和紧固件，在框架支撑杆的上半部设置螺栓通道(沿着框架支撑杆的长度方向设置)，紧固螺丝依次穿过连接件上的螺栓孔以及框架支撑杆的螺栓通道后与紧固件相连。

作为本发明的柔性固定式单管自动漩涡振荡器的进一步改进：在漩涡振荡器主系统外壳的底部设置吸盘式支撑脚。

本发明是对普通的半自动漩涡振荡器进行改进而得的，本发明属于全自动漩涡振荡器，本发明使用内星形镂空橡皮层作为中部的柔性支撑，配合顶层的实体橡皮层共同实现自动漩涡振荡器，在无人力维持的情况下，方便地装上振荡管后，振荡管可做到下端做较大角度偏心转动，上端几乎不动，但可做小角度被迫跟随运动，其漩涡混合力度与半自动的完全相同，振荡管振荡时稳定性好，而且本发明可适合各种型号的振荡管，无特殊的规格要求，灵活应用。

本发明的实体橡皮层，可对振荡管提供下压力(使振荡管与旋转平台始终充分接触)，同时因为其具有较好的柔弹性和较好的摩擦系数，可对振荡管的上端起弱固定作用，使振荡管上端基本固定但可做被迫跟随运动；对于设有星形镂空孔的镂空橡皮层，主要是利用橡皮角的弹性，柔性固定振荡管，使振荡管振荡时不“跑管”，因薄橡皮的尖角活动性大，与管的接触力度小，因此摩擦也小，经实践，中部柔性固定层(即，镂空橡皮层)对振荡的阻力可忽略。实际使用时，一般而言，振荡管的管径应该大于星形镂空孔的最小内径(即橡皮尖角顶点所围成的类圆的直径)、且约小于星形镂空的最大直径(即橡皮尖角底边所围成的类圆的直径)的4/5。

在本发明中，调节和固定双层框架的紧固件选用快拆式紧固件，方便实验中调节双层框架的高度。快拆式紧固件由带柄螺帽和偏心扣件实现，使用手柄可徒手初步拧紧螺帽，再扣下偏心扣件进一步压紧连接件和框架支撑杆达到紧固双层框架的目的。

在本发明中，利用吸盘式支撑脚，在大气压作用下可使整个仪器牢牢固定在桌面上。

本发明具有以下技术优势：

1、本发明的自动漩涡振荡器可以不需要人力维持，装好后在所设定的时间内可以稳定振动，从而解放人力，提高效率。

2、本发明适用范围广，设有星形镂空孔的镂空橡皮层可适用不同粗细的振荡管，双层框架采用连续的无级调整方式，可适用于不同长度的振荡管。

3、本发明制作成本低，没有使用复杂的配件，使用时装管和调节方便。

4、本发明的振荡管振荡形式稳定，机械化模拟了半自动的工作方式。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明的柔性固定式单管自动漩涡振荡器的整体结构示意图；

图2是图1中的镂空橡皮层9的放大示意图；

图3是图1侧视放大后的局部示意图(主要体现锁紧装置)。

图中：

漩涡振荡器主系统1、吸盘式支撑脚2、实体橡皮层3、连接件4、框架支撑杆5、紧固件6、紧固螺丝7、旋转托盘8、镂空橡皮层9、调速开关10。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例1、一种柔性固定式单管自动漩涡振荡器，如图1～图3所示，包括漩涡振荡器主系统1以及旋转托盘8，漩涡振荡器主系统1带有调速开关10，旋转托盘8与漩涡振荡器主系统1的偏心转动轴相连；上述内容为现有技术。

在漩涡振荡器主系统1的外壳上固定设置支撑框架，该支撑框架由均匀位于漩涡振荡器主系统1外围的4根框架支撑杆5组成，框架支撑杆5的下半部与漩涡振荡器主系统1的外壳固定相连。

在支撑框架内设置能相对于支撑框架上下移动的、且垂直于框架支撑杆5的双层框架(为水平双层框架)，双层框架由位于上层的实体橡皮层3和位于下层的镂空橡皮层9组成，实体橡皮层3和镂空橡皮层9依靠连接件4固定相连；在镂空橡皮层9的中心位置处设置镂空孔，该镂空孔为星形镂空孔，且位于旋转托盘8的正上方。星形镂空孔的每个橡皮角都有弱弹性，可柔性固定振荡管但不阻碍振荡管的正常震动。

一般而言，该星形镂空孔设置有20～30个的橡皮角。

双层框架的连接件4上设有用于与支撑框架相定位的锁紧装置，锁紧装置包括紧固螺丝7和紧固件6，框架支撑杆5的上半部中间开叉，从而形成螺栓通道，紧固螺丝7依次穿过连接件4上的螺栓孔以及框架支撑杆5上的螺栓通道后与紧固件6相连。紧固件6选用快拆式紧固件。

在漩涡振荡器主系统1外壳底部的4个角上各设置一个吸盘式支撑脚2。

具体工作过程如下：

1)、根据需要选择振荡管，管内加入适量需要混合的物料，将此振荡管自下向上的穿过镂空橡皮层9的星形镂空孔，振荡管的顶部顶住实体橡皮层3；

2)、松开紧固件6，调节连接件4相对于框架支撑杆5的高低位置，使竖直的振荡管的底部正好触到旋转托盘8并对旋转托盘8和实体橡皮层3有一定压力(此时，实体橡皮层3会产生一定的向上凸起，凸起的尺寸大约2mm)，从而保证振荡管与旋转托盘8有效的静摩擦，使振荡管在转动中始终与旋转托盘8接触良好；拧紧紧固件6，从而锁紧双层框架与框架支撑杆5的相对位置，再按压吸盘式支撑脚2以固定仪器在桌面的位置，开启调速开关10进行全自动漩涡振荡。

具体而言，紧固件6可选用快拆式紧固件，快拆式紧固件由带柄螺帽和偏心扣件实现，使用螺帽柄可徒手初步拧紧螺帽，扣下偏心扣件可进一步压紧连接件4和框架支撑杆5。

采用实施例1所述的自动漩涡振荡器及其工作方式进行如下实验：

实验1、使用50ml刻度离心管作为振荡管，管中加入果胶多糖样品10mg，再加蒸馏水15ml，记录双层框架的高度位置和仪器在桌面的位置，以供实验结束评价仪器的稳定性。开启调速开关10，并设置转速到最大值。以果胶多糖溶解状况，漩涡液面高度(使用在刻度离心管上的体积刻度评估)，双层框架移动距离，仪器移动距离这些指标综合评价本发明自动漩涡振荡器的效果，实验结果见表1。

表1、自动漩涡振荡器效果检测

由上表1可以看出，本发明的自动漩涡振荡器能长时间稳定地运行，根据漩涡液面高度可看出本发明能形成有效的漩涡，并自动有效地溶解了较难溶样品。

对比例1、取消实施例1中的镂空橡皮层9，即，改成只有一层顶层的实体橡皮层3，其余同实施例1。采用如实验1所述方式进行该装置的效果评估。结果见表2。

表2、对比例1中自动漩涡振荡器的效果检测

此装置不能有效稳定运行，振荡几秒后离心管会“跑管”，因此只测试了能稳定的前几秒，虽然也能形成可接受漩涡液面高度，但其仪器的不稳定性从实用角度看显然已经不如实验1的效果。

对比例2、取消实施例1中的吸盘式支撑脚2，改成普通橡胶脚，其余同实施例1。采用如实验1所述方式进行该装置的效果评估。结果见表3。

表3、对比例2中自动漩涡振荡器的效果检测

此装置漩涡混合效果依然可以，漩涡能有效形成，但振动时间长了之后仪器有所漂移。

对比例3、取消实施例1中的实体橡皮层3，即，只设置镂空橡皮层9，其余同实施例1。采用如实验1所述方式进行该装置的效果评估。结果见表4。

表4、对比例3中自动漩涡振荡器的效果检测

此装置虽然能稳定运行，离心管也不会跑掉，但没有有效的下压力，不能使离心管与旋转平台(即，旋转托盘8)产生有效静摩擦，所以离心管也始终未产生有效的漩涡振荡，也无有效漩涡液面产生，因此也只需检测1min无需继续测试评估，振荡效果显然不如实验1。

对比例4、采用目前现有的半自动漩涡振荡器，即改成手持振荡管进行普通的旋涡振荡实验，其余同实验1进行。结果见表5。

表5、对比例4中普通漩涡振荡器的效果对比测试

此半自动的普通漩涡振荡器效果跟实验1自动漩涡振荡器一样，但其需要手持振荡管，费时费力，不如实验1既达到了半自动时的效果，又实现了自动化，提高效率。

对比例5、将实施例1镂空橡皮层9中的星形镂空孔改成圆形镂空孔，该圆形镂空孔的孔径比振荡管的管径大2mm，其余同实施例1。采用如实验1所述方式进行该装置的效果评估。结果见表6。

表6、对比例5中自动漩涡振荡器的效果检测

由表6可知，虽有一定漩涡形成，但振荡管的转动受到圆孔的束缚，不能形成有效的理想漩涡液面，仪器虽能稳定运行，但震荡效果有限，样品溶解不理想。且对比例5中的装置不能适用于不同管径的振荡管，综合来看效果都显然不如实验1。

对比例6、将实施例1镂空橡皮层9中的星形镂空孔改成圆形镂空孔，该圆形镂空孔的孔径＝振荡管的管径，其余同实施例1。采用如实验1所述方式进行该装置的效果评估。结果见表7。

表7、对比例6中自动漩涡振荡器的效果检测

此装置的普通圆孔橡胶层不能对振荡管进行柔性固定，其对管的振动形成阻碍，使振荡管不能形成有效的漩涡液面，混合效果差，无需再继续验证，而且其不能适用于不同管径的振荡管，综上，对比例6显然不如实验1的效果。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.柔性固定式单管自动漩涡振荡器，包括漩涡振荡器主系统(1)以及与漩涡振荡器主系统(1)的偏心转动轴相连的旋转托盘(8)，其特征是：在漩涡振荡器主系统(1)的外壳上固定设置支撑框架，在支撑框架内设置用于柔性固定振荡管顶部的双层框架，所述双层框架相对于支撑框架上下移动，所述双层框架位于旋转托盘(8)的正上方；双层框架上设有用于与支撑框架相定位的锁紧装置。

2.根据权利要求1的柔性固定式单管自动漩涡振荡器，其特征是：双层框架由位于上层的实体橡皮层(3)和位于下层的镂空橡皮层(9)组成，在镂空橡皮层(9)的中心位置处设置镂空孔；

实体橡皮层(3)和镂空橡皮层(9)依靠连接件(4)固定相连。

3.根据权利要求2的柔性固定式单管自动漩涡振荡器，其特征是：所述镂空孔为星形镂空孔。

4.根据权利要求1～3任一所述的柔性固定式单管自动漩涡振荡器，其特征是：

支撑框架由均匀位于漩涡振荡器主系统(1)外围的4根框架支撑杆(5)组成，所述框架支撑杆(5)与漩涡振荡器主系统(1)的外壳固定相连；

所述锁紧装置包括紧固螺丝(7)和紧固件(6)，在框架支撑杆(5)的上半部设置螺栓通道，紧固螺丝(7)依次穿过连接件(4)上的螺栓孔以及框架支撑杆(5)的螺栓通道后与紧固件(6)相连。

5.根据权利要求1～3任一所述的柔性固定式单管自动漩涡振荡器，其特征是：在漩涡振荡器主系统(1)外壳的底部设置吸盘式支撑脚(2)。